報告書番号

SS22010

タイトル（和文）

小型無人航空機を活用した架空送電線の離隔評価手法の開発 －離隔評価に適した点群の取得手法－

タイトル（英文）

Surveying technique to determine separation between overhead transmission lines and trees using a small unmanned aerial vehicle. - Acquisition method of point cloud appropriate for separation assessment -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

背　　景
架空送電線と周辺樹木の離隔を迅速かつ低コストに評価するため、ドローンによる空撮画像からSfM（Structure from Motion）を用いて三次元の点群を作製する写真測量が活用されている。ドローンを用いることで、緊急に評価結果が必要な場合でも即時に正確な写真測量が実施できるが、天候や機材などの制約によって飛行機会が限られることも多い。このため、一度の現地調査で確実に点群を取得する必要がある。
目　　的
離隔評価のワークフロー[1]に沿って、送電線と樹木の離隔評価に必要な点群を取得できる空撮の条件を整理する。
主な成果
1. 鉄塔アームを用いたジオリファレンシングの検証
離隔評価のワークフローにおいては、点群が地理座標に対応づけられていること（ジオリファレンシング）、ならびに離隔評価の基準となる電線の座標を点群から特定できることが重要である。そこで、既報[2]で取得した送電設備上空のドローン撮影画像から三次元点群を作製し、地上および鉄塔上の座標を対象として位置推定精度を検証した。その結果、上空からの視認性が良い鉄塔のアームを標定点（GCP: Ground Control Point）としても地上標定点と同等の精度が得られた。
2. 離隔評価に必要な点群の要件の確認
ドローンが径間上を直線的に往復するフライトを複数回実施し、同一高度および異なる高度による2往復分の画像を合わせてSfM処理した。その結果、オーバーラップや画角の異なる画像の組み合わせが増えることにより、1往復のデータセットに比べて電線の再現率（径間長に対する電線点群の存在範囲）が向上し、より確実に点群を得ることができた。また、写真測量の標準的な撮影方向である直下視の画像に斜め下方向の画像を複数加えることで、より安定した精度で三次元点群を作製できることを確認した。
ドローンを用いて写真測量による離隔評価を確実に実施するためには、複数回のフライトにより画像の欠損予防と点群の再現性向上を図ると共に、斜め下方向の画像も複数枚撮影することが推奨される。
今後の展開
現場適用を通して本手法の改善を行うとともに、SfM点群の更なる活用方策を検討し、送電設備保守の効率化に貢献する。

概要 （英文）

Photogrammetry using commercially available small drones is a low-cost and precise technique for assessing the separation between overhead transmission lines and trees. Preplanning the photographing flight to acquire a point cloud appropriate for separation assessment is important for completing the field survey in one day. Georeferencing point clouds and detecting the locations of transmission lines are requisites for the assessment workflow that was proposed in a previous study. In this report, the author proposes a guideline planning for the flight of drones equipped with single GNSS, which is required in photogrammetry:
(1) The flight should make a round-trip along corridors while taking nadir images.
(2) The ground sampling distance should be sufficiently smaller than the diameter of the lower wires, and the overlap ratio of photographs should be greater than 85%.
(3) Photographs taken with multi-way, multi-height or multi-overlap improve the reproducibility of transmission lines as the point cloud.
(4) The height difference should be maintained within 10% of the mean flight height when the drone is operated at different flight altitudes to avoid estimation error.
(5) The arms of transmission towers are recommended as ground control point for georeferencing generated point clouds with SfM.

報告者

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