今回は測量分野におけるドローンの利活用について見ていきます。
国家戦略：i-Construction
土木建設における各業務における人手の減少・コストダウン・工期短縮等を目的として国は「i-Construction」を推進しています。ICTの全面的な活用等の施策を建築現場に導入することによって、建築生産システム全体の生産性向上を図り、もっと魅力ある建設現場を目指す取組みです。
国土交通省「i-Construction」
この中でドローンは主に「空中撮影による測量」で活躍します。人の手による測量に比べ大幅な時間短縮・コスト削減ができるだけでなく、人が入ることが難しい場所の測量も可能となりました。
ドローン(UAV)による測量
ドローンの測量分野での活用は、ドローンに搭載されたカメラで撮影した写真を用いる写真測量から始まりました。ハードウェア・ソフトウェアなどの技術の進歩により、3次元モデル作成の簡易化・自動航行・精度の向上が進んでいます。そして現在ではレーザー測量も使われるようになってきています。
写真測量
ドローンによる写真測量では「空中三角測量」「SfM(Structure from Motion)」という2つの技術を利用して地上の座標や高さを求めています。地上に目印となる対空標識を複数設置してそれらの位置関係を定め、複数の重複した空撮写真をSfMソフトウェアに読み込ませて形状を復元させます。
レーザー測量
ドローンによるレーザー測量では「レーザースキャナ」「GNSS」「IMU」という3つの技術を利用することにより地上の座標や高さを求めています。進行方向と垂直な向きにレーザーを放射状に照射し、地表で反射して返ってくるまでの時間差を求めて、ドローンから地表までの距離を計測します。同時に、GNSS（衛星測位システム）により1秒ごとにドローンの位置を測定していき、IMU（ドローンの機体姿勢を制御するセンサー類の総称）が機体の姿勢や加速度を計測しレーザーやGNSSからの位置等の情報を補完・補正していきます。
写真測量とレーザー測量の違い
どちらにもメリット・デメリットがあり、現場の状況や求められる精度、コストなどに応じて考えていきます。
| メリット | ・導入コストが低額（空撮機でも対応が可能） ・高解像度画像が同時に取得できる ・オルソ画像や3Dモデルの作成が容易 |
| デメリット | ・見えているところ（撮影できるもの）しか測量できない ・精度の向上にはある程度の標定点の設置が必要 （RTK：リアルタイムキネマティックの活用で減らすことは可能） ・写真のデータ容量が大きく、3D点群出力に時間を要することもある |
| メリット | ・樹木の下の地面など見えない部分の測量も可能 ・写真測量よりも広範囲を短時間で測量することができる ・必要十分なデータに最適化することでデータ容量を小さくできる |
| デメリット | ・導入コストが高額である ・機器が大きく重くなり、それを積載するドローンも大型機が必要 |
2021年現在ではレーザー測量に使用する機器の小型化・低価格化が進んできており、もっと導入しやすくなるとレーザー測量はより普及していくものと考えられます。
まとめ
ドローンによる測量は、業務効率化・時間と費用の大幅な削減に貢献できることから、また、国も土木建設のICT化を推進していることから、これからますます活躍する機会が増えてくることが予想されます。そのためには、活用する側の知識や経験、スキルなどの能力開発を進めていく必要があります。
株式会社5winsでは、福岡・九州エリアでのドローンの測量に関する企業様向けの無料体験会や講習、資格認定をおこなっております。ぜひ一度お気軽にお問い合わせください。