近年、建設業界ではi-Constructionの推進に伴い、ドローン（UAV）を活用した測量が急速に普及しています。
ドローン測量は、従来の方法に比べて短時間で広範囲のデータを取得できるほか、安全性やコスト面でも多くの利点があります。
また、測量精度の向上や業務の効率化にもつながることから、今後ますます活用が広がっていくと期待されています。
このページでは、ドローン測量の特徴やメリット、導入時の注意点について解説しています。
ドローンを活用したi-Construction技術
i-Constructionの導入例として、ドローンがあります。
ドローンが導入されるまでは、測量にとても時間と労力がかかっていました。
しかし、測量にドローンを導入したことで測量時間が大幅に短くなるとともに、自動化されたことで人手不足問題も解決されました。
また、ドローンにカメラを付けて測量写真を撮ることで、設計や施工に必要な手間も圧倒的に短縮されました。
施工完了後も、人工的な点検に代わりドローンを利用すれば検査項目を半減することも可能です。
さらに、今まで検査のたびに提出していた書類も不要にできるなど、現場の生産性も大幅に改善できます。
建設ドローンの導入が増えています
建設分野においても、ドローンの導入事例が増えています。
ドローンが登場していこう、高層ビルやダム、トンネルなどの大規模工事において、進捗状況の確認で活用されていました。
また、立ち入るのが危険な場所において、ドローンを活用して入り込んで測量する機会も増えています。
さらに、大林組が開発したカーゴドローンでは、資材の運搬にも活用可能です。
ドローン（UAV）測量の魅力とは何か
ドローン（UAV）測量は、建設業界や土木工事の現場において、多くのメリットをもたらす革新的な技術です。効率化、コスト削減、そして安全性の向上といった利点を活かすことで、建設業界全体のDXが推進され、人手不足の解消や従業員の働き方改革にも繋がります。高性能なドローン機器と測量ソフトを活用し、安全性と法規制を遵守しながら、新時代の建設業務を切り拓いていくことが求められています。
ドローン測量の背景と現状
近年、ドローン（UAV）を用いた測量が急速に進化し、魅力的な分野となっています。この変化を牽引する主な要因として、最先端の測量機器や高精度な測位技術の登場が挙げられます。また、法律や規制面での整備が進んだことで、安全かつ効率的にドローンを活用する環境が整いつつあります。特に建設業界や土木工事では、起工測量や出来形測量などの重要な分野でドローンが活用され、労働力不足を補い、業務の効率化を実現しています。
ドローン測量のメリット
効率化とコスト削減
ドローンを活用することで、人力で行う測量作業に比べて時間とコストが大幅に削減されます。広範囲の現場でも短時間で高精度なデータを収集できるため、多くの建設プロジェクトで重宝されています。
精度の向上
RTK（リアルタイムキネマティック）測位技術やPPK（ポストプロセッシングキネマティック）技術による高精度な位置情報の取得が可能となり、従来の測量方法では得られなかったレベルの正確さが実現されます。
安全性の向上
ドローン測量はリスクの高い現場作業を無人で行うため、作業員の安全を確保します。特に険しい地形や広い範囲での測量において、そのメリットは顕著です。
ドローン測量のツールと技術
測量ソフトの進化
ドローン測量を成功させるためには、高性能な測量ソフトが欠かせません。これらのソフトウェアは、収集されたデータを迅速に解析し、2D・3Dの地図やモデルを生成する能力を持っています。最新の測量ソフトには、地形解析、施工管理、進捗報告など多機能を備えたものが多く、建設業務全般において効率的な運用が可能となります。
ドローン機器の選定
ドローンの性能も日々向上しています。長時間飛行が可能なモデル、高解像度カメラを装備した機種、障害物回避機能を持つものなど、プロジェクトに応じた最適な機器を選定することで、より精密な測量が可能となります。
建設業界の未来、DXとドローン
i-Constructionと建設DX
日本政府が推進する「i-Construction」プロジェクトでは、建設現場へのICT（情報通信技術）の導入が強調されています。ドローン測量は、その中心的な要素の一つです。これにより、建設業界全体がデジタルトランスフォーメーション（DX）の新時代に突入し、効率化と革新が加速しています。
働き方改革と労働力不足の解消
ドローン測量の導入は、労働力不足の解消にも寄与しています。少人数でも広範囲の測量を効率的に行えるため、作業負担の軽減と働き方改革が推進されます。結果として、従業員の満足度向上と人材確保に繋がります。
利用時の注意点
法規制の遵守
ドローンを運用する際には、法規制を遵守することが不可欠です。飛行許可の申請や、安全管理体制の整備など、適切な対策を行う必要があります。
データ管理とセキュリティ
収集されたデータの管理とセキュリティも重要です。適切なデータバックアップとセキュリティ対策を講じることで、情報漏洩やデータの損失を防ぐことが可能です。
ドローン測量の革新とは
これからの時代、ドローン測量は建設、土木、環境保護、都市計画などさまざまな分野でその重要性を増していくことでしょう。ドローン技術と測量ソフトの進化は、私たちの地図作成や地形把握の方法を根本から変える可能性を秘めています。
ドローン測量の概要とその利点
ドローン測量とは、空中からのデータ収集を通じて精確な地形情報を取得する革新的な測量手法のことを指します。この技術は従来の測量手法と比べて、効率性やコスト面で優れているだけでなく、さまざまな現場において応用可能です。
ドローン測量の手法
ドローン測量には大きく分けて写真測量とレーザ測量の二つの手法があります。それぞれの手法について詳しく説明します。
写真測量
写真測量では、ドローンに搭載された光学カメラを使用して地形の複数枚の写真を撮影し、それをつなぎ合わせることで地形データを生成します。この方法の主な利点は、レーザ測量に比べて機材コストが低いことです。そのため、初期投資を抑えたい企業やプロジェクトには特に適しています。
レーザ測量
一方、レーザ測量ではドローンにレーザスキャナを搭載し、照射されたレーザ光の反射を利用して地表からの距離を精密に計測します。特に、写真測量では難しい樹木の下の地表面や複雑な地形でも詳細なデータが得られます。さらに、水の影響を受けにくいグリーンレーザ測量という手法も存在し、河川や港湾地区の水底測量に利用されています。
得られるデータとその解析
ドローン測量で収集されたデータは、高度情報、位置情報、および撮影された画像を基に３次元点群データとして生成されます。この点群データを解析することで、詳細な3Dモデルの作成や、測量に必要なオルソ画像を生成することが可能です。これにより、従来手法では達成できなかった高精度な地形情報の取得が可能となっています。
従来の測量手法との比較
従来の地上測量法（TS）や航空測量では、地形の変化点に合わせて標定点（プリズム）を立て、作業員が徒歩で移動しながら計測を行う必要がありました。この方法では多くの人員や時間が必要であり、データの3Dモデル化にも多くの工数を要しました。航空測量も、高高度からのデータ取得には優れるものの、詳細な解析や細かい地形変化の把握には限界がありました。
ドローン測量の意義と未来
ドローン測量は、上空から高密度で解析が容易な３次元点群データを取得できるため、地上測量よりも迅速かつ効果的に情報を収集することが可能です。これにより、測量作業の手間やデータ解析の時間を大幅に短縮し、低コストで高効率な測量を実現します。さらに、ドローン測量ソフトの進化により、データ解析の精度や速度も向上しており、ますます多くの業界での採用が進んでいます。
ドローン測量の利点とその広がる可能性
ドローン測量は、伝統的な地上測量と比較して、効率性と省力化の大幅な向上が期待されています。以下では、ドローン測量の具体的なメリットについて詳しく解説します。
低運用コストと労力削減
従来の測量方法では、TS（トータルステーション）や標定点を何度も設置しなければならず、時間と人力が多く求められます。これに対して、ドローン測量は同じ作業をより短時間で、少人数の作業員で行うことが可能です。また、取得した3次元点群データは、3Dモデルへの変換が容易で、専用の測量ソフトを用いることで、その後のデータ解析や図面作成にかかる人件費や作業時間を大幅に削減できます。
広範囲の短時間測量
ドローンは地上を歩き回る必要がなく、一度の飛行で広範囲を効率よくカバーできます。国土交通省の事例によると、従来の方法では数日かかる測量も、ドローンを用いることで数時間に短縮できるケースが多いです。これにより、工事車両の往来を止めずに作業が行えるため、工期全体の短縮と安全性の確保が期待されます。
人が入れない場所の安全な測量
ドローンの飛行能力を活かすことで、人が立ち入ることが難しい場所でもリスクを最低限に抑えて測量が可能です。例えば、急峻な山林、山奥、災害現場などでの測量も可能となり、これにより作業者の安全確保が実現します。
i-Constructionへの対応
ドローンで取得する地形情報は3次元点群データとして提供されます。このデータは専用の測量ソフトを使えば、容易に解析・利用できる点が大きなメリットです。国土交通省が推進するi-Constructionでは、ICT（情報通信技術）を活用し、BIM（Building Information Modeling）やCIM（Construction Information Modeling）を通じて建設現場の生産性向上を目指しています。ドローン測量で得られる3次元データは、この取り組みにおいて重要な役割を果たし、建設DX（デジタルトランスフォーメーション）の中心的な存在となります。
更なる進化を見せる測量技術
今後、ドローン測量は地理情報システム（GIS）との連携も強化され、さらに精度の高いデータ収集が可能となるでしょう。また、AI（人工知能）を活用したデータ解析の自動化が進むことで、測量からデータ分析までの一連の作業が一層効率化される見込みです。このように、ドローン測量は技術の進化とともに、ますますその重要性と利便性を増しています。
ドローン測量は、従来の方法と比べて多くのメリットを持ち、特にコストの削減、広範囲の効率的な測量、人が立ち入れない場所での安全な測量、そしてi-Constructionへの対応が挙げられます。これからも技術の進歩とともに、ドローン測量の可能性は広がり続けるでしょう。ドローンを用いた最新の測量技術を取り入れることで、建設現場は一層効率的かつ安全に、そして生産性を向上させることが期待されています。
ドローン測量における重要な注意点
ドローンを活用した測量には多くのメリットが存在しますが、その一方でいくつかの制約や注意点が伴います。ここでは、具体的な問題点とその対策について詳しく説明します。
写真とレーザの届かない場所の限界
ドローンを用いた測量技術は、その手軽さと効率性で注目されていますが、使用環境によっては完璧な結果を得るのが難しい場面もあります。特に、樹木や建物といった障害物が多い場所では、写真測量やレーザ測量それぞれに特有の限界が現れます。
写真測量の課題
写真測量では、高精細なカメラを搭載したドローンが地表を撮影し、その画像を解析して測量データを生成します。しかし、樹木や建物が障害となり地表が直接見えない場合、正確なデータを得るのが難しくなります。これに対処するためには、樹木の少ない季節や風の少ない時期を選んで飛行するなどの工夫が求められます。
レーザ測量の課題
レーザ測量はLIDAR技術を用いて地表の詳細な3Dデータを取得する手法ですが、レーザ光が建物や地形によって遮られると測量データに空白が生じる可能性があります。このため、測量前にサイト調査を徹底し、ドローンの飛行ルートを入念に計画することが重要です。
バッテリーの持続時間と効率的な運用
ドローンのバッテリー寿命も無視できない問題となります。通常、ドローンのバッテリーは数十分程度の飛行しか持たないため、広範囲の測量には何度もバッテリー交換が必要となります。
この問題を克服するためには、事前にバッテリーの交換タイミングを計算し、必要な予備バッテリーを準備するほか、飛行ルートを最適化して効率的に測量を進めることが求められます。また、充電ステーションの設置や交換作業の効率化も考慮に入れると良いでしょう。
高精度な測位技術の必要性
測量データの品質を維持するには、高精度な位置情報が不可欠です。しかし、一般的なGPSでは精度に限界があります。
RTK測位技術の活用については、RTK（Real Time Kinematic）測位を活用することで、数センチメートル単位の高精度な測位が可能となります。例えば、ソフトバンクの提供する「ichimill（イチミル）」では、全国に設置された3,300ヵ所以上の基準点を利用し、RTK測位により以前は2～10メートルだった誤差を数センチメートルまで縮小しています。この技術進歩により、より正確な測量データが得られるようになりました。
操縦ライセンスと運航ルール
近年の規制強化に伴い、ドローンの操縦には特別なライセンスが必要となりました。2022年12月に施行された新たな航空法により、レベル4対応と呼ばれる規制が導入されました。
ライセンスと認証の要件としては、第三者上空の飛行、夜間飛行、有人地帯での目視外飛行を行う場合には、無人航空機操縦者技能証明書が必要です。また、使用するドローンも機体認証を受ける必要があります。これらの規制により、安全で法令遵守のドローン運航が求められるようになりました。
ドローンの墜落リスクとその対策
ドローンが墜落した際のリスクも計り知れません。墜落によってドローン本体や測量機器が破損するだけでなく、人身事故や物損事故が発生する可能性もあります。
リスク管理と保険については、万が一の事態に備えるためには、適切なリスク管理が欠かせません。具体的には、国土交通大臣への報告義務や負傷者の救護義務があります。また、ドローン専用の保険に加入しておくことで、万が一の事故にも対応できる体制を整えることが重要です。
ドローンによる測量はその効率性と正確性で大変有用なツールですが、多くの側面から考慮されるべき諸問題が存在します。測量ソフトの利用や最新技術の取り入れ、適切なリスク管理を行うことで、これらの課題を克服し、より一層有効活用することが可能になります。