【ｉ地図通信】ブログ

 　対空標識を観測するといった高精度な測定を要求される場合、レーザ光による反射光の振る舞いとフットプリントの形状には、留意すべきです。 　反射光は、被射体の形状によってはマルチパスとなり、見かけ上は被射体の中に入り込んだり、地中に潜り込んだりし、実際よりも奥の座標が測定されます。 　レーザ光は細いとは言え、広がって進み、斜面や角等に当たると、その状況によってフットプリントの形状を変化させます。

 　航空レーザ測量は、送電線調査が最初の商品だったのではないでしょうか。 　その後、地形測量に拡大していきますが、その時はヘリコプターを運用し、高密度に測定できる会社が有利で、市場も２社分ぐらいしかないと推定していました。 　ところが、１級河川流域の測量に拡大、さらに土砂災害危険区域、津波危険区域、そして今では河川の深浅測量も行われています。 　デジタルの時代である現在、一度作ってしまえば、経年変化部の更新ぐらいしか仕事はなくなるはずですが、次々にイノベーションが起こっているような錯覚に見舞われます。 　次は、浅海の測深が動き出しました。沿岸海域は、海上保安庁水路部（現 海洋情報部)が2000年頃から航空レーザ測深を行っていたはずですが、止めどなく市場が開拓されていきます。 　ｉ地図通信171号では、(公財）日本財団と(一財)日本水路協会が協働する、日本の総海岸線約35,000kmの訳90%における水深約20mまでの海底地形図を、10年間で整備しようとする「海の地図PROJECT」と対話しました。

 　航空レーザ測量は、その黎明期には山岳地の土砂崩壊などの解析に最も有利な技術と考えていましたが、実際には平地でもハザードマップの作成等、防災への貢献は大きいものがあります。 　ただ、洪水に視点を落とすと、発生原因となる河川の動態把握が原因療法の鍵であり、土砂の発生量は抑えられても、どのように流出しているのは水に阻まれて充分な解析ができていませんでした。 　これを解消してくれるのが航空レーザ測深であり、実際に広く適用され、どこに土砂が溜まっているとか、洗掘されているとかが、分かってきています。 　今後は、それらを適切に管理し、危険を取り除いていく技術が重要になってきます。 　ｉ地図通信124号では、測技協の第44回技術発表会で発表された航空レーザ測深のデータを用いた浚渫対策優先度の検討との対話を配信しました。

 　国土交通省 水管理・国土保全局が策定した『河川管理用三次元データ活用マニュアル（案）』（令和2年(2020)2月）では、「三次元点群データによる河川定期縦横断測量にALBを使用する場合、その技術的特性を理解しなければならない」と規定されています。 　ALBとは航空レーザ測深ですので、水底を測定するために開発された技術であり、定期横断測量には多く適用され、技術的特性も理解されているところです。 　定期縦断測量は、定期横断測量のための標高の基準となる水準基標を定める測量です。一方、航空レーザ測深は衛星測位によって位置を決定した後、ジオイド・モデルによって標高に変換します。さらに標高の精度を高めるため、水準測量による標高に対する標定を行います。 　このような技術的な仕組みからすると、定期縦断測量への航空レーザ測深の適用は無理があります。 　一方、国土地理院が航空重力測量を実施しており、時期、ジオイド・モデルの精度が向上します。そうすれば、定期重要断測量では水準測量による標高に対する標定は必要なくなるはずです。 　ｉ地図通信123号では、測技協の第44回技術発表会で発表された航空レーザ測深の陸上での精度の検証との対話を配信しました。

　空中レーザ測量（航空レーザ測量やUAVレーザ測量）は、陸上の地形表現を目的とした測量技術です。 　空中レーザ測深（航空レーザ測深やUAVレーザ測深）は、水底の地形表現も目的としていますが、その生い立ちである深浅測量で、船の運航を妨げる岩礁や沈没船などにより水底の突起を探し出すことを目的としていたようです。その調査域は、網羅的に測量されているようです。つまり、離散的ではなく網羅的に水底に照射されるように設計されているのではないでしょうか。 　ただ、河川に適用する場合は、特に日本の河川に適用する場合は、突起を探し出す必要はなく、拡がり角を狭めてレーザ光のエネルギー密度を高くした方が、水底まで届く可能性が高くなって有効な気がします。 　ｉ地図通信122号では、測技協の第44回技術発表会で発表されたレーザ光の拡がり角と測深性についての発表との対話を配信しました。

 建設・測量生産向上展2022で展示されていた次の3つのUAVレーザ測深機について、仕様を比較し、相違が多くあることを報告しました。メーカの戦略に大きな違いがあることが分かりました。 ①     Amuse oneself 社製 TDOT 3 GREEN ②     ATRALite 社製 Edge ③     RIEGL 社製 VQ-840-G

 　UAVレーザ測深の特性として、レーザ光の水中での振る舞い（屈折、速度遅延）、浮遊物による減衰、透明度の判断等について対話しました。 図１　レーザ光の屈折と速度遅延 レーザ光は空気中から水中に入るときに屈折し、速度は遅くなります。レーザ光の反射を受光するセンサーには、屈折も遅延も認知できないため、真っ直ぐかつ遠くまで進んだと認識します。

 航空レーザ測深と比較することによって、UAVレーザ測深の理解を深めました。

 　航空レーザ測量と比較しながらレーザ測深に使用されるレーザ光の波長、スキャン方式、レーザ光の拡がり角と対話しました。 図１　レーザ光の水中での透過 航空レーザ測量　航空レーザ測深(1)　航空レーザ測深(2) 図２　航空レーザ観測のスキャン方式

 　本日から4回にわたってUAVレーザ測深との対話を行うにあたって、その概要を配信しました。

 　ｉ地図通信の登録時に選択してもらう興味分野以外に、その他で記入いただいた地形測量関連技術を、次のとおりお知らせしました。 　・UAVレーザ測深 　・SLAM 　・三次元地形モデル 　・CityModel 　・衛星測位（地形測量のための）