この記事では、航空レーザ測量データをCivil3DやInfraWorksで使用する方法について解説しています。
近年、ドローンによる点群データと並んで使用頻度が増えているのが、航空レーザ測量（LP）のデータです。
UAVによる点群測量は、1km×1kmより狭い範囲での実用が多いですが、それよりも広域は、
航空レーザ計測（LP）のデータを扱うことが多いです。
今回は、航空レーザ測量データをBIM/CIMモデルであつかうときの使い方をまとめてみます。
なお、今回は前編と後編に分けています。
すでに、航空レーザ測量の基礎知識がある方は、後編をご覧ください。
航空レーザ測量とは？
まずは、航空レーザ測量の基礎的なことをまとめておきます。
細かい諸元は、国土地理院や航測会社のホームページを確認ください。
航空レーザ測量とは、航空機に搭載したレーザスキャナから地上にレーザ光を照射し、地上から反射するレーザ光との時間差より得られる地上までの距離と、GNSS測量機、IMU(慣性計測装置)から得られる航空機の位置情報より、地上の標高や地形の形状を調べる測量方法です。
航空レーザ測量でよく出る言葉
航空レーザ測量で得られるデータの種類をまとめます。
詳しい説明は、国土地理院のホームページ内容がとてもわかりやすいです。
- ファーストパルス、ラストパルス、アザーパルス
-
ラピュタの呪文ではないです・・・(^^;)
レーザ光の樹木や地表面での反射の様子（国土地理院ホームページより） レーザ光は、樹木や地表面で反射します。
レーザスポットは点ではなく円形の面で、樹冠にあたって反射するだけでなく
色々なところで反射し最後に地表で反射します。樹木等の最初に反射してくる光をファーストパルス、
地表面で最後に反射するものをラストパルス、
その間で反射するものをアザーパルスといい、それぞれの高さを検出できます。ただし、照葉樹のように葉が密に茂るところでは、レーザ光が地上にまで達しないことがあります。
この場合は地面の高さのデータは得られません。
- DSMとDEM
-
この言葉も航空レーザ測量だけでなく、UAV測量、UAVレーザ測量でも同様です。
DSMイメージとDEMイメージ（国土地理院ホームページより）
航空レーザ測量のレーザ光は、地面ばかりでなく、建物や樹木の上で反射して戻ってきます。
このため、航空レーザ測量で直接得られる高さのデータは、建物や樹木の高さを含んでいます。
このような高さのデータよりグリッド化した地表モデルを
通称DSM(Digital Surface Model)といいます。
これに対して、一般の地図のように地表の高さを示したい場合は、これらの建物や樹木の高さを取り除くことが必要です。
この建物や樹木の高さを取り除く作業を「フィルタリング」と呼んでいます。
フィルタリングを行って得た地表面だけの高さのデータからグリッド化した地表モデルを
通称DEM(Digital Elevation Model)といいます。
航空レーザ測量の計測エリアを調べたい
航空レーザ測量は、比較的広域をカバーしているデータなので非常に有効です。
しかし、”業務や工事の対象箇所で過去に計測した実績があるのか”を国土交通省や県に直接、問い合わせするのは、時間がかかります。
そんな時は、「航空レーザ測量データポータルサイト」が便利です。
こちらは、公益財団法人日本測量調査技術協会がとりまとめているサイトです。
2002年度以降の計測実績を網羅しています。
使い方は、とても簡単で“地域”や“管理者”、“計測期間”、“計測会社”などのわかる情報から検索すると、対象エリアでの計測実績を表示してくれます。
例えば、大枠で「九州・沖縄」で検索します。
そのあと、県の地名を入れれば、関連する情報がでてきますし、
地図をスクロールして直接、アクセスしても大丈夫です。
また、航空レーザ計測は入手できたが、対象範囲の図郭番号がわからない・・・
というときには、拡大スクロールすると地理院タイル上で図郭番号も表示できます。
図郭割図を入手できないことがあっても便利です。
航空レーザ測量のデータ構成
航空レーザ測量をモデル作成に使用するとき、どのデータを使えばいいのか迷うことがあります。
それぞれ特性や種類がちがうので現場の求められる精度に応じて、適宜、使い分けをしましょう。
航測会社のとりまとめ方法にちがいはありますが、一般的な航空レーザ測量の成果は、
以下のようなフォルダで区分されています。
| データ種別 | フォルダ名 | 内容 |
|---|---|---|
| オリジナルデータ | Original | 建物や樹木を含んだ地表面データ |
| グラウンドデータ | Ground | 建物や樹木を除いた地表面データ |
| グリッドデータ 50cm | 0.5mCSVなど | グランドデータを50cmメッシュ単位に変換したデータ |
| グリッドデータ 5m | 5mCSVなど | グランドデータを5ｍメッシュ単位に変換したデータ |
| 航空写真データ | Photo | 航空写真オルソデータ（画像データとワールドファイルで構成） |
| 等高線データ | Contour | 等高線に変換されたデータ |
基本的に使う機会の多いのが、グランドデータ（Ground）になるかもしれません。
ただし、広域で扱いたい場合には、非常にデータが重たくなります。
サーフェス化する際に、点密度を落として使用するか、グリッドデータ50cmや等高線データを使ってよい場面もあります。
あと、航空写真データ内には、画像データとワールドファイルデータ（位置情報）が入っています。
Tiffデータであれば、拡張子が「.tif」+「.tfw」です。
Jpegデータであれば、拡張子が「.jpg」+「.jgw」です。
いずれもセットにはじめて成り立つのでデータコピーの際は、必ずセットでコピーしましょう。
まとめ
今回は、前編ということで航空レーザ測量に関する基本的なことをまとめてみました。
技術的なことはもちろんですが、データの探し方、入手できたデータのフォルダ構成など
知っておけば、場面に応じてどのデータを使えばいいのかわかってくると思います。
今日もお読みいただきありがとうございました (*ᴗˬᴗ)⁾⁾
