ドローンパイロットの野澤です。ドローン測量について解説させていただきます。現在測量の世界はドローンの登場によって大きな変化がもたらされつつあります。ひょっとして自分でもできるかもしれない、もしくは、ドローン測量を専門に扱う業者に依頼してみようかな？と考えているのであれば、まず知っておくべきポイントをまとめてみました。
最終更新日: 2024年06月28日
- ドローン測量の方法
- コストの変化
- メリットとデメリット
記事を読んでいただければドローン測量の基本的な知識を身につけることができるでしょう。
最新ドローン(uav)測量の方法
ドローン測量の方法は大きく分けて3種類あります。
- 写真測量
- レーザー測量
- グリーンレーザー測量
どの方法でも事前に踏査を行います。遮蔽物がある場合などはドローンで測量できません。それぞれの特徴を見ていきましょう。
写真測量
最もコストが安く、簡単にできるのが写真測量です。写真測量はドローンに備え付けられたカメラから、地面に対して垂直に、6割以上重複した写真を撮影する(ラップ率といいます)測量方法です。重複させることで立体的に地表面をデータ化することができます。航空写真に比べて低高度で詳細な写真を撮影できるのがポイントで専門的な道具も必要なく、ドローンとカメラ（もしくはドローンに付随するカメラ）によって撮影が可能です。
樹木などの対象物があると正しく測量できない場合もあります。そのような時は従来の手法か、レーザー測量を行います。
レーザー測量
樹木などが多く、写真測量ができない場合はレーザー測量が効果的です。レーザー測量ではドローンにレーザー発振器を搭載し、地上との距離情報をデータ化します。レーザーは樹木などの影響を受けにくく、写真測量ができない場合でもドローンを使った測量を行うことが可能です。写真測量に比べて精度も高く、起伏の多い土地などで活躍します。
このレーザー測量ではコストがかかってしまうのが難点です。ドローンに搭載できるレーザー発振器は1,000万ほどしてしまいますので、特に慎重な取り扱いが必要になるでしょう。
グリーンレーザー測量
河川や港湾などの測量を行う場合、グリーンレーザーを使った測量が行われます。グリーンレーザーは水の影響を受けず、水底の測量を行うことが可能な特殊な機器です。水面からの反射とグリーンレーザーによる水底からの反射をデータにし、3次元マップを作成できます。測定できる深さは水の透明度などによって変化しますが、透明度の1～4倍程度の深さを測ることが可能です(国土交通省「グリーンレーザー(ALB)による河川測量とその活用」より)。
ドローンに備え付けられるように小型化されていますが、まだ大型のドローンによるペイロードぎりぎりのサイズです。これから先、さらなる小型軽量化がされれば河川や港湾での測量にドローン測量が不可欠になるでしょう。
ドローン(uav)測量の手順
従来の方法よりも圧倒的に速いスピードで行えるのがドローン測量です。ドローンならではのステップを踏む必要がありますが、それでも従来の手法よりも改革的な速さで作業が終了します。ここでは基本的な測量の手順と流れについてご説明します。
踏査と許可申請
まず観測の対象物や地形、障害物を実際にチェックする踏査を行います。踏査によってドローン測量がいいのか、それとも従来の手法が適しているのか判断します。ドローンを使った方が良いと判断した場合は、ドローン飛行の許可申請に進みます。
ドローンを飛行させるための許可申請は国土交通省で行います。オンラインで申請できるサイトDIPSがありますので、実際に役所に書類を提出する手間がありません。
許可申請にかかる期間は飛行するエリアによって変わります。人口密集地区（DID）などでは10営業日ほど必要です。また、公道などの上空を飛行させるには、警察への許可申請も行わなければいけません。
飛行計画
飛行許可が取れたら具体的な飛行プランを計画します。アプリ（DJI GSProなど）を使えば具体的なマップと飛行プランを作成できます。そして飛行プランのまま経路を自動的に飛んで撮影してくれるので便利です。従来では標準点(GCP、標定点)を設置することが義務でしたが現在は緩和され、よりスピードアップが図られています。
3次元点群データ取得
ドローン測量では3次元点群データを取得するのが一般的です。3次元点群とは地形にかかわる情報の水平位置、標高に空中写真の色情報を属性として、計算処理が可能な状態のデータを指します。これはドローンの高度情報、位置情報、そしてカメラから得られるデータを組み合わせて座標を解析することで得られます。
3次元点群データが取得できれば、その点群を解析し3Dマップを作ります。その精度は使用目的別に設定されており、0.05m以内なら出来形管理、0.10m以内なら起工測量に、0.20m以内なら部分払い出来高測量に利用されます。
また、公共測量の場合は、このような管理表を作成しなければいけません。
オルソ画像作成
オルソ画像とは航空写真のズレを改正した画像です。航空写真が撮影された高度が高いほどレンズによる歪みがうまれます。その歪みは画面の端ほど大きくなり、写真の中心から外側に傾いているように映ってしまうのです。
オルソ画像ではその傾きを修正し真上から見ているような状態にします。これにより正しい位置と大きさを表すことが出来、これを正射変換といい、測量では必要な情報になります。
セスナなどの高度が高い位置からの撮影では、オルソ画像の作成は大変な作業です。しかし、ドローン測量では撮影した映像を生み合わせることで、比較的容易にオルソ画像の出力ができます。ソフトが自動的に解析してくれるので、とても便利です。
ドローン測量のソフトウェア3選
ドローン測量やフライトには無料のソフトである「DJI GSpro」を使うことで完了します。ただし撮影しただけではデータとして使うことはできません。パソコンに落とし込んで3Dマッピングすることで測量データとして使うことが出来ます。これをSfMソフトといい、ここでは人気のソフトウェアを3つ紹介します。
TERRA MAPPER
アジアで2輪事業などを展開するTERRA MOTERSのドローン部門がTERRA DRONEです。そのTERRA DRONEが提供するuav測量ソフトがTERRA MAPPER。日本製で使いやすく、データをクラウド解析してくれるので便利です。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=3ftHZ_9QXF0&w=560&h=315]
Pix4D Mappaer
Pix4Dはドローン産業をソフト面からサポートするサービスです。建築、農業、不動産など、それぞれに適したソフトウェアを提供しており、測量用の商品がPix4DMapperになります。アプリ版ではデーター加工などのガイドもしてくれるので簡単に使用できるのが初心者にとってうれしいポイント。サポート用フォーラムも充実してますが、すべて英語なので注意してください。
[youtube https://www.youtube.com/watch?v=uZ5KIgQmJ9w&w=560&h=315]
Photo Scan(Metashape)
Photo Scan(バージョン1.5よりMetashapeに名称変更)はドローンで撮影したデータからオルソ画像、鳥瞰図、3Dモデルなどに作成するソフトの定番です。操作が簡単で政府の「スマート農業ICT」「i-Construction」推進に伴い、研究機関や測量会社に広く普及しています。
ドローン測量に適したドローンとカメラの性能と資格
ドローン測量では特別に高価な機材を必要としません。最初は必要最低限の機材と資格を取得して、必要に応じて導入していくのが一般的です。大きくて重いカメラになるほど性能は良いと思われますが、ドローンの積載能力を圧迫してしまいます。飛行時間に影響しますのでそのバランスをとらなくてはいけません。
必要なカメラの性能
ドローン測量で求められるカメラの性能はそれほど高くなく、専門のカメラでなくても、ある程度のドローンに付随するカメラでも可能です。国土交通省国土地理院発行のUAVを用いた公共測量マニュアル（案）でも以下のように定められています。
第24条 撮影に使用するデジタルカメラの本体は、次の各号の性能及び機能を有することを標準とする。
一 焦点距離、露光時間、絞り、ISO感度が手動で設定できる
二 レンズの焦点の距離を調整したり、レンズのブレ等を補正したりする自動処理機能を解除できる
三 焦点距離や露光時間等の情報が確認できる
四 十分な記憶容量を確保できる
五 映像素子サイズおよび記録画素数の情報が確認できる
２ 撮影に使用するデジタルカメラのレンズは、単焦点のものを標準とする
公共測量（国や公共団体がお金を出している測量）ではこの条件をクリアするカメラでなければいけません。カメラの焦点距離や露光時間の手動設定などは、ある程度のクラスでなければ設定できず、例えばDJIの製品ならばInspireやPhantomシリーズなどが適合しています。
測量に適したドローン
Phantom4 RTK
DJI社の人気モデルPhantomシリーズは、そのままでも測量に使えるレベルの性能があるドローンです。そのPhantomを測量に特化させたのがPhantom4 RTKです。RTKモジュール（GPSよりも高精度な基準点よりの情報をキャッチする）を搭載し、専用のアプリを使うことでより正確なデータを取得することができます。
Mavic 2 pro
測量専門のドローンではないですがDJIのMavic 2 proもカメラ性能が高く測量に適しています。折りたたむことが出来る機体で汎用性も高く、様々な業務に使うことができるでしょう。無料で使えるアプリ「GS PRO」を使うことで写真測量モードになりとても有能なギアとして活躍してくれます。
MATRICE 300 RTK
産業用ドローンとしてフラッグシップモデルとなっているのがDJIのMATRICE 300 RTKです。圧倒的な性能はどのような業務にも広く対応することができるはず。最大ペイロードは2.7㎏と大きいので、レーザー測量などの機材を搭載することが可能です。
ドローン測量に必要な技術と資格
一般的な測量には特別な資格は必要ありません。しかし、測量法に定められた測量を行う場合は測量士の資格が必要です。
また、ドローンを操縦する技術も必要です。ドローンを安全に飛行させる技術、飛行可能エリアであるか判断する知識、そして飛行の許可申請を行わなければいけません。
これら測量とドローンの技術を習得するなら、測量基本技術を学べるスクールがあるのでお勧めです。政府のi-Constructionの一環としてドローン測量を学べる人材育成プランがあります。たとえば、ここならば1週間30万円ほどで基本的なドローン測量の知識と技術を習得することが出来ます。このような学校で学べば国土交通省への許可申請にもプラスになりますので、独学で学ぶよりも信用を得ることができるでしょう。
ドローン測量のメリット
ドローンはセスナよりも低い高度を飛行できるので詳細なデータを取得することが可能です。従来の測量とセスナなどの航空測量の良い所を併せ持っていると言えるでしょう。そのようなドローン測量のもつメリットは圧倒的なスピード、コストカット、データ化のしやすさ、簡単さです。
安全性-人が入れない場所の測量が可能
山奥や河川があり現場に到達するのが大変な場所でも、ドローン測量ならば問題ありません。移動に伴うリスクや費用を極限まで減らすことが可能です。従来の手法に比べて短時間で測量を終えることにもつながります。
ドローンの飛行距離はDJIのPhantomならば6㎞程度なっており、かなり広い範囲の測量を行えます。実際には風向きやバッテリーの劣化、wifi電波の到達距離などを考慮し余裕をもたせますが、それでも人が入れない場所を測量するのに、これほど便利な方法はありません。
簡単で分かりやすい
ドローン測量ソフトウェアと組み合わせることで、簡単にデータを取得することができます。それにより3Dモデルを作り現場全体の動きを可視化できます。従来であればトータルステーションやGNSSで取得した情報をCADなどでデータ化していました。ドローンならば最初からデータですので、ソフトウェアにすぐ転送できます。そうすることで分かりやすい図面を簡単に作成できるので工事を進めることが容易になります。
工事を止めなくても良い
ドローン測量ならば重機などが写真に写っていても問題ありません。工事を止めないまま測量することができます。人の手で行われた従来の手法では安全の為どうしても工事を止めて測量をしなければいけませんでしたが、ドローンにより安全で素早く測量をすることが可能になります。安全への配慮に時間を割くことが無く、効率的に工事を進めることが出来るでしょう。
ドローンを飛行させること自体はソフトウェアが自動的に行ってくれますので、誤操作が起こることもありません。ドローンの進行方向に障害物があってもセンサーが感知して停止してくれます。パイロットはバッテリーや予想外のことが起こらないように監視する役割なのです。ですので工事を止めることなく測量が可能になります。
スピーディで格安
従来の手法に比べて最大のメリットがスピーディで格安なことです。ドローン測量が1日に取得できる3次元点群データは何千倍、何万倍もの圧倒的な作業効率の差があります。人の手なら数日から数週間必要な作業が、ドローンの場合は1日終了してしまうのです。
また最初からデジタルデータですのでPC上での処理が簡単です。人件費もかからず革新的な速さで作業を終えることができます。従来は必要だった標準点の設置や、国土交通省への飛行許可申請もかなり簡略化されてきました。
このようにドローン測量では日数や人件費が大幅にカットされるので格安で行うことができます。これから価格破壊が起こる業種となるでしょう。
簡略化による日程の短縮
従来の手法であればトータルステーションやGNSS測量機器で地形図をデータ化してCAD画面を作っていました。書類を作成し平面図や設計図を作る必要があったのです。ドローン測量はそれらの処理をデジタルに簡略化させ日程の短縮をすることができます。より短い工期で作業を終えることが可能になりました。これからもドローン測量の作業は簡略化されていきます、ドローンもより風や雨につよい機種が開発されるでしょう。
ドローン測量のデメリット
ドローンを飛行させるとこが出来ない場合、例えば強風などではドローン測量ゆえのデメリットがあります。もし墜落してしまえば、高価なドローンやレーザー測定器などを失うリスクも無視できません。ドローン測量のデメリットを理解し従来の方法と組み合わせるのが賢明なやり方です。
写真に写らない場所は測量できない
山など地面が樹木で隠れている場所ではドローンで撮影できません。レーザー測量は可能ですが、高価な機材でコストがかかってしまいます。このような写真で撮影できない場所では従来の手法で測量することになります。ですのでドローン測量では現地のロケハンや踏査は必ず行い、ドローンで撮影できない場所を特定する作業が不可欠です。
大規模な地図の作成などには不向き
環境によりますがドローンのバッテリーは20分ほどで使い切ってしまいます。そのため大規模な地図の作成などでは何度もバッテリーを交換しなければいけません。バッテリー交換には離着陸を繰り返すことになり、それだけ手間がかかってしまいます。このような条件ではセスナなどの航空写真を使う方が適しています。
ですが雨に強いドローンや、飛行時間の長い回転翼でないドローンもすでに存在します。環境やバッテリーに左右されずドローン測量を行えるようになるはずです。これからのドローンの開発によりバッテリーの機能が向上すれば、徐々にドローン測量の苦手な場所は少なくなっていくでしょう。
ドローンを飛行できない場所では使えない
ドローンの飛行許可が絶対に降りない場所があります。原子力発電所や首相官邸の近くなど、テロ対策としてドローンが飛行できないようになっている場所です。また、第3者が入り込めてしまう場所ではドローンの落下による事故を防ぐ対策を取らねばなりません。
空港の近くや人口密集地域(DID)などもドローンを飛行させることは難しいです。特別な許可が必要ですので、飛行許可が下りるまで長い期間がかかってしまうでしょう。これらの飛行禁止空域は国土地理院地図やアプリで確認できますので、事前にドローン飛行禁止区域をチェックしておかなければいけません。
ドローン測量の価格相場
ドローン測量の価格は条件によって異なります。使用する機体、測量する対象、日程や人数によって変化します。そのため見積もりをしなければ価格が不明な業者が多いのが現状です。ここでは、ドローン測量の価格として具体的な金額の1例をご紹介します。
見積もり例①
ドローンによる写真測量が1haなら39万円＋パイロット18万円。これに解析費用や図面作成などのオプションをつけることができます。別途交通費は必要ですが、1ha当たりの単価は広くなるほど安くなるので、広くなるほど得になります。
解析、図面作成などを加えて+20万円。仮に1haで測量してもらうとすると
基本料金 1ha39万円
パイロット1人 18万円
解析 10万円
図面作成 10万円
合計 77万円
これに交通費や宿泊費が加わります。
見積もり例②
半日なら40万円、1日なら70万円というプランです。ロケハンや交通費などは別ですが、シンプルでわかりやすい料金設定になっています。測量会社に近く、空撮の範囲も少ないなら半日で終わるかもしれませんが、それを確認するにはロケハンをしてもらわなければいけないでしょう。
ロケハン、交通費を10万円で計算した場合、半日なら50万円。1日で80万円です。これにデータ解析などの料金が加わると100万ほどの見積もりになるでしょう。
見積もり例③
最安価格として1人で半日かかる場合を見てみましょう。1ha未満の測量で、地表データやオルソ画像などの作成をして10万円ほど。これ以下の価格はまずありません。ただし、1人で出来ることはドローン測量といえど限られています。ロケハンやデータ解析などの費用がかかってしまい、かえって割高になることもあります。
自分でドローンを購入して測量ができるのか
ここまで読んでいただければ、自分でドローンを購入して測量できないか？とお考えの方もいらっしゃるかと思います。ドローンの機体は最安で20万ほどで購入できますし、解析ソフトは40万ほどでライセンス契約することができます。ドローン測量士の技術を学ぶスクールも30万ほどですので、総額90万ほどで自分で測量する技術を得ることが可能です。
自分でドローン測量をするリスクとしては以下のようなものがあります。
- 自分で許可申請をしなければいけない
- 満足するデータが得られない場合がある
- 写真で撮影できない場所では結局従来の測量が必要になる
- ドローンが雨や強風、接触や墜落などの理由で壊れる可能性がある
ドローンを趣味として始める方や、すでに始めている方、もしくはドローン測量をビジネスとして継続したいとお考えならば挑戦してみる価値はあるかと思います。ですがいずれの場合も1度プロに依頼して実際の仕事を見せてもらう方がいいでしょう。
見積もりは数社に依頼しよう
以上、3つの見積もり例を見ていただいてもわかるとおり、写真測量には最低100万ほどの予算が必要と言われています。それがレーザー測量になると300～400万ほどになるのです。決して安い金額ではありませんし、見積もりのやり方は各社でさまざまです。アプリ上のマップを指定するだけで見積もりをしてくれるシステムや、ドローンのバッテリー交換ごとの単位で費用が発生する会社もあります。
このようにドローン測量の価格相場はピンキリです。使用するドローンやデータの精度など、こちらの求める仕事をしてくれるのかはわかりません。そこで重要なのは見積もりは数社に依頼することです。あきらめずに探すことで、欲しい測量データを希望する予算内でやってくれる業者に出会うことが出来ます。
ドローン測量会社の選び方のポイント
政府の後押しがあるとはいえ、ドローン測量はまだ広まりつつあるジャンルです。そのため相場もまだかたまっておらず、優良な業者を発見するのに苦労することも。そこでドローン測量会社の選び方のポイントを紹介します。
価格に理由があること
ドローン測量は従来の手法に比べ格安なのがメリットです。レーザー測量など特別な方法で無いのであれば、ドローン測量に必要なコストは低く抑えることが出来ます。注意したいのは従来の測量の価格を基準としたぼったくりに近い業者です。そのような業者に発注しないように以下の点に気を付けましょう。
- 使用する機材
- 技術者の経験や資格
- 納品されるデータの品質
- 必要な日数と人件費
- 保険
その価格に正当な理由があれば、少し高額でも信用できる業者と判断できます。
見積もりが明確であること
ドローン測量の相場はまだ固まっておらず、具体的な金額は見積もり後という業者も少なくありません。悪質な業者の場合は発注者の足元をみてくることも考えられます。
業者選びに失敗しない為には複数の業者に依頼して見積もりが明確であることに注目しましょう。HPなどで費用相場を明確に表示していた李、見積もり無料で複数の業者から一括で見積もりを取ることができるサイトを利用するのがおすすめです。
ドローン測量はまだ新しいジャンルですので一獲千金を狙った人間がいるのを忘れないようにしましょう。
実績と口コミ
ネットを使って業者のHPから実績をみたり、口コミを探すのも有効です。悪質な業者であれば実績は表示せずに、ひたすら格安であることを主張するなどしているものです。そのような業者の口コミは当然悪く、発注する前にチェックしておくことが大切です。
ミツモアでドローン測量の見積もりを依頼しよう！
ドローン測量はこれからのスタンダードになるのは間違いありません。ミツモアでは複数の業者に無料で見積もりを取ることができますので優良なドローン測量の業者を探すことができます。
