災害復旧効率化支援システム
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現地作業・横断図精度について

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現地で必要な道具

1.巻尺(長さ30m以上の巻尺(エスロンテープ製)を1本)
  杭間、ターゲット間の長さを測るために使用します。

  

2.ポール(長さ2.0m程度のポールを2本以上)
  撮影した写真上で災害現場の左右を認識するためと 3次元モデルを作成する際にモデルを垂直にするために使用します。 また、ポールの長さから写真全体の大きさを把握するためにも使用できます。

  

3.三脚
 ポールを垂直に立てるために使用します。

  
 

4.ターゲット
 災害現場に設置し、3枚の写真同士の 位置関係を割り出すために使用します。
 
 

   9p〜10p
(この大きさは適当です)

ターゲットは、印刷をした後、厚紙等に貼り付けてご使用ください。(ターゲットダウンロード)

5.デジタルカメラ
 画素数が400万画素以上のものをご使用ください。推奨は600万画素以上です。 また、焦点距離・CCDのインチサイズがメーカーのホームページで確認できるものを使用して下さい。(携帯電話に付属しているデジタルカメラは使用できません。)

6.スタッフおよびテープロッド
 写真上に既知距離の情報を写すために使用します

  


現地作業
 

1.ターゲット設置の概略決定
 ターゲットを設置する位置を大まかに決定します。

(注意1)災害現場の状況に左右されますが、ターゲットは 災害現場に対して右図のように配置するのが理想 です。
  

(注意2)ターゲットはできるだけ災害現場の正面、左右から見える場所に設置してください。3方向からの撮影を行う場合に、すべてに写りこむことが必要になります。できるだけ両側に障害物が無い場所を選択してください。

2.垂直ポールの設置
 ポールは災害現場の向かって左端に設置します。 ターゲットが撮影方向を向くように設置してください。

3.スタッフの設置
 スタッフは災害現場において、距離がわかる物体を置くことで写真の精度を 検証できるようにするために設置します。できるだけ災害面に対して平行に 設置したり、断面に沿わして設置してください。
 

災害現場の正面に対し平行に設置 断面に沿わして設置

4.反対側にターゲット設置
 災害現場の右端にターゲットを設置します。ターゲットはできるだけ地盤の上に貼り付けてください。木の枝や草などに貼り付けると、その位置が地面の位置と認識され、正確な断面が作成されません。 まずはターゲットの裏にガムテープ等を貼り付け、乾いた石などに固定して、地面に立てます。

 

5.その他ターゲットの設置
 その他のターゲットは災害現場にバランスよく、かつ傾斜の変化点に設置を行います。点数は6点以上必ず設置します(ポールの上下と右端を含め9点以上になるようにします)。

6.断面取得位置のターゲット設置
 断面を精度よく取得するために断面を取得したい位置の地形変化点にターゲットを設置します。

7.既知距離の取得
 写真に対し、距離の情報を計算式に対して与えるため、垂直に設置したポール根元と災害範囲の右端に設置したターゲットとの間を巻尺で計測します。


ここで与えた長さが撮影した写真の縮尺を決定します。


杭間距離やブロックの高さなどを測っておき、3次元モデル作成後のチェックに利用することをお勧めいたします。
 


カメラの設定

1.カメラの設定
 撮影を行う前にカメラ設定を行います。
 3次元モデル作成の計算に、カメラの焦点距離を使います。よって撮影はズームなし(広角)か、フルズーム(望遠)にしてから行います。絶対にデジタルズーム機能は使用しないようにお願いします。
(注意)機種によってはデジタルズーム機能をOFFにできないものがあります。そのような機種では、ズームなしで撮影を行います。

2.撮影
 
災害現場に向かって、左・正面・右から合計3枚の写真を撮影します。図は災害現場と撮影を行う位置の関係です。


 
距離1
カメラから災害現場までの距離
距離2
左からの撮影位置と正面からの撮影位置の距離
正面からの撮影位置と右からの撮影位置の距離
10m 3m以下
20m 6m以下
50m 15m以下
100m 30m以下
(参考)距離2はカメラから災害現場までの距離に0.3をかけた距離を目安としてください。



災害現場の奥行き(距離2)が大きい場合、精度を確保することができません。
 
 
距離1
カメラから災害現場までの距離
距離2
災害現場の奥行き
10m 3m以下
20m 6m以下
50m 15m以下
100m 30m以下

 

(注意)距離2(災害現場の奥行き)が距離1(カメラから災害現場までの距離)の0.3倍以内に収まるように撮影位置を設定して下さい。




撮影方向が災害現場に対して正対していない場合、精度を確保することができません。




(注意)角度αが15度以上にならないように注意して下さい。


横断図精度

1.横断図精度の考え方
 国土交通省公共測量作業規定の「地形図等の精度」(第3編 地形測量)では、地図縮尺1/500の場合、

   水平位置 25cm  高さ 25cm

となっています。
 さらに、航空写真の撮影縮尺、撮影距離、焦点距離の関係は、

   撮影縮尺=撮影距離(m)÷焦点距離(m)
   地図縮尺1/500:撮影縮尺1/3,000〜1/4,000

となっており、標準的な航空カメラを使用した場合、撮影距離は約600mとなります。

(Photog-CADでの考え方)
 本システムを利用した横断図精度の考え方は、デジタルカメラの焦点距離と撮影距離を与えることで撮影縮尺を算出し、地図縮尺1/500の撮影縮尺との割合で水平位置と高さの精度を割り出しました。
例として、焦点距離20mmのレンズを使用し、撮影対象から40mの位置で撮影したと仮定すると、

   撮影縮尺 = 40m ÷ 0.02m

 より、撮影縮尺は1/2,000となります。ここで、地図縮尺1/500が撮影縮尺1/4,000であることより撮影縮尺1/2,000は、地図縮尺1/250に相当することになります。よって、地図縮尺1/250の精度は、

   水平精度 12.5cm  高さ 25cm

となります。


2.横断図精度
 
 精度検証用実験サイトを構築し、トータルステーションで測量した実測点と、本システムを使って横断図を作成した結果を比較しました。
 なお、ポールと反対側のターゲットに対して、直角方向になるよう撮影位置を決定し、撮影を行いました。また右図の距離2は距離1の0.3倍の位置になるようにしています。


(結果)
→上記で割り出した地図縮尺の精度内には入る
  実測点とシステムで計算した座標の残差は、
  5〜6cm以内に収まります
→撮影距離が短い場合は奥行精度が悪くなる
→撮影距離が短い場合より長い方が良い
→広角より望遠で撮影した方が高精度となる





 





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