ICT 概要
ICT
・「ICTの全面的な活用（ICT 土工）」等の施策を建設現場に導入することによって、建設生産システム全体の生産性向上を図り、もっと魅力ある建設現場を目指す取組を国土交通省が表明した。
これまでの経緯
平成22年8月2日 情報化施工技術の一般化・実用化の推進
「トータルステーションによる出来形管理技術」および、「マシンコントロール（モータグレーダ）技術」の一般化・実用化を推進
平成25年3月15日 情報化施工技術の使用原則化（平成25年4月1日より）
「トータルステーションによる出来形管理技術（土工）」については使用原則化
ICTの目指すもの
生産性を5割向上させることで、
- ● 企業の経営環境を改善
- ● 現場で働く方々の賃金水準の向上
- ● 安定した休暇の取得
- ● 安全な現場の実現。
ICT
新たに導入された3次元データによる１５の新基準
- １.国土交通省では、ＩＣＴ土工を新年度から全面的に実施します。
- ２.このため、土工における調査・測量、設計、施工、検査のプロセスにおいて、現在の紙図面を前提とした基準類を変更し、３次元データによる１５の新基準を平成２８年４月より導入します。
- ３.また、ＩＣＴ土工の活用に必要な経費を計上するための新たな積算基準を導入します。
新たに導入する１５の新基準及び積算基準（国土交通省）
ＩＣＴ技術の全面的な活用（国土交通省）
ドローン等による３次元測量
ドローン等による写真測量等により、短時間で面的（高密度）な３次元測量を実施。
３次元測量データによる設計・施工計画
３次元測量データ（現況地形）と設計図面との差分から、施工量（切り土、盛り土量）を自動算出。
ICT建設機械による施工
３次元設計データ等により、ICT建設機械を自動制御し、建設現場のIoT（※）を実施。
※IoT（Internet of Things）とは、様々なモノにセンサーなどが付され、ネットワークにつながる状態のこと。
検査の省力化
ドローン等による３次元測量を活用した検査等により、出来形の書類が不要となり、検査項目が半減。
発注者
UAVを用いた公共測量マニュアル（案）
UAVを用いて撮影した空中写真から３次元点群データを作成するための標準的な手法を定めた測量マニュアルを作成
① UAVを用いた写真測量を公共測量へ導入
狭い範囲の図面向け
従来の測量機器やGNSSを利用した現地測量
UAVを用いた写真測量
UAVの安全な飛行を確保するための安全基準（案）の公表もあわせて実施
※レーザー測量等に加え、ドローンによる３次元測量も可能に
狭い範囲の図面向け
従来の測量機器やGNSSを利用した現地測量
② 公共測量の成果にUAV写真による３次元点群データを追加
従来の２次元図面 ＋
詳細な３次元点群データ
導入効果：小回りがきくUAVや３次元化の自動ソフトの導入により、短時間で効率的に３次元点群データが作成可能
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
レーザースキャナーを用いた出来形管理要項（土工編）
出来形管理図表作成例
ICTの出来形管理の流れ
SiTECH 3D
UASによる画像データ
TLSによる３D点群データ
点群生成ソフトウェア
Metashape
or
Pix 4D
３D点群の色付けや接合
点群フィルタ処理
SiTE-Scope
出来形計算ソフトウェア
出来形管理システム
出来高帳票作成
シュミレーション等
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
UAVに要求される項目
・空中写真測量の要求する仕様に満足するカメラを搭載した状態で、撮影計画を満足する楊重能力及び飛行時間を確保できる機体。
・保守点検：１年間に１回以上。
機体
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
空撮に要求される項目
オーバーラップとサイドラップ
● 空中写真測量では３次元モデルを生成する為に重複部を設けることが必要。
● オーバーラップ（進行方向の重複率）は90パーセント以上。
● サイドラップ（隣接コースとの重複率）は60パーセント以上。
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
カメラに要求される項目
●カメラのキャリブレーション
●固定焦点レンズ
●オートフォーカス及びズーム機能は不可
●手ぶれ防止機能は不可
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
要求精度と画素寸法
| 工種別 | 要求精度 | 地上画素寸法 |
|---|---|---|
| 出来形計測 | ±５ｃｍ以内 | １ｃｍ／画素以内 |
| 起工測量 | １０ｃｍ以内 | ２ｃｍ／画素以内 |
| 岩線計測 | １０ｃｍ以内 | ２ｃｍ／画素以内 |
| 部分払い出来高 | ２０ｃｍ以内 | ３ｃｍ／画素以内 |
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
カメラに要求される項目
推奨カメラ：ＰＥＮＴＡＸ Ｋ７０（２４２４万画素、１ｐサイズ３．９μ）
推奨レンズ：焦点距離２０ｍｍ（固定焦点）
焦点距離３５ｍｍ（固定焦点）
地上画素寸法と対地高度の関係
| １画素サイズ | 焦点距離 | 地上画素１ｃｍ 対地高度 |
高度５０ｃｍ 地上サイズ |
|---|---|---|---|
| ３．９μ | ２０ｍｍ | 約５１．３ｍ | ９．８ｍｍ |
| ３．９μ | ３５ｍｍ | 約８９．５ｍ | ５．６ｍｍ |
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
評定点及び検証点の設置・計測の留意点
計測精度を確保するための標定点の設置条件は、「ＵＡＶを用いた公共測量マニュアル」（国土地理院）における要求精度±５０ｍｍの規定を参考とし、以下を標準とします。
● 標定点は、計測対象範囲を包括するように、外部標定点として撮影区域外縁１００ｍ以内の間隔に設置するとともに、内部標定点として天端上に２００ｍ間隔を目安に設置します。
● 標定点及び検証点の計測は、４級基準点及び３級水準点と同等以上の精度が得られる計測方法をとります。
● 検証点は、外部標定点及び内部検証点として天端上に２００ｍ以内の間隔となるように設置します。標定点として設置したものと交互することが望ましく、計測範囲が狭い場合は、最低２箇所設置します。精度確認用の検証点は標定点として利用できません。
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
飛行計画
ＵＡＶに関する法規制
無人航空機（ドローン・ラジコン機等）の安全な飛行に向けて！
航空法が改正され、２０１５年１２月１０日に、無人航空機を飛行させる際の飛行ルールが施行されました。
★飛行禁止空域
次の場所では、無人航空機の飛行は禁止されていますので、ご注意ください！飛行させたい場合には、国土交通大臣による許可が必要ですので、所定の手続きを行ってください。
ＵＡＶに関する法規制
★飛行の方法
無人航空機を飛行させる際には、次の方法に従って飛行させましょう！これらの方法によらずに飛行させたい場合には、国土交通大臣による承認が必要ですので、所定の手続きを行ってください。
ＵＡＶに関する法規制
人家の密集地域
４，０００人/ km²の地域（東京都）
ＵＡＶに関する法規制
人家の密集地域
４，０００人/ km²の地域（長崎周辺）
ＵＡＶに関する法規制
飛行禁止空域での
飛行許可・承認の審査要領
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土木編）
３次元点群データ生成
・空中三角測量
・ＳｆＭ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｒｏｍ Ｍｏｔｉｏｎ）
多視点画像からの３次元形状復元
代表的なSfMソフトウェアの一覧表（参考）
| 製品名（呼称） | PhotoScan | Smart3DCapture | Pix4DMapper |
|---|---|---|---|
| 開発会社 | Agisoft社 | Acute3D社 | Pix4D社 |
| 機能（共通） | どのソフトウェアもSfM技術のアルゴリズムを用い、航空写真から三次元モデルデータを生成するものである。 ・多量の静止画像や動画で撮影された画像からカメラの撮影位置を推定し、三次元モデルデータに反映する。 ・画像処理は、ほぼ自動処理にて実行される。処理時間の比較はされていない。 ・三次元モデルデータはどれも精細に表現されているが、精度比較を示す事例はまだない。 |
||
| 特徴 | ・カメラレンズのキャリブレーション（レンズ歪みや補正処理）を解析処理時に同時に調整していないので、高精度な写真測量には他ソフトウェアより劣ることが指摘されている。 ・最も低価格である。 |
・町全体のような大量画像を一括で処理することには長けている。 ・キャリブレーション補正は、PhotoScanと同様である。 ・3次元建物のTIN表示などは非常に優れているので、ビューワ表示が精細であると評価される。 |
・キャリブレーション補正を撮影画像を用いて精細に実施しているので厳密な写真測量では2社より向いていると評価される。 ・欧米ではUAVで露天掘りの出来形管理に本ソフトウェアを用いている。市場は大きいと聞いている。 |
空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）
点群生成
３次元点群後処理ソフトのご紹介
・LandFormas Landforms_1
・InfiPoints Infipoints.mp4
レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編）
基準点・評定点設置
工事基準点
・監督職員より指示された基準点をに、受注者が施工及び施工管理のために現場及びその周に設置する基準点をいう。
評定点
・レーザースキャナー（LS）で計測した相対形状を３次元座標に変換する際に用いる座標点である。基準点あるいは工事基準点と対応付けするために、TS等によって測量する。
レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編）
要求精度と計測密度
| 工種別 | 要求精度 | 計測密度 |
|---|---|---|
| 出来形計測 | ±5㎝以内 | 0.01㎡1点以上 |
| 起工測量 | 10cm以内 | 0.25㎡1点以上 |
| 岩線計測 | 10cm以内 | 0.25㎡1点以上 |
| 部分払い出来高 | 20cm以内 | 0.25㎡1点以上 |
レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編）
出来形管理用LSの精度管理
