Lernprogramm: Durchführen einer Fabric-Anpassung der kleinsten Quadrate

Dieses Thema gilt nur für ArcEditor und ArcInfo.

Komplexität: Anspruchsvoll Erforderliche Daten: ArcGIS Tutorial Data Setup Datenpfad: \ArcGIS\ArcTutor\Parcel Editing Ziel: Erfolgreicher Abschluss einer Fabric-Anpassung der kleinsten Quadrate

In diesem Lernprogramm wird ein Workflow für eine Parcel Fabric-Anpassung der kleinsten Quadrate beschrieben. Die Fabric-Anpassung verwendet die gespeicherten Peilungen und Entfernungen für die Flurstückslinien zusammen mit den Passpunktkoordinaten, um eine optimale Lösung aus allen räumlichen Informationen zu erhalten. In diesem Lernprogramm wurden die Passpunkte bereits eingegeben und mit ihren entsprechenden Fabric-Punkten verknüpft. Nachdem die Anpassung abgeschlossen ist, wird eine Anpassungszusammenfassung angezeigt. Die Anpassungszusammenfassung hilft dabei, die Attributinformationen für die Linien besser zu verstehen und Probleme mit den Daten, die korrigiert werden sollten, zu identifizieren. Nachdem die Probleme behoben sind, werden die Fabric-Punkt-Daten angepasst. Die Anpassung wird immer wieder ausgeführt, bis der maximale Versatz in den Nord- und Ostwerten nahe Null ist, d. h. die Anpassung ist zu einer optimalen Lösung konvergiert.

Schritte:

1. Öffnen Sie ArcMap, und laden Sie das Kartendokument "Parcel Editing" (ParcelEditing.mxd) im Ordner \ArcTutor\Parcel Editing\.
2. Zoomen Sie zu dem unten dargestellten Fabric-Anpassungsbereich oder klicken Sie auf das Menü Lesezeichen und dann auf Fabric Adjustment Area.

Fabric-Anpassungsbereich

3. Klicken Sie auf den Pfeil Flurstückseditor und dann auf Bearbeitung starten.
4. Schließen Sie das Fenster Features erstellen. In diesem Lernprogramm arbeiten Sie nicht mit diesem Fenster.
Bevor Sie eine Fabric-Anpassung durchführen, überprüfen Sie die Einpassung des Passpunktnetzwerks. Die Einpassungsprüfung stellt fest, wie gut sich das Flurstücknetzwerk in das Passpunktnetzwerk einfügt.

Hinweis:

Es wird empfohlen, vor dem Ausführen einer Fabric-Anpassung der kleinsten Quadrate stets eine Einpassungsprüfung für die Passpunkte auszuführen. Die Residuen der Einpassungsprüfung geben an, wie gut sich das Flurstücknetzwerk auf das zugehörige Passpunktnetzwerk einpasst. Flurstücklinien müssen mindestens um die Menge von Residuen aus der Einpassungsprüfung in der Anpassung der kleinsten Quadrate angepasst werden. Daher können Residuen aus Einpassungsprüfungen als Richtlinie zum Festlegen von Anpassungstoleranzen im Dialogfeld "Koordinaten anpassen" verwendet werden. Wenn Residuen aus Einpassungsprüfungen groß und untereinander inkonsistent sind, ist eine Anpassung der kleinsten Quadrate nicht sinnvoll. Flurstücklinien müssen mindestens um diese Menge angepasst werden. Das Ergebnis ist eine instabile Anpassung. Zunächst sollten die Gründe für die großen und inkonsistenten Residuen ermittelt und die Probleme behoben werden. In den meisten Fällen werden sehr große Residuen aus Einpassungsprüfungen durch Passpunkte verursacht, die mit dem falschen Fabric-Punkt verknüpft sind.

5. Klicken Sie auf das Werkzeug Passpunkte beibehalten (das Werkzeug befindet sich auf der Werkzeugleiste Flurstückseditor).
Alle sichtbaren Passpunkte in der Kartenausdehnung werden im Dialogfeld Passpunkt aufgeführt.
6. Klicken Sie auf die Schaltfläche Einpassung prüfen.
Neben jedem Passpunkt werden die Residuen der Einpassungsprüfung angezeigt.

Residuen in Einpassungsprüfungen

Da alle Residuen 0 betragen, passt das Flurstücknetzwerk sehr gut in das Passpunktnetzwerk. Die Residuen der Einpassungsprüfung müssen nicht 0 sein, um eine Fabric-Anpassung auszuführen, sollten aber innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegen. In diesem Fall würden Residuen von 2 Fuß und mehr überprüft werden, bevor eine Fabric-Anpassung ausgeführt wird.
7. Schließen Sie das Dialogfeld Passpunkt.
8. Klicken Sie auf das Werkzeug Flurstück-Features auswählen auf der Werkzeugleiste Flurstückseditor und ziehen Sie einen Rahmen, um alle Flurstücke im Fabric-Anpassungsbereich auszuwählen.

Anpassungsflurstücke auswählen

Tipp:

Sie müssen die Passpunkte nicht auswählen, die in der Anpassung verwendet werden. Passpunkte werden automatisch für ausgewählte Flurstücken erkannt, da sie mit Fabric-Punkten verknüpft sind.

9. Klicken Sie auf den Pfeil Flurstückseditor und dann auf Anpassen.

Wenn Sie zum ersten Mal eine Anpassung für einen neuen Satz von Flurstückdaten ausführen, besteht der erste Schritt darin, die Anpassungszusammenfassung zu verwenden, die im Dialogfeld Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate angezeigt wird. Ihr können Sie entnehmen, wie gut die COGO-Attribute sind und ob potenzielle Probleme in den Daten vorhanden sind, die korrigiert werden müssen. Der Anpassungsprozess berechnet Koordinaten, die die optimale Position für alle Fabric-Punkte darstellen. Diese Berechnung verwendet alle Peilungs- und Entfernungswerte für die Linien.

Hinweis:

Die Anpassungsberechnung ändert nicht die ursprünglichen COGO-Attribute für Linien.

Die Anpassungszusammenfassung vergleicht die neuen Positionen der Flurstückslinien mit den ursprünglich beobachteten oder aufgezeichneten COGO-Werten und meldet die Unterschiede zwischen den berechneten und den beobachteten Werten. Diese Zahlen werden als Residuen oder (b-b)-Werte (berechnete Werte minus beobachtete Werte) bezeichnet. Residuen, die im Vergleich zur angegebenen Prüftoleranz groß sind, sind Ausreißer, d. h. sie liegen außerhalb des erwarteten Bereichs. Das bedeutet, dass die angegebene Prüftoleranz die Toleranz für Ausreißer in den Daten definiert. Wenn Sie eine höhere Prüftoleranz auswählen, bedeutet das, dass Sie bereit sind, größere Unterschiede zwischen den angepassten Endpunkten von Linien und den zugeordneten COGO-Werten zu akzeptieren. Im Bericht werden nur (b-b)-Werte angezeigt, die größer als die angegebene Entfernungs- oder Peilungsprüftoleranz sind. Bevor Sie die Daten nicht kennen, wissen Sie nicht, welche Prüftoleranzen Sie verwenden sollen. Der in diesem Lernprogramm beschriebene Ansatz zeigt, wie Ergebnisse in der Anpassungszusammenfassung zu interpretieren sind, und ermöglicht es Ihnen, die Flurstückdaten abzurufen und passende Prüftoleranzen für die Flurstücke, die Sie anpassen, zu wählen.

Weitere Informationen zu Prüftoleranzen im Dialogfeld "Koordinaten anpassen"

Wenn Sie die Flurstückdatensatzdaten erhalten, empfiehlt es sich, die Entfernungsprüftoleranz zu verwenden.
10. Ändern Sie im Dialogfeld Koordinaten anpassen die Toleranzen prüfen für Abstände. Geben Sie den Wert 0,100 US Survey Feet ein.
In diesem Beispiel wird davon ausgegangen, dass die Daten sehr gut sind. Sie erwarten eine erfolgreiche Anpassung, bei der alle Residuen kleiner als 0,3 Fuß (dreifache Entfernungsprüftoleranz) sind.
Hinweis:

Eine Fabric-Anpassung schlägt fehl, wenn ein Residuum mehr als das Dreifache der Peilungs- oder Entfernungsprüftoleranz beträgt.

11. Übernehmen Sie alle anderen Standardwerte im Dialogfeld Koordinaten anpassen, und klicken Sie auf Ausführen.

Dialogfeld "Koordinaten anpassen"

Das Dialogfeld Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate wird angezeigt und gibt an, dass die Anpassung fehlgeschlagen ist.
12. Suchen Sie im Bericht die Überschrift Flurstückslinienbericht zu suchen – Unterschied zwischen berechnetem und beobachtetem/aufgezeichnetem Wert (b-b).
Im Screenshot ist ein Ausschnitt des Flurstückslinienberichts dargestellt.

Flurstückslinienbericht

Ausreißer werden im Bericht mit dem Symbol ## gekennzeichnet. Beachten Sie, dass der Bericht fünf Zeilen mit diesem Symbol enthält. Außerdem gibt die letzte Zeile des Berichts an, dass das Problem mit diesen Linien darin besteht, dass der Unterschied zwischen ihren aufgezeichneten Entfernungswerten und der neuen berechneten Position die von Ihnen angegebene Toleranz um das Dreifache übersteigt. Anders ausgedrückt: Die Unterschiede zwischen den berechneten Entfernungen und den aufgezeichneten Entfernungen für diese fünf Linien sind alle größer als 0,30 Fuß.

Hinweis:

Die Residuen werden durch eine vorläufige Anpassung bestimmt; in dieser Phase wurde die Position keines der Punkte in der Datenbank geändert.

Diese fünf Ausreißer in den Linien treten in zwei Flurstücken auf: LS 269/LS 269 und ROS 6692/ROS 6692. (Diese Flurstücke wurden gespeichert und stellen die Plangrenzen dar. Daher sind Planname und Flurstückname identisch. Die Benennungskonvention im Bericht ist [Flurstückname]/[Planname])

Der größte Ausreißer dieser fünf Linien beträgt 0,622 Fuß. Das bedeutet, dass für eine erfolgreiche Anpassung die Prüftoleranz Abstände mindestens ein Drittel dieses Werts betragen sollte – anders ausgedrückt: nach dem Runden auf zwei Dezimalstellen mindestens 0,21.

Ein einfacher Ansatz für eine erfolgreiche Anpassung ist die Erhöhung der Prüftoleranz. Wenn jedoch die erforderliche Prüftoleranz für eine erfolgreiche Anpassung sehr groß ist (10 Fuß oder mehr), ist das ein eindeutiges Anzeichen für einen Fehler in den Daten. In diesen Fällen ist es wichtig zu überprüfen, ob die Werte, die für diese gemeldeten Problemlinien aufgezeichnet wurden, mit den ursprünglichen Datensatzwerten übereinstimmen, die in der Beschreibung aus dem Bestandsverzeichnis des Grundbuchs für das Flurstück gefunden wurden.

Beachten Sie, dass auch zwei Punkte mit der Objekt-ID 876 und 881 vorhanden sind, die sich sehr dicht beieinander befinden. Diese beiden Punkte sind unter dem Schlusspunktebericht aufgeführt. Schlusspunkte sind Fabric-Punkte, die näher als die angegebene Schlusspunkttoleranz beieinander liegen und nicht durch eine Linie miteinander verbunden sind.

Schlusspunktebericht

Schlusspunkte geben an, dass die Punkte höchstwahrscheinlich ein und denselben Punkt bilden sollen, dass eine topologische Inkonsistenz besteht und dass diese Punkte zusammengeführt werden sollten. Es ist wichtig, dass Schlusspunkte zusammengeführt werden, da sich dadurch die Redundanz im Netzwerk erhöht und dies wiederum eine erfolgreiche Anpassung unterstützt. Wenn sich beispielsweise zwei Punkte dicht beieinander befinden, von denen jeder zwei Linien besitzt, die ihre Position definieren, können Sie die Punkte zusammenführen und die Redundanz erhöhen, indem Sie über vier Linien verfügen, die die Position von nur einem Punkt definieren.

Die Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate enthält Informationen zu den erforderlichen Aktionen für eine erfolgreiche Anpassung: erstens die Vergrößerung der Prüftoleranz und zweitens die Zusammenführung dicht beieinander liegender Punkte. Die Erhöhung der Prüftoleranz auf 0,21 Fuß sorgt dafür, dass diese Anpassung für diesen bestimmten Satz von Flurstückdaten erfolgreich abgeschlossen wird. Nachdem die Punkte zusammengeführt sind, wurden die Daten jedoch geändert, und es sind andere Anpassungszusammenfassungsergebnisse zu erwarten. Falls die vorherige Anpassung nicht erfolgreich war, ist eine gute Faustregel, den zuvor verwendeten Wert zu verdreifachen. Verwenden Sie in diesem Fall 0,3 Fuß. Allerdings müssen die Schlusspunkte zuerst zusammengeführt werden.

Die Fabric ist nicht editierbar, wenn das Dialogfeld Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate geöffnet ist; die Informationen in der Anpassungszusammenfassung stehen jedoch auch in der Ergebnisdatei zur Verfügung.

13. Klicken Sie auf die Schaltfläche Ergebnisdatei, um auf die Ergebnisdatei der Anpassungszusammenfassung zuzugreifen.
Der vollständige Anpassungsbericht für diese Anpassung wird im Standard-Texteditor des Systems geöffnet.

Ergebnisdatei der Anpassungszusammenfassung

14. Klicken Sie auf Abbrechen, um das Dialogfeld Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate zu schließen.
15. Klicken Sie auf Abbrechen, um das Dialogfeld Koordinaten anpassen zu schließen.
16. Verwenden Sie das Werkzeug Flurstück-Features auswählen , und ziehen Sie ein leeres Feld auf die Kartenanzeige, um die Auswahl der angepassten Flurstücken aufzuheben.
Jetzt werden Sie die Schlusspunkte zusammenführen. Für die Suche nach den Punkten verwenden Sie das Punktberichtswerkzeug auf der Werkzeugleiste Flurstückseditor.
17. Klicken Sie auf das Werkzeug Punktbericht zu 1, 2 oder 3 Punkten auf der Werkzeugleiste Flurstückseditor.
18. Verschieben Sie gegebenenfalls das Dialogfeld Punktbericht so, dass alle Anpassungsflurstücke sichtbar sind.
19. Klicken Sie im Dialogfeld Punktbericht auf die eine Punktschaltfläche, und geben Sie im Textfeld Punkt-ID den Wert 876 ein.
20. Klicken Sie auf die Schaltfläche Bericht.
Für den Punkt werden Koordinateninformationen, Punktmaßstab und Konvergenz angezeigt.

Punktbericht zu einem Punkt

Weitere Informationen zum Punktberichtswerkzeug
21. Klicken Sie auf die Schaltfläche Kartenlage.
Die Karte wird zur Mitte des Berichtspunkts geschwenkt, und die Punktposition blinkt kurz in der Karte.
22. Klicken Sie im Fenster Inhaltsverzeichnis mit der rechten Maustaste auf den Punkte-Sublayer, und klicken Sie auf Features beschriften, um die Punkt-ID-Beschriftungen für die Punkte zu aktivieren.
23. Klicken Sie bei geöffnetem Dialogfeld Punktbericht auf das Werkzeug Vergrößern, das sich auf der Werkzeugleiste Werkzeuge befindet, und ziehen Sie einen Rahmen, um zur Position der Punkt-ID 876 zu zoomen.
Sie müssen mehrmals vergrößern, um den Punkt zu finden. Während Sie die Ansicht des Punkts vergrößern, müssen Sie möglicherweise wiederholt auf die Schaltfläche Kartenlage klicken, um eine Vorstellung davon zu erhalten, wo sich der Punkt auf der Karte befindet.

Schlusspunkte, die in der Karte angezeigt werden

24. Schließen Sie das Dialogfeld Punktbericht.
25. Klicken Sie auf das Werkzeug Führt unverbundene Punkte innerhalb eines bestimmten Rechtecks zusammen auf der Werkzeugleiste Flurstückseditor.
26. Ziehen Sie einen Rahmen um die Schlusspunkte.

Punkte zusammenführen

27. Klicken Sie im Dialogfeld Mittelwertpunkte auf OK, um die mittlere Standardpunkttoleranz zu übernehmen.
Die Punkte sind gemittelt (Durchschnittswerte) und in einen einzigen Punkt zusammengeführt.

Zusammengeführter Punkt

28. Schließen Sie die Anpassungsergebnisdatei.
29. Zoomen Sie zurück zur Ausdehnung der Anpassungsflurstücke. Klicken Sie auf das Menü Lesezeichen und anschließend auf Fabric-Anpassungsbereich.
30. Öffnen Sie das Auftragsbuch. Klicken Sie auf den Pfeil Flurstückseditor und dann auf Auftragsbuch.
Beachten Sie, dass ein Auftrag mit der Beschreibung "Mittelwertpunkte" vorhanden ist. Jede Änderung wird automatisch im Auftragsbuch verzeichnet, und das Auftragsbuch stellt ein Änderungsprotokoll für die Fabric bereit.
31. Schließen Sie das Auftragsbuch.
32. Klicken Sie auf das Werkzeug Flurstück-Features auswählen auf der Werkzeugleiste Flurstückseditor, und ziehen Sie einen Rahmen, um alle Flurstücke im Fabric-Anpassungsbereich auszuwählen (siehe Schritt 6).
33. Klicken Sie auf Flurstückseditor > Anpassen.
Da die Anpassungsdaten durch das Zusammenführen von zwei Punkten bearbeitet wurden, sollten Sie davon ausgehen, dass das Verhalten und die Ergebnisse für die Anpassungszusammenfassung etwas anders ausfallen. Es wurde bereits festgestellt, dass für eine erfolgreiche Anpassung eine Entfernungstoleranz von 0,21 Fuß verwendet werden sollte. Um eine erfolgreiche Anpassung sicherzustellen, verdreifachen Sie den zuvor verwendeten Wert und geben als Toleranz 0,3 an.
34. Geben Sie im Dialogfeld Koordinaten anpassen für die Prüftoleranz Abstände den Wert 0,3 ein.

Ändern Sie die Prüftoleranz "Abstände".

35. Klicken Sie auf Ausführen.
Die Anpassung wird erfolgreich durchgeführt. Beachten Sie, dass jetzt Informationen zur maximalen Verschiebung der Anpassung angezeigt werden.

Maximale Verschiebung

Die maximale Verschiebung, bei der es sich um die größte Koordinatenverschiebung in der Anpassung handelt, wird für schnellen Zugriff über der Schaltfläche Übernehmen angezeigt. Dieselben Informationen zur maximalen Verschiebung werden in der Anpassungszusammenfassung mit der Punkt-ID angezeigt. In dieser Anpassung hat sich der Punkt mit der ID 884 mehr als jeder andere Punkt in der Anpassung verschoben und weist eine Verschiebung nach Osten von -0,55 Fuß und eine Verschiebung nach Norden von 0,139 Fuß auf.
In der Fabric-Anpassung der kleinsten Quadrate besteht das Ziel darin, die Anpassung erneut auszuführen oder so lange zu wiederholen, bis sich die Punkte nicht mehr ändern und die maximale Verschiebung 0,00 Fuß sowohl für den Ost- als auch für den Nordwert beträgt. Die Fabric-Anpassung muss manuell wiederholt werden; die Wiederholung erfolgt nicht automatisch.
36. Klicken Sie im Dialogfeld Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate auf Übernehmen.
37. Klicken Sie im Dialogfeld Koordinaten anpassen auf Ausführen, um den zweiten Anpassungsdurchlauf zu starten.
Beachten Sie, dass sich die maximale Verschiebung jetzt bei Punkt-ID 1018 befindet und dass der Punkt um weniger als ein Hundertstel Fuß verschoben wurde.

Maximale Verschiebung

Da sich der Verschiebungswert nach der zweiten Anpassung näher zu Null bewegt hat, konvergiert die Fabric-Anpassung. Wenn die Verschiebungswerte nach der ersten Iteration höher werden, ist dies ein Indiz dafür, dass die Anpassung divergiert. Eine divergierende Lösung tritt auf, wenn eine der beiden folgenden Bedingungen gegeben ist:
1. Das Dataset enthält einen schwerwiegenden Fehler und eine Lösung ist erst möglich, nachdem dieser Fehler behoben wurde.
2. Die beste Lösung für das betreffende Dataset wurde bereits erzielt und die Lösung konvergiert nur, um bei der nächsten Iteration zu divergieren. Dieser Fall tritt ein, wenn die Konvergenz mit dem Ostwert 0,00 und dem Nordwert 0,00 für die Qualität und die Genauigkeit des Datasets zu streng ist.
Wenn die Daten eine gute Qualität besitzen und keine größeren Fehler vorhanden sind, konvergiert eine Fabric-Anpassung der kleinsten Quadrate normalerweise nach drei Iterationen.
38. Klicken Sie auf Übernehmen und führen Sie die Anpassung zum dritten Mal durch.
Die maximale Verschiebung mit dem Ostwert 0,001 und dem Nordwert 0,000 zeigt an, dass die Anpassung konvergiert ist.
39. Klicken Sie im Dialogfeld Zusammenfassung der Anpassung der kleinsten Quadrate zum dritten Mal auf Übernehmen und anschließend auf OK.
40. Klicken Sie im Dialogfeld Koordinaten anpassen auf OK, um die Anpassung zu übernehmen und zu beenden.
41. Klicken Sie auf Flurstückseditor > Änderungen speichern, um die Editiersitzung zu speichern und das Lernprogramm abzuschließen.

Tipp:

Sobald eine Fabric-Anpassung konvergiert ist, können Sie die Anpassung ein weiteres Mal durchführen, um die Nachbearbeitungsoptionen unter Einschränkungen der Planstruktur im Dialogfeld Koordinaten anpassen auszuführen. Eine Anpassung sollte zuerst konvergiert werden; die Einschränkungen der Planstruktur werden danach ausgeführt.