レーザ測量と写真測量の違い

測量技術が進化する中で注目されているのが「レーザ測量」と「写真測量」です。どちらもドローンを活用する場面が増えており、用途や特徴が異なります。この記事では、それぞれの違いとメリット・デメリットをわかりやすく解説します。

レーザ測量のメリット

樹木や構造物の裏側も計測可能

レーザ測量は、レーザー光を使って対象物までの距離を瞬時に測定します。そのため、樹木の隙間や構造物の裏側など、目視では確認しにくい箇所の形状も正確に捉えることができます。写真測量では難しい、地形の細部や障害物の裏側のデータ取得が可能な点は、現場作業の効率化に大きく貢献します。 特に森林や複雑な構造物が多い現場では大きなメリットになります。

高精度な3次元データを取得できる

レーザ測量では、数十万〜数百万点ものデータを瞬時に取得できるため、非常に高精度な3D点群データの作成が可能です。このデータは、土木・建設業における設計や施工管理に活用され、より正確な計画立案に繋がります。誤差が少なく、再測量の手間を省ける点も、コスト削減とスケジュール短縮の観点で大きな強みです。

日照や天候の影響を受けにくい

写真測量と比べて、レーザ測量は日照条件や天候に左右されにくいという利点があります。夜間や曇天でも安定したデータ取得が可能なため、作業可能な時間帯が広がり、スケジュールに柔軟性を持たせることができます。また、直射日光や影の影響による誤差も少なく、常に一定の品質で計測できる点が、業務の信頼性向上に繋がります。

レーザ測量のデメリット

導入コストが高い

レーザ測量に使用するLiDARセンサーやドローン、解析ソフトなどは高額で、導入時の初期投資が大きくなります。また、機材のメンテナンス費用や、データ処理に必要な高性能PCなどの設備投資も必要です。中小規模の事業者にとっては、コスト面が大きなハードルになる場合があります。継続的に使用できる現場があるかどうかが、導入判断のポイントになります。

データ処理に専門知識が求められる

レーザ測量で得られる点群データは膨大で、その処理や解析には専門的な知識とスキルが求められます。専用ソフトの操作やデータのフィルタリング・分類作業は、慣れていないと時間がかかりがちです。社内に技術者がいない場合は外注も視野に入れる必要があり、運用体制の構築が課題となることもあります。

軽量ドローンでは対応が難しい

高性能なレーザスキャナは重量があるため、搭載するドローンも大型かつ高出力のモデルが必要です。その結果、飛行時間が短くなる、風に弱いなど、運用上の制限が発生しやすくなります。軽量ドローンでは対応できないため、飛行計画や安全管理の面でも、より慎重な運用が求められます。

写真測量のメリット

導入コストが比較的安価

写真測量は、カメラ付きドローンと専用ソフトがあれば始められるため、レーザ測量に比べて初期費用が抑えられます。機材も市販のドローンで対応できる場合が多く、手軽に導入できる点が大きな魅力です。特に小規模な測量や、予算の限られた現場においては、コストパフォーマンスの高い選択肢といえるでしょう。

操作やデータ処理が比較的シンプル

写真測量は、連続写真を撮影し、専用ソフトで自動的に3Dモデルを生成する流れが一般的です。データ処理は自動化されており、ある程度の操作に慣れればスムーズに活用できます。複雑な知識や専門スキルが少なくても一定の成果を得られる点が、現場スタッフにとっても取り組みやすいポイントです。

広範囲を効率的に撮影できる

ドローンを使えば、人が立ち入りにくい場所や広大な敷地でも短時間で撮影できます。上空からの写真を組み合わせることで、広範囲の3Dマップやオルソ画像を簡単に作成可能です。特に造成地や開発予定地などの広域測量において、効率の良い情報収集手段となります。

写真測量のデメリット

精度が環境に左右されやすい

写真測量では、カメラの画質や光の加減、天候などの外的要因がデータの精度に影響します。特に曇りや逆光、影の多い環境では、画像の鮮明さが低下し、正確な3D再現が難しくなることもあります。安定した測量結果を得るためには、天候や時間帯の選定が重要です。

樹木や構造物の裏は測れない

写真測量は、基本的に「目に見える部分」をもとにデータを生成します。そのため、樹木の下や建物の裏側など、視界に入らない部分は正確に再現できません。 地形の細部や隠れた構造物を把握したい場合には、精度に限界があると言えるでしょう。

点群の密度や精度にばらつきがある

撮影した写真の角度や重なり具合、処理精度によって、生成される点群データの密度にばらつきが出ます。データが粗くなると、細部の形状が曖昧になり、後工程での利用に支障をきたすこともあります。安定した品質を確保するためには、撮影条件や飛行ルートの設計に細心の注意が必要です。

ドローン写真測量が向いている現場

ドローン写真測量は、地形を把握するだけでなく、施工前後の比較や工事の進捗確認などにも活用されています。ここでは、具体的な現場や用途を紹介します。

裸地・造成地・盛土工事

宅地造成や盛土工事など、地表面が広く露出している現場では、ドローンで撮影した画像をもとに地形を把握できます。施工前の地形を記録したり、施工後の状態と比較したりすることで、工事の進捗確認や出来形の把握などに活用できます。

採石場や埋立地など、広い範囲の地形を継続的に確認する必要がある現場でも、ドローン写真測量が利用される場合があります。

起工測量や出来形管理を行う現場

国土交通省のICT活用工事（土工）では、空中写真測量（無人航空機）を用いた起工測量や出来形計測が適用技術の一つとして位置づけられています。工事の開始前に地形を計測する起工測量や、施工後の状態を確認する出来形計測などに、ドローンによる写真測量を活用できます。

実際の測量では、必要な精度に応じて撮影条件や標定点・検証点の配置などを設定する必要があります。単にドローンで撮影するだけではなく、測量の目的や要求される精度に合わせて計測方法を検討することが重要です。

施工の進捗を定期的に確認・記録したい現場

施工前と施工中、施工後など、異なる時点で同じ範囲を繰り返し撮影することで、工事による地形や構造物の変化を確認できます。造成工事や土工事など、施工の進行に伴って現場の状態が変化する場合に活用しやすい方法です。

ただし、樹木や下草などによって地表面が覆われている場合は、写真から地表の状態を把握しにくくなります。植生の影響が大きい現場では、レーザ測量を含めて適した測量方法を検討する必要があります。

状況に合わせた測量手法を選ぼう

レーザ測量と写真測量には、それぞれ異なる強みと弱みがあります。求める精度や予算、現場の環境に応じて使い分けることが重要です。 どちらの手法も、ドローン技術との組み合わせによって測量の可能性を大きく広げています。目的に合わせた手法を選ぶことで、より効率的で正確な測量が実現できるでしょう。

測量の目的と必要なデータを確認する

測量方法を選ぶ際は、まず何を把握したいのかを明確にすることが大切です。地形の形状や高低差を広範囲で把握したい場合、施工前後の変化を確認したい場合など、目的によって必要となるデータや適した計測方法は異なります。

現場の環境も考慮する

森林や草木が多い場所、急傾斜地、構造物がある場所など、現場の環境によっても測量方法の選択は変わります。樹木や下草に覆われて、上空からの写真では地表面が確認しにくい場所が含まれる場合は、レーザ測量を含めて検討するなど、現場の条件に合わせて方法を選択することが重要です。

必要な精度や基準を確認する

公共工事など、測量に必要な精度や計測方法が定められている場合は、発注者の仕様や適用される基準を確認する必要があります。使用する機材だけで判断するのではなく、求められる精度や成果物を満たせるかを確認したうえで、測量方法を決めましょう。

よくある質問

Q樹木の多い場所では、写真測量よりレーザ測量のほうが向いていますか？

A

樹木の下にある地表を知りたいなら、レーザ測量が有利な場合があります。
写真測量は画像に写らない地面の形を復元しにくい一方、レーザは葉や枝の隙間を通った反射から地表点を得られることがあります。ただし密な植生の下ではレーザでも欠測します。 必要な地表の範囲を示し、どこで地表点が不足しそうか、地上測量で補う必要があるかを確認します。

Q写真測量のほうが向いている現場はありますか？

A

裸地や造成地など、表面がよく見える現場では写真測量が向くことがあります。
多数の重なった写真から三次元形状を復元し、色付きのオルソ画像も作れるため、地形に加えて現場の見た目を記録したい用途に合います。 樹木の下や単調な水面など、画像から形を捉えにくい場所は弱点です。必要なのが地表の高さか、表面の色・状態かを先に分けると選びやすくなります。

Qレーザ測量と写真測量を同時に行うことはできますか？

A

はい、同じ現場でレーザ測量と写真測量を組み合わせられます。
レーザで地表形状を捉え、写真で色や構造物の状態を補うと、片方だけでは分かりにくい部分を確認できます。必ず同じ飛行で両方を取る必要はなく、機体や搭載量に応じて別飛行になる場合もあります。 重ねて使うなら、撮影日、座標系、対象範囲をそろえ、どの成果にどちらのデータを用いたか残します。

Q精度はレーザ測量のほうが常に高いですか？

A

レーザ測量のほうが常に高精度とは言えません。
写真測量もレーザ測量も、機材、飛行条件、地上の基準点、処理・検証の方法で誤差が変わります。地表が隠れている場所では、写真測量の精度を論じる前に地表そのものが取れないこともあります。 方式名や点の細かさではなく、欲しい成果の水平位置・高さについて、独立した検証点の誤差で比べます。