• Tweet

ドローン写真測量とは？メリット・デメリットや手順などを徹底解説

テレビ番組やミュージックビデオ、映画などの撮影でドローンが使われることが増えてきました。そんなドローンは、三次元測量にも応用できます。

今回は、ドローンの写真測量の特徴やメリット・デメリット、手順や方法などについて解説します。

ドローン写真測量に興味がある方にとって有益な情報をまとめているため、ぜひ参考にしてください。

ドローン写真測量とは、ドローンに搭載した光学カメラで撮影した複数の写真をつなぎ合わせて、地形データを測量する方法のことです。

撮影する範囲を重複させることで、より立体的なデータを取得できます。

ドローン以外に必要な専門的な機材はなく、比較的安価でかつ、短時間で測量できるため、導入するメリットは多いとされています。

ただし、樹木や建物といった障害物が多い場所では、取得できる地表データが少なくなるのがデメリットだと言えるでしょう。

つまり、伐採済みで建物が建っていない平地の測量に適しています。

ドローンレーザー測量との違い

ドローン測量は、写真測量とレーザー測量の2つに分けられます。

ドローンレーザー測量とは、ドローンに3次元レーザースキャナを搭載して、照射したレーザー光の反射によって地表からの距離を測量する方法のことです。

一部のレーザーは樹木のあいだをすり抜けて地表まで到達するため、樹木下の測量もでき、詳細な地形データが取得可能です。

ただし、ドローンレーザー測量に使用する機材は特殊なもので比較的高額なため、ドローン写真測量よりも費用が高くなってしまいます。

グリーンレーザー測量との違い

ドローンレーザー測量のうち、水の影響を受けにくい「グリーンレーザー測量」という方法もあります。

グリーンレーザーの場合、上空から照射すると水底まで到達するため、陸部と水部を同時に測量可能です。水の透明度によって精度が左右されますが、河川や港湾地区における水底測量に利用され始めています。

しかし、グリーンレーザー測量にも専門的な機材が必要なため、測量費用が高くつくことになります。

地上測量との違い

地上測量とは、地形の変化点にあわせて標定点を立てて、作業員が徒歩で移動しながら計測する方法のことです。

測量作業自体にも多くの労力や時間がかかりますが、測量後は取得したデータから3Dモデルを作成する必要があり、全体的に多くの工数がかかります。

ドローン写真測量のメリットは、主に3つ挙げられます。

時間と費用を抑えられる

ドローン写真測量の最大のメリットと言ってもよいのが、時間と費用を抑えられるということです。

上空から短時間かつ安価で測量を行えるだけではなく、測量データの解析にも多くの時間がかかりません。その分、人件費を抑えることもできます。

従来の測量では、航空機を利用した航空測量も行われていました。しかし、この場合は有人航空機を扱うことになります。

ドローン写真測量は、有人航空機に比べて準備に時間がかからず、失敗のリスクも小さいと言えるでしょう。

測量できるシチュエーションが多い

ドローン写真測量では、上空から撮影するため、人が立ち入れない危険な場所でも測量でき、利用できるシチュエーションが幅広いと言えます。

ドローンは、無人航空機ですので、万が一落下したときのリスクも小さく、安全性が確保されています。

ただし、ドローン写真測量では樹木下の地表の測量が難しいため、適宜、ドローンレーザー測量を検討する必要性もあります。

3Dモデルを簡単に作成できる

ドローン写真測量は、測量したデータを元にして、3Dモデルを作成するのが容易で多くの時間がかかりません。

ドローンは、地形の情報を点群データとして保存しているため、専用ソフトを用いて自動的に解析することができます。

以前からある地上測量の場合、データ取得に時間がかかるだけでなく、取得データから必要な図を作成する時間も必要でした。

しかし、ドローン写真測量の場合は、自動的に必要な図を作成できるため、時間とそれに伴う人件費を抑えられます。

ドローン写真測量には、メリットだけでなくデメリットもあります。

主なデメリットは以下の5つです。

条件によっては費用が高くなる

ドローン写真測量は、比較的安価で行えるメリットがあると前述しましたが、条件によっては割高になることもあります。

たとえば、凹凸がなく、狭い範囲の測量であれば、ドローン写真測量ではなく地上測量のほうが安くなることも少なくありません。

凹凸のない地表は、簡単に効率よく地上測量を実施できることから、狭い範囲であれば、広範囲の測量に向いているドローン写真測量のメリットを活かせないためです。

測量したい場所によって、測量方法を変更する臨機応変さも必要です。

バッテリーの持続時間に制限があって長時間測量できない

ドローンのバッテリー持続時間は短いため、広範囲の測量をおこなう際、途中でバッテリー交換する必要があるケースも少なくありません。

ただし、近年、ドローンの性能が上がっているため、バッテリーの持続時間の問題は解決される方向にいくと考えられています。

測量範囲や精度に限界がある

ドローン写真測量の場合、測量範囲があまりにも広いとバッテリーが持たず、GPS測位精度には限界があると言うデメリットもあります。

ドローン写真測量では、樹木や建物で地表を直接撮影できない場所では、正確な測量ができません。

また、ドローン写真測量が取得する詳細な点群データのためには高精度なドローンによる位置情報が不可欠です。GPS測位だけでは精度に限界があります。

ただし、多数設置する標定点や、準天頂衛星システム「みちびき」などのGNSSからの信号と地上に設置された電子基準点からの信号を利用して高精度な測位を可能にしたRTK測位によって、精度が改善されています。

RTKモジュールを搭載したドローンの登場により、非常に高精度な位置情報の取得が可能となりました。

操縦ライセンスが必要になった

2012年12月からドローンの操縦ライセンスが必要になりました。

第三者上空の飛行や夜間飛行、有人地帯での目視外飛行を行う場合は、無人航空機操縦者技能証明書のライセンスが必要です。同時に、機体認証が必要となり、運航ルールも拡充されています。

なお、ドローン写真測量に限らず、測量するためには、「測量士」あるいは「測量士補」という国家資格の取得が必要です。資格を取得することで、国・県・市町村などから発注される公共事業において測量できるようになります。

ドローンが墜落するリスクがある

ドローンが何かしらのトラブルで墜落してしまった場合に失うものは、ドローン本体や測定機器だけではありません。

ドローンが墜落したところに人や物があった場合、人を死傷させてしまったり物を損壊してしまったりするかもしれません。

この場合、国土交通大臣への報告や負傷者の救護義務が発生します。保険への加入は任意ですが、万が一のために加入しておくほうがよいでしょう。

最後に、ドローン写真測量の具体的なイメージを持つために、手順や方法について解説します。

主な手順は、以下の5ステップです。

1. 現地調査

まず、現地に実際に足を運んで調査を行います。樹木や建物などの障害物の有無や通信状況などを確認し、ドローン写真測量を正確にできる条件が整っているか確認します。

2. 飛行ルートの検討

現地調査の結果を元にして、ドローンの飛行ルートを検討します。

専用のソフトウェアを用いると、現地に適したルートや高度、シャッター速度、撮影間隔などを容易に知ることができます。

ただし、ルートによっては、安全対策や飛行許可申請が必要になるので注意してください。

また、ドローンの飛行は、強風や豪雨などの天候の影響を受けやすいため、天気予報を確認したうえで実施予定日および予備日を決めなければいけません。

3. GCPの設置

ドローン写真測量する場合、GCPと呼ばれる地上の基準点を設置します。

なお、GCPの設置には、距離と角度を測れる装置（トータルステーションなど）を用いることになるでしょう。

GCPによってドローンが正確な3次元位置を測定し、ドローンの位置情報と取得データから測量を行います。

4. データの取得

実際にドローンを飛行させて上空から地表データを取得します。
ドローンは、ルートだけではなく、高度やシャッター速度、撮影間隔なども自動で制御可能です。

ドローンによる撮影が終われば、正確にデータを取得できているか確認しましょう。
障害物の有無や天候などの影響を受けて正確なデータを取得できていないこともあるため、念入りな確認が必要です。問題があれば、再飛行させましょう。

5. 専用ソフトでの解析

ドローンで取得した地表データを元に、専用ソフトで解析を行います。

ドローン写真測量の場合、地表情報を点群データとして取得しますが、場合によっては3Dモデルや鳥瞰図などの作成が必要になることもあります。

本記事では、ドローンの写真測量の特徴やメリット・デメリット、手順や方法などについて解説しました。

IT技術は日々進歩しているため、ドローンや「PRODOUGU（プロドウグ）」のような建築業向け施工管理アプリなどのツールを積極的に活用して効率的に作業をおこなうとよいでしょう。

効率的な作業で生産性を上げ、長時間労働の緩和など、様々な課題の解決に取り組みましょう。

「PRODOUGU」にご興味のある方はこちらから資料をダウンロードいただけます。