3dレーザースキャニング · 概要 3dレーザースキャニングとは、反射鏡の設...
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株式会社 開発調査研究所
３D レーザースキャニング
お問い合わせ先
株式会社 開発調査研究所
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窓口担当者 ： 工藤 一幸（交通・道路部） E-MAIL [email protected]
西崎 隆博（構造部） E-MAIL [email protected]
加納 正幸（河川・環境部） E-MAIL [email protected]
原田 卓弘（地質部） E-MAIL [email protected]
後藤 茂 （防災部） E-MAIL [email protected]
概 要
３Ｄレーザースキャニングとは、反射鏡の設
置が不要のノンプリズム方式レーザー測距儀
を用いて、対象物の３次元形状を、安全・高
速・高精度・高密度に計測する３次元空間測
量技術です。取得されたデータは、ＰＣ上で
システムソフトを用いることにより、３次元
的にビジュアル化され、平面図・断面図の作
成から面積・体積計算、地形解析、３次元Ｃ
Ｇ化による景観シミュレーションまで様々な
処理が可能です。
３３ＤＤレレーーザザーーススキキャャニニンンググはは、、高高精精度度・・高高密密度度なな３３次次元元空空間間情情報報をを、、迅迅速速かかつつ低低ココスストトでで提提供供ししまますす。。
特 徴
３次元形状を高速・高密度・高精度に計測
塔状や峰状、オーバーハングの発達するような複雑な
形状の斜面でも計測可能
遠距離から非接触に斜面を計測するため安全性が高い
平面図や断面図を短時間に作成可能
面積や体積を短時間に計算可能
詳細な地形解析が可能
繰り返し観測により、変位量や積雪深の解析が可能
CAD など多様なフォーマットに出力可能
短時間に広範囲の計測・図面作成で大幅なコスト縮減
が可能
機器名：HDS3000 LeicaGeosystems 社製
モデリングソフトウェア：Cyclone5.5 LeicaGeosystems 社製
計測距離：1.5～150ｍ（200ｍの実績あり）
測定速度：1800 点／秒
測定間隔：最小 0.25mm
測定視野：水平方向 360°×上下方向 270°
1 スキャン当たりの測定点数：最大 20000 点×5000 点
座標精度：±6mm（1.5～50ｍまで）
距離精度：±4mm
角度精度：±12.4 秒
モデリング精度：±2mm
レーザー規格：Class2
反射ターゲット：不要
レーザースポット径：6mm（50ｍ），13mm(100m)，21mm(150m)
HDS3000 本体
実際の計測状況
合成直後のデータには、ロックネット
や植生等の不必要なデータも含まれます。対象が斜面であれば地表面のみのデータが必要となり、それ
以外のデータを除去します。
対象斜面の形状や岩盤の露出状況、植
生状況等を観察します。対象斜面を効果的かつ効率的にスキャニングするために、スキャナ本体の設置位置、スキャニングの
回数及び毎回のスキャニング範囲・密度、またターゲット（標定点）の設置位置等を決定します。
スキャニング計画で決定した位置
にスキャナを設置し、1 スキャン当たり 3 点以上のターゲットを設置します。ターゲットを従来の測量手法で実測しま
す。この際の座標系は統一したものであれば仮のもので構いませんが、ほとんどの場合公共座標系を望まれます。なお、
スキャナ本体の設置位置を実測する必要はありません。
計画範囲をスキャニングし点群デー
タを取得します。この時点では、データの座標系は、スキャナ本体を原点とする任意座標系からなり、スキャ
ニング毎に異なります。各スキャニングにより得られた点群デー
タは全て異なる座標系からなります。これらを同一の座標系に統一し重ね合わせます。合成方法は3種類ありますが通
常はターゲットの実測座標を用います。
編集後の点群データに対し TIN（不規
則三角網）メッシュを自動生成します。メッシュ間隔は任意ですが目的に応じて対象物の形状を表現できるような間隔
にします。 目的に応じて任意軸方向の等高線
を自動生成します。軸の設定方向次第で平面図や立面図となります。なお、等高線間隔は任意となり
ます。目的に応じて横断図や縦断図、平面ス
ライス断面図等を作成します。断面の方向や間隔は任意となります。
作成した各種図面を AutoCAD
等の様々なアプリケーションソフトに合わせたフォーマットに変換します。
体積や面積の計算、地形解析、落石
経路解析、３次元 CG 化による景観シミュレーション等、目的に応じて実施します。
現地踏査
スキャニング計画
ターゲットの測量
スキャナ及びターゲット(標定点)の
設置
スキャニング
点群データの合成
点群データの編集
TIN メッシュモデルの作成
各種処理・解析
断面図の作成
等高線の生成（平面図・立面図
の作成）
データ変換
計画に従い次の範囲へ移動
スキャニングからデータ処理・各種解析までの流れ
３３ＤＤレレーーザザーーススキキャャニニンンググはは、、様様々々なな対対象象・・目目的的にに対対応応ででききまますす。。
システムの主な仕様
写 Cyra A
急崖斜面 雪崩 トンネル
景観シミュレーション 橋梁 文化財
適用事例
急崖斜面調査と切土工設計
スキャニング
点群データ
TIN メッシュ・等高線を自動作成
切土量を算出
CAD へ出力した平面図・断面図
地質情報を加味し
切土工を設計
1400m3
平面図・断面
図を作成し
CAD 出力
切土工後の地形データを作成
土木工事の景観シミュレーション
対策工施工前切土工+植生工施工後
塔状岩盤斜面の地形調査
AB
現地状況
AB
TIN メッシュ＋コンター生成後の地形
点群データ
CAD へ出力した平面図
適用事例
地山
ネット地山
ネット ネット
地山
ロックネットに覆われた急崖斜面の地形調査
測方から見た詳細な点群データ 下から見上げた詳細な点群データ正面から見た詳細な点群データ
全点群データ
ネット
地山 地山側
道路側
全点群データからネットの点群を除去後に
メッシュ処理+コンター発生横断面や平面スライスの作成
ネット
地山
地形解析・積雪深解析・雪崩危険度評価
雪玉
破断面破断面
A
A
メッシュ処理後の地形データ
A
A'
B'
B
メッシュ処理後の雪面データ
A
A'
B'
B
各断面における積雪深
4.56m
2.59m
6.33m
2.39m
2.72m
A'
A
B
B'
表層雪崩が発生した斜面状況（メッシュ処理）
地形等高線図 斜面傾斜分布図 斜面方位分布図
雪面等高線図図積雪深分布図
雪崩危険度評価図
地形解析
雪面と地形の
データを比較（積雪深＝
雪面－地形）
点数付けをし
危険度を評価
点数付け
をし危険度を評価
危 険 度評価点
不安定
安定
積雪深(m)
斜面方位(°)
斜面傾斜(°)
北
北
西
東
南