ドローンによるレーザ測量 日本初の実用化
九州地方整備局 大分川ダム建設工事において高精度な結果を確認
鹿島（社長：押味至一）は、測量機器とソフトウェアを提供する（株）ニコン・トリンブル（本社：東京都大田区 社長：丹澤 孝）、三次元計測等を手掛けるルーチェサーチ（株）（本社：広島県広島市 社長：渡辺 豊）と共同で、大分川ダム建設工事においてドローンによるレーザ測量を行い、高密度・高精度な測量結果を確認しました。これまでドローンによる写真測量はダム工事や造成工事で実績がありますが、レーザ測量の実用化は日本で初めてとなります。
■開発の背景
従来は、光波測量器やGNSS測量器による測量が一般的でしたが、近年では、高精度に測量が可能で三次元図面を出力できる３Dレーザ測量が普及してきました。また簡易に扱えるドローンを用いた写真測量も増え、これまで当社でもその精度を高め、大型造成工事等に適用してきました。
大分川ダム建設工事においても、ダム堤体盛立・原石山工事の土量管理等にドローン写真測量を行っています。しかし、この方法では、高低差のある複雑な地形や、樹木伐採前の湛水予定池内の地形において、精度の高い測量データを得ることが難しく、課題となっていました。
そこでこれらを解決するため、ドローンによるレーザ測量に着目し、鹿島とニコン・トリンブル、ルーチェサーチで開発を進め、このたび試験フライトを終えて大分川ダム堤体で計測を実施し、高密度・高精度のデータを得ることに成功しました。
■本測量の特長
ドローンによる写真測量を行う際には、予め基準点（ターゲット）を地表面に複数設置する必要がありますが、本測量では、地表面に向けてレーザを照射することで得られる距離と、機体に内臓されたGNSSとジャイロセンサーにより機体の位置情報を得られるため、基準点設置の必要がありません。
また、レーザ照射は樹木の隙間を通り地表面まで到達するため、伐採・除根前に地山を計測することが可能です。測量した結果は点群データで出力されることから高低差が取れ、複雑な地形でも精度の高いデータが得られます。この点群データは、三次元CADやGIS（地理情報システム）に用いることが可能で、CIMへの展開も容易です。
さらに、本機体は事前にPC上にて設定したルートに従い自律飛行が可能で、最大３０kgまで搭載でき、風速１０m／秒の状況においても安定飛行することができます。今回は、わずか１３分の飛行時間で２０haの広さを測量し、データ処理に要した時間は約６時間、高精度と言われる地上レーザ測量の結果と比較して、９０％の測量点が±４．５cm以下の精度で測量することができました。
従来のセスナ機等による航空レーザ測量と比較して安価で、かつ現場内での離着陸が可能なため、現場の必要に応じて、都度測量できます。
■ドローン写真測量との比較
近年、急速に普及してきたドローン写真測量と比較した場合、以下のような優位点があります。
１．樹木に限らず、ある程度の隙間がある障害物があった場合でも、地山の測量が可能です。
２．写真測量に用いるカメラレンズの画角より、レーザ照射角の方が広いため、一経路での測量幅が広くなり、全体の測量時間が短くなります。
３．空中に存在する対象物（電線等）の正確な位置（座標値）を図面上に反映できるため、施工計画立案時に支障物として考慮することができます。
４．写真測量では困難な薄暮時でも測量可能です。
■今後の展開
本現場においては、さらにドローンレーザ測量の精度を高めて、出来形管理等にも適用していきます。鹿島は今後、ドローンによるレーザ測量と写真測量の両手法を適宜使い分けることにより、工期・コスト面で最適化を図ります。また、急斜面のような人が立ち入ることが困難な場所の事前測量や、短時間で高精度のデータ取得が求められる土木工事等により安価に適用できるよう、開発を進めていく方針です。
■工事概要
工事名：大分川ダム建設（一期）工事
発注者：国土交通省九州地方整備局
工事場所：大分県大分市大字下原地先
工期：２０１３年９月３日～２０１６年１２月２８日
施工者：鹿島・竹中土木・三井住友特定建設工事共同企業体
工事諸元：中央コア型ロックフィルダム、堤高：９１．６m、堤頂長：４９６．２m、堤体積３，７８１，０００m３
総貯水容量：２４，０００，０００m３、有効貯水量 ２２，４００，０００m３
ドローンを用いた写真測量の精度向上、大規模造成工事に初適用（２０１５年９月２５日プレスリリース）
http://www.kajima.co.jp/news/press/201509/25c1-j.htm鹿島建設（株）
http://www.kajima.co.jp/
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