境界点 A,B,C,D で囲まれた四角形の土地の面積を求めたい。 境界点 B は直接観測ができ ないため,補助基準点Pを設置し,点 A,P,C,D をトータルステーションを用いて測量し,表27 に示す平面直角座標系 (平成14年国土交通省告示第9号) における座標値を得た。境界点 A,B, C,D で囲まれた四角形の土地の面積は幾らか。 最も近いものを次の 1 ~ 5 の中から選べ。
ただし、点 P から点 B までの平面距離は 10.000 m、点 P における点 B の方向角は 240°00′00″ とする。
| 点 | X (m) | Y (m) |
|---|---|---|
| A | +10,090.500 | +13,045.500 |
| P | +10,105.500 | +13,089.000 |
| C | +10,075.500 | +13,080.500 |
| D | +10,070.500 | +13,040.500 |

四角形 A・B・C・D の面積を座標法で求める問題。ただし頂点のひとつ B の座標が与えられていないところが本問の仕掛けで、まず補助基準点 P からの距離と方向角を使って B の座標を計算し、そのうえで面積を出す、という二段構えになる。
方向角はX 軸(北)を 0° として時計回りに測る角度なので、距離 S と方向角 T から座標の増分は次のようになる。sin と cos が通常の数学と入れ替わって見える点に注意。
S = 10.000 m、T = 240°00′00″ なので、cos 240° = −0.50000、sin 240° = −0.86603 より
ΔX = 10.000 × (−0.50000) = −5.000 m / ΔY = 10.000 × (−0.86603) = −8.660 m
座標が 10,000 台のままでは掛け算の桁数が大きく、ミスを招く。面積は原点をどこに置いても変わらないので、(10,070, 13,040) を原点として引き算しておく。
頂点を A → B → C → D の順に一周し、隣り合う 2 点ごとに (xi·yi+1 − xi+1·yi) を計算して足し合わせる。
A→B:20.5 × 40.34 − 30.5 × 5.5 = 826.97 − 167.75 = +659.22
B→C:30.5 × 40.5 − 5.5 × 40.34 = 1,235.25 − 221.87 = +1,013.38
C→D:5.5 × 0.5 − 0.5 × 40.5 = 2.75 − 20.25 = −17.50
D→A:0.5 × 5.5 − 20.5 × 0.5 = 2.75 − 10.25 = −7.50