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2019 Fiscal Year Research-status Report

複数計測機器による3次元点群データを用いた河川情報プラットフォームの研究

Research Project

Project/Area Number 17K06521
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

窪田 諭  関西大学, 環境都市工学部, 教授 (60527430)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords河川維持管理 / 3次元点群データ / ドローン / 地上型レーザスキャナ / 情報システム / 情報プラットフォーム
Outline of Annual Research Achievements

本研究では,河川施設を3次元点群データに基づく3次元モデルによって維持管理し,災害時の対応を迅速に行うことを目的に,情報プラットフォームを構築し,実環境に適用する.情報プラットフォームでは,3次元形状と属性情報を統合して,3次元GISと現場業務で3次元位置認識を支援する点検システムを開発する.そして,平常時と災害時に情報プラットフォームを円滑に運用するための方法を考察する.本研究によって,河川維持管理に適した3次元モデルを構築し,維持管理の大量データを3次元で管理することが可能になる.
本年度では,河川施設を対象にUAVによる写真画像データと地上型レーザスキャナの計測を継続して実施し,写真から生成する3次元点群データとレーザスキャナによる3次元点群データを統合した河川空間3次元データを構築した.そして,3次元点群データを用いた災害前後の差分抽出技術とその表示技術を開発し,河川情報プラットフォームを試行して,3次元モデルを用いた維持管理方策を考察した.システム機能拡張として,災害時の運用を想定し,3次元点群データによる差分を抽出し表示する技術を開発した.異なる二時期の3次元点群データをメッシュ単位で比較解析し,土砂堆積の増減の可視化と土量の定量的な把握を可能とした.
河川管理者が実用可能なシステムとするために,本システムの実用を見据えた運用方策を検討した.本システムは,クラウドサービスによって提供されることが望ましい.端末においては,3次元モデルや維持管理データが対話的に提示されることが要求される.したがって,多機能な双方向通信を可能とするシステムとし,実務者が利用しやすいユーザインタフェースと操作性が必要である.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は,前年度から継続してUAVに搭載したカメラで取得した画像データを3次元化した点群データと,地上設置型レーザスキャナにより取得した点群データとを重畳して,河川空間の3次元データを構築した.これは,地上型レーザスキャナによる点群データを基準とし,各データの特徴点50,000点を基準に結合し,UAV空中写真測量では取得できなかった橋梁の側面や下部工を3次元データとして表現できた.
河川情報プラットフォームでは,3次元点群データを用いた災害前後の差分抽出技術とその表示技術を開発し,3次元点群データによる差分を抽出し表示する技術を開発した.これは,異なる二時期の3次元点群データをメッシュ単位で比較解析し,土砂堆積の増減の可視化と土量の定量的な把握を可能とするものである.さらに,実務者によるシステム利用を考慮した運用方策を検討した.システムの利用における要件を整理し,システム面からの活用方策を提案した.
なお,令和2年3月に参加を予定していたJapanDrone2020が新型コロナウイルス感染症の影響による延期となった.本研究に係わる技術情報を収集し,河川情報プラットフォームの運用を検討するために,次年度に参加する必要が生じた.
以上より,本研究は当初計画どおりに順調に進展している.

Strategy for Future Research Activity

令和2年3月に参加を予定していたJapanDrone2020が新型コロナウイルス感染症の影響により延期となった.そこでは,本研究に係わる技術情報を収集することにより,河川情報プラットフォームの運用を検討する.

Causes of Carryover

令和2年3月に参加を予定していたJapanDrone2020が新型コロナウイルス感染症の影響により延期となった.そこでは,本研究に係わる技術情報を収集し,河川情報プラットフォームの運用を検討するために,次年度に参加する必要が生じた.

  • Research Products

    (9 results)

All 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (4 results)

  • [Journal Article] 複数の計測機器を用いた道路維持管理のための3次元データの構築2019

    • Author(s)
      窪田諭,何啓源
    • Journal Title

      知能と情報

      Volume: 31 Pages: 867~875

    • DOI

      https://doi.org/10.3156/jsoft.31.6_867

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 構造物の三次元データ計測に用いる可搬型レーザスキャナの調査と設計2019

    • Author(s)
      窪田 諭、塚田 義典、田中 成典、梅原 喜政、中原 匡哉、飯田 拓馬
    • Journal Title

      土木学会論文集F3(土木情報学)

      Volume: 75 Pages: II_105~II_113

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejcei.75.2_II_105

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Construction and Usage of Three-dimensional Data for Road Structures Using Terrestrial Laser Scanning and UAV with Photogrammetry2019

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Ho Chiyuan、Nishi Kotaro
    • Journal Title

      36th International Symposium on Automation and Robotics in Construction

      Volume: 36 Pages: 136-143

    • DOI

      10.22260/ISARC2019/0019

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Construction and Usage of Three-dimensional Data for Road Maintenance Using Various Measurement Instruments2019

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Nishi Kotaro、Ho Chiyuan
    • Journal Title

      Proceedings of the 19th International Conference on Construction Application of Virtual Reality

      Volume: 19 Pages: 56-61

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creation and Quality Evaluation of Three-dimensional Road Space Data Using Camera Footage2019

    • Author(s)
      Kubota Satoshi、Horishita, Kokichiro、Ho Chiyuan、Nishi Kotaro
    • Journal Title

      Proceedings of the 19th International Conference on Construction Application of Virtual Reality

      Volume: 19 Pages: 255-260

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] レーザスキャナやUAVなどによる3次元データを用いた道路維持管理システムの検討2020

    • Author(s)
      畑 亮輔,西皐太郎,窪田 諭
    • Organizer
      情報処理学会第82回全国大会
  • [Presentation] 車載映像を活用した地方道路の維持管理システムに関する研究2020

    • Author(s)
      森本健太,西皐太郎,窪田 諭
    • Organizer
      情報処理学会第82回全国大会
  • [Presentation] 構造物の三次元データ計測に用いる可搬型レーザスキャナの調査研究2019

    • Author(s)
      窪田 諭,塚田義典,田中成典,梅原喜政,中原匡哉,飯田拓馬
    • Organizer
      土木情報学シンポジウム講演集
  • [Presentation] 地上型レーザスキャナとUAVを用いた道路構造物の3次元計測の実践2019

    • Author(s)
      西皐太郎,何 啓源,窪田 諭
    • Organizer
      地理情報システム学会講演論文集

URL: 

Published: 2021-01-27  

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