第4編 三次元点群測量
第3編地形測量及び写真測量／第5章UAV写真測量にもUAVを利用した測量の規程があるのですが、空中写真測量をUAVで行うためのもので、以前から飛行機による空中写真測量を行っていた業者でないと作業出来ない内容となっています。
- 測量作業規程の準則とは
- 標準的な作業方法等を定めることにより、その規格を統一するとともに、必要な精度を確保すること等を目的とする。測量法第34条
- 計画期間（自治体等）は測量作業規程を定め、国土交通大臣の承認を得る必要があります。測量法第33条第1項
- 国土交通大臣は、公共測量作業規程の一般的な規範（手本）として、測量法第34条に基づく「作業規程の準則」を定めています。公共測量作業規程の作成の際に利用することができます。
以下、自分たちのドローンで公共測量を行うことが出来るか、その検討のために測量作業規程よりいくつかの項目を抜粋して解説しております。
第3章 UAV写真点群測量
第3節（評定点及び検証点の配置）第515条
| 位置精度 | 隣接する外側評定点 | 任意の内側評定点 |
|---|---|---|
| 0.05m以内 | 100m以内 | 200m以内 |
| 0.10m以内 | 100m以内 | 400m以内 |
| 0.20m以内 | 200m以内 | 600m以内 |
外側評定点3点以上、内側評定点1点以上の設置が必要です。
検証点は評定点とは別に、第2章現地測量第119条、第120条のTS点設置に準じて行う。
- 検証点は評定点から出来るだけ離れた場所に均等に配置する。
- 検証点は設置する評定点の半数以上とする。
- 検証点は平坦な場所又は傾斜が一様な場所に配置する。
使用するUAVの性能及びデジカメの性能は第225条、第226条に準じる。
UAV性能
1. 自律飛行機能及び異常時の自動帰還機能を装備していること。
2. 航行能力は、利用が想定される撮影区域の地表風に耐えることができること。
3. 撮影時の機体の振動や揺れを補正し、デジタルカメラの向きを安定させることができること。
カメラ性能
1. 焦点距離、露光時間、絞り、ＩＳＯ感度が手動で設定できること。
2. レンズの焦点の距離を調整したり、レンズのブレ等を補正したりする自動処理機能を解除できること。
3. 焦点距離や露光時間等の情報が確認できること。
4. 十分な記録容量を確保できること。
5. 撮像素子サイズ及び記録画素数の情報が確認できること。
UAV写真測量では第227条で独立したカメラキャリブレーションを行うことになっているが、UAV写真点群測量ではセルフキャリブレーションを標準としている。第527条
撮影計画
| 位置精度 | 地上画素サイズ |
|---|---|
| 0.05ｍ以内 | 0.01ｍ以内 |
| 0.10ｍ以内 | 0.02ｍ以内 |
| 0.20ｍ以内 | 0.03ｍ以内 |
- 撮影後に実際の写真重複度を確認できる場合には、同一コース内の隣接数値写真との重複度が８０パ ーセント以上、隣接コースの数値写真との重複度が６０パーセント以上を確保できるよう撮影計画を立案することを標準とする。撮影後に写真重複度の確認が困難な場合には、同一コース内の隣接数値写真との重複度は９０パーセント以上、隣接コースの数値写真との重複度は６０パーセント以上として撮影計画を立案するものとする。
- 外側標定点を結ぶ範囲のさらに外側に、少なくとも１枚以上の数値写真が撮影されるよう、撮影計画を立案するものとする。
地上画素サイズの計算
対地高度=\frac{地上画素サイズ}{使用するデジカメの1画素のサイズ}\times焦点距離\\
使用するデジカメの1画素のサイズ=\frac{撮影素子}{記録画素数}
撮影素子 （例）35mmフルサイズ（35.8mm×23.9mm）
記録画素数（例）6000×4000（2400万画素）
レンズ焦点距離（例）30mm
対地高度=\frac{10mm}{0.006mm}\times30mm\div1000=50m\\
使用するデジカメの1画素のサイズ=\frac{35.8mm}{6000}=0.006mm
i-Construction土工事の計測業務が発注されておりますが、位置精度5cm以内が多いようです。地上画素サイズは1cm以内となり50mの高度で撮影するには、ざっくり2400万画素以上のカメラ性能が必要になります。（レンズ等によります）
第5節 三次元形状復元計算
Pix4D、Metashape（SfM）等による点群データ作成がこの部分に相当します。
- カメラのキャリブレーションについては、三次元形状復元計算において、セルフキャリブレーションを行うことを標準とする。第527条第5項
標定点の残差及び検証点の較差の点検 第529条
- 三次元形状復元計算で得られる標定点の残差が、Ｘ、Ｙ、Ｚのいずれの成分も、作成する三次元点群データの位置精度以内であることを点検する。
- あらかじめ求めた検証点の位置座標と、三次元形状復元計算で得られた検証点の位置座標との較差が、Ｘ、Ｙ、Ｚのいずれの成分も、作成する三次元点群データの位置精度以内であることを点検する。
- 点検のために、必要に応じてオルソ画像を作成することができるものとする。
- 点検の結果、精度を満たさない場合には、不良写真の除去及び特徴点の修正を行った上で、再度三次元形状復元計算を行い、点検を行うものとする。こうした処理を行っても精度を満たさない場合には、再撮影を行うものとする。
- 三次元形状復元計算ソフトで直接検証点の位置座標を求めることができない場合は、検証点の位置座標は、次の方法で求めるものとする。
- ・平面位置は、第３項で作成したオルソ画像上で検証点の位置を確認し、座標を求める。
- ・標高は、作成した三次元点群データを用いて、各検証点に対し平面座標上の距離が１５センチメートル以内であるような三次元点群データを抽出し、距離の重み付内挿法で求める。
国土地理院ホームページより