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LMS-Z420i 試験測定記

　レーザースキャナ、リーグル LMS-Z420i を試す機会を得た。
　(有)和泉測量が購入したばかりの LMS-Z420i 。代表の奥泉さんに試験測定をお願いして快諾された。

　LMS-Z420(i) は、「見えるものをそのまま数値化する」レーザースキャナだ。LMS-Z210では有効距離が足りず、測りたい地域の１〜２割しか測定できなかった。Z420iなら６〜７割は満たせるだろう。

　LMS-Z420 から LMS-Z420i への移行に伴う新ソフトウェア RiSCAN PRO。　分解能が１桁上がったハードウェアの特長を生かして、反射シートの自動抽出と中心点座標を自動計算するという。
　基準点の正確な測定はレーザースキャナ測定の大きなポイントであり、自動化されれば測定、データ処理ともに作業量が半減する。

測定概要

　測定日時は2005年12月21日午後。晴れた寒風の中。
　測定対象は群馬県渋川市と前橋市の境、利根川にかかる国道17号線の阪東橋周辺。広い駐車スペースは反射シートの設置が自在。橋脚、切立った左岸と変化に富んだ地形と人工建造物が測定できる。
　参考：国土地理院 1/25000地形図 渋川（北西）　

　制御ソフトウェア 3DRiSCAN PRO は経験がないので、操作は和泉測量にお願いした。使い慣れた旧3DRiSCAN とは全く別物で、初めて使う者が簡単に操作できるものではない。設置、測定、撤収まですべてお任せして、ただ「あそこを測りましょう」「あっちからこっちまで細かく」など注文を出すのみだった。

全周測定、部分測定

図１ スキャン１回目　全周　反射強度マップ

反射シート 設置と測定

写真２ 手摺に設置した反射シート

図２ ２枚の反射シートの反射強度図 （赤丸内 逆L字型部分）

　反射シートを橋上手摺の外側に、距離 44m、124m、190mの位置３ヶ所に２個づつ設置した。１個は５cm四方、もう１個は５〜20cm四方のものを近距離は小、遠距離は大と使い分けた。(写真２)

　126mの距離にある反射シート２枚を測定したデータは、２枚を分離できなかった。(図２)

　２枚の反射シートの距離は40cm。反射シートの間は、シートサイズを引いて32.5cm。前後にずれている事と、見上げる測定なので、測定地点から見かけの距離は30cm以下だろう。
　レーザービーム径は、距離126mで約25cm。
　測定間隔は、距離126mで約26cm。
　２つの反射シートの間を狙う確率はかなり低く、どちらかの反射シートがビーム内に入ってしまう可能性が高い。
　レーザービームが間をすり抜けて、反射強度の低い点ができなければ、分離は難しい。
　0.12°の角度ステップ測定では、分離できる可能性は低い。

　角度ステップを半分(0.06°)にすると、２枚の反射シートを分離できた。
　図３ Ａ部が、図２と同じ位置(距離126m）の反射シートであり、更に距離190mのＢ部反射シートを判別できた。
　　

橋、対岸の部分測定

図４ スキャン２回目　橋と対岸　反射強度図

反射シート自動測定

1. 3DRiSCAN PRO が過剰に自動抽出した反射体を表示させる。設置した反射シートのほか、道路標識、看板、キャッツアイが自動的にマークされている。
   　
2. ＰＣ画面上で反射シートだけを判別、指定する。
   　
3. 自動測定を開始する。

　反射シートを指定する作業は、野外作業としては特に注意深さを要する。気がついた事柄を記す。

写真３　阪東橋と左岸 図４中心部

• 反射強度図の表示法にいくつか種類があり、フィルタのかけ方でも判別の容易さが違う。
  慣れが必要だ。
  　
• 現場で行うべき作業なので、傘の利用など、野外で画面を見やすくする工夫が必要だ。
  　　
• 実際の測定では、反射シートをこれほど接近させて設置する事は稀である。
  基準点として自動判定したい時は、適度に離して設置しなければならない。
  実用上問題にならないだろう。
  　
• 図３、４で見られる通り、反射シート以外の反射体は多い。特に橋付近は反射体が集中する傾向があり注意を要する。
  　
• 反射シートかどうかわからない時は、反射シートとして指定して測定すべきである。
  間違っていても、反射シート１枚の詳細測定に要する時間は短く、あとで除外できる。
  　
• 判別を容易に、見やすくするために、原データをバックアップする前に、余計と思われるデータを削除すべきではない。
  失われたデータはもどらない。
  3DRiSCAN PRO になって、データファイルの構造が非常に複雑になった。
  しかしバックアップ・コピーは随時行うべきである。

自動化について

　反射シート部だけを自動詳細測定、この機能は素晴らしい。
　なければ全体を詳細測定しなければならない。LMS-Z210 とくらべて角度ステップが著しく細かくできる Z420i では、全体を詳細測定するのに要する時間が大きいのだ。
　
　座標の自動抽出も、手間を大きく削減する。
　結果の妥当性は、作業後座標マッチングした限りでは充分と見えた。結果の良否はむしろ、反射シートの設置とＰＣ画面上の選択作業にかかっているように思う。

座標マッチングのために

　反射シートの測定が終わった後、レーザースキャナの向きを変えて、もう１度測定した。
　川に沿って約50mの間隔で配置した反射シートが、ちょうどレーザースキャナの真後ろになってしまったので、少し欠けた部分ができたらしい。360°全周が測定できるはずだが、理由は知らない。
　その他、左岸の崖地の詳細測定などをお願いして、レーザースキャナ測定を終えた。

　レーザースキャナ測定終了後、トータルステーションで反射シートを測定した。
　座標マッチングの結果は良好に見えるが、近く検証する。

終えて思う事

　レーザースキャナを載せる、９０°傾けられる台はなかなか具合が良い。
　傾けて測定するためだけでなく、レーザースキャナの底部にあるコネクタ類を抜き差しする際は、傾けて行うと具合が良さそうだ。

　ソフトウェア 3DRiSCAN PRO の変貌ぶりに驚いた。
　旧来の 3DRiSCAN とは、操作が全く違う。旧型に慣れていても「ちょっと貸してみて」などと言えるものではない。
　機能が増え、データ量が増えた。ここで紹介していない機能も満載だ。
　手際よく測定するために、習熟が必要と思う。

　レーザースキャナの測量的な応用のために、ソフトウェア、ハードウェアともに、ほぼ体制は整ったと見える。