教程：运行结构最小二乘平差

本主题仅适用于 ArcGIS for Desktop Standard 和 ArcGIS for Desktop Advanced。

复杂程度:高级 数据要求:ArcGIS Tutorial Data for Desktop 数据路径: \ArcGIS\ArcTutor\Parcel Editing 目标: 成功完成结构最小二乘平差

本教程描述了宗地结构最小二乘平差的常规工作流。此校正使用宗地线上存储的方位角和距离以及控制点坐标来得到所选网络中所有点的最佳解决方案。在本教程中，控制点已经输入并链接到其对应的结构点。运行宗地结构校正时，会显示校正摘要。校正摘要显示线尺寸（COGO 属性）的校正程度信息以便用户确定最佳解决方案。通过此摘要，还可确定可能需要纠正的任何宗地数据问题或错误。纠正错误后，可对所选网络中的结构点进行校正。校正反复运行直到北移和东移的最大位移接近零，这意味着校正已经收敛为最优解。

步骤:

1. 打开 ArcMap，并从 \ArcTutor\Parcel Editing\ 文件夹中加载宗地编辑地图文档 (ParcelEditing.mxd)。
2. 缩放下面显示的宗地结构平差区域，或单击书签菜单，然后单击结构校正区域。

宗地结构平差区域

3. 单击宗地编辑器箭头，然后单击开始编辑。
运行宗地结构平差之前，要检查控制网络的拟合情况。检查拟合过程会检查宗地网络与控制网络的拟合情况。

注:

最好在运行结构最小二乘平差之前对控制点运行拟合检查。检查拟合残差表示宗地网络与控制网络的拟合情况。在最小二乘平差中，宗地线将必须至少按照检查拟合残差的值进行调整。因此，检查拟合残差可用作在校正坐标 对话框中设置校正容差的依据。例如，控制网络可能相对于宗地网络偏移了 20 英尺，但 20 英尺校正容差对于成功校正并不是必需的。

4. 在宗地编辑器 工具条上单击保留控制点工具 。
地图范围内的所有可见控制点均列于控制 对话框上。
5. 单击检查拟合按钮。
在每个控制点的旁边显示检查拟合残差。

检查拟合残差

由于所有残差均为 0，因此宗地网络与控制网络的拟合情况非常好。要运行宗地结构平差，检查拟合残差不必为 0，但是应该在可接受范围内。在这种情况下，运行宗地结构平差之前，将检查 2 英尺及 2 英尺以上的残差。
6. 关闭控制 对话框。
7. 在宗地编辑器 工具条上单击选择宗地要素工具 并拖出一个框以选择宗地结构平差区域内的所有宗地。

选择校正宗地

提示:
不必选择校正中正在使用的控制点。在所选的宗地上将自动检测控制点，这是因为控制点已与结构点连接。
注:
此地图文档已禁用宗地结构线选择。要启用宗地线选择，请在内容列表 窗口中单击按选择列出 以更改图层在地图文档中的可选择性。
8. 单击宗地编辑器箭头，然后单击校正。

首次对宗地网络进行校正时，初始步骤是使用最小二乘平差摘要 对话框内显示的校正摘要来了解线尺寸（COGO 属性）的良好情况以及数据中是否存在需要解决的任何潜在问题。校正过程将计算出最适合所有结构点位置的坐标；该计算将使用线上的所有方位角和距离值。

注:

校正计算不改变线上的原始 COGO 属性。

校正摘要将宗地线的新位置同原始的观测或记录 COGO 尺寸相比较并报告计算值与观测值之间的差值。这些数字被称为残差。大于在校正坐标 对话框中指定的残差容差的任何残差都是异常值，也就是说，这些值不在期望范围内。这意味着指定的残差容差将定义数据内异常值的容差。如果选择更高的残差容差，则这意味着愿意接受线的校正端点和相关 COGO 值之间的更大差异。报告将只显示大于指定距离或方位角残差容差的残差。在了解数据之前，您不知道使用什么作为残差容差。本教程所述的方法显示了如何解释校正摘要中的结果，因而您可以了解宗地数据并为正在校正的宗地选择合适的残差容差。

在“校正坐标”对话框内了解残差容差的详细信息

了解宗地记录数据时，最好使用距离残差容差。
9. 在校正坐标 对话框中，输入值 0.100 美国测量英尺作为距离残差容差。
在本例中，开始时假定数据非常好且您预计校正能够成功，所有残差均小于 0.3 英尺（距离残差容差的 3 倍）。
注:

如果任意一个残差大于方位角或距离残差容差的三倍，则宗地结构校正将失败。

10. 保持这两个后处理选项处于未选中状态。校正平移收敛到 0.00 后，进行后处理
11. 接受校正坐标 对话框中的所有其他默认值，然后单击运行。

最小二乘平差摘要 对话框出现并报告校正失败。
12. 向下滚动报告以找到标题宗地线残差报告 - 计算值与记录值之间的差异。
下面的屏幕截图显示了宗地线报告的一部分。

宗地线报告

异常值在报告中使用 ## 符号表示。请注意，报告中有五条线具有该符号，并且报告的最后一行说明这些线存在的问题是其记录距离值与新的计算位置之间的差值超出了指定残差容差的三倍。也就是说，这五条线的计算距离与记录距离之间的差值都大于 0.30 英尺。

注:

残差由初级校正确定；在该阶段，点在数据库中的位置都没有更改。

线中的这五个异常值出现在以下两块宗地中：LS 269/LS 269 和 ROS 6692/ROS 6692。（这些宗地已经进行存储，用来表示方案边界/细分，因此方案名称和宗地名称相同。报告使用的命名约定是 [宗地名称]/[方案名称]。）

这五条线中最大的异常值是 0.622 英尺。这意味着要想成功校正，距离残差容差至少应该是该值的三分之一 - 也就是说，四舍五入到两位小数后，至少是 0.21。

成功校正的一个简单方法就是增大残差容差。然而，如果成功校正所需的残差容差很大（10 英尺或更大），这就强烈表明数据具有粗差。在这些情况下，检查这些被报告的问题线的纪录值是否与原始纪录值匹配就变得非常重要，这一点可以从宗地的法定描述中看出。

请注意，还有两个对象 ID 为 876 和 881 的点，且二者非常接近。这两点列在接近点报告下面。接近点是比指定的闭合点在容差更接近且其间没有线的结构点。

报告的接近点

接近点表明这些点很有可能是同一个点，只是存在拓扑不一致性，因此应该合并这些点。合并接近点是非常重要的，这是因为这么做可以增加网络内的冗余；这有助于校正成功。例如，如果有两个彼此接近的点，并且每个点都有两条定义其位置的线，则可以通过令四条线仅定义一个点的位置来合并这些点并增加冗余。

最小二乘平差摘要可提供成功进行校正所需的操作的相关信息：首先，增大残差容差；其次，合并一些接近点。要特别注意，将残差容差增大至 0.21 英尺会使该特定宗地数据集的校正取得成功。不过，点被合并之后，将更改数据，而且可能会有不同的校正摘要结果。如果先前的校正未成功，则根据经验，最好使用是先前使用值的三倍的值。在这种情况下，请使用 0.3 英尺。不过，首先需要合并接近点。

当最小二乘平差摘要 对话框打开时，结构不可编辑；不过，校正摘要内的信息在结果文件内仍然可用。

13. 单击结果文件访问校正摘要的结果文件。
系统的默认文本编辑器将打开本次校正的完整校正报告。
14. 单击取消以关闭最小二乘平差摘要 对话框。
15. 单击取消以关闭校正坐标 对话框。
16. 使用选择宗地要素工具 ，并在地图显示上拖出一个空框来清除已经校正的所选宗地。
现在将合并接近点。要找到点，请使用宗地编辑器 工具条上的点位报告工具 。
17. 单击点位报告工具 打开点位报告 对话框。
18. 如有必要，移动点位报告 对话框使所有校正宗地均可见。
19. 在点位报告 对话框上，单击单点按钮，然后在点 ID 文本框内输入 876。
20. 单击报告按钮。
将显示点的坐标信息、点比例和收敛。

关于一点的点位报告

了解有关点位报告工具的详细信息
21. 单击地图位置按钮。
平移地图以便以所报告的点为中心，并且点位置在地图中短暂闪烁。
22. 在内容列表 窗口内，右键单击点子图层，然后单击标注要素以启用点的点 ID 标注。
23. 在点位报告对话框打开的情况下，在基础工具 工具条上单击放大工具并拖出一个框以缩放至 ID 为 876 的点位置。
需要放大若干次方可放置点。放大到点时，可能需要单击地图位置按钮若干次方可获得点在地图上的位置。

地图中显示的接近点

24. 关闭点位报告 对话框。
25. 在宗地编辑器 工具条上单击合并给定矩形框内部的未连接点工具 。
26. 在接近点周围拖出一个框。

合并点

27. 在均值点 对话框上单击确定以接受默认均值点容差。
将求出这些点的平均值并将其合并为一个点。

合并点

28. 关闭校正结果文件。
29. 缩放回校正宗地的范围。单击书签菜单，然后单击结构校正区域。
30. 打开作业本。单击宗地编辑器箭头，然后单击作业本。
请注意，有一个作业具有“均值点”描述。每个编辑都在作业本内自动追踪，并且作业本还可以审核对结构的编辑。
31. 关闭作业本。
32. 在宗地编辑器 工具条上单击选择宗地要素工具 ，并拖出一个框以选择宗地结构平差区域内的所有宗地，正如在第 6 步所做的那样。
33. 单击宗地编辑器 > 校正。
由于合并两个点时已经编辑了校正数据，因此应该预料到校正摘要的行为和结果会略有不同。先前已经确定，成功校正需要使用 0.21 英尺的距离容差。要确保成功，应使用先前所使用的数字的三倍，且使用 0.3 作为容差。
34. 在校正坐标 对话框内，检查容差中的距离这一项输入 0.3。
35. 单击运行。
校正成功完成。请注意，现在显示校正的最大平移的相关信息。

最大平移是校正中最大的坐标平移，显示在接受按钮上方以供快速访问。在校正摘要中显示相同的最大平移信息，并在下面进一步显示了点 ID。

在结构最小二乘平差中，重新运行目标或迭代校正，直到这些点不再变化且东移和北移的最大平移变为 0.00 英尺为止。宗地结构平差需要手动迭代，因为迭代不是自动的。
36. 在最小二乘平差摘要 对话框上单击接受。
37. 在校正坐标 对话框中，单击运行以执行校正的二次迭代。
请注意，最大平移现在在点 ID 1018 上，它移动得比百分之一英尺还要少。
由于二次校正后平移值更接近零，因此宗地结构平差收敛。如果首次迭代后平移值增大，这表示校正发散。当发生以下两种情况中的某一种时，会出现发散的解：
1. 数据集内存在大的粗差，在粗差被改正之前没有解。
2. 已经达到了给定数据集的最优解，并且解收敛只为了在下次迭代时收敛。当数据集的质量和精度迫切需要 0.00 东移和 0.00 北移的收敛性时，这种情况就会发生。
如果数据的质量很好，且没有大的粗差，则三次迭代以后，结构最小二乘平差通常会收敛。
38. 单击接受并运行校正以进行第三次迭代。
东移和北移的最大平移值为 0.000 和 0.000，这表明校正已收敛。
39. 在最小二乘平差摘要 对话框上第三次单击接受，然后单击确定。
由于校正已收敛，所以可强制后处理选项。选中后处理选项后，最后一次运行校正。如果选中如果线点处于以下范围，强制将线点置于线上选项，校正过程中偏离其相邻线的任何线点都将强制返回到其相邻线上。如果选中抻直道路临街选项，将强制被分类为道路临街的线的共线性。如果道路临街线的方位角和距离之间的差值小于指定容差，将强制这些线处于共线状态。
40. 选择如果线点处于以下范围，强制将线点置于线上选项，并保持 0.328 英尺这一默认容差不变。
41. 单击运行再次运行校正。
42. 单击接受，然后在校正坐标 对话框上单击确定以应用并完成校正。
提示:

应用校正后，仍可单击标准 工具条上的撤消来撤消最小二乘平差。

43. 单击宗地编辑器 > 保存编辑内容以保存编辑会话并完成本教程。