地形等を測量する場合、これまではセスナ機などを利用する写真測量や測量士がその場で行う地上測量など時間やコストをかけて行ってきました。
しかし、最近では、ドローンを使って撮影しソフトウエアを使って必要なデータを書き出すような比較的、時間やコストを抑えられる「ドローン測量」が注目されています。
撮影した画像を測量に適したデータにするためにはソフトウエアが欠かせませんが、これからドローン測量をスタートさせるにあたってどのような基準で選ぶのが最適なのでしょうか。
基本的なドローン測量の流れと、現在、日本で流通しているソフトウエアの特徴を見てみましょう。
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測量のためにドローンを飛行させる場合、基本的な飛行技術と知識があって飛行許可を申請していれば、特殊な免許や資格は基本的に必要ありません。
もちろん、高度な測量が必要な場合は測量士の資格が必要になります。
ここからは、ドローン測量の基本的な流れを紹介します。
- 作業計画を立てる
現地で障害物や離着陸の場所を確認したら、地図上でドローンの飛行ルートを計画します。専用の飛行アプリを使って、撮影高度や写真撮影の間隔、写真ラップ率（写真の重なり）なども設定します。 - 対空標識（GCP）を設置する
高度な測量の場合、3Dモデリング用の対空標識GCPを現地に設置します。GCPは、複数からの撮影写真データに入るような位置に設置します。簡易的な高低差測量や度量検査の場合は、GCPを設置しない場合もあります。 - ドローンを使って撮影する
事前に設定した飛行ルートを自動航行させ、連続的に写真を撮影します。 - 写真データ解析
複数の写真をソフトウエアに読み込み3Dデータ（オルソ画像、点群データなど）を作成します。パソコン上にあるソフトウエアを使う場合や、クラウドで画像の自動処理を行うパターンもあります。 - データ出力
点群データ、標高差データ、点群データなどを取得したら、パソコン上で共有したり、CADソフトなどに取り込んで活用することができます。
ドローン測量で得られる主なデータ
ソフト選びの前に、ドローン測量によって得られるデータの種類を紹介します。
ドローンで撮影した画像から以下のようなデータがスムーズに取得できることが、ドローン測量の大きなメリットです。
建物や地形の正確な位置と大きさがわかる「オルソ画像」
ドローンで撮影した何枚もの画像を、傾きや歪みを修正して結合させた画像データです。
この画像データは位置座標データを持っているので、地図データとの重ね合わせ表示が行え、拡大から縮小まで見たい場所をピンポイントで詳細に確認できるようになります。
オルソ画像があることで、工事現場などの状況を正確に把握することができ、工事や施工の効率化に役立ちます。
地形の標高差がひと目でわかる「標高差データ（Digital Surface Model）」
地形などの高低差をビジュアル的に表現したデータで、地形の起伏を簡単に把握することができるデータです。
大規模な造成工事などの現場確認用など、さまざまな場面で必要とされるデータです。
体積算出にも最適な「点群データ」
ドローンによって空中から取得したXYZ軸の情報（点群データ）です。高度情報と人工衛星から取得する位置情報を組み合わせてできあがります。
位置情報を持つ点群は任意箇所の距離、面積、角度の計測や体積の算出、断面図などを確認することができます。
ここからは、上記で紹介したデータを作成するために必要なソフトウエアを紹介していきます。
「Pix4Dmapper（ピクスフォーディー マッパー）」
スイスのPix4D社がドローン測量のために開発したソフト。
ドローンで撮影した画像から点群データを作成、高い精度で距離や面積、体積を算出することができます。
ドローンの画像だけでなく、360度カメラやサーモグラフィなどにも対応。さまざまな解析データが必要という方に最適なソフトウエアです。
日本で開発されたドローン測量サービス「KUMIKI（くみき）」
日本の株式会社スカイマティクスが開発したドローン測量サービス「くみき」。
ドローンで撮影した画像をクラウドで素早く処理してオルソ画像・DSM・点群データを自動生成。
インターネット上で高度、距離、面積、体積、角度、断面なとの地形に関する情報を計測・確認することができます。計測データはクラウド上に保存されているため、関係各所への共有も簡単です。
見やすく使いやすい計測ツールを使用しており、日本製なのでサポートも充実。
これからドローン測量を始める方に最適なサービスです。
「Metashape（メタシェイプ）」
ロシアのAgisoft社が開発したデジタル画像の写真測量処理と3D空間データ生成ソフト（旧「PhotoScan」）。
複数の写真から3Dオブジェクトを高精度に復元することをメインにしていますが、この機能を測量にも活かすことができます。
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「TerraMapper（テラマッパー）」
テラドローン株式会社が開発したドローン測量用ソフト。デスクトップ版とクラウド版の２種類があります。
ドローンで撮影した画像をクラウドにアップしたら、3Dモデルはもちろん、距離や体積、断面などの地形解析を行うことができます。
| 月額費用例 （月1500枚の画像処理をする場合） |
クラウド版：画像処理費45,000円＋ストレージ費用 （50G）3,000円＝48,000円 |
| 測量レベル | +-10cm以内 |
| 画像処理方法 | クラウド版、デスクトップ版に分かれる |
▼ソフト比較表
| Pix4Dmapper | ドローン測量サービス「KUMIKI」 | Metashape | TerraMapper | |
|
月額費用例 | 約35,600円 ※デスクトップであれば、画像処理枚数無制限 | 基本契約費（月額換算） 3,000円＋月額費用30,000円=33,000円 | 要問い合わせ | クラウド版：画像処理費45,000円＋ストレージ費用（50G）3,000円＝48,000円 |
| 測量レベル | 1cm未満 | +-10cm未満 （くみきPRO使用の場合） | +-5cm以内 | +-10cm以内 |
| 画像処理方法 | デスクトップ＋ クラウド | クラウド | デスクトップ＋ クラウド | クラウド版、デスクトップ版に分かれる。 |
ドローン測量におすすめの機体は？
ドローン測量に最適な機体には、機能と費用によってさまざまです。簡易的な測量であればお手持ちのドローンでも問題ありませんが、高度な測量が必要な場合は高機能なドローンが必要になります。
高機能＆高費用向け
DJI製「Matrice （マトリス）600 Pro」＋高機能ジンバル「Ronin-MX」＋一眼レフカメラ
「Matrice600 Pro」は、映像分野だけでなく測量などの産業用ドローンとしても高い機能を誇る機体です。最大飛行時間は35分です。大きな特徴としては、高機能三軸ジンバル「Ronin-MX」をセットすることで、一般的な一眼レフカメラを搭載できることです。カメラの付け替えを自由に行いながら、高解像度の撮影が可能です。6つのローター（プロペラ）を搭載して飛行するので、最大積載重量が6㎏となっています。
DJI製 Matrice300 RTK
Matrice300 RTKは最大飛行時間55分、毎秒15mの風速に耐えうる性能を誇るDJI製の産業用ドローンです。
航空測量用のLidarやRGBカメラを統合したZenmuseL1や、写真測量用の45MPセンサーのZenmuseP1を搭載することができます。
また飛行時間は従来のドローンよりはるかに長いため、広範囲の測量に向いています。RTKにも対応しているので飛行精度も高くなっています。
他にもレーザー距離計や赤外線カメラ、広角カメラなどが１つになったZenmuseH20Tを搭載することもでき、本格的な産業用ドローンと言えるでしょう。
中費用向け
DJI製 Matrice30
Matrice30はMatrice300の欠点だった携帯性を向上させた機体です。
しかしMatrice300はカメラの入れ替えによりLidarか写真測量の選択が可能だったのに対し、Matrice30ではLidarの搭載が不可能になっています。
飛行時間は最大で41分で秒速15mの風速に耐えれるなど飛行性能は十分と言えるでしょう。
DJI製 「Phantom（ファントFム）4 RTK」
写真測量向けに発売されたのが、DJI製の「Phantom4 RTK」。カメラのセンサーは1インチ2000万画素、最大飛行時間は30分です。
大きな特徴として、衛星から受け取る位置情報によって誤差を少なくする「RTK（リアルタイムキネマティック）システム」が搭載されています。「Phantom4Pro」の安全性と飛行性能は保ちつつ、測量をする際に数センチ単位の高精度な画像データを取得することができます。
低費用向け
DJI製 「Mavic2pro」
ドローン測量の入門機として最適なDJI製の「Mavic 2 Pro」。カメラのセンサーは1インチ2000万画素で、最大飛行時間は31分です。現場の定点撮影はもちろん、オルソ画像や点群データ作成にも活用でき、コンパクトで軽量なので持ち運びにも便利です。
Mavicシリーズは最新のMavic3が発売されていますが、自動航行アプリが測量に向いておらず、使う人を選ぶためご注意ください。
まとめ
ドローン測量の基本的な知識と、ドローンで撮影した画像を使って地形解析を行うソフトを紹介してきました。気になるのは導入コストですが、地形解析の使用頻度や必要なデータ量によってプランも大きく変わるので、お使いの状況をよく検討した上でソフトウエアを選ぶようにしましょう。
これから、ドローン測量を導入しようとお考えの方は、導入コストを抑えられ、日本でのサポート体制が充実したサービス選ぶと良いでしょう。
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ドローン測量サービス「くみき」を上手に活用するには、基本的なドローンの操縦技術や解析ツールの操作方法、撮影に関する知識が必要不可欠です。
とはいえ「くみき」の動作画面や撮影方法などわからないことや知りたいことが多いかと思います。
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目的とする計測操作を行うことができるか確認したり、ドローンで撮影した画像から生成された地形データの品質を確認することができます。
デモアカウントは無料で発行することができますのでぜひお試しください。
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