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【インフラ・イノベーション研究会】

「UAVによる写真測量・レーザ測量」を活用した河川測量等への取り組み事例

調査測量事業本部技術部鈴木浩二

平成28年6月16日


本日の発表内容１．測量的視点から見た河川管理

・従来の河川測量と河川管理

２．UAV写真測量による河川測量の事例

・H27 信濃川河川事務所における事例紹介

時間があれば・・・

３．UAVレーザ測量による災害調査の事例（「次世代社会インフラ用ロボット現地検証」参加への取り組み） http://www.c-robotech.info/

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測量的視点からみた河川管理


1．測量的視点から見た河川管理【測量は管理用の地形データ作成】

作業規程の準則に基づく「精度管理」を重視した従来手法

「地図情報レベル」で規定される均質なデータ作成

● 代表的な河川測量の例

河川定期縦横断測量（実測）、河川基盤地図（河道1/2,500，流域1/25,000）、

河川改修・計画等に伴う現況平面（要求精度に応じて対応）

⇒各種マニュアルに従った測量方法で対応し品質を確保

【河川管理目的に対する測量の課題】・広域の測量はコスト面から数年単位 ⇒時間分解能の改善

・降雨イベント等による時系列の変化 ⇒必要な範囲を必要な時

・建設～メンテナンスへ ⇒狭い範囲（施設）を細かく＝空間分解能の改善

必要な時に詳細情報を気軽に収集できる技術⇒UAVに着目

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1．測量的視点から見た河川管理

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【従来の測量・計画・設計・施工の場合】

測量地形条件・範囲に応じた測量作業定められた要求精度（情報レベル）に対応したデータ作成（ベースマップ）

地形データを納入（それ以外の情報は破棄）

情報の加工（必要な情報が不足する場合が多い）

計画・設計情報の質が重要目的に応じた精度で計画・設計に必要な情報（主題図）

不足情報の収集・作成(例えば現地写真や断面データ、CG画像)

実測（詳細設計・施工用の測量）

施工・管理（管理図）

施工=高精度＝実測

全体に一様な地形測量

追加測量する場合もあり


1．測量的視点から見た河川管理【河川管理に対応した測量は】

・全体管理の一様な図面は従来通りで良いが、以下の改善点に対応できれば・・・

・時間分解能の改善コスト面をクリアし、「必要な時に必要な場所」のみを計測できないか？

・空間分解能の改善河川管理施設や狭い範囲を高精度に計測できないか？

☆上記の改善目標に対応した計測方法として

＝新しい測量方法：3次元計測等の新技術活用

⇒3次元計測の手法としてUAV（SFM技術）活用

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【新技術の活用】基本的に3次元計測が主流

利用目的・要求精度への対応やコスト縮減への工夫

最近では、GNSS移動計測技術の利用（RTK-GNSS）、航空レーザ測量、移動車両計測（MMS）、水面下のナローマルチ計測等の3次元計測も増加。さらに気軽に飛ばせるUAVの適用も進められている。

⇒3次元点群の活用

堤防道路等（車両）

河道・流域（航空）

狭い範囲（人力）

狭い範囲（UAV）

水部（ボート・人）



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【画像からの解析技術の発展】

SFM技術による3次元地形モデルの生成が発展（①撮影の自由度が高く、②解析が容易、③記録性の高い画像、④かつ高精細）

画像パターンが豊富な都市空間（都市モデル）では非常に有効

斜め写真

GNSSによる撮影位置

3次元モデルにすることで対象物を任意の視点から閲覧することが可能

河川では？



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【河川管理におけるUAVの適用】

①河川管理要素は多様な空間分布を持つ・面的な広がり（流域・河道：堤内・堤外環境）・線的（横断構造物、縦断構造物）・任意地点の管理施設（取水・排水施設）・任意地点の河道内や水際（水部構造物、水衝部地形）

②上記対象物の個々の要求情報に応じた適用性 ⇒一律では不可能（オブジェクトに対応した以下の選択）・範囲に応じたプラットホームの選択・管理目的や要求精度（数mm～サブmまで）に情報収集・特別な目的に応じたセンサーの選択

次節では、比較的広い面的計測の事例を紹介します。

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UAV写真測量技術に関する検討業務

国土交通省北陸地方整備局信濃川河川事務所「平成27年度 UAV写真測量技術に関する検討業務」より


2．UAV写真測量の検討事例

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【はじめに】

UAV写真測量を実施するうえでの課題

①当時は本手法のマニュアル無し（地理院マニュアル(案)はH28年3月）

②経験値が不足しており、SFMの精度は論文等の理論値

③写真測量ではDSM（表層モデル）しか取得できない

④複数のSFM解析ソフトがあり、個々の特徴が不明（経験値無し）

⑤1枚の画像範囲が狭いUAV写真では河川部で画像相関が取れない

⑥写真測量の精度をどのように証明するか

⑦比高差の大きな河岸段丘地形

今回の計画範囲に対して、どこまで使えるのか？



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【地形条件と要求精度（地図情報レベル500）】地形条件・範囲に応じた測量計画（河川・比高差・精度・検証方法）

対象範囲 1.26km2

αUAV：2周波GNSS搭載カメラ：LUMIX GX7

R-MAX：GNSS/IMU搭載レーザ：VUX-1 カメラ：リコーGR

水部約200m



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【比高差に対するUAV撮影の留意点】比高差の大きい山地河川での実施課題となる


写らない部分が発生する SLの不足で再撮影

高度を上げすぎると地上画素寸法が悪くなる

対応として ①対地高度を上げる ②標高差が極力少ないブロックの設定 ③ウェイポイントの細かい標高設定

【留意点】高度を上げる＝地上画素寸法が劣化＝精度劣化につながる対応としては ①撮影時間を考慮したブロック設定 ②細かい標高設定

このような撮影で精度が確保できるか？



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【地域特性での留意点】（水部の精度）


作業項目実施時期作業内容現地踏査

10/29～10/30 撮影作業の安全に関する点検

運航計画 (高度150mと75m)

11/2～11/3 踏査結果を踏まえたレーザ解析、高度の確定

対空標識設置（2班） 11/9～11/10 150m用（40cm×40cm）5点 75m用（20cm×20cm）75点

UAVレーザ（VUX-1＋カメラGR）

11/9～11/11 9～10日雨でスタンバイ 11日レーザ実施撮影も実施カメラRICOH GR

簡易UAV撮影 (カメラ Gopro)

11/11 測線No.445

UAV撮影（カメラ DMC-GX7）

11/12～11/20 12日(7フライト 150m完了) 13日(7フライト 75m右岸側完了) 14日～19日雨天待機 20日(4フライト 75m完了)

150ｍ画像解析（1.26km2 1593枚）

11/13～11/24 ソフト①で先行解析 OK ソフト②は検証でエラー配点を変えてOKとなった

75m画像解析

11/21～12/4 ソフト②で解析 OKとなった（1.15km2 4082枚）

画像の解析自体は1日1500枚程度詳細な精度検証を実施して1週間程度で結果は出るが、精度が確保できない場合は再撮影もある降雪が想定される当該地区では工程管理上の大きな課題となる

カメラ位置誤差



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【撮影・SFM解析・精度検証の方法】

対地75mの計画（河川を外して最適化）対地150mの撮影範囲（河川部）

GCP（対空標識）

検証点（対空標識）

前提条件標高精度の目標値　25cm撮影対地高度 150m 75m 150mは全域、75mは陸域のみ地上画素寸法 4cm 2cm GCDの約5倍を標高精度と想定写真のラップ（進行方向） 90% 85% オーバーラップ写真のラップ（隣接コース） 80% 60% サイドラップGCP(対空標識）空中三角測量のGCPとして使用

基準となる高さは重要（距離標に設置）

検証点（対空標識）検証＋GCPが不足する場合に対応対空標識の測量方法標高精度に関連する（手法は重要）SFM解析ソフト検証方法　空中三角測量後に発生する点群を使用し、検証点での精度を検証

地図情報レベル500

40cm×40cmを5点

20cm×20cmを75点GNSS測量（VRS方式）一般的なソフトを3種類



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【SFM解析処理の流れ】

GCPのインポートマッチングの確認（Ray Cloud view）自動空三（AT）の検証

ATの点群高密度点群 150mで20G 75mで40G

段丘部分の画像（植生下のデータ無し）



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【解析結果と最終成果作成（様々なトライ）】

グリッドデータ作成（最終成果）

カメラポジションでの解析（2周波GNSSの位置基準）

SFMソフトを変えて解析（対地高度150m） GCP誤差(m) 検証点　誤差 (m)

ソフト① X Y Z X Y Z平均 [m] 0.000527 0.000087 -0.00026 0.021162 0.008276 -0.01707標準偏差[m] 0.046575 0.037784 0.019125 0.109406 0.046738 0.077297RMS誤差 [m] 0.046578 0.037784 0.019127 0.111434 0.047465 0.07916

ソフト② 標高標高平均 [m] 0.000314 0.010688標準偏差[m] 0.00897 0.022927RMS誤差 [m] 0.008195 0.0251320.041702063 0.054346541

平面平面0.040869417 0.0484141710.009083139 0.024885555

対空標識（GCP）の画像 UAV機体使用カメラ使用したソフト対地高度150m 対地高度75m 備考

① ② 本業務の成果

③60%ラップ ④高精度化部分的に実施

ソフトB ⑤ －

ソフトC ⑥ －

ソフトD ⑦、⑧ －空三は、PIX4DとPhotoscan

VUX-1（レーザ）点群処理ソフト

RICOH　GR ソフトA ⑩ ⑪ 部分的に実施

F450 Gopro ソフトA ⑫ ⑬ 部分的に実施

αUAV LUMIX　GX7

ソフトA

⑨対地高度は120m程度で実施R-MAX

150m GCP無しで解析した検証点 GCPで解析した場合較差X Y Z X Y Z X Y Z

Mean [m] 0.051215 0.023372 0.003773 0.021162 0.008276 -0.01707 0.030053 0.015096 0.020846Sigma [m] 0.103835 0.049639 0.075469 0.109406 0.046738 0.077297 -0.00557 0.002901 -0.00183RMS Error [m] 0.115779 0.054867 0.075563 0.111434 0.047465 0.07916 0.004345 0.007402 -0.0036



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【解析結果と最終成果作成（様々なトライ）】 GCP配点を変えて解析（対地高度75m）

60%ラップの解析（対地高度150m）

GCP誤差(m) 検証点　誤差 (m)

GCP6点 X Y Z X Y Z平均 [m] -0.00011 -5E-06 -0.000496 -0.02479 -0.041 -0.01236標準偏差[m] 0.008647 0.025644 0.004838 0.047324 0.049736 0.101829RMS誤差 [m] 0.008648 0.025644 0.004863 0.053426 0.064456 0.102577

GCP7点 X Y Z X Y Z平均 [m] 0.000054 0.000199 -0.001861 0.008794 -0.01023 -0.02776標準偏差[m] 0.004931 0.008388 0.004736 0.015174 0.015144 0.044511RMS誤差 [m] 0.004931 0.008390 0.005089 0.017538 0.018274 0.052456

GCP誤差(m) 検証点　誤差 (m)

OL：90% X Y Z X Y Z平均 [m] 0.000527 0.000087 -0.000263 0.021162 0.008276 -0.01707標準偏差[m] 0.046575 0.037784 0.019125 0.109406 0.046738 0.077297RMS誤差 [m] 0.046578 0.037784 0.019127 0.111434 0.047465 0.07916

OL：60% X Y Z X Y Z平均 [m] 0.009845 -0.00898 0.029171 0.016099 -0.01981 0.056472標準偏差[m] 0.025902 0.025092 0.05429 0.023214 0.028329 0.073464RMS誤差 [m] 0.027709 0.026649 0.061631 0.02825 0.034569 0.092661

高精度な位置情報を持つUAVではGCP軽減可能 GCPの配点は精度に影響を及ぼす（この精度が重要） OLは60%程度で良好な精度が確保できる

配点良い



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UAV写真測量が従来手法と同等の精度で実施可能か？

【 H23年度航空レーザ測量との面的な比較】

参考（UAVレーザ） UAV写真のオルソ画像



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【参考レーザ点群でみる経年変化】（6フライト）

過年度成果（有人機） UAVレーザ（植生繁茂対象）

過年度成果（有人機）による点群断面図

UAVレーザによる点群断面図



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【航空レーザ測量断面との比較（堤防）】完全に一致 UAVレーザ

若干低いが形状や植生も良好に表現

ソフトA 150m

ほぼ一致するが植生との境界が少し弱い

ソフトB 150m

ほぼ一致ソフトA 75m

ほぼ一致するが植生との境界が少し弱い

ソフトA 150m 60%ラップ

面的な比較・断面での比較ともに良好であった



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【実測断面との比較（自然地形）】

実測

対地150ｍ対地75ｍ

裸地区間データ数 346MS0.144352601対地150ｍ平均 0.013ｍ標準偏差 0.144ｍRMS誤差 0.144ｍ

対地75ｍ平均 0.040ｍ標準偏差 0.155ｍRMS誤差 0.160ｍ

植生区間データ数 174MS0.144352601対地150ｍ平均 0.871ｍ標準偏差 1.241ｍRMS誤差 1.513ｍ


砂洲区間データ数 460MS0.144352601対地150ｍ平均 -0.035ｍ標準偏差 0.258ｍRMS誤差 0.260ｍ

対地75ｍ平均 -0.120ｍ標準偏差 0.266ｍRMS誤差 0.291ｍ

砂洲および水部区間データ数 290MS

0.144352601対地150ｍ平均 -0.112ｍ標準偏差 0.052ｍRMS誤差 0.123ｍ

対地75ｍ平均 -0.107ｍ標準偏差 0.519ｍ

裸地区間データ数 70MS0.144352601対地150ｍ平均 0.177ｍ標準偏差 0.114ｍRMS誤差 0.210ｍ



対地75ｍ平均 0.557ｍ標準偏差 0.733ｍ

水部によるエラー区間


対地75ｍ平均 0.346ｍ標準偏差 0.705ｍ

無植生の耕作地で15cm程度

植生区間は較差大

水部混在の砂州は75m精度劣化

無植生の耕作地15～20cm程度

範囲外に近い区間(精度劣化)

砂州区間は25cm程度（経年変化あり）

植生区間は較差大


写真同士のX Y Z 150ｍ 75ｍ比較(m)

堤防裏法尻 29739.849 139454.3 67.145 0.077 0.013 裸地 0.077 0.013 0.077 0.013 0.064堤防裏法肩 29743.8 139448.7 69.058 0.031 0.031 裸地 0.031 0.031 0.031 0.031 0

堤防表法肩 29745.195 139446.7 69.29 1.504 0.378 裸地（距離標） 1.504 0.378堤防表法尻 29751.282 139438 66.929 0.136 0.14 裸地 0.136 0.14 0.136 0.14 -0.004砂洲 29979.891 139112.3 63.274 0.105 0.023 砂洲 0.105 0.023 0.105 0.023 0.082砂洲 30006.206 139074.8 63.269 0.197 0.092 砂洲 0.197 0.092 0.197 0.092 0.105堤防表法肩 30143.551 138879.1 66.364 0.863 0.886 植生下堤防表法尻 30152.879 138865.8 73.787 0.148 0.081 0.148 0.081 0.148 0.081 0.067堤防裏法尻堤防裏法肩

平均 0.382625 0.2055 0.314 0.108286 0.115667 0.063333 0.0494標準偏差 0.491515 0.279804 0.488287 0.117769 0.052996 0.045125 0.043952702RMS誤差 0.622887 0.347161 0.580534 0.159986 0.127229 0.077765 0.060361412

実測 UAV写真測量対象物植生下をはずした

植生下、距離標をはずした

左岸

右岸


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【実測断面との比較（無植生のみでどうか）】

拡大拡大

植生部の点群状況

UAVレーザ UAV写真

最終的に 5cmの議論



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【河川管理要素から見た適用性】

・定期断面河床変動を把握可能 (河道内植生がある区間は厳しい) ・堤防や河道等の改修高精度に計測可能堤防縦断標高の管理 (弱堤地抽出、スライドダウン解析) 出来形管理と現況平面の修正現況平面図の部分的な修正・数値計算のパラメータ樹高から粗度として把握河床粗度としての礫径把握・支川からの異常堆砂河積阻害を断面として把握・モニタリング１出水による河床モニタリング河道植生（環境）のモニタリング水衝部の異常洗掘のモニタリング河川管理施設のモニタリング



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【測量点観点から見た河川管理への適用性】

地図情報レベル500の面的作業を想定した適用性の検討状況（マニュアル発行前）

目標精度

コスト

1mm

高価

50cm

1cm

10cm

20cm

安価

取捨選択枠

5cm

迅速性

コスト

時間を要する

高価

実測

航空 Lidar

早い安価

空中写真

○UAVを用いた公共測量マニュアル（案）が発行された（これにより、コスト・迅速性が右方向に若干シフト）

マニュアル公開を受けて、UAV写真測量も他の測量手法と同様、公共測量の一手法として扱われる。ただし、当面は測量作業者は試行錯誤が続くと思われる。

マニュアルはあくまで地形図・点群作成の基本事項マニュアルに準拠しない自由な発想も必要。

対応面積

コスト

10km2

高価

1km2

0.1km2

安価

2km2

迅速性コスト

面積

コスト

コスト



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【河川管理：樹林帯・支川土砂堆砂、有事の対応】 01　渡部樋管施設堤外地より大河津02　柳場川排水機場堤外地より大河津03　子ノ明樋管設備堤外地より大河津04　島崎川樋管設備堤外地より大河津39　島崎川排水機場堤外地より大河津05　五千石排水樋管施設堤外地より大河津06　敦ヶ曽根樋管堤外地より大河津07　岩方樋門堤外地より長岡08　旧黒川水門堤外地より長岡09　新黒川水門 360° 長岡10　柿川水門堤外地より長岡41　柿川排水機場堤外地より長岡12　長岡消流雪用水導入施設堤外地より人口集中地域に隣接長岡11　緑町樋管堤外地より人口集中地域に隣接長岡13　須川水門堤外地より越路16　焼田川樋管堤外地より越路15　表沢川樋門堤外地より人口集中地域内越路20　茶郷川樋門堤外地より人口集中地域内越路14　湯殿川樋門堤外地より人口集中地域に隣接越路43　湯殿川救急排水機堤外地より人口集中地域に隣接越路21　小江戸川樋管堤外地より堀之内22　川口消流雪用水取水樋管堤外地より堀之内17　川井樋管堤外地より十日町

18　鶴島排水樋管堤外地より十日町

19　上新井樋管堤外地より十日町

38　下島樋門堤外地より堀之内23　江添川樋管堤外地より堀之内24　クルミ沢樋管堤外地より堀之内26　品袋樋管堤外地より堀之内25　水口沢川樋門堤外地より堀之内27　西又川水門堤外地より堀之内28　堀之内消流雪用水導入施設堤外地より堀之内29　与越川樋管堤外地より堀之内44　与越川救急排水機堤外地より堀之内30　房ヶ沢川樋管堤外地より堀之内31　旧羽根川水門堤外地より人口集中地域内堀之内45　袖八川排水機場堤外地より人口集中地域内堀之内33　古川樋門堤外地よりＪＲ在来線に近い堀之内32　明神樋門堤外地より人口集中地域内堀之内42　明神簡易排水機場堤外地より人口集中地域内堀之内34　板木川水門堤外地より堀之内35　清水川樋管堤外地より堀之内37　橋場川樋門 360° 堀之内

36　菅有沢樋管堤外地より上越新幹線、ＪＲ在来線、国道17号隣接

堀之内

同所

小出～

南魚沼

信濃川

魚野川同所

同所

同所

同所

同所

河口～

6.0Ｋ

長岡

小千谷

川口

十日町

堀之内

河川名位置（おおよそ）箇所名撮影方法

魚野川 20.05ｋ　R 樹①-1 8方向

魚野川 19.05ｋ　R 樹①-2 360度

魚野川 7.0ｋ　L 樹②-1 8方向

魚野川 5.0ｋ　L 樹②-2 8方向

信濃川 34ｋ　R 樹③ 8方向

信濃川 71ｋ　R 堆① 360度

信濃川 68ｋ　R 堆② 8方向

信濃川 67ｋ　R 堆③ 8方向

信濃川 59ｋ　R 堆④ 8方向

信濃川 56ｋ　R 堆⑤ 360度

①事務所からリスト受領 ②撮影位置に展開 ③UAV撮影計画に展開



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【工程管理と実際の撮影】

撮影位置のリスト施設の撮影

樹林化地区の撮影堆砂地区の撮影

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

全体計画 44

堀之内出張所 21

十日町出張所 3

越路出張所 6

長岡出張所 7

大河津出張所 7

妙見管理支所 0

12月樹林

堆砂

数量

10

1

5

4

施設

数量出張所毎の撮影計画工程

【河川施設】11/30 12/1 12/2 12/3 12/4 12/5 12/6 12/7 12/8 12/9

天候天候被災想定曇り晴れ曇り雨雨曇り晴れ晴れ晴れ

作業班編成作業班編成主任１　対応主任１・担当１担当１、営業１、協力１担当１、協力２担当１担当１、協力３担当１、協力３担当1、協力3（1班）担当2、協力6（2班）担当1、協力3（1班）

機体メモ機体メモ Phantom2　V+ Phantom2　V+

Phantom3　V+

DJI　S9000（α7、

nex7）

Phantom3　V+

16時30分　リスト受領

18時　施設位置確認

21時　Google上に展開

22時　撮影方法の確認

打合せ可能（翌日になる）

この日はマイナスでOK

業者間連絡（撮影位置は送付）

10時　事務所　打合せ

詳細位置・イメージの確認、出

張所連絡（次回以降は不

要？）

15時　業者間打合せ（安全・指

示～撮影スタンバイ）

工程計画

再委託申請

身分証明

（実災害時は後？）

午後から雨（フライト不

可）

フライト不可

10時30

　～15時

曇り時に実施（風で

中止）

2段階高度

高度確定

樹林2段階

慣れてきたので、か

なり早く処理大河津以外　完了

河川名区間同所施設名撮影方法注意事項出張所実施日

01　渡部樋管施設堤外地より大河津02　柳場川排水機場堤外地より大河津03　子ノ明樋管設備堤外地より大河津04　島崎川樋管設備堤外地より大河津39　島崎川排水機場堤外地より大河津05　五千石排水樋管施設堤外地より大河津06　敦ヶ曽根樋管堤外地より大河津07　岩方樋門堤外地より長岡08　旧黒川水門堤外地より長岡09　新黒川水門 360° 長岡 12/910　柿川水門堤外地より長岡 12/8 15:03-15:0841　柿川排水機場堤外地より長岡 12/8 13:48-14:1612　長岡消流雪用水導入施設堤外地より人口集中地域に隣接長岡 12/811　緑町樋管堤外地より人口集中地域に隣接長岡 12/8 14:38-14:4113　須川水門堤外地より越路 12/8 13:11-13:1516　焼田川樋管堤外地より越路 12/8 11:35-11:4115　表沢川樋門堤外地より人口集中地域内越路 12/8 8:58-9:1020　茶郷川樋門堤外地より人口集中地域内越路 12/8 10:51-10:5414　湯殿川樋門堤外地より人口集中地域に隣接越路 12/8 8:35-8:4043　湯殿川救急排水機堤外地より人口集中地域に隣接越路 12/821　小江戸川樋管堤外地より堀之内 12/7 12:40-12:4422　川口消流雪用水取水樋管堤外地より堀之内 12/7 11:20-11:2717　川井樋管堤外地より十日町 12/7 13:50-13:56

18　鶴島排水樋管堤外地より十日町 12/514:00-14:2014:46-14-50

19　上新井樋管堤外地より十日町 12/511:00-13:2513:27-13:30

38　下島樋門堤外地より堀之内 12/7 9:58-10:0423　江添川樋管堤外地より堀之内 12/7 9:36-9:3924　クルミ沢樋管堤外地より堀之内 12/7 9:19-9:2226　品袋樋管堤外地より堀之内 12/625　水口沢川樋門堤外地より堀之内 12/7 9:03-9:0827　西又川水門堤外地より堀之内 12/628　堀之内消流雪用水導入施設堤外地より堀之内 12/629　与越川樋管堤外地より堀之内 12/644　与越川救急排水機堤外地より堀之内 12/630　房ヶ沢川樋管堤外地より堀之内 12/631　旧羽根川水門堤外地より人口集中地域内堀之内 12/645　袖八川排水機場堤外地より人口集中地域内堀之内 12/633　古川樋門堤外地よりＪＲ在来線に近い堀之内 12/6 13:02-13:1032　明神樋門堤外地より人口集中地域内堀之内 12/6 12:46-12:5842　明神簡易排水機場堤外地より人口集中地域内堀之内 12/6 同上34　板木川水門堤外地より堀之内 12/6 11:25-11：3035　清水川樋管堤外地より堀之内 12/6 11:07-11:1737　橋場川樋門 360° 堀之内 12/7

36　菅有沢樋管堤外地より上越新幹線、ＪＲ在来線、国道17号隣接

堀之内 12/6 8:51-9:01

同所

小出～

南魚沼

信濃川

魚野川同所

同所

同所

同所

同所

河口～

6.0Ｋ

長岡

小千谷

川口

十日町

堀之内

最短でこの日

1日分の撮影

ただし、大河津は別

積雪想定地区⇒上流側から順次計画

計測日時を管理しながら実施箇所と工程を確認(非常に雪が少なかった)

平常時の成果として経年変化を確認する写真帳として整理

H27.12.10航空法改正



27

【有事の対応】

項目時間事務所作業者備考（課題）発災情報収集・作業手法検討災害情報は逐次更新される

情報の位置展開、規制確認更新情報への対応、法規制

作業箇所の確認・指示現地移動作業箇所確認用アプリ

現地確認・撮影方法の確定どのようなデータが必要か

撮影

データ送付データ送付の方法

撮影画像の確認必要に応じて解析

解析するのであれば適する機

材や GCP 等を事前に準備

30 分

1 時間

2 時間

3 時間

継続

4 時間面積に応じて数時間～1 日

作業員が確保できれば速やかに現地移動可能（バッテリー等、機材準備の課題もある）

初動の情報整理等、全て上手く進めば最も早い時間想定で、約3時間で事務所へ情報提供

実際の災害では、撮影地区や範囲、交通網の状態によって更に時間は必要。災害の種別に応じた選択も必要となる。（地震災害では、交通網が寸断される）



28

【まとめ】

• 河川の面的な測量事例を提示させていただいたが、河川管理という意味ではほんの一例に過ぎません。河川管理構造物、橋梁、河床材料、水文、流れ、環境(植生や不法投棄等)、保全対象、用地管理、高水敷の施設等、様々な管理要素がある。それぞれ、目標精度や分布範囲（面積）、管理項目が異なる。目的に応じた計測方法に対応する必要がある。

• UAVの特徴は、目的に応じた計測・解析への自由度。対象物の範囲・精度・情報に応じた計測方法・センサー等、目的に対する計測の適用は多様な方向に進化すると考えられる。

時系列で得られる情報

29

国土交通省総合政策局公共事業企画調整課「次世代社会インフラ用ロボット現場検証」より

UAVレーザ測量による災害調査事例


3．UAVレーザ測量による災害調査

30

【実機からUAVレーザ測量の開発】 ①レーザ計測機材（測距装置，GNSS/IMU，記録装置）のダウンサイジング ②精度はどの程度か（リーグル社の協力による各機材の統合化検証） ③実機と同様の機材構成でUAVに搭載可能か？（コハタ社との協業）

GNSSアンテナ

コントロールラックセンサーポット

実機

車載（レーザ・GNSS/IMUの統合）

ノイズ点検（各信号の確認）組み込み



31

【UAVレーザ測量の開発過程】

R-MAX搭載の限界 ①自律飛行できない ②飛行制限150mの範囲 10kg以上のペイロードをもつマルチロータの開発が必要となった。

計測システム・スキャナ・IMU ・制御装置

GNSSアンテナ

送信機

開発当初 ①ペイロードの大きさ ②運航時間の長さ（エンジン） ③安定性等の理由から産業用ラジコンヘリコプターR-MAXを使用機材は実機の航空レーザ測量を小型化したものを搭載



32

【基礎的なデータ取得と計測能力】

飛行位置飛行位置飛行位置

滑走路中心

断面

対地高度150m 対地高度100m 対地高度50m

計測諸元（レーザ発射頻度）が同じため、レーザの到達距離（最大測距）もほぼ同じ結果。よって、対地高度が低い方がデータ取得幅が広い結果となった。

設定発射頻度：500kHz 確認高度取得幅約138m 約420m 約 93m 約475m 約 52m 約490m

滑走路中心

断面

滑走路中心

断面



33

【基礎的なデータ取得と解析】標高分解能、精度、植生下の情報解析

A

B

この段階で信濃川での計測作業を実施（H27.11）

約2cmの亀裂

1cmの段差

笹下の標高精度



34

【マルチロータタイプの開発】

TOKI仕様大きさ 1.8ｍ×1.8ｍ羽根の枚数 8枚搭載機器 VUX-1（RIEGL製）

VUX-1仕様最短距離３ｍアイセーフレーザクラス1(JIS C 6802)

有効測定レート 500,000測定/秒まで視野角(FOV) 330° 最大差動飛行高度AGL 350ｍ/1,150ft 330°視野による超広角データ収集！

330°



35

【次世代社会インフラ用ロボット現場検証に参加】 (H27.12)

災害時に、どこから、どのように計測し、何時間でデータが提示できるかの評価

フェーズ2 （斜面～約1km）

フェーズ3 （斜面～約500m）

調査箇所（斜面）

背景はGoogle earthを利用



36

【計測～解析作業：F2】計測後30分で地形モデルを生成し提示

電子基準点との解析処理は実施していない機体位置情報とIMU情報のみで解析（絶対位置ではない）



37

【計測～解析作業：F2 】簡易的なフィルタリングもビューワ上で解析



38

【計測～解析作業：F2 】レーザの優位性は解析速度と植生下の地形把握



39

【計測～解析作業：F3】計測後3時間でGNSSの解析も実施

直径1cm程度のトラロープも表現可能



40

【計測～解析作業：F3 】計測後6時間で実機同様のフィルタリング

天然ダム形成時における堆積の痕跡



41

【計測～解析作業：F3】計測後8時間で各種主題図作成



42

【計測～解析作業：F3】計測後8時間で精度検証も完了

調整点１

GNSS測位機

横断測量状況

樹高推定

胸高直径推定

補完円



43

【更なる発展】自由度の高い機材で更なる計測対応を検討

330°

200m

330°

330°

500m

地上 UAV MMS 吊り下げ

（無人ボート） UMV

（有人機）

舟載人力

工夫が評価されるように今後も様々な計測を進めていきます。


44

ご清聴ありがとうございました

本発表では国土交通省の関係機関から資料開示のご協力をいただきました。国土交通省信濃川河川事務所「平成27年度UAV写真測量検討業務」及び国土交通省総合政策局公共事業企画調整課「次世代社会インフラ用ロボット現場検証」の検討結果を使用させていただいております。信濃川河川事務所様には多くの助言もいただきました。記して謝意を表します。

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