ひとつ前へ　WWWルートへ　mad@mail.wind.ne.jp

研究による製品 赤城温泉そばの尾根地形から樹木を排除して
等高、断面、体積の地形パラメータを推定する
実験　2000/3　編集　2000/5/5
実験目的と評価 レポート目次
　宮城村の依頼によって試験測定とデータ処理を試みた。われわれにとって始めての無償実験である。
  • 外部依頼による初の実験とデータ提供（無償）
  • 樹林排除アルゴリズムの開発
  • データ合成手法の開発
  • 測量的なデータ処理法の開発
を目的とし、現場に出向くこと３回、下見２回、実地測定１日でデータ取得は完了し、各種のデータ処理プログラム作成に２ヶ月（５人月）を要した。

評価：
　無償ではあったが、有償のつもりでデータ類をそろえ村長を含む役場の方にプレゼンテーションを行い、少なくとも表面的には喝采を得た。
　しかし、われわれとしては、手順のゴタゴタなどシステムやデータの商品性を全員に浸透させることができず、プログラム商品などとは趣が違うデータを商品として扱う意味を再考する必要があると思われる。
　技術的には良い線に達したが、システムは技術だけではなく受け取る人間の知識や要求をもっと仔細に分析してデータ処理すべきだと思える。		 測定機材：
レーザレーダ　FG-21H　､　自動経緯台　ALTAZ2A　､　発電機
　対象によって測定器を使い分けます。写真はここで用いた装置です。
　この写真にはありませんが下にはパソコンや電源装置があって、ケーブルでつながっています。
一番上の双眼鏡のようなものがレーザー測定器で、青い部分には２個のモーターがある経緯台でレーザレーダの角度を決めています。
　全体(レーザ＋経緯台）をパソコン制御し多数（数千から数十万）の測定点を自動測定します。
　三脚に乗るコンパクトな装置なので測定地点を選びません。車が入れない山岳、河岸、海岸地帯でも測定できます。

成果と評価

南から見た尾根：　赤城温泉へは南から赤城山を北上していきます。だいたい高度１０００ｍの高さに登りつめると尾根を巻いている所があり、それをすぎると赤城温泉です。この尾根全体の体積と測量で言う所のコンター図（標高図）を作成するのが目的です。
　左写真は南側から撮影した尾根で左側にか粕川が深い谷を刻んでき北から南に流れています。川を挟んで全体を測定するのが最初のもくろみだったのですが、残念ながら対岸の山地は樹林が深くほとんど見通せないのでした。
　そこで、この写真の地点と、尾根を挟んだ北側にある赤城温泉にある旅館の屋上と二つの測定を合成することに決定しました。
北から見た尾根：　これが旅館屋上から見た尾根です。山には木がたくさん繁っているので、多くのデータの中から地表に届いて返ってくるものをよりわけるデータ処理を施します。
　このデータ処理はレーザレーダ自体に備わる、遠方の反射光を優先するラストパルスモードと、研究室内で、地表と樹木の立体的特徴から地表を推定する２段階になっています。室内データ処理は視線方向からのデータ処理、地表の下はデータが無いはずなど、一般的に知られている知識を適用したものです。いずれにしろ大量にデータがあるので直接に人手でデータ処理するのではなく、支援ソフト群をインタラクティブに使いながらもっともらしい地表を推定するのです。
データ処理後のCADモデル：　谷に沿って走る道路に突き出た尾根の形をシェーディング表現したものです。黄緑色で表された山の出っ張りは２５ｍ、道路に沿って７０ｍ、高さ２０ｍ。
　青い面は、測定対象の境界面で向こうは尾根がずっと続いています。谷間なので対岸から測定すれば一発と思われるかもしれません。そんな予測で現地を下見したが、対岸は背の高い木々に覆われていて展望はありませんでした。
　いったんはあきらめかけたのですが、「できないなんて恥ずかしくて言えない、俺たちのスローガンは『できないことをできるようにするんだ！』」の宣言で、この突き出た地形のデータ合成にチャレンジしたのです。もっちろん成功しました！、見てごらんのとおり。推定誤差は最大５０ｃｍ、なにぶんササヤブの下までは測定できないのでね・・・
CADモデル、ワイヤ：　ＭＡＤ３Ｄシステムは、データ処理の後では地形を色々な形で見る事ができます。もちろんこの尾根を、あたかも対岸から見るような姿で見ることもできます。

　測定の目的は、体積と断面形状。あまりに多いデータは人間には伝えにくいので５ｍ毎の断面図形として表現しています。体積は、１８１００立方メートルと、自動的に計算されました。
参考データ：
DXF(R13.LT95) 818kbyte DWG(R13.LT95) 657kbyte
測定状況の詳細データ
レーザレーダ　FG-21HA（ラストパルスモード）　､　自動経緯台　ALTAZ2

注)ラストパルス・モード　レーザ光が距離の違う複数目標で反射してきたとき時間の遅い＝遠い目標への距離採用するモード。
測定諸元
角度=度		 測定点（南）
青い小屋		 測定点（北）
旅館屋上		 コメント
水平角度範囲 ３２.０ ３８.５ 　　-
水平ステップ ０.４ ０.５ ５０ｍ先で３５〜４３ｃｍ刻み
垂直角度範囲 ２１.０ ３１.０ 　　-
垂直ステップ ０.４ ０.５ ５０ｍ先で３５〜４３ｃｍ刻み
測定時間 １時間 １時間３０分 合計　２時間半　　
データ点数 ４２４０ ４７７４ 合計　９０１４点の測定

データ処理

　樹木データをカットして点表現したもので、色は対標高です。右側の赤い点は南側で、下を巡るように道路が坂になって登っています。 　等標高線、縦断面、道路など周囲の測定データを統合した完成図。
　上図データに補間処理をして、必要部分を切り出したものです。体積や断面積の計算結果はこの段階で得られます。 　西側の谷向こうから見たようにシェーディグした。実際に反対側の山に登っても全体を見ることはできないものが、CAD上で見ることができた。
１ｍ等高線
　測定した点データをＣＡＤデータに変換すると、右図のような色々なことができます。		 　
　ほぼ同一の視点に立っている実際の写真とＣＡＤ図。ただしＣＡＤの方は望遠的（無限遠からの平行投影）で見ている。
データ処理の流れ図：
　２方向からの測定では両地点から同時に見える参照点を設定し合成します。
流れ図
1 北側からの測定 南側からの測定
2 樹木や不要データの削除 樹木や不要データの削除
3 合成
4 ＣＡＤデータへの変換やパラメータ計算

実験レポート

　尾根の北側、自動計測中のスコープから参照点の写真記録 計測中

..end