ドローンを用いた写真測量による土量管理
高度な3次元図面を短時間で作成、誤差±6cmまで精度向上
大規模造成工事では、現地形の測量を行い土量の算出を行うことが工事の進捗管理のために不可欠です。従来は光波測量器による地上測量が一般的でしたが、広大な造成現場などでは測量・図面化・計算の一連の作業に手間と時間を要していました。
近年はドローンによる写真測量が増えていますが、鹿島では、ドローンやカメラなどの機器選定、使用ソフトの組み合わせや補正プログラムの高度化により誤差±6cmまで精度を高め、土量計算などの工事進捗管理に迅速に利用できるシステムとして完成させ、実工事に適用しました。
なお、本システムはリカノスとの共同開発です。
特許登録済
ドローン操縦・撮影の様子
- キーワード
- ドローン、写真測量、土量管理、施工管理
測量手順と造成工事での適用
準備工
空撮を行う範囲内で地形変更を伴わない位置に基準点（ターゲット）を複数設置する。別途、地上測量により基準点の座標を測量する。（2回目以降も同じ基準点を使用するため、この作業は1回のみでよい）
基準点（ターゲット）
ドローンによる空撮
ドローンにより対象エリアの空撮を行う。この際、準備工で設置した基準点（ターゲット）が写るように撮影する。
写真測量に用いるドローン
ドローン操縦・撮影の様子
データ処理
空撮により得られた写真データを、テータ処理ソフトで合成し3次元データ化する。この3Dデータを3DCADで読み込むことで、現地形平面図、縦横断図の作成や土量計算による工事の進捗管理を行うことができる。
合成した画像（イメージ）
特長・メリットココがポイント
空撮からデータ処理まで1日で完了
実際の造成現場で、2haの範囲を計測した結果、空撮からデータ処理まで1日で完了しました。従来の地上からの光波測量やGPSを利用した測量方法に比べて極めて短時間で作業ができ、施工進捗に近い状態で適切に土量を把握することができます。
高精度で信頼性の高い地形データを取得可能
解像度のよいデジタルカメラの採用と、複数の写真データ解析ソフトの最適化により、地形データ（標高）の精度を向上させ、信頼度の高い地形データを得ることができました。本システムと3Dレーザスキャナーによる地上測量との比較を行ったところ、約28万点の測定点のうち、90%以上が±6cm以下の範囲に収まり、高い相関で一致しました。
光波測量に比べてコストは5分の1以下
本システムと地上3Dレーザ測量及び光波測量で所要時間と概算費用の比較を行った結果、所要時間、測定にかかる人数を大幅に削減でき、費用についても光波測量の5分の1以下になることがわかりました。
各測定方法の所要時間、概算費用比較（2014年調べ）
適用実績
造成工事現場
場所：北関東
学会論文発表実績
- 「ドローンによる空撮測量の精度と実施工への適用について」，国際ドローンシンポジウム第2回，2016年
- 「ドローンを用いた空撮測量の実工事への適用」，建設機械Vol52，No8，2016年8月
- 「ドローンを用いた空撮測量の実工事への適用」，建設機械施工Vol68，No.8，2016年8月
- 「ドローンによる空撮測量の精度検証と施工管理への適用」，土木学会，第71回年次学術講演会，2016年