(57)【要約】【課題】ＧＰＳ測量等により得られた世界座標をもつ各引照点に対し、地積測量図をその形と大きさをゆがめることなく任意座標から世界座標に変換して適合させることを可能にする地積測量図の世界測地系座標付与方法を提供すること。【解決手段】地積測量図の世界座標付与方法は、ＧＰＳ測量等により得られた各引照点の世界座標（ξi，ηi）とトータルステーション（ＴＳ）測量により得られた各引照点の任意座標（Ｘi，Ｙｉ）とに対し最小バイアス計算を行うことにより、各引照点の任意座標（Ｘi，Ｙi）を世界座標（Ｘi´，Ｙi´）に変換し、地積測量図を任意座標から世界座標へ変換する。【選択図】図１
2005115130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ測量等により得られた各引照点の世界座標とトータルステーション（ＴＳ）測量により得られた各引照点の任意座標とに対し最小バイアス計算を行うことにより、各引照点の任意座標を世界座標に変換し、地積測量図を任意座標から世界座標へ変換することを特徴とする地積測量図の世界座標付与方法。                                                                               
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地積測量図に対して世界座標を付与する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地積測量図は、周知のように、トータルステーション（ＴＳ）の距離測定部、水平角測定部及び高度角測定部によって引照点から地積測量図の境界点までの距離、水平角及び高度角を観測し、これら観測データをデータコレクタに送り、データコレクタで集積したデータをパソコンに送り、パソコンで最良線形計算を行うことによって作成されており、この作成された地積測量図は、正確な面積を記述して法務局に任意座標で登記されている。
【０００３】
政府のｅ−Ｊａｐａｎ計画に基づく不動産登記法の改正が予定されており、ここでは地積測量図のデジタル化が予定されている。
【０００４】
一方、２００２年度から改正測量法が施行されるようになり、基本測量及び公共測量が従うべき測量の基準のうち、経緯度の測定は、これまでの日本測地系に代えて世界測地系（測量法第１１条第３項）に従って行わなければならなくなり、このため、土地家屋調査士事務所などで、法務局に登記されている地積測量図を取り寄せ必要な作業を行う場合などに、地積測量図に対して世界測地系座標（世界座標）を付与する必要が生じている。
【０００５】
そこで、例えば、地積測量図の基準点となる引照点の世界座標を求め、この引照点の世界座標を基に、地積測量図を任意座標から世界座標に変換する必要がある。ここで、引照点の世界座標を求めるにあたっては、引照点にＧＰＳ受信アンテナを設置し、ＧＰＳ衛星の発信電波をＧＰＳ受信アンテナで受信し、この受信したＧＰＳデータを携帯電話によりＧＰＳデータセンターに送信し、ＧＰＳデータセンターで処理された引照点の世界座標を携帯電話を通じて受信機で受信し、データコレクタに集積する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、トータルステーション（ＴＳ）測量では、地積測量図のような比較的狭い距離範囲の相対位置関係を正確に測定できるのに対し、ＧＰＳ測量では、測定距離の大小とは関係無く一定範囲（２ｃｍ程度）の測定誤差が常に生じることから、そもそも引照点を正確な世界座標で示すことができない。したがって、図４（Ａ）に示すような、トータルステーション（ＴＳ）測量による相対位置関係が正確な地積測量図の各引照点の任意座標系における位置（任意座標位置という。）Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4と、図４（Ｂ）に示すような、ＧＰＳ測量による各引照点の世界座標系における位置（観測世界座標位置という。）ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4との間に、ズレが生じるようになり、ＧＰＳ測量により得られた世界座標をもつ各引照点に対し、地積測量図を単純な方法によって任意座標から世界座標に変換して適合させようとすると、図５に示すように、トータルステーション（ＴＳ）測量によって得られた正確な形と大きさを有する地積測量図がゆがめられてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は、上記のように引照点をＧＰＳ測量によって求める場合に限定されるものではなく、国土地理院などが設置した基準点や地方自治体が設置した公共基準点の世界座標を用いる場合にも適用可能であるが、上記のような問題点を解決し、ＧＰＳ測量等により得られた世界座標をもつ各引照点に対し、地積測量図をその形と大きさをゆがめることなく任意座標から世界座標に変換して適合させることを可能にする地積測量図の世界測地系座標付与方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による地積測量図の世界座標付与方法は、ＧＰＳ測量等により得られた各引照点の世界座標とトータルステーション（ＴＳ）測量により得られた各引照点の任意座標とに対し最小バイアス計算を行うことにより、各引照点の任意座標を世界座標に変換し、地積測量図を任意座標から世界座標へ変換することを特徴とする。
【０００９】
本発明によると、最小バイアス計算により、ＧＰＳ測量等により得られた世界座標をもつ各引照点に対し、地積測量図をその形と大きさをゆがめることなく任意座標から世界座標へ変換して適合させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態を実施するためのシステムの概略的な流れ図の一部、図２は、同システムの概略的な流れ図の残部を示している。なお、図１及び図２は、引照点の世界座標をＧＰＳ測量によって求める場合に対応しているが、他の実施形態として、国土地理院などが設置した基準点や地方自治体が設置した公共基準点の世界座標を引照点の世界座標として用いる場合にも本発明は適用可能である。
【００１２】
図１において、ステップ１〜ステップ３は、引照点及び地積測量図の任意座標を得る処理手順を表している。具体的には、まず、複数からなる引照点の各引照点にトータルステーション（ＴＳ）を設置し、トータルステーション（ＴＳ）の距離測定部、水平角測定部及び高度角測定部によって引照点から地積測量図の境界点までの距離、水平角及び高度角を観測し、これら観測データをデータコレクタに送り、データコレクタで集積したデータをパソコンに送る（ステップ１）。次に、パソコンは、送られてきたデータに対して最良線形計算を行い、地積測量図の任意座標を作成する（ステップ２）。この作成された地積測量図及び引照点の任意座標は、後述する世界座標付与処理に供される（ステップ３）。
【００１３】
図２において、ステップ４〜ステップ６は、地積測量図及び引照点を任意座標から世界座標に変換する処理手順を表している。具体的には、まず、各引照点にＧＰＳ受信アンテナを設置し、ＧＰＳ衛星の発信電波をＧＰＳ受信アンテナで受信し、この受信したＧＰＳデータを携帯電話によりＧＰＳデータセンターに送信し、ＧＰＳデータセンターで処理された引照点の世界座標（ＧＰＳ座標）つまり観測世界座標を携帯電話を通じて受信機で受信し、データコレクタに集積し、データコレクタで集積したデータをパソコンに送る（ステップ４）。次に、パソコンは、各引照点の観測世界座標とステップ３で得た地積測量図及び引照点の任意座標とに基づいて最小バイアス計算を行い（ステップ５）、世界座標で記述した地積測量図を得る（ステップ６）。
【００１４】
最小バイアス計算について以下に説明する。
【００１５】
まず、引照点の任意座標位置をＰi、任意座標を（Ｘi，Ｙi）、引照点のＧＰＳ測量による観測世界座標位置をｐi、観測世界座標を（ξi，ηi）、変換後の世界座標位置をＰi´、世界座標を（Ｘi´，Ｙi´）とし、任意座標から世界座標へ変換するための変換モデルを定める。任意座標で記述された地積測量図の形と大きさをゆがめず、正確な世界座標を付与するのに最適なモデルは次式(1),(2)で表される相似変換である。
【００１６】
Ｘi´＝ｘ0＋ｋcosθＸi＋ｋsinθＹi      (1)
Ｙi´＝ｙ0−ｋsinθＸi＋ｋcosθＹi      (2)
ここで、ｘ0，ｙ0は平行移動、θは回転、ｋは縮尺率である。
【００１７】
また、ｉ＝１〜４とした場合、世界座標位置Ｐ1'，Ｐ2'，Ｐ3'，Ｐ4'が観測世界座標位置ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4に最も適合したものとなるために、最小バイアスを示す次式(3)を満足させるようにする。
【００１８】
ｘ12＋ｘ22＋ｘ32＋ｘ42＝最小      (3)
ここで、
ｘ1＝ｐ1Ｐ1'＝［ｘ1，ｙ1］T
ｘ2＝ｐ2Ｐ2'＝［ｘ2，ｙ2］T
ｘ3＝ｐ3Ｐ3'＝［ｘ3，ｙ3］T
ｘ4＝ｐ4Ｐ4'＝［ｘ4，ｙ4］T
である。なお、Ｔは転置を表す。
【００１９】
観測世界座標（ξi，ηi）と上記式(1),(2)に示した世界座標（Ｘi´，Ｙi´）との関係は次式(4),(5)で表される。
【００２０】
ｘi＝Ｘi´−ξi＝ｘ0＋ｋcosθＸi＋ｋsinθＹi−ξi      (4)
ｙi＝Ｙi´−ηi＝ｙ0−ｋsinθＸi＋ｋcosθＹi−ηi      (5)
上記式(2)に示す最小バイアスの条件に基づいて４つのパラメータ（ｘ0, ｙ0, ｋcosθ, ｋsinθ）を求める。解ｓ（＝［ｘ0, ｙ0, ｋcosθ, ｋsinθ］T）は、最小２乗法と等価な値で、次式(6)で示される。
【００２１】
ｓ＝（ＡTＡ）-1ＡTＬ    (6)
ここで、
【数１】
2005115130.tif 000003
【００２２】
【数２】
2005115130.tif 000004
【００２３】
である。
【００２４】
このようにして求めた４つのパラメータ（ｘ0, ｙ0, ｋcosθ, ｋsinθ）と任意座標（Ｘi，Ｙi）を上記式(1),(2)に代入することにより、世界座標（Ｘi´，Ｙi´）を得ることができ、世界座標で記述された地積測量図が得られる。なお、パラメータ（ｋcosθ, ｋsinθ）は縮尺率ｋが関係しており、地積測量図の面積（大きさ）を変えない場合、k＝１とし、パラメータ（ｋcosθ, ｋsinθ）の代わりに（cosθ, sinθ）を用いる。
【００２５】
なお、上記式(3)から次式(7),(8),(9)が導きだされる。
【００２６】
ｘ1＋ｘ2＋ｘ3＋ｘ4＝０    (7)
ｙ1＋ｙ2＋ｙ3＋ｙ4＝０    (8)
（ｘ1Ｙ1＋ｘ2Ｙ2＋ｘ3Ｙ3＋ｘ4Ｙ4）−
（ｙ1Ｘ1＋ｙ2Ｘ2＋ｙ3Ｘ3＋ｙ4Ｘ4）＝０    (9)
これら３式のうち式(7),(8)は、トータルステーション（ＴＳ）測量による任意座標位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4の座標の中心と、ＧＰＳ測量による観測世界座標位置ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4の座標の中心とが一致していることを示している。また、式(9)は、任意座標位置Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3，Ｐ4の図形とＧＰＳ測量による観測世界座標位置ｐ1，ｐ2，ｐ3，ｐ4の図形の回転が固定されていることを示している。
【００２７】
図３は、引照点Ａ，Ｂ，Ｃの３点において６回のＧＰＳ測量を行った結果を示す。各３点におけるＧＰＳ座標のばらつきは、Ａ＝１０ｍｍ、Ｂ＝２０ｍｍ、Ｃ＝１６ｍｍと大きいが、３点Ａ，Ｂ，Ｃの中心位置のばらつきは、６ｍｍと小さくなることが分かる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態による地積測量図の世界座標付与方法は、ＧＰＳ測量等により得られた各引照点の世界座標とトータルステーション（ＴＳ）測量により得られた各引照点の任意座標とに対し最小バイアス計算を行うことにより、各引照点の任意座標を世界座標に変換し、地積測量図を任意座標から世界座標へ変換するようにしたため、ＧＰＳ測量等により得られた世界座標をもつ各引照点に対し、地積測量図をその形と大きさをゆがめることなく任意座標から世界座標へ変換して適合させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態を実施するためのシステムの概略的な流れ図の一部である。
【図２】同システムの概略的な流れ図の残部である
【図３】本実施形態の効果説明図である。
【図４】トータルステーション（ＴＳ）測量による任意座標及びＧＰＳ測量による世界座標の説明図である。
【図５】単純手法による世界座標への変換の問題点の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
（Ｘi，Ｙi）    任意座標
（ξi，ηi）    ＧＰＳ測量等による世界座標
（Ｘi´，Ｙi´）    変換後の世界座標
【図１】
2005115130.tif 000005
【図２】
2005115130.tif 000006
【図３】
2005115130.tif 000007
【図４】
2005115130.tif 000008
【図５】
2005115130.tif 000009