１.レーザースキャナ・データの詳細さ

　レーザースキャナが地表を「サッ」と測って、地形を3次元座標データ点群として表す道具とは、今は多くの人々が知っています。しかしその詳細さがどのようなものかは、まだあまり知られていません。2005年に収集した、高分解能の測定データがありましたので紹介します。
　ここで使用したレーザースキャナ、RIEGL LMS-Z420i（以下、Z420i）は、現在でも、最も詳細に、長距離を測定できる装置の１つです。

　200m以下を測る近距離測定用レーザースキャナがいくつか市販されています。これらの精度は、Z420iより優れています。しかし野外の地形測定だけでなく、遠方の目標、広範囲の測定では、500m以上を測る長距離型は、とても使いやすいものです。とても広い範囲で測定地点を選べるなど、運用が容易なためです。

　高速で詳細な測定ができる特性は、地形、構造物の変化を把握するためにも使われます。広範囲の長期間変化の観測、数時間から数日間の連続観測や、範囲を狭めたり分解能を下げて、１回の測定時間を短くした連続観測ができます。１ラインだけ測定する、毎秒数回の測定さえ可能です。レーザースキャナは、レーザープロファイラとも呼ばれますが、用途は単純な形状測定に留まらないので、私達はレーザースキャナと呼びます。

２.測定概要

　この測定は、Z420iと、その制御ソフトウェア RIEGL RiSCAN Proで、反射シートをどれほど正確に測れるかを試す実験測定です。このため、比較的広い範囲を最高分解能で測定しました。普段の測定では、広範囲を最高分解能で測定するのは稀です。分解能を高めるほどに時間がかかるため、適度な分解能で複数地点から測定して、地形の全容を得ます。
　参照 → LMS-Z420i 試験測定記

	測定対象 国道１７号線が渋川市で利根川を渡る、阪東橋。 川は左岸を削って流れ、右岸は高水敷に広場がある。 広く反射シートを配置するのに、ちょうど良い。 写真は、測定位置付近から撮影した。 ここで使ったデータは、この写真の範囲とほぼ同じ。 （国土地理院 1/25000地形図　渋川（宇都宮））
	設置 右岸、橋の下流側にレーザースキャナを設置した。 橋の形状取得が目的ではないので、一ヶ所だけの測定。

３.全体像

測定データを、レーザー光反射強度で表した。 （RIEGL RiSCAN Pro に拠る作図） 青色は、水面か空で、データが無い部分。 下部の青色部分は水面。レーザー光が乱反射せず、測定できない。 橋脚は水面に映り、橋脚下部（水面下）に虚像ができている。 測定点数 15,105,540 縦点数 4,645 横点数 3,252 横角度範囲 32.51 deg 縦角度範囲 46.44 deg 測定ステップ角度 0.01 deg 測定時間 20分42秒 距離範囲 20〜300m

４.トラス部

　以下の図は、RIEGL RiSCAN Proでテキストファイルに出力し、DXF-CAD形式に変換して、AutoCADで作図しました。（データ変換、不要範囲の削除、等は、MAD3Dに拠る）

	トラス全体側面図 橋脚、対岸遠方データを除いた後の形を側面図で表した。 左側が右岸。　→PDF(3.5MB)
	トラス鳥瞰図 右岸から50m付近のトラスを拡大した鳥瞰図。 右岸川下側上空視点。　→PDF(9.2MB) 　 トラス構造が欠けているのは、手摺などに遮られたため。 下から見上げた１点からの測定。 桁はすべて下部構造だけ表れている。
	注目部鳥瞰図 次に、トラスの２ヶ所のデータ密度を見る。 この部分の鳥瞰図。　→PDF(0.8MB)

５.データ密度

　トラス上部のデータをＣＡＤで表しました。それぞれの図をクリックすると、ＰＤＦファイルが表示されます。ここまで拡大してようやく、点の１つ１つが見えます。
　橋の下からの測定なので、歩道や手摺に遮られて欠けた部分があります。充分なデータ密度があるので、トラス各面に垂直の方向に変形があれば、再度測定してミリ単位で検出可能と考えられます。　

	側面図 トラス結合部を横から見た図。 垂直面のデータ密度は、35点/100cm2。 レーザー光の入射角が小さいので、密度も小さめ。 平均約２cm間隔のデータができた。 　→PDF(0.8MB)
	正面図 道路の方向に見た図。 トラスの傾斜した柱のデータ密度は、92点/100cm2。 平均約１cm間隔のデータ。 　→PDF(1MB)
	平面図 H鋼が重なってトラスを構成している。 データ密度計算は、それぞれの表面だけを計算した。 　→PDF(0.6MB)

データ密度表示用 原データ　AutoCAD 2000LT 出力 DXFファイル(17.9MB)

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