Microsoft PowerPoint - MMS3次元整備手法利活用（全国GIS技術研究会山本）

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えみひきぎ
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1 第 11 回北海道測量技術講演会概要地理空間情報の一層の利活用と普及に向けて MMS( 移動計測車両による測量システム ) による道路空間 3 次元データの取得及びその利活用について NPO 法人全国 GIS 技術研究会技術検討委員会研究員山本耕平平成 26 年 1 月 30 日

2 内容 MMS とは? MMS についての概要を説明します地形図データの整備地形図データ整備に関する一連の流れ ( 計画準備 ~MMS 計測 ~ 精度管理 ~ 図化 ~ 編集 ~ 検査 ) MMS 利活用事例 MMS データを使用した図化機 (PADMS-Solid: パダムス - ソリッド ) を実際に操作し図化作業の実演を行います - 1 -

MMS の概要 ( システム ) GNSS/IMU( ジャイロ )/ オドメトリ 3

6cm を確保デジタルカメラ 2~6 台 500 万画素 (2400 2000)

度 1 度間隔 75 回 / 秒 1 秒間に 54,300 発のレーザ発射 GNSS

640 機器構成 GNSS アンテナ 2 CCD カメラ 2 CCD カメラ 4

CCDカメラ 5 IMU CCDカメラ 3 レーザスキャナ 1 レーザスキャナ 3

3 MMS の概要 ( システム ) GNSS/IMU( ジャイロ )/ オドメトリ 3 台の GNSS 受信機 IMU とオドメトリで補完自己位置精度 : 絶対位置精度 6cm を確保デジタルカメラ 2~6 台 500 万画素 ( ) 10m 離れた地点で 1cm 以下の分解能レーザ装置 2~4 台走査範囲 180 度 1 度間隔 75 回 / 秒 1 秒間に 54,300 発のレーザ発射 GNSS 解析データによる三次元公共座標付与 ( 絶対位置精度 10cm) MMS Type X 640 機器構成 GNSS アンテナ 2 CCD カメラ 2 CCD カメラ 4 レーザスキャナ 2 GNSSアンテナ 3 レーザスキャナ 4 CCDカメラ 6 CCDカメラ 5 IMU CCDカメラ 3 レーザスキャナ 1 レーザスキャナ 3 GNSSアンテナ 1 CCDカメラ 1 MMS 外観誤差予測システム内部記録ユニットオドメトリ - 2 -

4 MMS の概要 ( 公認の測量機器 / 測量技術 ) MMS( 三菱電機製 ) は NETIS( 新技術情報提供システム )KK Aに登録されている新技術です MMSデータを利用した図化システム (PADMS-Solid) のNETIS 登録 (KK A ) 完了です &TabType=&nt= 何について何をする技術なのか?( サイト本文より ) 本システムはモービルマッピングシステムで取得したデータを使用し道路空間情報を正確に捉え大縮尺地形図を作成する高精度 3 次元図化システムその特徴は以下のとおりであるレーザ点群データと画像データの重畳断面図利用自動抽出処理による 3 次元数値図化データを取得図化作業効率の向上と現地での調査測量作業の縮減により所要日数が縮減数値図化データの精度が向上

国土地理院が MMS によるデータ作成マニュアルを公開移動計測車両による測量システムを用いる数値地形図データ作成マニュアル ( 案 ) < 第 1 条 ( 目的 ) 運用基準 > 1 測量計画機関は保有する公共測量作業規程において本マニュアルを準則第 17 条機器等及び作業方法に関する特例に準じて公共測量に使用する場合に準じて公共測量に使用する場合

5 国土地理院が MMS によるデータ作成マニュアルを公開移動計測車両による測量システムを用いる数値地形図データ作成マニュアル ( 案 ) < 第 1 条 ( 目的 ) 運用基準 > 1 測量計画機関は保有する公共測量作業規程において本マニュアルを準則第 17 条機器等及び作業方法に関する特例に準じて公共測量に使用する場合に準じて公共測量に使用する場合使用する移動計測使用する移動計測車両による測量システムについて測量作業機関等から精度検証結果を提出させて本マニュアル及び公共測量作業規程に規定されている精度を確保できていることを確認する国土地理院は今年 5 月 MMS( 移動計測車両と定義 ) による測量システムを用いた数値地形図データ作成マニュアルを整備し公開しました公共測量を実施する場合準則第 17 条を適用し測量法第 36 条 ( 計画書についての助言 ) に基づく国土地理院の技術的助言により本マニュアルを準用することになりますこのように MMS による測量手法は一般化されてきています - 4 -

6 地形図の電子化手法データ作成手法位置精度用地境界基準点との整合整備コスト整備期間既成図数値化中低低安い短い航空写真測量中低普通普通平板測量 (TS 地形測量 ) 高高高い非常に長い移動計測車両による計測 (MMS) 高高普通やや短い - 5 -

7 析現地調査地形地物等の測定査値図化~データ作成データ作成数従来手法と MMS の作業内容比較従来型 (TS DM 手法 ) MMS による手法測解既知点現況調査航空写真撮影検証点の設置選点基準点の設置細部測量 TS 点の設置標定点設置対空標識設置同時調整計現地調査空中三角測量 MMS 計測後処理解析数値図化数値編集現地補測データ作成数値図化数値編集現地補測 - 6 -

8 MMS を利用した公共測量実施に向けて規程に記載のない新技術 MMS の採用作業規程準則第 17 条 ( 機器等及び作業方法に関する特例 ) の適用札幌道路事務所 MMS 作業マニュアル ( 案 ) を作成 - 7 -

9 札幌道路事務所 MMS 作業マニュアル ( 案 ) 作業の手順方法を明記精度管理方法等を明記 - 8 -

10 MMS 作業マニュアル ( 案 ) 作業フロー作業計画なるべく連続して取得できるように設定する規制等道路状況にも配慮すること精度管理を確実に実施予察観測経路の決定基準点の設置 MMSデータ取得 MMS 位置姿勢データ解析位置姿勢データの精度管理 MMS 位置姿勢精度の確認レーザデータ解析 NG 再測定 or 基準点を用いた MMS 解析観測路線の始終点に設置精度の検証に使用基準点を使用した MMS 位置姿勢データ解析を実施する場合に備えて予備の検証点を取得しておくトンネル始終点などにはあらかじめ設置観測時予測誤差を確認しながらデータ取得を実施する精度劣化時には作業の中断移動待機再測等を適宜実施する MMS 位置姿勢精度管理表 MMS の位置姿勢もしくは基準点による点検で NG となった場合は再測するか基準点を使用した MMS 位置姿勢データ解析を実施するレーザデータ解析基準点の計測レーザデータの精度管理基準点の計測 NG MMS 精度検証精度管理表基準点を用いた MMS 位置姿勢データ解析図化データの精度管理 MMSデータによる数値図化数値図化データ作成 TS 地形測量数値図化数値編集 MMS システムにより取得された地物の点検測量を実施取得地物を TS で再観測し点検を行なう MMS 点検測量精度管理表 MMS 位置姿勢精度の確認レーザデータ解析基準点の計測 MMS 位置姿勢精度管理表 MMS 位置姿勢データ解析に使用していない基準点を計測し点検 MMS 精度検証精度管理表数値地形データファイル作成成果等の整理 MMS 作業マニュアル案より引用

11 MMS データ取得データ取得データ取得時の走行速度は時速 40km 以内で走行したレーザ計測時の取得範囲は片側 10m 以内全幅で 20m 以内を標準としたレーザデータの取得は 1 度間隔で 180 度以上を標準としたデジタルカメラによる画像取得は 2.0m 間隔で実施した走行時常に有効衛星 5 個以上 DOP を 10.5 より良好な値で走行を実施した

12 MMS 位置姿勢解析位置姿勢解析 GPS IMU 及びオドメトリデータをもとに MMS の位置姿勢を解析 MMS 計測データ専用の解析ソフトを利用データ解析により得られる解析結果 ( 誤差予測値等 ) をもとに計測の良否を判定解析結果不良な事例解析結果良好な事例

13 MMS 解析後予測誤差精度管理表作業名 R230 札幌市定山渓拡幅空測図化業務作業年月日自 )2011/9/27 至 )2011/9/27 作業量地区名札幌市南区作業機関株式会社パスコ主任技術者高松学印総路線長観測経路数 9 社内点検者松田慎也印観測経路名観測時間 (GPS 時間 ) 開始時刻終了時刻観測日開始時刻終了時刻観測時間 ( 日本時間 ) 観測所要時間経路長解析後予測誤差最大値単位 :m 判定備考 0709_ _ /09/27 09:38:04 09:47:33 00:09: / _ _ /09/27 09:56:14 10:03:11 00:06: / _ _ /09/27 10:20:21 10:23:30 00:03: / _ _ /09/27 10:29:28 10:30:26 00:00: / _ _ /09/27 10:37:52 10:41:51 00:03: / _ _ /09/27 10:42:29 10:45:27 00:02: / _ _ /09/27 10:55:32 11:00:53 00:05: / _ _ /09/27 11:07:15 11:07:46 00:00: / _ _ /09/27 11:11:38 11:13:23 00:01: NG 1232_05 で対応する解析後誤差予測値の制限レベル 500:25cm 作業マニュアル第 11 条

14 MMS 計測データのレーザデータ解析精度確認された MMS 位置姿勢データに基づきレーザデータ解析レーザデータは単色並びに画像データ RGB 付の点群を生成画像データを統合しレーザデータと同期させる位置姿勢解析と同様のソフトを使用 ( 一括解析も可能 ) データ解析後基準点との比較によりレーザデータ精度を判定レーザデータ (RGB 付与 ) 同期の取れたレーザデータと画像データ

15 MMS 精度検証精度管理表 MMS 精度検証精度管理表作業名作業年月日 R230 札幌市定山渓拡幅空測図化業務自 )2011/9/27 至 )2011/9/27 地区名札幌市南区作業機関株式会社パスコ主任技術者高松学印作業量総路線長観測経路数 9 検証点数 20 社内点検者松田慎也印観測経路名点名検証点座標単位 :m 検証点 MMS 観測座標単位 :m MMS 検証点残差単位 :m X 座標 Y 座標 Z 座標 X 座標 Y 座標 Z 座標 X 残差 Y 残差水平残差標高残差 S01 H6-311P S01 T-6P S01 H20 用 3-3 P S02 H20 用 S02 T-6P S02 H S03 T-1P S03 T S04 T S04 T-3P S05 No S05 T-5P S06 T-4P S06 No S07 T-6P S07 T S08 T-7P S08 T-8P S09 T-10P S09 T-11P 較差の標準偏差較差の最大値制限値 ( 最大値 ) 検証点残差の制限レベル 500:25cm 作業マニュアル第 14 条

16 再測高精度化処理 MMS 計測データの解析結果にて精度不足となった計測データについては地理的状況等を確認し再測または高精度化処理を実施高精度化処理とは高架下や山間部など衛星不可視部分について TS 等を用いて計測された結果を利用し MMS 計測結果の補正を行う衛星不可視の計測箇所現地での計測結果 MMS の位置姿勢データを高精度化しレーザデータの精度を向上

17 再測高精度化処理高精度化処理前 2 つの計測結果でズレが生じている高精度化処理後ズレがなくなり正しい位置に補正された

18 MMS データを使用した図化レーザ点群カメラ画像から図化を行うステレオ画面 3D 画面操作習得の時間熟練を必要としない鳥の目線人の目線特殊高価なハードを必要としない図化機 Keypad( ゲーム PAD) ハードの操作が簡単高度な操作ゲーム感覚 Keypad (GamePad) ステレオ view CAD/GIS 3D view CAD/GIS 左ハンドル右ハンドルフットペダル Z 盤 Keypad PADMS-SolidSolid

19 MMS データによる数値図化精度確認された MMS データをもとに数値図化を実施 MMS データ図化ツール :PADMS-Viewer V3 MMS データによる数値図化データ : 赤色部

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