建築や不動産といった分野の業界では、現在、現場の人手不足によりドローン（UAV、無人航空機）を導入して作業の効率化、省力化を検討している会社が増えています。
実際にドローンを活用することで、従来の地上に設置して計測を行っていた測量や有人の航空測量よりも少人数、短時間で業務を完了することができ、更に広範囲の測量が可能となるため全体のコスト削減に成功した例は多くあります。
そこで今回の記事では、ドローン測量を検討している会社や担当者様に向け、基礎となる情報や特徴を分かりやすく解説します。ぜひ最後までご覧いただき参考にしていただければ幸いです。
ドローン測量で取得できるデータ
まず、ドローンを利用して測量を行うことで何が得られるのかを以下に紹介します。
3次元点群データ
3次元点群データとは、ドローンによって上空から取得できるXYZ軸の情報のことを言います。
気圧計等が搭載されているドローンから高度を取得し、更にGPS等を使って人工衛星から位置情報を取得して光学カメラやレーザー測距装置で捉えたデータと組み合わせることで、
点の群れによるデータが作成できます。
この点群を専用ソフトを用いて加工すると、地形の3Dモデルや図面の作成、出来形管理、盛土の体積や特定の距離の算出などを行うことが可能となるのです。
オルソ画像
空撮した複数の写真を組み合わせ、空中の写真を地図と同じく、傾き、歪みをなくした正確な位置と大きさに表示されるよう補正された写真を「オルソ画像」と呼びます。
ドローンでは航空写真よりも正確な地形の情報を取得でき、三次元点群データと併せて活用することでより精度の高い測量データを素早く取得することが出来ます。
ドローン測量で出来ること
これまでの方法と比較し、ドローンを活用することで何が出来るようになるのでしょうか。ドローン測量の主なメリットを3つ紹介します。
3Dモデルの作成が容易になる
ドローンを使用することで取得できる上記で挙げたデータを元に、3Dモデルを簡単に作成することが可能となります。
専用ソフトで保存した点群データを自動で解析し、必要な図面の作成を行うことが出来るため、これまでのように測量作業と図面の作成それぞれに時間や手間をかける必要が無くなります。
測量できる場所が広がる
ドローンは無人であり小型であるため、崖や河川などの人が立ち入れない場所や危険な場所でも安全に素早く測量を行うことが可能となります。
コスト削減
ドローン測量は準備から撮影、作業の完了まで少ない人員と工数、短い時間で行うことが出来るため、人件費を削減することが可能です。
また、セスナ機などを用いる航空測量の場合は100万円程の費用が必要でしたが、ドローンの機体は十数万円程度の価格が相場であり、それだけでも大幅なコスト削減となります。
ドローン測量のデメリット
ドローン測量により出来ることは広がりますが、一方でデメリットと考えられる部分もあります。それは、”狭く平らな土地・広大な土地の測量を行う場面では割高になる”という点です。
ドローンは広い範囲の測量を行える点がメリットですが、逆に数十平方メートル程度の狭く平坦な場所の測量を行う場合は、従来の地上測量の方がコストを抑えられます。
また、ドローンは連続で飛行できる飛行時間が限られ、数百ヘクタールといった広範囲のエリアの撮影を行う場合は何度か離着陸をしてバッテリー交換が必要となり時間がかかることになります。そのため、広大な土地の測量を行う場合には従来の航空測量の方が適しているケースもあります。
しかし近年、ドローンの研究、開発が進み、これまでと比べ大きな面積の撮影に対応できる製品が登場しつつあるため、将来的に改善が期待できます。
ドローン測量の手順
ドローンの公共測量の詳細な手順は、国土地理院からマニュアルが発行されています。以下、その手順を簡単にまとめたものになります。
１．現地調査、作業計画
まず測量を行う現地の調査を行います。内容としてはドローンの飛行に支障となるような障害物がないか、通信状況は問題ないかを確認します。そしてその結果をもとに専用のソフトを用いて最適なルートを決定し、飛行ルートを作成します。
また、ルートや状況によって必要な安全対策や飛行の申請などに対応し、天候も考慮して実施する日程を決定します。
２．GCPの設置
次に、GCPと世慣れる地上の基準点（標定点や検証点）を配置します。このGCPによって得られる測定データから正確な測量を行うのです。GCPの設置は距離や角度を測定する装置を用いて作業を行います。
３．ドローンによる撮影
決定した飛行ルートに沿ってドローンを飛ばし、空中から地表の情報を取得します。
データの取得（空中写真の撮影）をした後は、正確にデータを取得出来ているかを確認し、問題が見つかった場合は再度ドローンを飛行させて撮影をやり直します。
４．データの解析
無事にデータの取得ができたら、専用ソフトを使ってデータの解析を行います。
「三次元形状復元計算」と呼ばれる三次元構造を復元する作業を行い、点群編集や三次元データファイルの作成が行われます。
５．品質評価
三次元点群データファイルが完成したら、国土地理院の「作業規程の準則」の規定に沿って品質の評価を行い、メタデータの作成や必要な資料を揃え、整理します。
＜「作業規程の準則」第3編第4章第12節＞
1.「品質評価」とは、基準点測量成果について、製品仕様書が規定するデータ品質を満足しているか評価する作業をいう。
2.作業機関は、品質評価手順に基づき品質評価を実施するものとする。
3.評価の結果、品質要求を満足していない項目が発見された場合は、必要な調整を行うものとする。
ドローン測量に関連する資格
日本でドローン測量を行うには、国土地理院が認定する「測量士」または「測量士補」と呼ばれる国家資格が必要となります。
これらの資格を取得すると、公共事業において測量の仕事を行うことが可能となります。なお、測量士補は測量計画を作成できないため注意が必要です。
また、ドローン測量にあたり「ドローンを操作を行う資格や免許」というのは基本的に不要ですが、「JUIDA」や「DJI スペシャリスト」等、さまざまな種類の民間資格があり、専門の知識や操縦の技術を持っていることを証明し顧客からの信頼性を高めるためおすすめです。