【名古屋】ドローン測量｜方式の違いと精度の基準や高める方法を解説

測量精度の基本的な基準

ドローン測量における精度とは、土地の距離・面積・地形・体積を計測した際の数値の正確さを指します。測量対象物や対象範囲の実際の値（真値）と、取得した3次元点群データの測定値との差が少なければ少ないほど、精度が高いと言えます。公共測量においては、用途に応じて求められる3次元点群精度が明確に定められています。

用途別に求められる精度レベル

測量の用途によって求められる精度は大きく異なります。例えば、地形測量や土量計算においては±10cm程度の精度でも十分なケースがありますが、構造物の出来形管理では、一般的に±3cm以内の高精度が必要です。

設計段階では比較的緩やかな精度基準でも、施工管理段階では厳しい基準が適用されるため、プロジェクトの各フェーズで必要な精度を事前に把握し、適切な測量方法を選択することが必要です。

精度管理における品質保証の方法

ドローン測量の精度を保証するためには、適切な検証点（GCP）の設置が不可欠です。測量範囲内に複数のGCPを配置し、ドローンで取得したデータと地上測量による実測値を比較することで、測量結果の精度を検証します。

写真測量の仕組みと特徴

写真測量は、ドローンに搭載したカメラで地上を撮影し、複数の写真を解析することで3次元データを生成する方法です。同じ地点を異なる角度から撮影した複数の画像から、自動的に地形の立体モデルを構築します。

写真測量の最大の利点は、導入コストが比較的低く、カラー情報を含む高解像度の画像データを取得できる点です。建設現場の現況確認や、構造物の外観検査など、視覚的な情報が重要な用途に適しています。また、オルソ画像の作成により、地図のように歪みのない俯瞰図を得られ、設計図との重ね合わせによる検証作業にも活用できます。

ただし、写真測量には植生や樹木の影響を受けやすいという特性があります。草木が茂った場所では地表面までカメラの視線が届かず、正確な地形データが取得できないケースがあります。郊外の開発現場や河川敷などでは注意が必要です。

レーザー測量（LiDAR）の仕組みと特徴

レーザー測量は、LiDARと呼ばれるセンサーを使用し、レーザー光を地上に照射して反射時間を計測することで距離を測定する方法です。1秒間に数十万～数百万点もの測定点を取得でき、高密度な点群データを生成できるのが特徴です。

レーザー測量の最大の強みは、植生を透過して地表面のデータを取得できる点にあります。レーザー光は複数の反射を記録できるため、樹木の葉や枝からの反射と、地面からの反射を分離して処理することが可能です。この特性により、森林地帯や草木が生い茂る場所でも、正確な地形測量を実現できます。

また、レーザー測量は光の反射時間を直接計測するため、写真測量と比較して影や明暗の影響を受けにくく、より安定した精度を維持できます。建物の影になる部分や、日照条件が悪い現場でも高品質なデータ取得が可能です。

飛行計画と撮影パラメータの最適化

ドローン測量の精度を左右する最も基本的な要素は、飛行計画の精密さです。撮影高度、オーバーラップ率、飛行速度などのパラメータを適切に設定することで、データ品質は大きく向上します。

一般的に、低高度での撮影ほど地上解像度が高くなり、より詳細なデータを得られます。ただし、低高度飛行は撮影枚数が増加し、データ処理の負荷も高まるため、必要な精度基準とのバランスを考慮した設定が必要です。

都市部では高層建築物や電波塔の影響を受けやすいため、GNSS信号の受信状況を事前に確認し、飛行ルートを最適化する方法が効果的です。また、風速や天候条件も測量精度に影響を与えるため、適切な気象条件下での測量実施を心がけることが大切です。

基準点測量とGCPの適切な配置

測量精度を保証するための最も確実な方法は、高精度なGCPを適切に配置することです。基準点の測量には、GNSS測量機やトータルステーションなどの高精度測量機器を使用し、±1cm以内の精度で座標を取得します。GCPの数は測量範囲の広さや地形の複雑さによって調整します。

また、RTKーGNSSやPPKーGNSSを搭載したドローンを使用する方法では、GCPの数を大幅に削減できます。これらのシステムは、ドローンの位置をセンチメートル単位で測位できるため、従来の方法と比較して作業効率を大幅に向上させながら、高い精度を維持することが可能です。

データ処理と解析の品質管理

測量後のデータ処理段階でも、精度を高めるための工夫が可能です。点群データの処理では、ノイズの除去やフィルタリング処理を適切に行うことで、より正確な地形モデルを生成できます。また、複数回の測量データを統合し、データの欠落や誤差を補正する方法も効果的です。

解析ソフトウェアの選択もポイントで、高精度な測量には、専門的な解析機能を持つソフトウェアの使用が推奨されます。自動処理に頼るだけでなく、専門技術者による目視確認と手動補正を組み合わせることで、より信頼性の高い成果物を得られます。