3次元測量が今を変える！
多様な業種で測量が可能になり生産性向上に！測量の今と今後を解説！

近年測量の世界は、大きく変わりました。一例を挙げると、昔は地図を作成するのは、測量会社だけが行なう仕事でした。

ですが、現在ではさまざまな地図が色んな企業から提供されていて、その地図をユーザーは自由に加工し、活用できる時代になっています。

これまで2次元データを取得していた測量も、3次元測量が当たり前になってきています。今では、測量会社でなくとも3次元測量を行うことが可能となりました。

今後も測量の世界は、どんどん変わっていくでしょう。そこで今回は、測量の今と今後について解説します。

測量とはどのような作業を呼ぶのか

先ずは「測量」とは、どのような作業なのかを確認しておきましょう。測量の基本はモノを測ることであり、地球を測ることでもあります。

冒頭でもお伝えしている通り、昔は地図を作成するのは測量会社が行なっていました。航空写真測量からオルソ写真を作り、その写真から地図を作成する方法が主流でした。

また、現地測量と呼ばれる手法で、土地の形状を測り、建物の位置を測り、地図を作成することもあります。

ただ、測量は地図を作成するだけでなく、土木分野では土量を計測するなど、測量を分かりやすくいえば「測る」ことに特化した作業のことです。

公共測量とそうでない測量の区別

昭和24年に、測量法が施行されています。これによって、公共測量における定義や測量業務に携わる、測量士や測量士補の国家資格の必要性、測量業者としての登録などが取り決められました。

公共測量とは、測量に要する費用の全部または一部を、国や地方公共団体が負担して実施する測量をいいます。地図の作成は、ほとんどがこの公共測量に分類されます。

ただし、局地的測量や高い精度を必要としない測量は公共測量から除外されます。

1/2,500の精度を持つ地図作成は公共測量となる

基本図として採用されるのが、1/2,500の精度をもつ地図となります。自治体が行なう都市計画には、この1/2,500の地図が基本図として使われていて、現在では次のような地図情報レベルが求められています。

地図情報レベル	水平位置の標準偏差	標高点の標準偏差	等高線の標準偏差
2500	1.75ｍ以内	0.66ｍ以内	1.0ｍ以内

これらの精度を保つ地図を作るのが、測量会社なのです。

住宅地図や調査用図面などは公共測量に該当しない

一般的に知られている地図といえば、住宅地図が有名です。地図上に地番や街区、表札情報までも記載されていて、マーケティングや工事業者などによく使われています。

住宅地図は民間の地図会社が作成するので、公共測量には該当しません。また、ビルを建設する際に、ビル周辺を調査するための地図を作ることも局地的測量となるために、これも公共測量には該当しないのです。

測量方法はTS測量からレーザー測量が主流になっている

昔の測量は、TS測量が主流でした。TS測量とは、トータルステーションを使った測量のことで、日本語では「光波測距儀（こうはそっきょぎ）」とも呼ばれています。

トータルステーションとは目標に対して光を発射して、反射して戻ってきた光を解析して距離を測る「光波距離計」と、角度測定のための電子セオドライトを組み合わせた測量機器のことです。高さを測ることもできますが、2次元的な測量が主になります。

2次元のTS測量から3次元のレーザースキャナー測量へ

現在の測量では、2次元から3次元への測量に変わってきており、トータルステーションに代わってレーザースキャナーが利用されています。

レーザースキャナーは照射したレーザーによって、対象物の空間位置情報を取得します。TS測量は地上測量のみに対応しますが、レーザースキャナーは「地上型3Dレーザー・UAVレーザー・航空レーザー・車載型レーザー」の4つに分類されて、多様に活用できる測量方法です。

ただ、TS測量が完全になくなった訳ではなく、多くの場面でレーザー計測に変わってきているのが現状となっています。

レーザースキャナーの基本的な仕組み

レーザースキャナーの多くは、タイム・オブ・フライト（Time Of Flight：TOF)方式が採用されています。この方式は、対象物にレーザーを照射して、レーザーが反射して戻ってくるまでの時間を測定し、距離に換算する方式です。

また、レーザーの照射角度から対象物の3次元座標（X,Y,Z）の取得も行えます。

レーザースキャナーで得られる情報

レーザースキャナーでは、一度に大量の点群データを取得できるメリットがあります。大量の点群データ1つ1つに、X,Y,Zの座標値が格納されているので、立体的な3次元データとして取得できます。

さらに、同じ座標を持つ写真を合成することで、測定場所のリアルな再現が可能となります。

レーザースキャナーのメリットは現場の工数削減

ここではレーザースキャナーの、メリットについて解説しましょう。レーザースキャナーの最大のメリットは、現地での工数削減ができることです。

先ずは、地上測量でよく利用されるTS測量との比較をしてみましょう。

TS測量との比較

ほとんどのTS測量では、プリズムとトータルステーションがセットとなるので、最低2人必要となります。一方で、レーザースキャナーの場合はレーザーの照射で対応できるので、1人で対応が可能です。

地表面の3次元データを取得しようとした場合、TS測量だと変化点（高さの変わる場所）全てにプリズムを立てて、計測する必要がありますから、作業時間が多くかかります。

一方で、レーザースキャナーの場合だと、レーザーを照射して点群データを取得するので、作業時間はほとんどかかりません。

さらに、高低差のある場所ではTS測量は複雑な測量が必要となりますが、レーザースキャナーの場合はスキャナーの位置を変えるだけで、大抵の地形を測量できるので、現場の作業工数を概ね3割ほど減らす効果が期待できるといわれています。

UAVレーザーを使用すればもっと工数が減る

地上型のレーザースキャナーでなく、ドローンを使ったUAVレーザーを利用すれば、現場によってはもっと工数を減らすことが可能です。

例えば、広い造成地を測量する場合、地上型レーザーでは何度か測点を変えなければなりません。ですが、ドローンによるUAVレーザーなら、上空をドローンが飛行するだけで点群データを取得できるので、地上型レーザーとの比較では効率が約6分の1になったケースもあります。

もちろん現場によって差があるので、全ての現場に当てはまりませんが、それでもUVAレーザーを利用すれば、工数削減に期待できます。

レーザー測量は高額な費用が必要となる

地上型レーザースキャナーを利用した3次元測量は、TS測量よりも3次元データの取得が簡単にできますが、レーザースキャナー本体の価格が高額になってしまうデメリットがあります。地上型よりも工数がかからないUAVレーザー測量も、ドローンだけではなくUAV用のレーザー機器が必要なので、やはり費用が高額となることは否めません。

また、地上型レーザースキャナーの多くが、専用のソフトを使用しないと取得したデータを読み込めないことや、UAVレーザー測量の場合も優秀な解析ソフトが必要であることは、デメリットといってよいでしょう。

これらのことから、レーザースキャナーによる3次元測量は、汎用性は低いといわざるを得ません。

測量業界の状況について

測量業界はGoogleマップの出現と、ドローンの普及にて大きく変わりました。それは、地図を含め測量自体が、アナログからデジタルへ移行したことにも要因があります。

Googleマップにおいては、誰もが使えるGISシステムの最たるコンテンツとなっています。このコンテンツの登場によって、航空写真が特別な存在からポピュラーな存在に変わってきたのです。

GISシステムの基本地図にGoogleマップが利用される

GISとは（Geographic Information System）の略で、日本語では地理情報システムと呼ばれています。このシステムを使っているのが、カーナビやGoogleマップです。

レイヤ（層）構造になっていて、地図をベースに航空写真のレイヤ、商業施設のレイヤ、道路のレイヤ、家屋のレイヤなど、複数のレイヤを重ねることで、さまざまな情報を取得できます。

さらには情報がデータベースに格納されていて、建物をクリックすると建物の情報を見ることもできます。つまり、「複数の地図＋情報」を見られることが、GISの特徴でもあるのです。

大手航測会社は、飛行機を使った航空写真測量を行ない、その写真をオルソ化してデジタル地図を作成します。この作業をDM（デジタルマッピング）と呼ぶのですが、昔はDMを行なわないと、自治体はGISにて地図と写真を使うことができませんでした。

その結果、固定資産関連では地番図や家屋図が作成されて、「土地評価システム」などの呼び名でシステムを構築しています。他にも、道路管理で使われる「道路管理システム」上水道で使われる、「水道管理システム」下水道で使われる「下水道管理システム」など、多くの業務用のシステムを手掛けていました。

そこに、Googleマップが現れて、地図も写真も無料で利用できるようになったのです。常に最新の地図と航空写真が必要な部署は、現在でも予算を計上して航空写真を撮影していますが、最新を必要としない部署や予算が少ない小さな自治体では、Googleマップを基盤地図として利用し、その上に独自の情報を構築するようになってきたのです。

公共測量ではないGoogleマップの精度は1/2,500相当

Googleマップは民間企業が提供する地図なので、公共測量には該当しません。ですが地図レベルは1/2,500相当の精度を持つ、オルソ写真から作成された地図となっています。

Googleマップの写真を表示させると、ほとんどの家の屋根だけが見えます。家の壁が見えていないことから、この写真はオルソ化された写真であることが分かるのです。

オルソ化されているということは、測量でいう「世界測地座標」にピッタリ合っていることとなるので、地球全体がシームレスな地図になっているといってよいでしょう。ですから、世界測地系で作成されたデータは、Googleマップと相性がよく、GISシステムを構築しやすくなっているのです。

測量会社は17年連続で減少している（令和2年時点）

国土交通省による令和3年の公表値によると、平成16から令和2年までの17年間連続で、測量会社は減少しています。中でも資本金が1,000万円～2,000万円未満の測量会社の減少率が34.6％と最も多く、1,000万円未満が次いで33.6％となっています。合計すると68.2％となり、全体の約7割を占める結果となっています。

これには測量業界独特の理由が、起因しているといってよいでしょう。測量会社を設立するには、測量士が測量業者として登録すれば測量会社を設立できます。公共事業を受注するには、入札に参加しないとならないので、株式会社として設立する必要があるでしょう。あとは、会社法を満たせば問題ありません。

ですから、測量会社には測量士である社長と、測量士補など補助者が2名いれば、実質的に仕事をすることが可能なのです。その結果、体力のない測量会社は解散して、中堅の会社に雇用されるケースが多くあります。

大手の測量会社の売上はアップしている

測量会社が減少していることから、測量業界全体の売上が減少しているように見えますが、実は大手の測量会社は売上がアップしているのです。

大手の測量会社はいずれも上場企業であり、営業品目は測量のみでなくコンサルタント業務も数多く手がけていて、AIやIoT、リモートセンシングなど最先端技術を駆使してさまざまな営業を行っています。

資本金が2,000万円未満の測量会社の場合には、営業品目はほぼ地元自治体が行なう公共事業に関連する測量のみなっているのが現状です。なので、公共事業の内容が変わったり公共事業の発注件数が減ったりすると打撃を受けてしまいます。

ところが大手の測量会社の場合は、国が発注する大規模なプロジェクトに参加したり、国土交通省が進めるi-Construction（アイ・コンストラクション）に対応したりするなど、市場の変化に対応できているので売上がアップしているのです。

これらの結果から、測量業界全体が疲弊しているのでなく、これまでの2次元的な測量から、3次元測量を伴う事業が多くなっていることが分かります。

測量業界の市場はIT化されてきた

これまでの測量は、現地を測る地上測量、空中写真測量などが主な業務でしたが、現在では地形や都市の3次元形状を計測するようになっています。

航空写真測量も航空レーザーを用いた3次元測量・計測になっていますし、MMS（モービルマッピングシステム）によって、地上でも360°の3次元測量が可能となっています。さらには、ドローンを使った測量サービスも展開しています。

また、先にも少し触れていますが、国土交通省が勧めるi-Construction（アイ・コンストラクション）は、3次元データの取得が必須となるために、ITの技術は必要不可欠なのです。

このように、測量業界の市場もIT化されてきて、ついてこられない測量会社は自然に淘汰されているのかも知れません。

今後の測量方法はどのように変わっていくのか

では今後はどのような手法が、測量方法の主流となっていくのでしょう。既にお伝えしているとおり、3次元データの取得が主流であり、リモートセンシングの技術は必須といってよいでしょう。

ただ、測量は測量会社だけのモノでなくなったのは確かです。Googleマップもそうですし、ドローン測量においては、測量士が行なう必要はなくなってきています。

これからは3次元測量による効率化・デジタル化が必須となる

ドローン測量の登場によって、3次元測量は身近な技術となりました。

これまではレーザースキャナーなど、高額な測量機器と専門的な知識が必要だったために、3次元測量を専門とする会社に依頼してデータの取得を行っていました。

ところが、ドローンの登場によって誰もが3次元測量を行い、簡単にデータ取得が可能となる時代がやってきたのです。

最近ではRTK搭載のドローン活用も行われており、少し前までは高い精度を必要とする測量は苦手としていましたが、ドローン測量自体の精度も向上し、公共測量でもドローンが活用されるシーンが増えているのも事実です。

ただ、ドローンで測量を行ってもそのデータを解析し、3次元データを作り出すソフトが優秀でなければ、ドローンによる3次元測量は成り立ちません。

これからは解析ソフトを用いた、3次元測量の効率化やデジタル化が必須となってきます。

ドローンと優秀な解析ソフトがセットになって、はじめてドローンによる精度の高い3次元測量が可能となるのです。今後、測量会社は更に減ることが見込まれていることを考えれば、建設会社・砕石会社・自治体などが、ドローンと解析ソフトを自ら使い、測量会社に委託していた精度の高い三次元測量を内製化するケースが増えてくるでしょう。

「くみき」を使った測量機能をご紹介

それではここで、ドローン測量で得たデータを解析して、誰でも簡単に高度な地形計測および分析が可能な、スカイマティクス社の「くみき」を、ご紹介しましょう。

「くみき」の特徴

「くみき」は、さまざまな現場のデータの管理・共有・活用を、圧倒的に向上させる機能を搭載しています。

ドローン測量データをクラウドにアップするだけで、自動的にオルソ画像や3Dモデルを生成します。データはクラウド上にあり、どこからでもアプローチできるので、データ共有や保存が簡単に行なえます。

1：地形データを簡単生成！
2：本格ドローン計測が誰でも簡単に！
3：現場のコンテンツも一元管理！

このように、ドローン測量を簡単に効率よく活用できるのが「くみき」の特徴です。

「くみき」が実現するドローン測量！7つの機能をご紹介

「くみき」を活用すれば、今までの測量業務よりもコスト・時間が削減されるのは間違いありません。ここでは「くみき」の測量に関する7つの機能をご紹介します。

01 地形データを自動生成

画像処理の条件を満たしたドローンで撮影した画像があればアップロードするだけで、オルソ画像・3D点群データ・DSMが自動で生成されます。

また、異なるエリアのドローン画像をまとめてアップロードすれば、プロジェクトを分けて各エリアの地形データを一度に生成できます。

02 各種ドローン測量機能

拡大縮小・360度回転できる点群データで、リアリティある現場確認が可能です。高スペックなPCがなくても、いつでもどこでも計測作業が可能です。直感的に操作できる計測ツールが搭載されているので、ドローン測量ビギナーでも簡単に計測を行なうことが可能です。

体積や面積、高さを一括計測できる機能や、傾斜地のある複雑な地形での体積計算など「くみき」独自の充実した機能で、さまざまな計測ができます。

03 位置補正機能（GCPなし補正）

ドローン測量の位置情報はドローンのGPSに依存するため、誤差（平面・高さ）が生じ得ますが、特徴点同士を位置補正する事で２時期での正確な計測が可能になります。「くみき」は異なる時期の地形を比較する際に自動で特徴点を抽出し、補正を行うため、GCPや高価な測量機器を使った複雑な位置補正を行う必要はありません。

「くみき」では特徴点の自動検出による位置補正に加え、オルソ画像上で特徴点を指定することも可能です。位置合わせをしたいエリアに指定することで、任意でより高精度な位置補正ができます。

04 位置補正機能（GCPインポート）

座標点の位置情報をCSV形式でアップロード、もしくは手入力で取り込むことができます。座標点の位置情報を登録することで、正確な位置情報を有する地形データで各種計測や現場資料の地図上管理が行えます。

05 時系列比較機能

画面分割機能によって、最大4時期の画像や土量などの計測結果を比較できます。データを個別に確認するので、画像を並べ替えるなどの手間はいりません。

06 豊富なダウンロード型式

「くみき」では、GeoTiff（オルソ画像・DSM）、Laz・Las（点群データ）、CSV（点群データ）でのダウンロードが可能です。しかも、UTM座標系もしくは平面直角座標を選択してダウンロードも可能なので、色々なシステムにデータ利用ができます。

07 現場写真をスマート管理できる

点検記録など、さまざまな用途で撮影した画像や動画を、WEB上の地図やオルソ画像上で管理できます。また、スマホ画像・ドローン動画など種類別にアイコンで表示できます。

08 目的の情報に瞬間アクセスできる

タグ機能にてバラバラのコンテンツに、タグ付けをして検索が容易に行なえます。また、ラベル機能は地図やオルソ画像上に記録できるので、情報管理と共有が簡単になります。

09 スマホでサクッと確認可能

現場にてスマホで撮影した写真を、アプリから簡単に登録できます。現場データを直ぐにアプリやWEB上で共有が可能。現場では確認しづらい俯瞰を、アプリからオルソ画像にアクセスして、確実に確認することもできます。

リモートセンシングを手軽に活用できる時代に！

現在の測量は従来の2次元の測量から、3次元データを取得する測量に変わってきています。公共測量でも3次元測量が活用されていますが、公共測量以外の分野でも3次元測量の活用が大きな効果をもたらせています。

人の手で行う測量から、自動でデータを取得できる測量に変わりつつあるのは事実です。それを支えているのが、リモートセンシング技術であるといっても過言ではありません。

事実、ドローン測量における点群データ・オルソ画像・DSMデータの作成は、SfM処理等の画像処理解析技術があってこそ生成されるデータなのです。リモートセンシング技術を活用することで、測量会社でなくても3次元測量が可能となっていて、これからも益々ドローン測量の需要は高まるでしょう。

ドローン測量などのリモートセンシング技術を手軽に使いたいなら、「くみき」を開発しているスカイマティクスに相談してみることをおすすめします。