ドローンを使って、交通を止めずに高速道路の調査を実施
スイスには、全長1,400kmを超える高速道路網があります。これらは、谷間の高原からアルプスの最高峰の峠まで、人と物資を運んでいます。これらの高速道路によって、国の機能が円滑に保たれているのです。高速道路のメンテナンスがいかに重要かは明白ですが、道路を修理したり、不具合を特定する際に混乱を最小限に抑えることが課題となっています。
空撮による道路のマッピングはこれを容易にし、測量士はマンホール、排水溝、台座など、道路を構成する要素を特定する必要があります。道路調査を成功させるためには、これらの対象物を最大誤差範囲10cmの精度で、 正確な座標で特定する必要があるのです。スイスは山がちな地形 であるため、橋や高架橋の上に道路があることもあり、さらなる課題となっています。道路状況を把握することは非常に重要ですが、現場に行くことは容易ではありません。そのため、このように、ドローンによる空撮は、アクセスしにくい場所でも道路状況を分析することができ、迅速かつ安全に、そして必要な詳細度まで妥協することなく、道路調査を行うことができます。
スイスの道路調査にドローンマッピングを利用する
Studio Calastriは、ドローンとレーザースキャナーを使って土地や建物の調査を行っています。彼らはスイスのイタリア領セメンティーナに拠点を置いています。彼らは、スイス連邦道路局（USTRA）から調査を請け負いました。まず、近くにある壁やガードレールなど、既存の道路の特徴を調査する必要がありました。Studio Calastriは、高速道路を一時的に閉鎖することなく調査を行い、混乱を最小限に抑えました。写真測量ソフトのPIX4Dmapperで航空写真を処理し、PIX4Dsurveyでデータセットを抽出、ベクトル化する方法を選択しました。PIX4Dsurveyにエクスポートする前に、大規模プロジェクトやコリドープロジェクト用に特別に設計されたPIX4Dmaticを使用して、より迅速に処理を行うことも可能です。
プロジェクトの詳細
| ユーザー名 | Studio Calastri |
| 所在地 | スイス |
| ソフトウェア | PIX4Dsurvey PIX4Dmapper |
| ハードウェア | Matrice 300 RTK Zenmuse P1 |
| 撮影画像数 | 4,000枚 |
| 処理ハードウェア | Dell PC, i7-10700KF, CPU 23.80 GHZ |
| GSD | 1.26 cm |
ドローンでアルプスの高架橋を測量するには？
問題の高架橋は、山の中腹にあるため、距離が長く、その間の高度変化も250mもありました。そのため、一定の高度で飛行すると、処理後のグランドサンプル距離（GSD）に変化が見られるため、一意のグランドサンプル距離を得ることは困難です。その代わりに、Studio Calastriは、基本的なデジタルサーフェスモデルをレンダリングできるデータセットを取得したいと考えました。調査は2022年1月、スイスの真冬に行われたので、光の変化で動く影による歪みを最小限にするため、午前中に撮影する予定でした。
Studio CalastriはDJI Matrice 300 RTKドローンを使用し、Zenmuse P1カメラを搭載しました。午前中3日間でデータ収集を完了し、4000枚の画像を収集しました。調査中、道路には車が走っていましたが、画像間のオーバーラップやPIX4Dsurveyの技術により、ベクトル化し要素を抽出する際に問題にならないことが分かったという。
自動抽出が道路調査を支援する理由
撮影した画像はPIX4Dmapperで処理され、RTKドローンを使用することで10センチメートル以内の精度でデータセットが作成されました。この精度はUSTRAが要求したものです。 その後、3D点群はPIX4Dsurveyにエクスポートされました。
PIX4Dsurveyは、写真測量プロジェクトや点群から地形をベクトル化し、分析するための専用ソフトウェアです。PIX4Dsurveyは、写真測量プロジェクトや点群から地形をベクトル化し、解析するための専用ソフトウェアで、自動特徴抽出ツールや地形フィルターを使って、データセットから自動車などの非地形特徴を除去することができます。マンホールや排水溝は、ソフトウェアが自動的に識別しました。壁やガードレールなど、人工物に近いオブジェクトは、点群から手動で抽出するか、画像から直接抽出しました。
必要なデータを抽出した後、CADソフトにエクスポートしました。PIX4Dsurveyは、写真測量とCADの橋渡しをすることで、データの収集・処理からCADまでのワークフローをシームレスにすることができます。また、地形解析や分類に特化した機能により、プロの測量士にも役立つツールとなっています。
道路地図にドローンを使用するメリット
Studio CalastriによるプロジェクトはUSTRAに無事納品され、全体のGSDは1.26cmと、道路状況について高い詳細度を得ることができました。これはメンテナンス計画や、USTRAの記録の更新に理想的です。
Pix4D は、顧客に最も簡単な方法で結果を提供するために、ドローン飛行後にオフィスで必要なツールです」 - Studio Calastri の Geomatics Digital Models 部門の Giacomo Cariboni 氏。
このプロジェクトは、簡単で混乱を最小限に抑えられるため、Studio Calastriがスイスや地元地域の他の道路に複製して拡大することができます。 同社はPix4Dソフトウェアの長期的なユーザーで、その正確な結果は、大規模な調査や信頼性の高い結果を作成する上で理想的であると信頼感をもっています。
