報告書番号

Q20004

タイトル（和文）

高精度測位ドローンによる貯炭測量に関する基礎検討 －測位方式による測量精度に関する調査－

タイトル（英文）

Preliminary Study of a Coal Stockpile Survey Using a High-precision Positioning Drone - Investigation into Survey Accuracy based on Positioning Method -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背 景
石炭火力発電所では、棚卸しのため地上測量による貯炭量の計測が実施され、この作業には貯炭場整地などの準備を含め多大な労力を要する。この作業の省力化のためにドローン写真測量の活用が検討されているが、標定点注1)を設置するために労力を費やしている。固定基地局（FBS）方式、仮想基準点（VRS）方式、後処理キネマティック（PPK）方式といった高精度な測位機能を搭載したドローン（高精度測位ドローン）注2)を用いることによって、標定点が不要となることが期待できるため、貯炭測量に要する労力を大幅に軽減できる可能性がある。しかしながら、ドローンにより撮影された空中写真から生成される測量に必要な点群注3)や貯炭測量の精度を比較検証した事例は皆無である。
目 的
石炭火力発電所の貯炭パイルを見立てた砂利山を対象に、3 方式を用いた際の高精度測位ドローンによる点群および体積測量の精度および工数を明らかにする。
主な成果
1. 点群および体積測量の精度
(1) 3 種類の測位方式を用いて空中写真を撮影し（図1）、それらから生成した点群から対空標識注4)を設置した6 地点の地理座標を計測した。FBS およびVRS 方式における地理座標の誤差は、標高差の小さい場所（010～014）（図2）においては、地上測量結果を真値と仮定した場合、国土地理院のマニュアル注5)に記載された最も精度が高い標準0.05 m 以内に収まった。
(2) 3 次元位置精度が2.5 mm の地上設置レーザ測器とドローン写真測量により砂利山の体積を測量した（図3、表1）。地上設置レーザ測器による体積測量結果を真値と仮定した場合、各測位方式の誤差は約1 %以内に収まる結果が得られた。よって、従来の地上測量を代替できる見通しを得た。
2. 測量に要する工数
砂利山の体積測量において、貯炭場整地が不要な地上設置レーザ測器、従来のドローンおよび高精度測位ドローン（3 方式）による写真測量に要した工数はそれぞれ16 人日、14 人日および6 人日であった。よって、高精度測位ドローンを用いた測量を採用することによって貯炭測量の作業を省力化できることが見込まれる。
今後の展開
石炭火力発電所において、高精度測位ドローンによる貯炭測量の妥当性を確認する。

概要 （英文）

The volume of coal stocked at a coal-fired power plant is measured using a total station for inventory in an operation lasting about one week. To streamline production, drone photogrammetry is being introduced, but installing the ground control points is both time-consuming and labor-intensive. Using a high-precision positioning drone equipped with a real-time kinematic technique is expected to eliminate the need for ground control points and significantly save on the labor and time required for surveying coal stockpiles. However, the accuracy of such coal stockpile surveys has yet to be compared and verified to date. This study aims to clarify the accuracy and work volume of photogrammetry using high-precision positioning drones, assuming coal stockpile surveys conducted at coal-fired power plants. Work using a drone while comparing photogrammetry accuracy using a fixed base station, a virtual reference system and a post-processed kinematic on a gravel stockpile in a quarry was considered and details of the workload savings elicited from the use of a drone were also revealed. Furthermore, point clouds generated by Metashape and Pix4Dmapper, as representative commercial structures from motion software, were compared and the need for ground control points was assessed.

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