近年、広い土地や工事現場の計測方法として、ドローン測量が活用されています。しかし、すべての現場でドローン測量を選べばよいわけではありません。
狭い土地や屋内、人や車の往来が多い場所では、地上から計測する方が工程や安全管理の負担を抑えられる場合があります。一方、広い土地や急斜面、人が立ち入りにくい場所では、ドローンを利用することで現地作業の範囲や時間を抑えられる可能性があります。
ドローン測量と地上測量を選ぶ際は、土地の広さだけでなく、地形、周辺環境、必要な精度、希望する成果物、飛行条件などを確認することが大切です。
この記事では、ドローン測量と地上測量の違いやそれぞれのメリット、現場に合った測量方法を見極めるポイントを解説します。
ドローン測量と地上測量の違い
ドローン測量と地上測量の主な違いは、計測する位置とデータの取得方法です。
ドローン測量では、機体に搭載したカメラやレーザースキャナーを使い、上空から対象範囲を撮影・計測します。取得したデータを解析することで、オルソ画像、三次元点群、数値地形図、断面図などを作成できます。
一方、地上測量では、測量者が現場に入り、トータルステーション、GNSS測量機、レベル、地上レーザースキャナーなどを使って計測します。この記事では、これらの地上から行う計測方法をまとめて「地上測量」と呼びます。
地上測量においてもトータルステーションを使う場合と地上レーザーを使う場合もあります。人が立ち入るにも困難な狭小地であったり、隣地との隙間がないような現場では地上レーザースキャナを選択する方がよい場合もあります。
そのため、「ドローン測量は3D、地上測量は2D」と単純に分けることはできません。
両者の違いを整理すると、次のようになります。
| 比較項目 | ドローン測量 | 地上測量 |
|---|---|---|
| 計測方法 | 上空から対象範囲を撮影・計測する | 地上から測点や対象物を計測する |
| 向いている範囲 | 広い土地をまとめて把握したい場合 | 狭い範囲や特定地点を確認したい場合 |
| 向いている環境 | 広い造成地、山林、急斜面、立入りが難しい場所 | 屋内、市街地、飛行空間が限られる場所 |
| 主な成果物 | オルソ画像、点群、3Dモデル、数値地形図など | 座標、平面図、断面図、点群、数値地形図など |
| 主な準備 | 現地下見、飛行計画、安全管理、必要な許可・承認の確認 | 測点計画、機材設置、視通や立入り経路の確保 |
| 主な制約 | 天候、空域、飛行方法、障害物、第三者の安全確保 | 移動距離、視通、立入りの可否、機材の設置場所 |
この記事では、両者を比較する入口として、1ha前後を一つの目安にします。ただし、1haは法令や公的な作業規程で定められた境界ではありません。
1ha以上なら必ずドローン測量、1ha未満なら必ず地上測量になるわけではなく、障害物、飛行条件、必要な精度、希望する成果物などによって適した方法は変わります。
ドローン測量の特徴とメリット
ドローン測量の主なメリットは、広い土地を上空から計測し、地形や構造物の全体像を面的なデータとして把握しやすいことです。
現場内をすべて徒歩で移動する方法と比べて、測量者が立ち入る範囲を減らせる場合があります。また、取得した画像やレーザーデータを解析することで、平面図だけでなく、点群データ、オルソ画像、3Dモデルなどにも活用できます。
広い土地を上空から面的に計測できる
ドローン測量では、設定した飛行経路に沿って対象範囲を連続的に撮影または計測します。
地上から個別の地点を計測する方法と異なり、広い範囲の地形や構造物を面的に把握できる点が特徴です。造成地、採石場、山林など、対象範囲全体の形状や高低差を確認したい場合に向いています。
地上測量では、面積が広くなるほど、測量者の移動距離、機材の設置回数、測点数が増えることがあります。ドローンで広い範囲をまとめて取得できれば、条件によっては現地作業の日数や人員を抑えられる可能性があります。
ただし、面積が広いだけでドローン測量が適しているとは限りません。樹木、建物、電線などの障害物が多い場合は、飛行経路の変更や地上測量による補足が必要になることがあります。
点群データや3Dモデルを作成できる
ドローンで撮影した画像や取得したレーザーデータは、解析ソフトを使って三次元点群、オルソ画像、3Dモデルなどに加工できます。
三次元点群とは、対象物や地形を、X・Y・Zの三次元座標を持つ多数の点で表現したデータです。地形の高低差や形状を立体的に確認でき、土量計算、断面図の作成、施工計画、進捗確認、維持管理などに利用できます。
オルソ画像は、航空写真に含まれる位置や傾きのずれを補正し、地図のように真上から見た状態に整えた画像です。距離や面積を確認しやすく、現況の把握や工事前後の比較などに活用できます。
ただし、三次元データを作成できるのはドローン測量だけではありません。地上レーザー測量でも三次元点群や断面図を作成できます。
ドローン測量の強みは、上空から広い範囲の三次元データを取得しやすい点にあります。
1ha以上の広い土地
1ha以上の土地は、ドローン測量を比較候補に入れやすい一つの目安です。
地上から計測する場合、対象範囲が広くなるほど、測量者の移動や機材の設置に時間がかかることがあります。ドローンで広い範囲をまとめて取得できれば、現地作業を効率化できる可能性があります。
特に、造成予定地、土木工事現場、採石場、広い資材置き場など、敷地全体の地形や高低差を把握したい場合には、ドローン測量のメリットを生かしやすくなります。
一方で、1ha以上であっても、建物や電線が多い場所、人や車の往来を管理できない場所、飛行可能な空間が狭い場所では、地上測量の方が適している場合があります。
急斜面や立入りが難しい場所
急斜面、崖地、足場の悪い場所、崩落のおそれがある場所などでは、ドローンを使うことで、測量者が危険区域へ入る範囲を減らせる可能性があります。
地上測量では、測量者が計測地点や機材の設置場所まで移動しなければならない場合があります。ドローンを利用すれば、安全を確保できる場所から機体を飛行させ、地形や被害状況を把握できることがあります。
ただし、ドローン測量でも、標定点や検証点の設置、現地確認などのために地上作業が必要になる場合があります。人が一切立ち入らずに測量できるとは限りません。
また、災害現場では、消防や警察などの航空機が活動するため、緊急用務空域が指定される場合があります。緊急用務空域では、通常の飛行許可を取得していても、原則としてドローンを飛行させることはできません。
災害現場でドローン測量を行う際は、空域の指定状況や周辺で行われている活動を確認する必要があります。
地上から全体を見通しにくい広い敷地
工場、資材置き場、造成地など、建物や構造物が点在し、地上から敷地全体を見通しにくい場所では、上空から撮影することで全体の配置を把握しやすくなる場合があります。
建物、設備、資材などの配置を一つの画像や点群データとして確認できるため、敷地全体の現況把握や計画作成に役立ちます。
一方、建物同士の間隔が狭く、電線や人の往来が多い市街地では、安全な飛行経路を確保できない可能性があります。
「建物が多い場所はドローン測量に向いている」と一律に判断せず、上空に十分な飛行空間があるか、第三者の立入りを管理できるか、必要な許可や承認を得られるかを確認することが大切です。
海や河川の水底測量には専用の方法が必要
通常の空中写真や陸上計測向けのレーザーだけでは、水面下の地形を安定して計測できない場合があります。
上空から水面、水底、陸上を連続的に計測したい場合は、水中を透過しやすい波長のレーザーを利用する航空レーザー測深、いわゆるグリーンレーザー測量が選択肢になります。
航空レーザー測深では、水底、水面、陸上を計測できる専用のレーザースキャナーに加え、水中で生じる光の屈折を補正する解析技術が必要です。また、水の透明度、濁り、水深、波の状態などによって、計測できる範囲や精度が変わります。
ただし、水底測量の方法はグリーンレーザーだけではありません。音響測深機を使う方法や、水深が浅い場所でロッドなどを使って直接測る方法もあります。
海や河川の測量を依頼する際は、水面周辺の地形を測りたいのか、水底地形まで把握したいのかを伝え、目的に合った計測方法に対応しているかを確認しましょう。
地上測量の特徴と向いている現場
地上測量は、測量範囲が狭い場合や、ドローンを安全に飛ばしにくい場所、特定の地点を細かく確認したい場合に検討しやすい方法です。
地上測量にも、トータルステーションで測点を観測する方法、GNSS測量機を使用する方法、地上レーザースキャナーで三次元点群を取得する方法などがあります。
目的や必要な精度に応じて、使用する機器や作業方法が変わります。
1ha未満の比較的狭い土地
1ha未満の土地では、地上測量から検討する方が合理的な場合があります。
ドローン測量では、現地下見、飛行計画、安全管理、必要な許可・承認の確認、機材の準備、撮影後の画像・点群解析などが発生します。
対象範囲が狭い場合は、これらの準備や解析工程が費用に占める割合が大きくなり、地上測量の方が費用や作業時間を抑えられる可能性があります。
一方、地上測量でも、観測データの計算や図面作成などの工程は必要です。地上測量にはデータ解析が不要というわけではありません。
ドローン特有の飛行準備や、空中写真から三次元形状を復元する工程が不要な分、狭い範囲では工程を抑えやすいと考えるのが適切です。
屋内や飛行空間が限られる場所
屋内では、一般的な屋外用ドローンよりも、地上測量や地上型の計測機器を検討しやすくなります。
建物内部ではGNSSの電波を安定して受信しにくく、壁、天井、設備、配管などによって飛行可能な空間も狭くなります。機体と障害物が接触するリスクもあるため、屋外と同じ飛行方法や測位方法をそのまま使用できるとは限りません。
屋内用の小型ドローンや、GNSSに依存しない位置推定技術を使用できる場合もありますが、対応できる機体、計測方法、必要な精度などを個別に確認する必要があります。
工場内部、倉庫、地下空間、建物内の設備などを計測する場合は、地上レーザースキャナーをはじめとした地上型の計測機器も含めて検討するとよいでしょう。
交通量や人通りが多い場所
車や歩行者の往来が多い場所では、安全管理の条件によって、地上測量の方が計画を立てやすい場合があります。
ドローンを飛行させる際は、空域の確認だけでなく、地上にいる第三者や周辺物件の安全を確保しなければなりません。人口集中地区、空港周辺、第三者が立ち入る場所などでは、飛行内容に応じて許可・承認や立入管理措置が必要になります。
道路、駅周辺、商業施設、住宅密集地などでは、人や車の動きを管理することが難しい場合があります。
立入管理や交通規制に大きな負担がかかる場合は、地上測量を含めた別の方法を検討するとよいでしょう。
特定の測点や境界を確認したい場合
特定の測点、境界標、構造物の位置などを現地で細かく確認したい場合は、地上測量が適しています。
ドローン測量は、広い範囲の地形や構造物をまとめて把握することを得意とします。一方、限られた測点を確認する場合や、既存の境界標の位置を確認する場合は、現地で直接計測する地上測量の方が進めやすいことがあります。
特に、土地の境界は、上空から撮影した画像だけで確定できるものではありません。
資料調査、境界標や占有状況の確認、必要に応じた隣接地所有者などとの境界確認を行い、その結果を踏まえて測量する必要があります。
ドローン測量と地上測量を見極めるポイント
ドローン測量と地上測量を選ぶ際は、面積だけでなく、現場環境、飛行条件、必要な精度、希望する成果物を確認します。
主な判断材料を整理すると、次のようになります。
| 確認項目 | ドローン測量を比較しやすい条件 | 地上測量を比較しやすい条件 |
|---|---|---|
| 土地の広さ | 1ha以上を一つの目安とする広い土地 | 1ha未満を一つの目安とする狭い土地 |
| 地形 | 広い造成地、山林、急斜面 | 狭い敷地、特定の測点 |
| 立入り条件 | 人が入る範囲を減らしたい場所 | 安全に立ち入って計測できる場所 |
| 周辺環境 | 上空に飛行空間を確保できる場所 | 屋内、電線が多い場所、人通りが多い場所 |
| 必要な成果物 | 広域の点群、オルソ画像、3Dモデル | 特定地点の座標、境界確認、限定範囲の図面 |
| 安全管理 | 第三者の立入りを管理できる | 第三者の立入りを管理しにくい |
| 天候 | 飛行予備日を設定できる | 天候による飛行延期を避けたい |
1haという数字は、測量方法を比較するための入口としては分かりやすい目安です。ただし、最終的な方法を面積だけで決めることはできません。
例えば、2haの土地であっても、電線、建物、樹木が多く、安全な飛行経路を確保できなければ、地上測量の方が適している場合があります。
反対に、1ha未満でも、急斜面や崩落箇所があり、人が安全に立ち入れない場合は、ドローン測量を検討する価値があります。
また、平面図だけが必要なのか、点群データ、3Dモデル、土量計算、断面図まで必要なのかによっても、適した計測方法と費用は変わります。
依頼前に、測量の目的と必要な成果物を整理しておきましょう。
ドローン測量と地上測量を組み合わせる方法もある
ドローン測量と地上測量は、どちらか一方だけを選ぶ必要はありません。
広い範囲はドローンで計測し、建物の陰、境界付近、精度を個別に確認したい地点は地上から補足する方法もあります。
ドローン測量の広域取得と、地上測量による細かな確認を組み合わせることで、それぞれの長所を生かせる場合があります。
対象面積が広いものの、障害物や確認が必要な測点も多い現場では、両方の方法を組み合わせられるか測量会社へ相談してみましょう。
現場に適した測量方法が分からない場合は専門会社へ相談
ドローン測量と地上測量のどちらが適しているかは、土地の広さだけでなく、地形、障害物、周辺の人や車の往来、飛行条件、必要な精度、希望する成果物によって変わります。
一つの目安として、1ha以上の広い土地ではドローン測量を比較候補に入れ、1ha未満の比較的狭い土地では地上測量から検討すると整理しやすくなります。ただし、この目安だけで決めず、現場条件を含めて判断することが大切です。
本メディアを監修する柳土木設計事務所では、ドローンによる測量から、取得したデータの解析、3Dマッピング、測量図面の作成まで対応しています。
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