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座標法による三角形の土地面積を求める計算問題です。
図27のように、公共測量で設置された4級基準点Pにトータルステーションを整置し、境界点A、B、Cを観測した。表27は、その観測結果(点Pから各境界点への方向角及び平面距離)である。境界点A、B、Cを頂点とする三角形の土地の面積はいくらか。最も近いものを次の1〜5の中から選べ。
| 境界点 | 点Pからの方向角 | 点Pからの平面距離 |
|---|---|---|
| A | 60°00′00″ | 30.000 m |
| B | 115°00′00″ | 40.000 m |
| C | 115°00′00″ | 23.000 m |
| 選択肢 | 面積 |
|---|---|
| 1 | 128 ㎡ |
| 2 | 146 ㎡ |
| 3 | 198 ㎡ |
| 4 | 209 ㎡ |
| 5 | 215 ㎡ |
出典:国土地理院ウェブサイト「測量士・測量士補試験の試験問題及び解答例」(令和7年測量士補試験問題集 No.27)
点Pを原点とし、X軸を北、Y軸を東にとります。方向角θ・平面距離Dから、
X=D×cosθ、 Y=D×sinθ
で各点の座標を計算します。
三角関数の値(巻末の関数表から読む)
・60°:cos60°=0.50000、sin60°=0.86603
・115°:関数表は0°〜90°までしか載っていないので、115°=180°−65°と考えます。すると cos115°=−cos65°=−0.42262(90°を超えるとcosはマイナス)、sin115°=sin65°=0.90631。
| 点 | 計算 | X(北) | Y(東) |
|---|---|---|---|
| A | 30×cos60° / 30×sin60° | +15.000 | +25.981 |
| B | 40×cos115° / 40×sin115° | −16.905 | +36.252 |
| C | 23×cos115° / 23×sin115° | −9.720 | +20.845 |
S = (1/2)|XA(YB−YC) + XB(YC−YA) + XC(YA−YB)|
各差を計算すると、YB−YC=+15.407、YC−YA=−5.136、YA−YB=−10.271。これを代入して、
S = (1/2)|15.000×15.407 + (−16.905)×(−5.136) + (−9.720)×(−10.271)|
= (1/2)|231.11 + 86.82 + 99.83|
= (1/2)×417.76 = 約209m²(選択肢4)
独学でここまでの整理がきついと感じたら、講義で手順から補うのが近道です。
方向角・距離 → 座標(X=Dcosθ, Y=Dsinθ) → 座標法で面積、の2段構えで解きます。座標が直接与えられる年度(例:令和3年No.27)は手順①を飛ばして座標法だけで解けます。
X軸=北、Y軸=東。通常の数学の(x,y)と取り違えないこと。倍面積(絶対値の中身)を2で割る点も忘れずに。
問題:座標既知の3点から三角形の面積を求める方法は。
答え:座標法(ガウスの公式):S = |XA(YB−YC) + XB(YC−YA) + XC(YA−YB)| / 2
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混同しやすい用語
倍面積(座標法)
各頂点の座標を使って算出する値。ΣX(Y_{i+1}−Y_{i-1})を絶対値で取り2で割る。
参考法令・規格
※ この記事の確認日:2026年5月
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正解:4(209m²)
点Pを原点(0,0)として、各境界点の座標を「方向角・距離」から求め、座標法(ガウスの公式)で三角形ABCの面積を算出すると約209m²になります。