特許 6290735 測量方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6290735

(24)【登録日】2018年2月16日

(45)【発行日】2018年3月7日

(54)【発明の名称】測量方法

(51)【国際特許分類】

   G01C 15/06 20060101AFI20180226BHJP

   G01C 7/02 20060101ALI20180226BHJP

【ＦＩ】

   G01C15/06 T

   G01C7/02

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-142931(P2014-142931)

(22)【出願日】2014年7月11日

(65)【公開番号】特開2016-17931(P2016-17931A)

(43)【公開日】2016年2月1日

【審査請求日】2016年10月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】000135771

【氏名又は名称】株式会社パスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100093986

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 雅男

(74)【代理人】

【識別番号】100128864

【弁理士】

【氏名又は名称】川岡 秀男

(72)【発明者】

【氏名】津口 雅彦

(72)【発明者】

【氏名】青山 光一

(72)【発明者】

【氏名】林 大貴

(72)【発明者】

【氏名】橘 菊生

(72)【発明者】

【氏名】山本 耕平

(72)【発明者】

【氏名】陳 天恩

【審査官】 眞岩 久恵

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１０−５４０７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２２０３３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２２８００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０８９２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−００３１０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０１９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１７１４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３２８０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０１６３７７５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｃ １５／００−１５／１４

Ｇ０１Ｃ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地上測量と空中測量の双方の測量成果を統合して地図情報を生成する測量方法であって、
空中写真測量のために中心位置を把握容易な照準近似の模様を施した標識面と、これに直交し、地上測量のためのレーザ光に反射可能な標識面とを備えてボックス形状に形成された多面標識体を有する測量用標識を測量対象領域内において地上の既知点からの視通および上空視通がとれる位置に配置するとともに、該測量用標識に形成されたジンバル機構により前記複数の標識面を水平姿勢および鉛直姿勢に保持させ、
次いで、既知点からの地上測量により３次元位置を各点において特定可能で、かつ鉛直姿勢の標識面を判別可能な測量対象領域の地上測量点群データを取得するとともに、上空からの空中写真測量によって３次元位置を各点において特定可能で、かつ水平姿勢の標識面を判別可能な測量対象領域の空中測量点群データを取得した後、前記地上測量点群データ、および空中写真測量点群データ内から標識面を自動抽出して各点群データ内の標識位置を特定し、
この後、いずれか一方の点群データに基づいて測量対象領域の３次元形状モデルを形成する際のデータ欠損領域についての他方の点群データにおける対応データ領域を各点群データにおける標識面の３次元位置を利用して特定し、対応データ領域によりデータ欠損領域を補完して３次元形状モデルを形成する測量方法。

【請求項2】

前記測量用標識を斜面崩壊や地すべりの発生現場、あるいはその近傍に配置して経時的に繰り返し計測し、得られた３次元形状モデル同士を比較して時系列変化を解析する請求項１記載の測量方法。

【請求項3】

前記測量用標識は自走可能に形成される請求項１または２記載の測量方法。

【請求項4】

前記測量用標識は自力飛行可能に形成される請求項１または２記載の測量方法。

【請求項5】

前記測量用標識の標識面は、その中心位置を把握容易な照準近似の模様を施され、かつレーザ光を反射可能に形成される請求項１から４のいずれかに記載の測量方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、測量方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、測量用標識としては、例えば特許文献１、２に記載されるように、ポール本体にプリズムミラーやレベル出し気泡管を取り付けて形成され、作業者により求点上で鉛直姿勢に支えられてトータルステーションと共に使用されるミラー装置や、円形のシート状に形成され、中心位置を求点上に位置合わせして外周縁部に砂袋を載せることによりほぼ水平と思われる姿勢で設置される対空標識などが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８-２０３０７９号公報

【特許文献2】特開２００５-０６２１４３号公報

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述した従来例は、測量に先立ってミラー装置や対空標識を求点上まで運搬した上で、求点上において作業者がミラー装置を所定の姿勢に支えたり、対空標識を所定の姿勢で設置したりしなければならないために、手間がかかるという欠点がある。

【0005】

本発明は以上の欠点を解消すべくなされたものであって、測量作業性に優れた測量方法の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば上記目的は、
地上測量と空中測量の双方の測量成果を統合して地図情報を生成する測量方法であって、
空中写真測量のために中心位置を把握容易な照準近似の模様を施した標識面と、これに直交し、地上測量のためのレーザ光に反射可能な標識面とを備えてボックス形状に形成された多面標識体を有する測量用標識を測量対象領域内において地上の既知点からの視通および上空視通がとれる位置に配置するとともに、該測量用標識に形成されたジンバル機構により前記複数の標識面を水平姿勢および鉛直姿勢に保持させ、
次いで、既知点からの地上測量により３次元位置を各点において特定可能で、かつ鉛直姿勢の標識面を判別可能な測量対象領域の地上測量点群データを取得するとともに、上空からの空中写真測量によって３次元位置を各点において特定可能で、かつ水平姿勢の標識面を判別可能な測量対象領域の空中測量点群データを取得した後、前記地上測量点群データ、および空中写真測量点群データ内から標識面を自動抽出して各点群データ内の標識位置を特定し、
この後、いずれか一方の点群データに基づいて測量対象領域の３次元形状モデルを形成する際のデータ欠損領域についての他方の点群データにおける対応データ領域を各点群データにおける標識面の３次元位置を利用して特定し、対応データ領域によりデータ欠損領域を補完して３次元形状モデルを形成する測量方法を提供することにより達成される。

【0007】

本発明における測量用標識は自走可能に形成することができ、求点まで移動させる際の労力や時間を軽減することができる上に、標識部１がジンバル機構２により重力方向Ｇを基準にした一定の姿勢に保持可能であることから、求点上において作業者が標識部１の姿勢を管理する必要もない。以上の測量用標識は、具体的には、走行駆動装置とジンバル機構２を利用して構成することが可能であり、また、ジンバル機構２によって標識部１を地上測量の際には鉛直姿勢に、空中測量の際には水平姿勢にすれば、良好な測量精度を確保することが可能である。なお、ジンバル機構２は、標識部１を支持する軸の根本側に配置してもよい。

【0008】

測量標識を以上のように構成した場合、測量作業性を極めて向上させることができる。以上の測量用標識は、例えば上述した従来例のようにトータルステーション等を利用した測量における標識であるいわゆる測量ターゲット装置や、写真測量において地上基準点やタイポイントを写真上で判別するための標識として活用したり、さらには、レーザ測量時においても活用することができる。また、モービルマッピングシステムや衛星画像の測量利用の際にも活用することが可能である。

【0009】

また、以上においては測量用標識を自走可能としたが、自力飛行可能にした場合には、例えば求点が険しい場所などに配置されるときにも比較的簡単に移動できる。この場合、測量用標識は、飛行駆動装置を利用して構成することが可能である。

【0010】

上記標識部１は、上述のように空中測量に利用する場合には水平姿勢に、地上測量に利用する場合には鉛直姿勢に保持することが望ましく、このため測量用標識は、標識部１の姿勢に応じて空中測量用と地上測量用の２種類で構成することが可能である。また、空中測量時と地上測量時の双方に兼用できるようにすれば汎用性を高めることができ、この場合、標識面３の姿勢変更を可能に標識部１を構成しても足りるが、空中測量時に使用される標識面３と、地上測量時に使用される標識面３の双方を備えて標識部１を構成すれば、かかる姿勢変更のための機構が不要になるために、構造をより単純にすることができ、より軽量化しやすくもなる。この場合、標識部１は、ジンバル機構２により鉛直姿勢および水平姿勢に保持された複数の標識面３、３、・・を備えてボックス状に形成される多面標識体４を有して構成することが可能であり、これにより地上測量に際しては鉛直姿勢の標識面３を水平方向の全方位から捉えることが可能となる。

【0011】

また、上記標識部１は、測量方式に応じて適宜に構成することができる。具体的には例えば、写真測量時に使用するには、従来例のように中心位置を把握容易な照準近似の模様５を標識面３に施して構成することが望ましいし、また、トータルステーションによる測量時に使用するには、測距用光波を再帰反射するプリズムミラー６で構成することが望ましく、さらに、レーザ測量時に使用する際には上述の標識面３をレーザ光を反射可能にして構成することが望ましい。以上の標識部１は、測量方式に応じて個別に構成しても足りるが、複数の測量方式に兼用できるようにすれば、汎用性が向上する。この場合において、例えば標識面３について、中心位置を把握容易な照準近似の模様５を施し、かつレーザ光を反射可能に形成すれば、写真測量とレーザ測量とで兼用できるために、上述した自走や自力飛行などの高い移動能力を活用しつつ広域の効率的な測量を行う際の汎用性を向上させることができる。

【0012】

以上の測量用標識は、例えば自動車やヘリコプターなどに標識部１等を取り付けて構成することが可能であるが、このような自動車等に代えて、遠隔操作あるいは自律での移動制御可能な無人地上車両（ＵＧＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ｇｒｏｕｎｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）や無人航空機（ＵＡＶ：Ｕｎｍａｎｎｅｄ Ａｅｒｉａｌ Ｖｅｈｉｃｌｅ）といった無人機を用いることもでき、この場合には斜面崩壊現場などに配置しても作業者に危険が及ぶのを防止できる。この場合において、模型自動車や模型航空機などの小型の無人機を利用すれば、より軽量化できるために、上述した斜面崩壊現場などのように地盤強度に問題がある状況でも配置しやすくなる。

【0013】

また、求点７の地上座標を地上の既知点８から計測する測量方法であって、
前記計測に先立って、測量用標識９を遠隔操作により既知点８からの視通がとれる位置に設定した求点７上まで自走あるいは自力飛行させるとともに、前記測量用標識９の標識部１をジンバル機構２により鉛直姿勢に保持させる測量方法を提供することもできる。

【0014】

上述した通り、写真測量やレーザ測量、さらにはトータルステーションを使用した測量など様々な測量方式において、測量用標識９を自走等させるとともに、ジンバル機構２により標識部１を重力方向Ｇを基準にした一定の姿勢に保持することによって、求点７の設定位置の簡単な変更作業を含め、作業性に優れた測量を実施することができる。また、例えば近年トータルステーションに搭載されることの珍しくない測量用標識９（測量ターゲット装置）の自動追尾機能を活用すれば、自走等のスムーズな移動との組み合わせによる相乗効果によって測量作業性が極めて向上する。

【0015】

以上は地上測量の場合であるが、空中測量のときには、
空中計測に先立って、測量用標識９を遠隔操作により上空視通がとれる位置に設定した求点７上まで自走あるいは自力飛行させるとともに、前記測量用標識９の標識部１をジンバル機構２により鉛直姿勢に保持させれば足りる。

【0017】

この発明によれば、測量対象領域に地上測量と空中測量を重ねて実施し、一方の測量成果のデータ欠損領域１１を他方の測量成果の対応データ領域１２で補完することによって、例えば地上測量のみでは得ることの困難な地物の高所に位置する上面の情報や、反対に空中測量のみでは得ることの困難な地物の垂直、あるいはオーバーハングする側面の情報をもカバーした地図情報を得ることが可能になる。地上測量や空中測量には、３次元位置を特定可能なレーザ測距点や画素の集まりからなる点群データを取得する写真測量やレーザ測量が利用され、これにより測量対象領域が広範な地理的範囲に及ぶときにも効率的な測量が可能となる。

【0019】

さらに、双方の測量成果を統合する場合には、例えば、地上測量において良好な標高座標の位置精度と、空中測量において良好な平面座標の位置精度の双方を活用して精度に優れた測量成果を得ることも可能になる。この場合には、統合作業に際し、例えば、双方の誤差が最小となるように最小二乗法等を用いて座標値を調整等すれば足りる。

【0020】

加えて、上述のように地上測量の成果と空中測量の成果を統合して情報量等に優れた３次元形状モデルを得ることができれば、例えば斜面崩壊や地すべりなどの発生現場の地形解析にも有用となる。この場合において、遠隔操作により移動制御可能な測量用標識９を斜面崩壊や地すべりなどの発生現場１３、あるいはその近傍に配置して経時的に繰り返し計測し、得られた３次元形状モデル同士を比較して時系列変化を解析すれば、斜面の安定状況や二次崩落の危険性などを極めて高精度に把握することができる。この際、万一、測量過程において二次崩落が発生して測量用標識９が喪失したときには、別途用意しておいた測量用標識９を再配置した上で観察を継続すれば足りる。

【発明の効果】

【0021】

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、測量作業性を向上させることのできる測量用標識、および測量作業性に優れた測量方法を提供することができ、高精度かつ詳細な測量成果の充実を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明に係る測量用標識を示す図で、（ａ）は機能ブロック図、（ｂ）は標識部の斜視図である。

【図2】測量作業状況を説明する図である。

【図3】測量結果の統合処理装置を示す機能ブロック図である。

【図4】点群データを概略説明する図で、（ａ）は地上測量により得られたものを示す図、（ｂ）は空中測量により得られたものを示す図である。

【図5】測量用標識の他の実施の形態を示す図で、（ａ）は機能ブロック図、（ｂ）は設置状況を説明する図である。

【図6】測量作業に関する他の実施の形態を示す図で、測量作業状況を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

図１ないし図４に本発明の実施の形態を示す。この実施の形態において、測量用標識９は、図１に示すように、標識部１を搭載し、無線により遠隔操作可能な小型の模型自動車２１と、この模型自動車２１への操作を無線遠隔入力するための遠隔操作装置２２とを有する。

【0024】

上記模型自動車２１は、走行駆動装置２３を備え、該走行駆動装置２３の駆動部２３ａにより車輪２４に動力を与えて自走し、また、この駆動部２３ａを作動させるために図外のバッテリ等の給電手段を搭載する。また、上記走行駆動装置２３は、駆動部２３ａを制御する駆動制御部２３ｂを有し、この駆動制御部２３ｂは、受信部２５を介して上記遠隔操作装置２２からの操作信号が入力されると、操作信号に従って駆動部２３ａを制御する。なお、図１において２６はアンテナである。

【0025】

上記遠隔操作装置２２は、オペレータからの操作が入力される操作入力部２７を有し、操作内容に応じた操作信号を送信部２９を通じてアンテナ３０から出力する。この遠隔操作装置２２も上述の模型自動車２１同様、図外の給電手段を備える。なお、以上の模型自動車２１と遠隔操作装置２２は、ラジオコントロール可能な玩具として市販されているものを活用して構成することができる。

【0026】

一方、上記標識部１は、図１（ｂ）に示すように、立方体近似のボックス状に形成され、模型自動車２１に取り付けられる下面側を除く外表面５面を標識面３とする多面標識体４を有する。各標識面３は、その中心位置の把握を容易にする照準近似の模様５を施され、また、レーザ光等の測距用光波を再帰反射可能に形成される。上記模様５は、具体的には、正方形からなる各標識面３にその図心位置を中心とし、直径が標識面３の一辺よりもやや長い円形近似の図形を描き、この図形の外側の領域を灰色に着色するとともに、この図形の内側の領域を四分円毎に市松模様のように白黒の色違いに着色して構成される。以上の多面標識体４は、例えば合成樹脂材などの軽量の素材を中空のボックス状にして形成することが可能であり、また、その模様５は、例えば、各標識面３に測距用光波を再帰反射する白、黒、および灰色の粘着シートを張り付けるなどして形成することが可能である。

【0027】

以上の多面標識体４は、ジンバル機構２より支持され、このジンバル機構２を介して模型自動車２１に取り付けられる。上記ジンバル機構２は、多面標識体４の５面の標識面３、３、・・を水平姿勢や鉛直姿勢に保持するもので、具体的には例えば、多面標識体４のピッチ方向およびロール方向の回転をジャイロで検出し、この回転を打ち消すように多面標識体４をモータで回転駆動させることにより、各標識面３が水平姿勢や鉛直姿勢を維持するように多面標識体４の姿勢を制御する。また、上記ジンバル機構２には、その姿勢維持機能を停止可能な図示省略のストッパも組み込まれており、該ストッパを模型自動車２１の走行時に作動させることにより、移動時の振動から保護等される。このストッパは、上述した遠隔操作装置２２により遠隔で作動あるいは解除することができる。

【0028】

以上の測量用標識９は、この実施の形態においては、斜面崩壊の発生現場（斜面崩壊や地すべりなどの発生現場１３）の地形を測量する際に使用される。この測量は、図２に示すように、崩壊斜面を中心とした所定の地理範囲内を対象とし、地上測量と空中測量を併用してなされる。

【0029】

上記地上測量は、レーザ測量であり、斜面崩壊の発生現場１３からある程度離れていて仮に二次崩壊が発生した場合にも安全性を確保でき、かつ、崩壊斜面を含めて周囲の見通しが良い場所にレーザ測距装置３０を設置してなされる。このレーザ測距装置３０の設置地点は、図外の地上基準点からの三角測量などにより既知点８にされる。

【0030】

一方、空中測量は、写真測量であり、無線により遠隔操作可能な小型の模型ヘリコプター３１に撮影装置３１ｄを搭載させてなされる。この模型ヘリコプター３１は、回転翼３１ａを駆動、制御する飛行駆動装置３１ｂに加えて、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）受信機３１ｃや、上記撮影装置３１ｄを支持し、その撮影方向を直下に保持するジンバル機構３１ｅをも有しており、これにより写真測量の外部標定要素が特定される。

【0031】

測量に際しては、前準備として先ず最初に、図２に示すように、崩壊斜面の頂部近傍や裾野近傍などの測量対象範囲内であって、レーザ測距装置３０の設置場所からの視通および上空視通がとれる位置に測量用標識９の適数が設置される。この設置は、オペレータが遠隔操作装置２２を操作して測量用標識９の模型自動車２１を無線遠隔操作により移動制御してなされ、また、設置状態において標識部１の標識面３は、ジンバル機構２により鉛直姿勢や水平姿勢に保持される。

【0032】

次いで、レーザ測距装置３０を作動させて測量対象範囲の地形を地上からレーザ計測し、また、模型ヘリコプター３１を遠隔操作装置２２により遠隔操作し、例えば対地高度数百メートルの上空から測量対象範囲の地形をステレオ撮影、すなわち異なる方向から重複して撮影すれば、現場での測量作業は終了する。なお、図２において一点鎖線はレーザ測距装置３０等ｂによる測量範囲を示したもの、矢印は重力方向Ｇを示したものであり、また、上述の空中写真測量における撮影縮尺は１／５００以上に確保される。

【0033】

また、以上のようにして現場で得られた地上測量と空中測量のそれぞれの成果は、この後、統合処理装置３２により統合される。この統合処理装置３２は、具体的にはコンピュータであり、図３に示すように、地上測量と空中測量のそれぞれの測量成果である地上測量データ３３と空中測量データ３４が入力される入力部３５と、これら地上測量データ３３と空中測量データ３４を統合処理する演算部３６と、統合処理結果等を図外のディスプレイなどに出力する出力部３７とを有する。

【0034】

上記入力部３５には、地上測量の成果としてレーザ測距データ３３ａが入力されるとともに、レーザ測距装置３０の設置地点（既知点８）の３次元座標値などのようにレーザ測距データ３３ａを標定するのに必要なデータが地上標定データ３３ｂとして入力される。また、空中測量の成果として空中写真データ３４ａが入力されるとともに、ＧＮＳＳ受信機３１ｃにより得られた撮影地点の３次元座標値などのように空中写真データ３４ａを標定するのに必要なデータが空中標定データ３４ｂとして入力される。なお、上述のようにステレオ撮影がされるために、空中写真データ３４ａはステレオペア画像で構成される。

【0035】

また、上記演算部３６は、図３に示すように、上述の地上測量データ３３や空中測量データ３４の各々に基づいて、相互に比較可能な比較用データの各々を生成する地上正射データ生成部３８や空中正射データ生成部３９と、測量対象範囲内において地上測量では計測できない領域、言い換えればレーザ測距装置３０の設置位置から照射した測距用レーザ光が途中で遮られるなどして届かない、測量データのデータ欠損領域１１を抽出する欠損領域抽出部４０と、上記比較用データに基づいて地上測量データ３３と空中測量データ３４のそれぞれの測量要素をマッチングをするマッチング処理部４１と、これらの測量要素を統合する統合部４３とを有する。

【0036】

上記地上正射データ生成部３８は、図３に示すように、地上測量データ３３、すなわち点群データ（地上測量点群データ）から測量用標識９の位置を抽出する標識抽出部３８ａと、上記地上測量点群データから３次元形状モデルを生成する３次元形状モデル生成部３８ｂと、上記地上測量点群データを地表面に対する正射影位置に配列した地上測量正射データを生成する正射データ生成部３８ｃとを有する。上記標識抽出部３８ａは、標識面３で測距用レーザ光が反射するのを利用してその位置を抽出するものであり、例えば３次元座標値をもつ個々の点の集まりである地上測量点群データ内において、既知である標識面３の広さに応じたサイズの垂直面を検索し、当該垂直面を標識面３として抽出する。この標識抽出部３８ａは、この実施の形態においては上述のようにサイズとその垂直姿勢を条件に地上測量点群データから標識面３を自動抽出するが、マウス等の入力手段を通じたオペレータからの指定に従って抽出しても足りる。

【0037】

上記３次元形状モデル生成部３８ｂは、地上測量データ３３の地上測量点群データが示す３次元座標値に従ってＴＩＮ（Ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｅｄ Ｉｒｒｅｇｕｌａｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等により構成されるＤＳＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｅｌ）を生成する。

【0038】

上記正射データ生成部３８ｃは、地上測量点群データを上記ＤＳＭに投影し、地上測量点群データを構成する各点を正射影位置に位置変換、位置調整した地上測量正射データを生成する。

【0039】

一方、空中正射データ生成部３９は、図３に示すように、空中測量データ３４、すなわちステレオペア画像から測量用標識９の位置を抽出する標識抽出部３９ａと、上記ステレオペア画像から３次元形状モデルを生成する３次元形状モデル生成部３９ｂと、上記ステレオペア画像から点群データ（空中測量点群データ）を生成する点群データ生成部３９ｃと、上記空中測量点群データを地表面に対する正射影位置に配列した空中測量正射データを生成する正射データ生成部３９ｄとを有する。上記標識抽出部３９ａは、写真画像に写る標識面３を抽出するものであり、例えば既知である標識面３の広さに応じたサイズや模様５、色を頼りに標識面３を特定し、抽出する。なお、標識抽出部３９ａは、上述した地上正射データ生成部３８の標識抽出部３８ａと同様に、標識面３を自動抽出する以外に、マウス等の入力手段を通じたオペレータからの指定に従って抽出しても足りる。

【0040】

上記３次元形状モデル生成部３９ｂは、空中測量データ３４を利用して、写真測量の要領に従ってステレオマッチングによりＤＳＭを生成する。また、上記点群データ生成部３９ｃは、市販の点群データ生成ソフト同様、上記ＤＳＭを利用してステレオペア画像から点群データ（空中測量点群データ）を生成する。

【0041】

さらに、上記正射データ生成部３９ｄは、上述した地上正射データ生成部３８における正射データ生成部３８ｃと同様に、上記空中測量点群データを上述のＤＳＭに投影し、空中測量点群データの各点を正射影位置に位置変換、位置調整した空中測量正射データを生成する。

【0042】

一方、欠損領域抽出部４０は、上述した地上測量正射データにおける点群の配置の多寡に基づき、点の存在しない領域をデータ欠損領域１１として自動抽出する。具体的には、図２に太線で示すように、崩壊斜面の頂部や、裾野の凹部には、地上測量の測距用レーザ光が届かない領域が発生しており、これに応じて地上測量正射データにも、図４において実線で囲まれたデータ欠損領域１１が発生する。なお、図２において崩壊斜面の中腹に位置する太線は、空中測量において計測できない、すなわち写真撮影できない領域を示すものであり、また、図４（ａ）においてデータ欠損領域１１内等に二点鎖線で矩形近似に示された図形は、標識部１の標識面３を参考に示したものである。また、図４（ａ）および後述する図４（ｂ）において多数の小さな丸印は点群データを構成する各々の点を模式的に示したものである。なお、欠損領域抽出部４０は、データ欠損領域１１を地上測量正射データから自動抽出する以外に、マウス等の入力手段を通じたオペレータからの指定に従って抽出しても足りる。

【0043】

また、上記マッチング処理部４１は、地上測量正射データと空中測量正射データがマッチングする相対位置関係を判定する。具体的には、上述した各標識抽出部３８ａ、３９ａにより抽出された標識面３の位置を材料として相対位置関係を決定する。なお、マッチングに際しては、地上正射データ生成部３８の標識抽出部３８ａにおいて得られた標識部１の鉛直姿勢の標識面３の位置に基づいて、地上測量正射データにおける標識部１の水平姿勢の標識面３の対応位置が計算され、この対応位置の標識面３と、空中正射データ生成部３９の標識抽出部３９ａにおいて得られた水平姿勢の標識面３の空中測量正射データにおける位置とがマッチングされる。また、マッチングに際しては標識面３の中心位置が求められ、この中心位置に基づいて地上測量正射データと空中測量正射データの相対位置関係が判定される。なお、マッチングの際に地上測量正射データと空中測量正射データと間の計測誤差の調整値、変換パラメータを算出しておけば、地上測量において精度の高い標高値と、空中測量において精度の高い平面座標値の双方の精度を有効に活用したマッチング条件を得ることも可能である。

【0044】

さらに、上記統合部４３は、以上のマッチング処理部４１によるマッチング成果に基づき、上述の欠損領域抽出部４０により抽出された地上測量正射データのデータ欠損領域１１に、空中測量正射データにおける対応データ領域１２のデータを組み込み、地上測量と空中測量の双方の成果を統合した点群データを生成し、また、この点群データに基づいて測量対象範囲の地形の３次元形状データを生成する。図４（ｂ）は、空中測量正射データを示すものであり、二点鎖線で囲まれた領域が対応データ領域１２である。また、図４（ａ）と同図（ｂ）とを比較すると明らかなように、地上測量正射データと空中測量正射データとは、地上分解能が異なるために、上述したマッチング処理や統合処理に際しては分解能が合致するように縮尺等が調整される。

【0045】

以上のようにして統合部４３により生成された３次元形状データ、すなわちＤＳＭは、図２に太線で示す全てのデータ欠損領域１１が解消されたものになり、これが出力部３７を介して図外のディスプレイに出力される。

【0046】

また、以上において述べたような測量作業や、この測量作業により得られた測量成果に基づく統合処理装置３２による３次元形状データの生成処理は、一定期間毎に繰り返され、得られた３次元形状データ同士を比較することにより、二次崩壊の発生状況を含む斜面崩壊の時系列変化が解析される。なお、上記比較は、ディスプレイに表示された３次元形状データ同士をオペレータがそれぞれ目視してすることが可能であるが、３次元形状データ同士の一致、不一致を比較演算処理により検出する比較部を演算部３６に設ければ、より簡単かつ高精度にすることができる。

【0047】

なお、以上においては地上測量のデータ欠損領域１１を空中測量の対応データ領域１２で穴埋めする場合を示したが、反対に、空中測量のデータ欠損領域１１を地上測量の対応データ領域１２で穴埋めしても足り、この場合には例えば、地上測量点群データと空中測量点群データの双方を正射影方向に直交する方向に配置調整してからマッチング等すれば足りる。また、ジンバル機構２はピッチ方向とロール方向のみの２軸ではなく、ヨー方向への測量用標識９の回転をも打ち消す３軸対応のものを用いることも可能であり、この場合には、鉛直姿勢の標識面３を地上の計測地点、すなわちレーザ測距装置３０の設置位置向かって正対、あるいは正対近似に保持することにより位置精度の向上を図ることができる。

【0048】

図５に測量用標識９の他の実施の形態を示す。なお、以下に述べるこの実施の形態を含む全ての実施の形態の説明において、上述した実施の形態と同一の要素は同一の符号を付して説明を省略する。この実施の形態において、測量用標識９の標識部１は、図５（ａ）に示すように、無線により遠隔操作可能な小型の模型ヘリコプター４３に搭載される。

【0049】

上記模型ヘリコプター４３は、飛行駆動装置４４の駆動部４４ａにより回転翼４３ａに動力を与え、これにより生じる揚力により自力飛行し、また、図外のバッテリ等の給電手段を搭載する。また、飛行駆動装置４４の駆動制御部４４ｂは、受信部４５を介して図外の遠隔動作装置２２からの操作信号が入力されると、操作信号に従って駆動部４４ａを制御する。なお、図１において４６はアンテナである。以上の模型ヘリコプター３１も、ラジオコントロール可能な玩具として市販されているものを活用して構成することができる。なお、図５（ａ）において４３ｂは、着陸時に地面に接する脚部である。

【0050】

したがってこの実施の形態においては、図５（ｂ）に示すように、崩壊斜面の中腹に生じた岩棚４７など、上述の模型自動車２１の走行によっては到達が困難な場所にも標識部１を簡単に配置することができる。

【0051】

図６にさらに他の測量用標識９を用いてなされる測量の他の実施の形態を示す。この実施の形態において、標識部１は、上述した多面標識体４に代えて、測距用光波を再帰反射するプリズムミラー６により構成され、測量用標識９は、上記プリズムミラー６をジンバル機構２を介して模型自動車２１に取り付け、また、水平姿勢に保持して形成される。

【0052】

また、測量には、自動追尾機能を備えたトータルステーション４８が用いられる。図６に二点鎖線の矢印で示すように、遠隔操作装置２２により測量用標識９を順次適数の求点７上に移動させ、自動追尾機能を利用してトータルステーション４８により各求点７上にある測量用標識９の位置を測量させる、すなわち具体的には、各求点７上で測量用標識９を停止させた状態で測量命令をトータルステーション４８に入力すれば、図６において一点鎖線の矢印で示すように自動で視準、測距、測角し、また記録処理がなされるために、極めて迅速、かつ簡単に測量作業が終了する。なお、図６において４８ａは三脚である。

【符号の説明】

【0053】

１ 標識部
２ ジンバル機構
３ 標識面
４ 多面標識体
５ 模様
６ プリズムミラー
７ 求点
８ 既知点
９ 測量用標識
１０ 測量対象領域
１１ データ欠損領域
１２ 対応データ領域
１３ 斜面崩壊や地すべりなどの発生現場
Ｇ 重力方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】