第三章 研究方法
3.1 套合問題分析與目標函數建立
3.1.1 套合問題分析
現在針對圖解地籍圖套合的問題以三參數坐標轉換模式,利用前章所提之 論點分別整理如下:
1. 人工套圖
自從圖解地籍圖數值化後,人工套圖通常先將現況透明膠片紙上 的部分現況點或可靠點,套合於數化地籍圖上的經界線以求得近似成 果,再利用平移及旋轉現況圖並經由試誤法或歸繆證法測試套合成果 的合理性,並逐一修正,直至肉眼無法辨識明顯系統性誤差。在這個 過程通常考慮有下列幾項:
(1).地籍圖有指界經界線與現況點之間垂距最多數符合容許誤差。
(2).地籍圖未指界經界線與現況點之間垂距最多數符合容許誤差。
(3).擬套合地籍圖與相鄰圖幅接合點誤差和最小,且優先考量原筆界接 合,其次考量分割界接合。
(4).現況點於地籍圖分布必須具有足夠制約力。
(5).現況重要性各有不同應分別考量容許誤差。
上述過程並非透過嚴謹的計算判斷而是憑藉作業人員的經驗及判斷力,
因此有時會因作業人員考慮的不同而造成因人而異的結果,這點在追求最佳 化的過程需極力避免。
2. 電腦套圖
自從數值地籍圖重測開始,國內對於電腦套圖的努力即不曾間 斷,其主要的理論基礎建立在廣義最小二乘平差法及限制條件的坐標 轉換模式,其運算過程的考量如下列各項:
(1).地籍圖經界線與現況點之間垂距及地籍圖經界點與現況點之間點距 誤差平方總和最小。
(2).擬套合地籍圖與相鄰圖幅接合點誤差平方和最小。
(3).經界線及現況重要性各有不同應分別考量容許誤差。
應用電腦套圖除了上述表列各項外,還須人為考量現況點於地籍圖分布 是否均勻以及地籍圖經界線與現況點之間關係是否多數符合,再據以剃除誤 差較大的條件,或對個別條件給權,這使得應用電腦套圖後的成果仍存在調 整的空間,尤其當圖地對應關係不佳時更為明顯,必須加以注意。
根據以上,將人工套圖及電腦套圖各項考量的原則以圖例表示如下:
(6).地籍圖有指界經界線與現況點垂距最多數符合容許誤差:
使下圖現況點與有指界的地籍線之垂距,於圖幅內或一定範圍內所 建立的點線垂距條件中,最多數符合容許誤差。
(7).地籍圖未指界經界線與現況點最多數符合容許誤差:
使下圖現況點與地籍線之垂距,於圖幅內或一定範圍內所建立的點 線垂距條件中,最多數符合容許誤差。
圖13 地籍圖有指界之經界線與現況套合示意圖
圖14 地籍圖上經界線與現況點套合示意圖
(8).擬套合地籍圖與相鄰圖幅接合點誤差和(人工套圖)或誤差平方和最 小(電腦套圖):
參考地籍測量原圖圖廓加繪部分接合方式,使下圖中擬套合圖幅與 相鄰圖幅之地籍線界址點,考量原筆界接合誤差小於容許誤差個數最 多,其次考量分割界小於容許誤差個數最多,最後考量接合誤差平方和 最小及接合成果與原圖接合成果誤差平方和最小(圖 15c)為評估的原則。
(4).地籍圖經界線與現況點之間垂距或地籍圖經界點與現況點之間點距 誤差平方總和最小:
使下圖幅內現況點與地籍線之垂距或點距,符合誤差平方和最小的 原則,並逐步剃除誤差較大的條件,經由複雜的運算得出所求。
圖15 圖幅接合示意圖
圖16 地籍圖套合利用垂距或點距誤差平方總和最小示意圖
(5).經界線及現況重要性各有不同應分別考量容許誤差:
無論人工或電腦套圖,常常會有實地經界物之間出現競合取捨的情 形,此時就必須給與釐定權重,通常在這個過程會有見仁見智的情形,
本研究嘗試提出一些看法,作為後續計算工作的依據,因此依表 3 各類 經界物重要性說明所示其重要性優先順序為 1. 牆壁>2. 圍牆=樓梯=屋 簷=水溝>3. 籬笆=巷子=道路=計劃道路>4. 連接線=分割界>5.田埂=參 考舊地籍圖。
表 4 各類經界物重要性說明
數字代碼 經界物種類 重要性說明
1 籬笆 通常為較不穩定之構造物,重要性高於田埂
2 圍牆 由於造價較低翻修容易,所以重要性稍低於牆壁
3 牆壁 為套圖時最重要之參考,重要性最高
4 樓梯 屬於附屬構造物重要性與圍牆相當
5 屋簷 以往施測較為不易,重要性與圍牆相當
6 道路 歷年翻修且屬公共設施,重要性與籬笆相當
7 巷子 多為私設巷道權屬不明顯,重要性與籬笆相當
8 水溝 容易翻修造價較低,重要性與圍牆相當
9 田埂 除以水泥建造外,因經常變動重要性極差
10 騎樓 較少應用重要性與屋簷相當
11 計劃道路 因與都市計畫樁位測定及施工有關,重要性與籬笆相當 12 連接線 現場無實際構造物,需視個案而定
13 參考舊地籍圖 現場無實際構造物,需視個案而定
14 分割界 原製圖時尚無,陸續測繪增加,因此誤差較大 (1).現況點於地籍圖分布必須具有足夠制約力:
通 常 在 套 圖 過 程 的 開 始 及結束時,吾人 會 進 行 檢 視 現 況 與 地 籍 圖 匹 配 關 係 並 研 判 推 斷 據 以 套 圖 後 之 成 果 是 否 穩定可靠,考量 的 依 據 除 上 述 各項原因外,另 一 部 分 原 因 來
自 於 現 況 對 於 圖17 現況套合地籍圖分佈示意圖
地籍圖套圖分布是否足以使得套圖成果不易改變,這項以往都必須經由 人為檢視的作業,可考慮改變遺傳演算法各變數染色體產生的方式,亦 即以規律改變實體變數的方式,觀察比較經由約制條件反映於目標函數 的改變量是否明顯,若越明顯則越可靠,若越不明顯則對結果存疑,詳 細的情形由 3.2 節說明。