ドローン測量の手順を解説！〜メリットやデメリットも紹介！〜【入門】

近年、さまざまな場面でドローン（UAV）が活用されているのはご存じのとおりだ。

2022年12月5日からは改正航空法が施行され、「レベル4」飛行が実現できることとなった。

レベル4飛行とは、ドローン（UAV）を含める無人航空機を、有人地帯の上空においても、補助者を置くことなく、目の届かぬ場所（目視外）まで飛行させられるものだ。

これによって、都市部の物流や警備、インフラ整備や、災害など有事の際における人命救助をはじめとしたさまざまな支援といったさまざまな場面においてドローン（UAV）の活用が期待されることになる。

こうした法整備にのっとったドローンの改良・研究も進みつつある状況だが、現在、ドローン（UAV）の利活用がもっとも進んでいるのが、土木・建設の現場だろう。

人員不足が叫ばれて久しい土木・建設現場において、人員を危険にさらすことなく点検やデータ収集を行えるドローンの存在は、現場のDX化に欠かせない存在となっている。

今回は、そんなドローン（UAV）の導入を検討されている方々のために、ドローン測量における利活用の基礎知識を紹介していこう。

ドローンで測量するプロセス

最初に、ドローン測量のプロセスを簡単に説明していこう。

まず、ドローン（センサーやカメラを搭載）、さらに当然のことながら「測量士」（および「測量士補」）の国家資格を持った、ドローンの操縦者も必要となる。

ドローン操縦に関して免許は必要ないが、国家資格として「一等無人航空機操縦士」と「二等無人航空機操縦士」がある。「一等」の免許は、目視外での飛行を行う場合に必要となるものだ。

また、ドローンに搭載する機器によって、コストも変わる。

カメラによる写真測量では、カメラにGPSと高度計が付いていれば良い。比較的安価に測量が行えるが、例えば樹木が多い場所などでは正確な測量ができない場合もある。

これに比べ、各種センサーを搭載したレーザー測量ではより正確な測量ができるものの、導入には高額な費用がかかる。


それぞれの方法にのっとった操縦アプリ、データの解析ソフトを用意したら、まずは実際に足を運んで現地調査を行う。

障害物の有無、さらには遠隔操作のための通信状況を確認しておく。

この調査をもとに、ソフトを使って測量のために最適なルートを作成する。安全対策はもちろんのこと、場所によっては国土交通省への飛行許可申請が必要となるので、注意を要する。

そして、地上の基準点＝GCP（Ground Control Point）を設定し、ドローンを飛行させ、地表の情報を取得、そのデータをもとに各種ソフトで解析を行う。

以上が、ドローンによる測量の大まかな流れとなる。

ドローン測量を検討する際の注意点

ドローン測量の導入を検討する際に、考慮しなくてはならない点も存在する。

まずは、ドローンの操作。誰でも操作はできるものの、それを安全かつ効果的に使用するためにはそれなりの訓練が必要となる。

そして、測量する場所がドローンに適しているかどうかだ。


何度も述べているとおり、ドローンは広範囲での測量に適している。そのため、狭い範囲であれば、これまでの測量方法のほうが短時間で行うことができることもある。

これは、上空から見て障害物が多い場合も同様となる。さらには、ドローンを飛ばすには通信状況が良くなければならない。

通信ができなければ、ドローンのコントロールや、データをクラウド上に逐次アップロードするケースなどは、転送できない状態に陥る。

また、そもそもドローンは小さく軽量であることから、バッテリーの持ちも頭に入れなければならない。

測量範囲によっては、バッテリーの交換もしなくてはいけないし、測量時間も増加する。

そして、これも先に挙げたとおり、より高精度での測量を行うためには、レーザー測量が推奨されるが、高額な機器になる。

もちろん、ドローンの自動運転に向けた研究や、分析・解析ソフトなど、技術が日進月歩で進化しているため、こうした問題は解決していくことも考えられる。

いずれにせよ、初期費用も含め、これから自社の関わる現場がどれくらいの規模のものかを把握し、吟味することが重要だ。

人的・時間的コストを低減できるメリット

ドローンによる測量には、様々なハードルがあるものの、反面、多くのメリットもある。

まずは、最初に挙げたように、最小限の人員で測量が行えるという、DX化の観点における利点だ。

測量にかかる人件費も抑えることができるため、初期投資さえ行えば、その後のランニングコストは安くできるはずだ。

また、距離・角度を測れるトータルステーションを使った地上での測量よりも、広範囲の測量を短時間で行える。


もちろん、ヘリコプターやセスナなどの航空機を使った測量よりは範囲が狭くなるが、それに比べると安価で、しかも時間的にも短く測量できることになる。

そしてなにより、上空からの測量は、地上からの測量よりも制約が少なくなる。建設の現場はケース・バイ・ケース、これまで人が入れないような危険な場所でも、ドローンであれば立ち入ることができる。

さらには測量したデータを3次元モデルに起こしやすいことも、大きなメリットだろう。

人の手によって作成した測量結果で3次元モデルを作るのは、大きな労力がかかる。

数値をソフトにいちいち手作業で入力しなければなりません。ドローンでは上空から写真や動画をデジタル撮影したり、レーザーを照射したりすることで測量データを取得することが可能だ。

このデータを元に3次元モデルを作ることは、比較的容易だ。

従来のやり方で測量を行った場合、3次元モデルを外注して作っていたところも、ドローンを用いた測量を行えば、自社でモデリングが可能になるケースもあるだろう。

ドローン測量の仕組み

オルソ画像

オルソ画像とは、ドローンが撮影した写真と地図データとを重ね合わせることで取得できる「地理空間情報」のこと。

写真をいくつも組合わせることで、傾き・歪みを修正し、正確な位置、サイズを算出する。距離計測もできる。測量は、位置情報を持つ点の群れを加工する専用ソフトを用いて行われる。

3次元点群データ

3次元点群データとは、ドローンで空中から取得したXYZ軸の情報のこと。ドローンが取得した高度情報と位置情報を、カメラやレーザー測距装置で捉えたデータと組合わせることで作成する。全ての「点」に位置情報「XYZ」が付与されていることになる。

このデータを専用のソフトで加工すれば、距離計測や盛土の体積算出などがスムーズに行える。加えて、3次元点群データは、3Dモデル作成・図面作成・出来形管理などを作るための素材にもなる。

ドローンよりも、手軽に測量が行える、スマホ測量アプリ「OPTiM Geo Scan」を紹介！

このように、ドローンによる測量は着々と進んでいる。

とはいえ、初期投資や自社の状況を考えた際に、なかなか導入に踏みきれないというケースもあるだろう。

だがドローン測量よりも簡単にかつ高い精度で、3次元測量ができるソリューションが存在する。それが3次元スマホ測量アプリ「OPTiM Geo Scan」だ。


AIプラットフォーマーのオプティムが開発・販売するこのアプリは、iPhone※に搭載されたLiDAR（Light Detection And Ranging／レーザーの反射を利用）という技術で測量を行う。

さらに、他の測量アプリと大きく違う点が、国土交通省の要領「3次元計測技術を用いた出来形管理要領（案）」にも準拠していることだ。




この要領に準拠しているため、土木・建設における起工測量や出来形測量でも「OPTiM Geo Scan」が十分に活用することができる。

加えて、直感的な操作で、測量を始められる部分も大きなポイントだろう。ドローン測量のように高額な機器が不要、測量士の経験も不要、操作の習得も不要。

3次元測量を始めてみたい事業者のみなさんにとっては、ドローン測量よりも圧倒的にハードルが低いこの測量アプリをぜひ、一度試してみてはいかがだろうか？