皆さんこんにちは。
最近は日差しが出てきて、昼間はコートもいらないような気温になってきましたね〜。
春が待ち遠しいドローン操縦士のドロ助です！
先日、ドローンのお仕事について簡単にお話したと思いますが、その中に『測量』という業務があったと思います。
今回はその『測量』という業務にフォーカスし、具体的な内容についてお話しできればなと思います！
それでは早速見ていきましょう！
Contents
測量とは
さてさて、早速ですが測量とはどういう意味なのかを最初に説明したいと思います。
一般的な意味を広辞苑で調べてみると、「器械を用い、物の高さ、深さ、長さ、広さ、距離を測り知ること。」や「地球上の各点相互の位置を求め、ある部分の位置、形状、面積を測定し、かつこれらを図示する技術」とあります。
今回お話しする『測量』はその中でも「建設や土地調査にかかわるもの」なんですね。
これからお話しする『測量』は主に測量法に基づくもので、その定義は「土地の測量をいい、地図の調製及び測量用写真の撮影を含む（測量法第3条）」のことを指します。
実はこの『測量』の歴史は古く、遡ると古代エジプトの時代から行われてきたとされているんです！
日本では、時の権力者である政府などが必ず土地を測量し、年貢の徴収などで使ってきたという歴史を持っています。
また、有名な人物としては皆さんご存知伊能忠敬（いのうただたか）さんが挙げられるでしょう。
日本地図作成のため、歩いて全国で本格的な測量を行ったことは周知の事実ですよね。
その測量があるからこそ、そのデータを応用し土地管理なり、建設なりがうまくいくというわけなんですね〜。
以上のことより、『測量』は今の私たちの生活に必ずといっていいほど欠かせない工程ということがわかったと思います。
その測量ですが、大事な工程なだけあって、かなり時間とコストを要するものなんですね〜。
そこで、ドローンを使った測量が注目されているんです！
測量のやり方
では、測量は実際にどのように行うものなのでしょうか。
ここでは具体的な作業方法についてお話ししたいと思います。
測量は、上空から地面の様子をデータ化し、その後専用ソフトでデータを加工し図面や3Dモデル作成をおこなう作業です。
ここで大切なのは、上空からデータ回収を行なっているという点で、具体的なキーワードが三つほどあるため、ここでご紹介いたしますね。
3次元点群データ
まず『3次元点群データ』です。
3次元点群データとは、「バーチャル空間の座標の中に3次元の点の集まりを記したもの」のことです。
具体的には、①気圧計などから取得する高度情報と②GPSやGLONASSの人工衛星から取得する位置情、そして③光学カメラやレーザー測距装置で捉えたデータの３つを組み合わせてXYZ軸の情報を空間上に点で表すことで出来上がる情報になります。
こうして出来上がったデータを専用のソフトウェアで処理することによって、地点Aから特定の地点Bまでの距離の計測や盛土の体積算出、3Dモデル作成、図面作成、出来形管理などが行えるという仕組みなんですね〜。
SfM（Structure from Motion）
続いては『SfM』という作業です。
SfMとは複視点の画像から3Dを再現する手法のことを指します。
簡単にいうと、ドローンで空撮した複数枚の画像から、それぞれの光景における3次元形状とカメラ位置を同時に復元するという技術です。
計測対象となる地表を様々な位置や角度から大量に撮影し、写真同士の対応関係をソフトウェア解析することで精度の高い測量を行います。
オルソ画像
続いては『オルソ画像』です。
実はオルソ画像は先ほどご紹介した『SfM』を通して作成される画像のことを指します。
上空から撮影した複数枚の写真を組み合わせて、傾きや歪みを整理することによって正確な位置と大きさに表示されるように補正した画像なんですね〜。
測量にドローンを使うメリット・デメリット
さて、ここまで測量がどのようなもので、どのように行うのか説明いたしました。
ここからは、ドローンを使うことでどのように便利になるのか、そのメリットとデメリットを踏まえて説明いたしますね。
ドローンを使用するメリット
測量という工程においてドローンを使用するメリットはズバリ以下の通りです。
- コストの低さ
- 効率の良さ
- 作業可能範囲の広さ
- データ取得後のモデル作成がスムーズ
- データの質が高い
これらのメリットについて順に見ていきましょう。
コストの低さ
一つ目のメリットとして『コストの低さ』があげられます。
本来、上記で述べた作業は上空から行わなければいけないものであり、そのためにはヘリコプタや小型飛行機などのチャーターが必要でした。
しかし、ここでドローンを用いることによって、手間や人件費等を抑えられるのでよ大幅なコストカットが可能になるんです。
例えば、セスナなどの小型飛行機を用いて、写真での測量、レーザー測量を行なった場合、最低100万円程度の予算が必要になります。
一方、ドローンを用いた測量であれば10~20万円の予算で実施できることもあるんですね。
効率の良さ
続いての『メリットは効率の良さ』です。
ドローンを使用した測量は圧倒的に素早く計測が行なえます。
例えば、土地測量との比較では、想像できる通り広範囲に対する土地解析を人間の6倍以上のスピードで行うことができます。
土地測量では相場を汲んで作業を行わなければならないような箇所でも、上空から侵入できるドローンは素早く簡単に作業が行えるんですね。
また、ヘリコプターや小型飛行機などと比べても、飛行にかかる準備が圧倒的に容易で、先ほどのコストのメリットも合わせて、必要になる係員の数や、測定の準備にかかる工程が変わります。
そして、データ未回収もしくは異質なものを発見した際には、すぐに再測量が行えるため、万が一の際にも便利ですよね。
作業可能範囲の広さ
続いてのメリットは『作業可能範囲の広さ』です。
ドローンを使用する時に便利さを感じる一つとして、人間が入ることが出来ないもしくは難しい場所への侵入が比較的可能ということがあります。
例えば、地上から人や車両で機材を持ち込むことが難しいような現場であったり、侵入するのに手間がかかるといった地形や崖などでも簡単に作業が行えることがあります。
それに、原子力発電所や危険物が飛び交うような場所においても、比較的ローリスクで作業を行えるのがこのドローン測量の魅力の一つと言えそうです。
データ取得後のモデル作成がスムーズ
続いてのメリットは『データ取得後のモデル作成がスムーズ』という点です。
先ほど紹介した、作業効率と作業範囲のメリットを踏まえて、ドローン測量ではその後の対応までもスムーズといた利点があります。
これは、ドローンの作業終了後回収がしやすい点、とデータを送信しながら作業ができる点の2点に由来します。
その作業自体は、前の項目で説明させていただいた『3次元点群データ』や『SfM』のことを指しています。
データの質が高い
続いての利点としては『データの質が高い』というものです。
ドローンの作業は航空法との関係もあり、比較的低空（約100m）の飛行で行われます。
そのため、ヘリコプターや小型飛行機と同じ機材を用いたとしても、より近く精度の高いデータが取得でき、結果的に質の高いモデリング作成が可能になるんです。
また、先ほど言及した小回りが効くという点においても、その時々回収したいデータにあった高さに調節できるという点が魅力的ですよね。
ドローン測量のデメリット
さまざまなメリットがある一方で、デメリットとしてはどのようなものがあるのでしょうか。
結論、条件によってはヘリコプターや小型飛行機に時間とコストという面で負けてしまうことがある点です。
ドローンの課題
ドローン測量のデメリットに関して、ドローンの課題を紹介いたします。
ドローンはその大きさゆえ、小回りとクオリティが強みなんです。
逆に、その裏返しは弱みということになります。
例えば、クオリティが高いものを撮影できて小回りがきくドローンに比べて、ヘリコプターや小型飛行機はダイナミックに測量を行うことが出来ます。
そのため、とくに凹凸がなく、シンプルで広い土地の測量に関しては、時間の点でもコストの点でもヘリコプターや小型飛行機を使用した方が良い場合もあるということです。
ドローン測量では、ある程度の範囲に関してドローンは効率よく作業できますが、その本体の大きさから適度にバッテリーを交換する必要がある時があるんですね〜。
しかし、最近ではマルチコプター式のドローンに加えて、固定翼式のドローンの発展が著しく、そのデメリットに関しては時間の問題だとされているそうですよ。
まとめ
いかがだったでしょうか。
今回は『測量』とはなんぞや？というところから、上空からの測量のやり方、ドローンを用いるメリット・デメリットについて解説させていただきました。
いずれにせよ現在のところでは、目的や用途に合わせて『ドローン測量』なのか『土地測量』なのか、はたまた『小型飛行機を用いた測量』なのかを選ぶことが大切というわけですね。
しかし、最後にお伝えした通り、ドローンは常に進化を続けているためこれからはどんな条件でもドローン測量で対応可能になる日が近いかもしれません。
そんな日を私ドロ助は楽しみにしている次第でございます〜。
それではまた次のブログでお会いしましょう！