JP6467567B2 - Surface change analysis system - Google Patents

Surface change analysis system Download PDF

Info

Publication number
JP6467567B2
JP6467567B2 JP2015027191A JP2015027191A JP6467567B2 JP 6467567 B2 JP6467567 B2 JP 6467567B2 JP 2015027191 A JP2015027191 A JP 2015027191A JP 2015027191 A JP2015027191 A JP 2015027191A JP 6467567 B2 JP6467567 B2 JP 6467567B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ground surface
analysis system
calculated
point cloud
coordinate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015027191A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2016151414A (en
Inventor
庄一郎 内山
庄一郎 内山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED)
Original Assignee
National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED) filed Critical National Research Institute for Earth Science and Disaster Prevention (NIED)
Priority to JP2015027191A priority Critical patent/JP6467567B2/en
Publication of JP2016151414A publication Critical patent/JP2016151414A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6467567B2 publication Critical patent/JP6467567B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本発明は、ある時期と、この時期と異なる時期の地表における変化を解析する地表変化解析システムに関する。   The present invention relates to a ground surface change analysis system for analyzing a change in the ground surface at a certain time and a time different from this time.

航空機にレーザースキャナを搭載し、航空機を飛行させつつ当該レーザースキャナから地上にレーザー光を照射し、地上から反射するレーザー光との時間差より得られる地上までの距離と、GPS測量機、IMU(慣性計測装置)から得られる航空機の位置情報より、地上の標高や地形の形状を精密に調べる測量手法として、航空レーザー測量が知られている。   A laser scanner is installed in the aircraft, and the laser scanner irradiates the ground with laser light while flying the aircraft. The distance to the ground obtained from the time difference from the laser light reflected from the ground, GPS surveying instrument, IMU (inertia) Aircraft laser surveying is known as a surveying technique for precisely examining the altitude of the ground and the shape of the topography from the position information of the aircraft obtained from the measuring device.

例えば、特許文献1(特許2012−256230号公報)には、航空機による地表のレーザースキャナーデータに基づいて、その所定範囲について地表面のみの標高データである(Digital Terrain Model)を推定するDTM推定方法であって、前記所定範囲における単位グリッド内にデータが存在しない画素を連結して河川領域を抽出し、前記河川領域を除くデータについて、第1の最大許容傾斜値を設定して暫定的なDTMを推定し、推定したDTMから局所的な傾斜を計算し、傾斜が所定値を超える場合は、前記第1の最大許容傾斜値より大きい第2の最大許容傾斜値を設定して再度DTMを推定する方法が開示されている。
特許2012−256230号公報
For example, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 2012-256230) discloses a DTM estimation method for estimating altitude data only on the ground surface (Digital Terrain Model) for a predetermined range based on laser scanner data on the ground surface by an aircraft. A river region is extracted by connecting pixels having no data in the unit grid in the predetermined range, and a first DTM is set for the data excluding the river region by setting a first maximum allowable slope value. And the local gradient is calculated from the estimated DTM. If the gradient exceeds a predetermined value, a second maximum allowable gradient value larger than the first maximum allowable gradient value is set and the DTM is estimated again. A method is disclosed.
Japanese Patent No. 2012-256230

上記のような航空レーザー測量は、膨大な費用と準備が必要であり、簡便に測量を行い得るようなものではない、という問題があった。したがって、従来は、例えば地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生直後の地表変化を簡便に把握することが不可能であった。地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生直後の地表変化を把握することが可能となれば、防災への活用などに資することができるが、従来はこれができず、問題であった。   The aerial laser surveying as described above has a problem that enormous costs and preparations are required, and the surveying is not easy. Therefore, conventionally, it has been impossible to easily grasp the surface change immediately after the occurrence of a disaster such as a landslide, debris flow, heavy snowfall or avalanche. If it becomes possible to grasp the ground surface change immediately after the occurrence of disasters such as landslides, debris flows, heavy snowfalls and avalanches, it can contribute to disaster prevention, etc., but this has been a problem in the past.

この発明は、上記のような課題を解決するものであって、本発明に係る地表変化解析システムは、飛行体に搭載したカメラによって、地表を異なる位置から撮影した空中写真を複数準備する準備ステップと、前記準備ステップで準備された複数の空中写真における実測量による基準座標を複数設定する基準座標設定ステップと、前記準備ステップで準備された空中写真における特徴点を抽出し、複数の空中写真間の対応付けを行うことで、地表の3次元分布データを算出する3次元分布データ算出ステップと、前記3次元分布データ算出ステップで算出された地表の3次元分布データに基づいて、地表の3次元分布データより高密度な地表の3次元点群データを算出する3次元点群データ算出ステップと、前記基準座標設定ステップで設定された基準座標に基づいて、前記3次元点群データ算出ステップで算出された地表の3次元点群データ中の点群の座標を算出し、座標算出済み3次元点群データを取得する座標算出済み3次元点群データ取得ステップと、からなる各ステップを実行し、第1時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第1の座標算出済み3次元点群データを取得すると共に、前記第1時期と異なる第2時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第2の座標算出済み3次元点群データを取得し、前記第1の座標算出済み3次元点群データと、前記第2の座標算出済み3次元点群データとの差分を算出して表示することを特徴とする。 The present invention solves the problems as described above, and the ground surface change analysis system according to the present invention is a preparatory step for preparing a plurality of aerial photographs obtained by photographing the ground surface from different positions by a camera mounted on the flying object. A reference coordinate setting step for setting a plurality of reference coordinates based on an actual measurement amount in a plurality of aerial photographs prepared in the preparation step; and extracting feature points in the aerial photograph prepared in the preparation step; 3D distribution data calculation step for calculating the three-dimensional distribution data of the ground surface, and the three-dimensional distribution data of the ground surface based on the three-dimensional distribution data of the ground surface calculated in the three-dimensional distribution data calculation step. 3D point cloud data calculation step for calculating 3D point cloud data of the ground surface having a higher density than the distribution data, and the reference coordinate setting step. Based on the reference coordinates, the coordinates of the point cloud in the 3D point cloud data on the ground surface calculated in the 3D point cloud data calculating step are calculated, and the coordinate calculated to obtain the coordinate calculated 3D point cloud data 3D point cloud data acquisition step, and the first coordinate calculated 3D point cloud data is acquired based on a plurality of aerial photographs acquired in the first period. Based on a plurality of aerial photographs acquired at a second time different from the first time, second coordinate calculated three-dimensional point cloud data is acquired, the first coordinate calculated three-dimensional point cloud data, and the first The difference between the two coordinate-calculated three-dimensional point cloud data is calculated and displayed.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記差分の大小に応じて色分けして表示を行うことを特徴とする。   Moreover, the ground surface change analysis system according to the present invention is characterized in that the display is performed by color-coding according to the magnitude of the difference.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記基準座標が3点以上であることを特徴とする。   The ground surface change analysis system according to the present invention is characterized in that the reference coordinates are three or more points.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記基準座標をトータルステーションによる実測量で求めることを特徴とする。   The ground surface change analysis system according to the present invention is characterized in that the reference coordinates are obtained by an actually measured amount by a total station.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記基準座標をグローバルナビゲーションサテライトシステムによる実測量で求めることを特徴とする。   The ground surface change analysis system according to the present invention is characterized in that the reference coordinates are obtained by an actual measurement amount by a global navigation satellite system.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、第1時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第1の座標算出済み3次元点群データを取得する際に用いる基準座標が第2時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第2の座標算出済み3次元点群データを取得する際に用いる基準座標と、同一であることを特徴とする。   Further, the ground surface change analysis system according to the present invention is configured such that the reference coordinates used when acquiring the first coordinate calculated 3D point cloud data based on the plurality of aerial photographs acquired at the first time are the second time. Based on the plurality of aerial photographs acquired in the above, the reference coordinates used when acquiring the second coordinate calculated 3D point cloud data are the same.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記3次元分布データ算出ステップには、Structure from Motion技術が用いられることを特徴とする。   The ground surface change analysis system according to the present invention is characterized in that Structure from Motion technology is used for the three-dimensional distribution data calculation step.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記3次元点群データ算出ステップには、Multi−view Stereo 技術が用いられることを特徴とする。   The ground surface change analysis system according to the present invention is characterized in that a multi-view stereo technique is used for the three-dimensional point cloud data calculation step.

また、本発明に係る地表変化解析システムは、前記飛行体が無人機であることを特徴とする。   In the ground surface change analysis system according to the present invention, the flying object is an unmanned aerial vehicle.

本発明に係る地表変化解析システムによれば、地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生直後の地表変化を迅速に把握することが可能となると共に、迅速に得られる解析結果を、防災、捜索支援のために活用すること可能となる。   According to the surface change analysis system according to the present invention, it is possible to quickly grasp the surface change immediately after the occurrence of a disaster such as a landslide, debris flow, heavy snowfall or avalanche, and the analysis result obtained quickly can be used for disaster prevention and search. It can be used for support.

本発明の実施形態に係る地表変化解析システムで用いる空中写真を取得する飛行体101の構成を説明する図である。It is a figure explaining the structure of the flying body 101 which acquires the aerial photograph used with the ground surface change analysis system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る地表変化解析方法に基づいて地表変化解析システムを実現させるコンピューターの構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the computer which implement | achieves a ground surface change analysis system based on the ground surface change analysis method which concerns on embodiment of this invention. 本発明に係る地表変化解析システムで実行される解析処理のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the analysis process performed with the ground surface change analysis system which concerns on this invention. 本発明に係る地表変化解析システムの座標算出済み3次元点群データ取得するサブルーチンを示す図である。It is a figure which shows the subroutine which acquires the coordinate calculated 3D point cloud data of the ground surface change analysis system which concerns on this invention. 空中写真における基準座標の選定例について説明する図である。It is a figure explaining the example of selection of the standard coordinates in an aerial photograph. 実測量による基準座標の測定の様子の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the mode of the measurement of the reference | standard coordinate by actual measurement. 実際の空中写真における基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the reference | standard coordinate (GCP; ground control point) in an actual aerial photograph. 実際の空中写真における基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the reference | standard coordinate (GCP; ground control point) in an actual aerial photograph. 実際の空中写真における基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の設定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a setting of the reference | standard coordinate (GCP; ground control point) in an actual aerial photograph. 土石流災害発生前の第1時期の空中写真を示す図である。It is a figure which shows the aerial photograph of the 1st period before a debris flow disaster occurrence. 土石流災害発生後の第2時期の空中写真を示す図である。It is a figure which shows the aerial photograph of the 2nd period after a debris flow disaster occurrence. 第1の座標算出済み3次元点群データと第2の座標算出済み3次元点群データとの差分を色分けして表示した図である。It is the figure which displayed the difference of 1st coordinate calculated 3D point group data and 2nd coordinate calculated 3D point group data by color-coding.

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。まず、本発明に係る地表変化解析システムで利用される空中写真を撮影する方法の一例について説明する。図1は本発明の実施形態に係る地表変化解析システムで用いる空中写真を取得する飛行体101の構成を説明する図であり、飛行体101によって地表の空中写真を撮影している様子を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, an example of a method for taking aerial photographs used in the ground surface change analysis system according to the present invention will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of a flying object 101 that obtains an aerial photograph used in a ground surface change analysis system according to an embodiment of the present invention, and shows a state in which an aerial photograph of the ground surface is taken by the flying object 101. Yes.

なお、以下、空中写真を撮影するための構成を説明するが、このような構成による空中写真の撮影方法は、あくまでも空中写真の撮影方法の一例であり、本発明に係る地表変化解析システムは、他の撮影方法によって取得された空中写真を用いることもできる。   In the following, a configuration for taking an aerial photograph will be described, but an aerial photograph capturing method with such a configuration is merely an example of an aerial photograph capturing method, and the ground surface change analysis system according to the present invention is It is also possible to use aerial photographs acquired by other photographing methods.

図1中、101は自律飛行可能な飛行体である。ここでは、この飛行体101としては、無人機を想定しているが、有人機を用いて空中写真を撮影するようにしてもよい。   In FIG. 1, reference numeral 101 denotes an aircraft capable of autonomous flight. Here, an unmanned aerial vehicle is assumed as the flying object 101, but an aerial photograph may be taken using a manned aircraft.

地上に制御装置(不図示)が設置されており、該制御装置は、前記飛行体101とデータ通信可能であり、前記飛行体101の飛行の制御、飛行計画の設定、変更、前記飛行体101が収集した情報を保存、管理することができるようになっている。   A control device (not shown) is installed on the ground, and the control device is capable of data communication with the flying object 101, and controls the flight of the flying object 101, sets and changes a flight plan, and the flying object 101. The information collected by can be stored and managed.

前記飛行体101は、例えば自律飛行する小型飛行体としてのヘリコプターを用いることができる。該飛行体101(ヘリコプター)は前記制御装置から遠隔操作で操縦され、或は前記制御装置から前記飛行体101(ヘリコプター)の制御装置に飛行計画が設定され、飛行計画に従って、自律飛行するようになっている。   As the flying object 101, for example, a helicopter as a small flying object that autonomously flies can be used. The flying object 101 (helicopter) is operated by remote control from the control device, or a flight plan is set from the control device to the control device of the flying object 101 (helicopter), and autonomous flight is performed according to the flight plan. It has become.

前記飛行体101(ヘリコプター)は、機体103、該機体103に設けられた所要数のプロペラ、例えば前後左右、計4組のプロペラ104、105、106、107を有し、該プロペラ104、105、106、107はそれぞれ個別に第1モータ、第2モータ、第3モータ、第4モータ(いずれも不図示)に連結されている。また、各第1モータ、第2モータ、第3モータ、第4モータは独立して駆動が制御される様になっているなお、前記プロペラ104、105、106、107及び前記第1モータ、第2モータ、第3モータ、第4モータ等は飛行体の航行手段を構成する。   The flying object 101 (helicopter) includes a fuselage 103 and a required number of propellers provided in the fuselage 103, for example, four propellers 104, 105, 106, 107 in total, front, rear, left, and right. Reference numerals 106 and 107 are individually connected to a first motor, a second motor, a third motor, and a fourth motor (all not shown). The driving of each of the first motor, the second motor, the third motor, and the fourth motor is controlled independently. Note that the propellers 104, 105, 106, and 107, the first motor, The two motors, the third motor, the fourth motor, etc. constitute the navigation means of the flying object.

前記飛行体101(ヘリコプター)の機体103には、撮像装置113及び飛行体制御装置(不図示)が設けられている。前記撮像装置113はデジタル画像データを取得する。該撮像装置113は、静止画像を所定時間間隔で撮像するカメラであってもよいし、或は画像を連続的に撮像するビデオカメラであってもよい。前記撮像装置113は前記機体103の下面に設けられている。又、前記撮像装置113は、撮像素子として、画素(ピクセル)の集合体であるCCD、CMOSセンサを有しており、この撮像素子によって、空中からのデジタル画像データ(空中写真)を取得することができるようになっている。   The aircraft 103 of the flying object 101 (helicopter) is provided with an imaging device 113 and a flying object control device (not shown). The imaging device 113 acquires digital image data. The imaging device 113 may be a camera that captures still images at predetermined time intervals, or may be a video camera that continuously captures images. The imaging device 113 is provided on the lower surface of the machine body 103. Further, the imaging device 113 has a CCD and a CMOS sensor, which are a collection of pixels, as an imaging device, and acquires digital image data (aerial photograph) from the air with this imaging device. Can be done.

撮像装置113で取得された空中写真のデータは、無線で地上の制御装置に送信するように構成してもよいし、また、不図示のメディアなどに記憶しておき、飛行体101(ヘリコプター)の着陸後、このメディアから回収するようにしてもよい。   The aerial photograph data acquired by the imaging device 113 may be configured to be wirelessly transmitted to a control device on the ground, or stored in a medium (not shown), and the flying object 101 (helicopter). You may make it collect from this media after landing.

なお、以上のような飛行体101(ヘリコプター)に搭載された撮像装置113で空中写真を取得することは、大がかりな準備等が必要なく、比較的簡便で安価に空中写真を撮影することでき、本発明に係る地表変化解析システムを実現する上では、要となる事項で
はあるが、必ずしも、本発明に係る地表変化解析システムは、上記のような飛行体を用いての空中写真を利用する必要はない。すなわち、従来の有人飛行機等や人工衛星といった飛行体によって取得された空中写真等を用いても、本発明に係る地表変化解析システムを実現することができる。
In addition, acquiring an aerial photograph with the imaging device 113 mounted on the flying object 101 (helicopter) as described above does not require a large-scale preparation or the like, and can capture an aerial photograph relatively easily and inexpensively. Although it is an important matter in realizing the ground surface change analysis system according to the present invention, the ground surface change analysis system according to the present invention is not necessarily required to use an aerial photograph using the flying object as described above. There is no. That is, the ground surface change analysis system according to the present invention can also be realized using an aerial photograph acquired by a flying object such as a conventional manned airplane or artificial satellite.

次に、以上のような飛行体101(ヘリコプター)の撮像装置113で取得された空中写真に基づいて、地表における変化の解析を行う本発明に係る地表変化解析システムを実行するコンピューターの構成を説明する。   Next, the configuration of a computer that executes a ground surface change analysis system according to the present invention that analyzes changes in the ground surface based on aerial photographs acquired by the imaging device 113 of the flying object 101 (helicopter) as described above will be described. To do.

図2は本発明の実施形態に係る地表変化解析方法に基づいて地表変化解析システムを実現させるコンピューターの構成の一例を示す図である。図2において、10はシステムバス、11はCPU(Central Processing Unit)、12はRAM(Random Access Memory)、13はROM(Read Only Memory)、14は外部情報機器との通信を司る通信制御部、15はキーボードコントローラなどの入力制御部、16は出力制御部、17は外部記憶装置制御部、18はキーボード、ポインティングデバイス、マウスなどの入力機器からなる入力部、19は印刷装置などの出力部、20はHDD(Hard Disk Drive)等の外部記憶装置、21はグラフィック制御部、22はディスプレイ装置をそれぞれ示している。   FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of a computer that realizes a ground surface change analysis system based on the ground surface change analysis method according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, 10 is a system bus, 11 is a CPU (Central Processing Unit), 12 is a RAM (Random Access Memory), 13 is a ROM (Read Only Memory), 14 is a communication control unit that controls communication with an external information device, 15 is an input control unit such as a keyboard controller, 16 is an output control unit, 17 is an external storage device control unit, 18 is an input unit composed of input devices such as a keyboard, pointing device, and mouse, 19 is an output unit such as a printing device, Reference numeral 20 denotes an external storage device such as an HDD (Hard Disk Drive), 21 denotes a graphic control unit, and 22 denotes a display device.

図2において、CPU11は、ROM13内のプログラム用ROM、或いは、大容量の外部記憶装置20に記憶されたプログラム等に応じて、外部機器と通信することでデータを検索・取得したり、また、図形、イメージ、文字、表等が混在した出力データの処理を実行したり、更に、外部記憶装置20に格納されているデータベースの管理を実行したり、などといった演算処理を行うものである。   In FIG. 2, the CPU 11 searches for and acquires data by communicating with an external device according to a program ROM stored in the ROM 13 or a program stored in the large-capacity external storage device 20. Processing of output data in which graphics, images, characters, tables, etc. are mixed is executed, and management of a database stored in the external storage device 20 is further executed.

また、CPU11は、システムバス10に接続される各デバイスを統括的に制御する。ROM13内のプログラム用ROMあるいは外部記憶装置20には、CPU11の制御用の基本プログラムであるオペレーティングシステムプログラム(以下OS)等が記憶されている。また、ROM13あるいは外部記憶装置20には出力データ処理等を行う際に使用される各種データが記憶されている。メインメモリーであるRAM12は、CPU11の主メモリ、ワークエリア等として機能する。   Further, the CPU 11 comprehensively controls each device connected to the system bus 10. The program ROM in the ROM 13 or the external storage device 20 stores an operating system program (hereinafter referred to as OS) that is a basic program for controlling the CPU 11. The ROM 13 or the external storage device 20 stores various data used when performing output data processing or the like. The RAM 12 as a main memory functions as a main memory, work area, and the like for the CPU 11.

入力制御部15は、キーボードや不図示のポインティングデバイスからの入力部18を制御する。また、出力制御部16は、プリンタなどの出力部19の出力制御を行う。   The input control unit 15 controls the input unit 18 from a keyboard or a pointing device (not shown). The output control unit 16 performs output control of the output unit 19 such as a printer.

外部記憶装置制御部17は、ブートプログラム、各種のアプリケーション、フォントデータ、ユーザーファイル、編集ファイル、プリンタドライバ等を記憶するHDD(Hard Disk Drive)や、或いはフロッピーディスク(FD)等の外部記憶装置20へのアクセスを制御する。本発明の地表変化解析方法を実現するシステムプログラムは、上記のような外部記憶装置20に記憶されている。また、グラフィック制御部21は、ディスプレイ装置22に表示する情報を描画処理するための構成である。   The external storage device control unit 17 is an external storage device 20 such as an HDD (Hard Disk Drive) or a floppy disk (FD) that stores a boot program, various applications, font data, user files, editing files, printer drivers, and the like. Control access to. A system program for realizing the ground surface change analysis method of the present invention is stored in the external storage device 20 as described above. The graphic control unit 21 is configured to perform drawing processing on information to be displayed on the display device 22.

また、通信制御部14は、ネットワークを介して、外部機器と通信を制御するものであり、これによりシステムが必要とするデータを、インターネットやイントラネット上の外部機器が保有するデータベースから取得したり、外部機器に情報を送信したりすることができるように構成される。   Further, the communication control unit 14 controls communication with an external device via a network, thereby acquiring data required by the system from a database held by an external device on the Internet or an intranet, It is configured to be able to send information to an external device.

外部記憶装置20には、CPU11の制御プログラムであるオペレーティングシステムプログラム(以下OS)以外に、本発明の地表変化解析システムをCPU11上で動作させるシステムプログラム、及びこのシステムプログラムで用いるデータなどがインストー
ルされ保存・記憶されている。
In addition to an operating system program (hereinafter referred to as OS) that is a control program for the CPU 11, the external storage device 20 is installed with a system program for operating the ground surface change analysis system of the present invention on the CPU 11 and data used in the system program. Saved and remembered.

本発明の地表変化解析方法を実現するシステムプログラムで利用されるデータとしては、基本的には外部記憶装置20に保存されていることが想定されているが、場合によっては、これらのデータを、通信制御部14を介してインターネットやイントラネット上の外部機器から取得するように構成することも可能である。また、本発明の地表変化解析方法を実現するシステムプログラムで利用されるデータを、USBメモリやCD、DVDなどの各種メディアから取得するように構成することもできる。   As data used in the system program for realizing the ground surface change analysis method of the present invention, it is basically assumed that the data is stored in the external storage device 20, but in some cases, these data are It is also possible to configure to acquire from an external device on the Internet or an intranet via the communication control unit 14. The data used in the system program for realizing the ground surface change analysis method of the present invention can also be obtained from various media such as a USB memory, a CD, and a DVD.

次に、上記のようなシステム構成のコンピューターにより実行可能な本発明に係る地表変化解析方法について、以下説明する。本発明に係る地表変化解析システムは、概要としては、第1時期と、この第1時期とは異なっている第2時期との地表の変化を解析して、これを視覚化しディスプレイ装置22などにより表示するものである。   Next, the ground surface change analysis method according to the present invention that can be executed by the computer having the above system configuration will be described below. The ground surface change analysis system according to the present invention, as an outline, analyzes the change of the ground surface between the first time and the second time different from the first time, visualizes this, and displays it by the display device 22 or the like. To display.

ここで、本発明に係る地表変化解析システムの解析処理においては、第1時期に係る空中写真と、この第1時期の後である第2時期に係る空中写真とで、地表に有意な変化がある場合における地表の解析を想定している。また、第2時期としては、例えば、地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生後の時期を想定しており、第1時期としては、当該災害発生前の時期を想定している。   Here, in the analysis process of the ground surface change analysis system according to the present invention, there is a significant change in the ground surface between the aerial photograph according to the first period and the aerial photograph according to the second period after the first period. The analysis of the ground surface in a certain case is assumed. In addition, as the second period, for example, a period after the occurrence of a disaster such as a landslide, debris flow, heavy snowfall or avalanche is assumed, and as the first period, a period before the occurrence of the disaster is assumed.

なお、本発明に係る地表変化解析システムにおいては、空中写真はデジタルデータとして処理し得るものを準備するものであるが、災害発生前の第1時期に係る空中写真として、アナログ写真しか準備できないような場合には、これをスキャンしてデジタルデータとすればよい。第2時期に係る空中写真については、飛行体101(ヘリコプター)による、これまで説明した空中写真の取得方法に基づいて取得するようにすれば適切なデジタルデータによる空中写真を得ることができる。   In the ground surface change analysis system according to the present invention, an aerial photograph is prepared so that it can be processed as digital data. However, only an analog photograph can be prepared as an aerial photograph related to the first period before the disaster occurs. In such a case, it may be scanned into digital data. If the aerial photograph according to the second period is acquired based on the aerial photograph acquisition method described above using the flying object 101 (helicopter), an aerial photograph based on appropriate digital data can be obtained.

以下、本発明に係る地表変化解析システムにおける解析処理について説明する。図3は本発明に係る地表変化解析システムで実行される解析処理のフローチャートを示す図である。   Hereinafter, analysis processing in the ground surface change analysis system according to the present invention will be described. FIG. 3 is a diagram showing a flowchart of analysis processing executed by the ground surface change analysis system according to the present invention.

図3において、ステップS100で、解析処理が開始されると、続いて、ステップS101では、 第1時期に取得された複数の空中写真を準備するステップが実行される。このステップでは、地表の変形を引き起こすような地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生の前の空中写真を複数準備することを想定している。ここで、以下、空中写真を準備する際には、解析対象とする地表を、異なる位置から撮影した空中写真を複数準備することが求められている。これは、後述する第2時期の空中写真を準備するステップの場合も同様である。   In FIG. 3, when the analysis process is started in step S100, subsequently, in step S101, a step of preparing a plurality of aerial photographs acquired in the first period is executed. In this step, it is assumed that several aerial photographs are prepared before the occurrence of disasters such as landslides, debris flows, heavy snowfalls and avalanches causing ground deformation. Here, hereinafter, when preparing aerial photographs, it is required to prepare a plurality of aerial photographs obtained by photographing the ground surface to be analyzed from different positions. The same applies to the step of preparing an aerial photograph for the second period described later.

続いて、ステップS102においては、前のステップS101で準備された第1時期の空中写真を基に、座標算出済みの3次元点群データを取得するサブルーチンを実行する。   Subsequently, in step S102, a subroutine for obtaining coordinate-calculated three-dimensional point cloud data is executed based on the aerial photograph at the first time prepared in the previous step S101.

以下、このようなサブルーチンについて説明する。図4は本発明に係る地表変化解析システムの座標算出済み3次元点群データ取得するサブルーチンを示す図である。   Hereinafter, such a subroutine will be described. FIG. 4 is a diagram showing a subroutine for acquiring coordinate-calculated three-dimensional point cloud data in the ground surface change analysis system according to the present invention.

図4において、ステップS200で、座標算出済み3次元点群データ取得サブルーチンが開始されると、ステップS201において、該当する時期の複数の空中写真が参照される。   In FIG. 4, when the coordinate-calculated three-dimensional point cloud data acquisition subroutine is started in step S200, a plurality of aerial photographs at the corresponding time are referred to in step S201.

ステップS202では、空中写真中に基準座標を設定するステップを実行する。このよ
うな空中写真中の基準座標の設定について説明する。
In step S202, a step of setting reference coordinates in the aerial photograph is executed. The setting of the reference coordinates in such an aerial photograph will be described.

本発明に係る地表変化解析システムにおいては、複数の空中写真中における基準座標を、実測量によって設定した上で、デジタルデータ処理することによって、正確な3次元点群データ座標を算出することができるようになっている。このように、実測量に基づく基準座標を、空中写真のデータ中に設定することが、本発明に係る地表変化解析システムにおいて重要な構成要件の一部となっている。このような基準座標を、グラウンドコントロールポイント(GCP)とも称する。   In the ground surface change analysis system according to the present invention, it is possible to calculate accurate three-dimensional point cloud data coordinates by performing digital data processing after setting reference coordinates in a plurality of aerial photographs based on actual measurement amounts. It is like that. As described above, setting the reference coordinates based on the actually measured amount in the data of the aerial photograph is a part of the important constituent requirement in the ground surface change analysis system according to the present invention. Such reference coordinates are also referred to as a ground control point (GCP).

ここで、基準座標の座標位置を設定する具体的な方法について説明する。空中写真そのものは、地理情報ではなく、あくまで画像情報である。そこで、空中写真中の特定しやすい個所に、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)を設定する作業を実施するが、この基準座標を設定する上では、あくまで実測量に基づいて行うことが、特に、本発明に係る地表変化解析システムにおいては重要である。これにより、2時期における地表の差分を正確に把握することが可能となる。   Here, a specific method for setting the coordinate position of the reference coordinate will be described. The aerial photograph itself is not geographical information but image information. Therefore, an operation for setting a reference coordinate (GCP; ground control point) at an easily specified location in the aerial photograph is performed. In setting the reference coordinate, it is particularly preferable to perform based on an actually measured amount. In the ground surface change analysis system according to the present invention, it is important. As a result, it is possible to accurately grasp the difference in the ground surface at two periods.

図5は空中写真における基準座標の選定例について説明する図であり、図5(A)は空中写真の一例を、また、図5(B)はその中の一部拡大図を示している。空中写真において、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)として選定するポイントは、目安として空中写真で認識しやすい場所を選定するとよい。   FIG. 5 is a diagram for explaining an example of selecting reference coordinates in an aerial photograph. FIG. 5 (A) shows an example of an aerial photograph, and FIG. 5 (B) shows a partially enlarged view thereof. In the aerial photograph, a point that is selected as a reference coordinate (GCP; ground control point) may be selected as a standard that is easily recognized by the aerial photograph.

例えば、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)として選定するポイントは、横断歩道の路面標識などの角部などとするとよい。図5(B)においては、そのような基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)として適切な箇所が点線によって囲まれている。また、図6は、トータルステーション120によって基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の位置座標を実測している様子の一例を示す図である。   For example, the point selected as the reference coordinate (GCP; ground control point) may be a corner of a pedestrian crossing road surface sign or the like. In FIG. 5B, a portion suitable as such a reference coordinate (GCP; ground control point) is surrounded by a dotted line. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a state in which the position coordinates of the reference coordinates (GCP; ground control point) are actually measured by the total station 120.

図6に示すように、横断歩道の路面標識の端部など、空中写真における認識しやすい点の3次元の座標を実測量によって取得して、空中写真中の基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)として設定する。ここで、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の3次元座標を実測量する方法は、トータルステーションによる方法に限定されるものではなく、その他の任意の方法を用いることができる。例えば、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)は、GPSなどのグローバルナビゲーションサテライトシステムによって測量することもできる。   As shown in FIG. 6, the three-dimensional coordinates of points that are easy to recognize in the aerial photograph, such as the end of a road marking on a pedestrian crossing, are obtained by actual measurement, and the reference coordinates (GCP; ground control point) in the aerial photograph are obtained. Set as. Here, the method of actually measuring the three-dimensional coordinates of the reference coordinates (GCP; ground control point) is not limited to the method using the total station, and any other method can be used. For example, the reference coordinates (GCP; ground control point) can be surveyed by a global navigation satellite system such as GPS.

以上のように実測量により得られた3次元座標である基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)は、空中写真のデータ中に設定される。   As described above, the reference coordinates (GCP; ground control point), which are three-dimensional coordinates obtained from the actual measurement amount, are set in the aerial photograph data.

図7乃至図9は実際の空中写真における基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の設定の例を示す図である。図7乃至図9の例では、駐車場における路面表示を、空中写真で認識しやすい場所として選定し、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)としている。図7乃至図9は、それぞれ異なる位置から地表の所定のエリアを撮影して得た複数の空中写真である。それぞれの空中写真中には、上記のように実測量された同一の基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)が設定される。これにより、それぞれの画像情報から3次元の地理情報を得ることが可能となる。   7 to 9 are diagrams showing an example of setting reference coordinates (GCP; ground control point) in an actual aerial photograph. In the example of FIGS. 7 to 9, the road surface display in the parking lot is selected as a place that can be easily recognized by an aerial photograph, and is used as a reference coordinate (GCP; ground control point). 7 to 9 are a plurality of aerial photographs obtained by photographing a predetermined area of the ground surface from different positions. In each aerial photograph, the same reference coordinates (GCP; ground control point) measured as described above are set. This makes it possible to obtain three-dimensional geographic information from each image information.

なお、上記のような基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)は、空中写真中に最低3点設定される必要があるが、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)として4点以上である方がより精密な地表の解析を行うことが可能となる。   The reference coordinates (GCP; ground control point) as described above need to be set at least 3 points in the aerial photograph, but the reference coordinates (GCP; ground control point) are more than 4 points. Precise ground surface analysis is possible.

以上のようにステップS202で、複数の空中写真中に実測量による基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)を設定した後には、ステップS203に進み、複数の空中写真から3次元分布データを算出する。このようなステップS203の3次元分布データ算出ステップにおいては、Structure from Motion技術を用いるようにすることが好適である。   As described above, after setting the reference coordinates (GCP; ground control point) based on the actual measurement amount in the plurality of aerial photographs in step S202, the process proceeds to step S203, and three-dimensional distribution data is calculated from the plurality of aerial photographs. In such a three-dimensional distribution data calculation step of step S203, it is preferable to use the structure from motion technique.

Structure from Motion技術は、空中写真における特徴点を抽出し、複数の空中写真間の対応付けを行うことで、地表の3次元分布データを算出する技術である。このような3次元分布データ算出ステップとしては、特開2013−120133号公報、特開2014−120079号公報などに記載されている従来周知のアルゴリズムを用いることができる。   The Structure from Motion technique is a technique for calculating the three-dimensional distribution data of the ground surface by extracting feature points in aerial photographs and associating a plurality of aerial photographs. As such a three-dimensional distribution data calculation step, conventionally known algorithms described in JP2013-120133A, JP2014-120079A, and the like can be used.

次に、ステップS204においては、上記のステップS203で算出された3次元分布データに基づいて、地表の3次元分布データより高密度な地表の3次元点群データを算出する3次元点群データ算出ステップを実行する。この3次元点群データ算出ステップにおいては、Multi−view Stereo技術を用いるようにすることが好適である。   Next, in step S204, based on the three-dimensional distribution data calculated in step S203 above, three-dimensional point cloud data calculation for calculating three-dimensional point cloud data on the ground surface that is denser than the three-dimensional distribution data on the ground surface. Perform steps. In this three-dimensional point cloud data calculation step, it is preferable to use the multi-view stereo technique.

なお、ステップS203の3次元分布データ算出ステップや、ステップS204の3次元点群データ算出ステップには、Agisoft PhotoScan Proなどのソフトウェアを用いることができる。   Note that software such as Agisoft PhotoScan Pro can be used in the three-dimensional distribution data calculation step in step S203 and the three-dimensional point cloud data calculation step in step S204.

続く、ステップS205においては、上記のようにして得た3次元点群データ算出ステップと、設定さている基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)に基づいて、全ての点群の位置座標を算出して、座標算出済み3次元点群データを取得する。3次元点群データ算出ステップと基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)とから、座標算出済み3次元点群データを取得するアルゴリズムとしては、従来周知のものを用いることができる。   In step S205, the position coordinates of all point groups are calculated based on the three-dimensional point group data calculation step obtained as described above and the set reference coordinates (GCP; ground control point). The coordinate-calculated 3D point cloud data is acquired. A conventionally well-known algorithm can be used as an algorithm for acquiring coordinate-calculated three-dimensional point group data from the three-dimensional point group data calculating step and reference coordinates (GCP; ground control point).

なお、第1時期の空中写真に基づいて取得された座標算出済み3次元点群データを、第1の座標算出済み3次元点群データと称することとする。   The coordinate-calculated three-dimensional point cloud data acquired based on the aerial photograph at the first time is referred to as first coordinate-calculated three-dimensional point cloud data.

ステップS206では、元のルーチンにリターンする。   In step S206, the process returns to the original routine.

サブルーチンからメインルーチンに戻り、続いて、図3のステップ103において、第2時期に取得された複数の空中写真を準備するステップが実行される。このステップでは、地表の変形を引き起こすような地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生の後の空中写真を複数準備することを想定している。災害発生の後の空中写真を得るには、先に説明したような飛行体101(ヘリコプター)を用いると、比較的簡便で安価に空中写真を撮影することできる。   Returning from the subroutine to the main routine, subsequently, in step 103 of FIG. 3, a step of preparing a plurality of aerial photographs acquired at the second time is executed. In this step, it is assumed that multiple aerial photographs are prepared after disasters such as landslides, debris flows, heavy snowfalls, and avalanches that cause deformation of the ground surface. To obtain an aerial photograph after the occurrence of a disaster, the aerial photograph 101 (helicopter) as described above can be used to take an aerial photograph relatively easily and inexpensively.

続いて、ステップS104においては、前のステップS103で準備された第2時期の空中写真を基に、座標算出済みの3次元点群データを取得するサブルーチンを実行する。   Subsequently, in step S104, a subroutine for obtaining coordinate-calculated three-dimensional point cloud data is executed based on the aerial photograph at the second time prepared in the previous step S103.

このサブルーチンは、第2時期の空中写真を基に実行される以外、先に説明したものと同様のものであるが、より好ましいサブルーチンの実施態様について説明する。   This subroutine is the same as that described above except that it is executed on the basis of the aerial photograph at the second time, but a more preferred embodiment of the subroutine will be described.

ステップS202においては、空中写真中に基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)を設定する作業を実施することは説明した。ここで、第1時期に取得された
複数の空中写真に設定する基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)と、第2時期に取得された複数の空中写真に設定する基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)とを同一のものにすることが、より好ましい。
In step S202, it has been described that the operation of setting reference coordinates (GCP; ground control point) in the aerial photograph is performed. Here, reference coordinates (GCP; ground control points) set for a plurality of aerial photographs acquired in the first period and reference coordinates (GCP; ground control points) set for a plurality of aerial photographs acquired in the second period. ) Are more preferably the same.

すなわち、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)として選定し、実測量するポイントは、地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生によって損壊しなかった場所にある横断歩道などの特徴的な場所とするとよい。   In other words, the points to be selected as reference coordinates (GCP; ground control point) and measured are assumed to be characteristic places such as pedestrian crossings in places that have not been damaged by disasters such as landslides, debris flows, heavy snowfalls and avalanches. Good.

さて、サブルーチンによって、第2時期の空車写真に基づいて得られた座標算出済み3次元点群データの取得が完了するとメインルーチンにリターンする。   By the way, when the acquisition of the coordinate-calculated 3D point cloud data obtained based on the sky photograph at the second time is completed by the subroutine, the process returns to the main routine.

なお、第2時期の空中写真に基づいて取得された座標算出済み3次元点群データを、第2の座標算出済み3次元点群データと称することとする。   The coordinate-calculated three-dimensional point cloud data acquired based on the aerial photograph at the second time is referred to as second coordinate-calculated three-dimensional point cloud data.

さて、図3のメインルーチンに戻り、第1時期に取得された複数の空中写真に基づいて取得された、第1の座標算出済み3次元点群データと、第2時期に取得された複数の空中写真に基づいて取得された、第2の座標算出済み3次元点群データとの差分を算出する。   Now, returning to the main routine of FIG. 3, the first coordinate-calculated 3D point cloud data acquired based on the plurality of aerial photographs acquired at the first time and the plurality of data acquired at the second time. A difference from the second coordinate-calculated three-dimensional point cloud data acquired based on the aerial photograph is calculated.

ステップS106では、前記差分の大小に応じて、例えば、色分けして、ディスプレイ装置22に表示したり、出力部19から出力したりする。なお、前記差分の大小を視覚化する上では、色分け表示のみならず、濃淡表示などを採用することもできる。また、差分の大小が視覚化できれば、他の任意の方法を用いることができる。   In step S <b> 106, for example, it is color-coded according to the difference, and is displayed on the display device 22 or output from the output unit 19. In order to visualize the magnitude of the difference, not only a color-coded display but also a shade display can be employed. Any other method can be used as long as the difference can be visualized.

ステップS107で解析処理を終了する。   In step S107, the analysis process ends.

以上のような本発明に係る地表変化解析システムによれば、地すべりや土石流、豪雪や雪崩などの災害発生直後の地表変化を迅速に把握することが可能となると共に、迅速に得られる解析結果を、防災、捜索支援のために活用すること可能となる。
(実施例)
2014年8月において広島で発生した土石流災害を、本発明に係る地表変化解析システムによって解析した。
According to the surface change analysis system according to the present invention as described above, it is possible to quickly grasp the surface change immediately after the occurrence of a disaster such as a landslide, debris flow, heavy snowfall or avalanche, and the analysis result obtained quickly can be obtained. It can be used for disaster prevention and search support.
(Example)
The debris flow disaster that occurred in Hiroshima in August 2014 was analyzed by the surface change analysis system according to the present invention.

図10は土石流災害発生前の第1時期の空中写真を示す図である。第1時期の空中写真としては、デジタル航空測量カメラによって、2008年に撮影されたものを用いた。   FIG. 10 is a diagram showing an aerial photograph of the first period before the occurrence of a debris flow disaster. The first aerial photograph was taken in 2008 by a digital aerial survey camera.

図11は土石流災害発生後の第2時期の空中写真を示す図である。第2時期の空中写真としては、無人の飛行体101で撮影した。撮影時の対地高度は150mであり、14フライトにより5500枚の空中写真を得た。   FIG. 11 is a diagram showing an aerial photograph of the second period after the occurrence of a debris flow disaster. The aerial photograph of the second period was taken with an unmanned air vehicle 101. The ground altitude at the time of shooting was 150 m, and 5500 aerial photographs were obtained by 14 flights.

基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)としては、第1時期及び第2時期で共通のものを30点実測量により得て、これら30点の位置座標を各空中写真中に設定した。なお、基準座標(GCP;グラウンドコントロールポイント)の実測量には、グローバルナビゲーションサテライトシステムを用いた。   As the reference coordinates (GCP; ground control point), the common coordinates in the first period and the second period were obtained by the actual measurement amount of 30 points, and the position coordinates of these 30 points were set in each aerial photograph. In addition, the global navigation satellite system was used for the actually measured amount of the reference coordinates (GCP; ground control point).

ソフトウェアとしては、Agisoft PhotoScan Proを用いた。   As software, Agisoft PhotoScan Pro was used.

図12に本発明に係る地表変化解析システムによる解析結果を示す。図12は第1の座標算出済み3次元点群データと第2の座標算出済み3次元点群データとの差分を色分けして表示した図である。   FIG. 12 shows an analysis result by the ground surface change analysis system according to the present invention. FIG. 12 is a diagram showing the difference between the first coordinate calculated 3D point group data and the second coordinate calculated 3D point group data in different colors.

図12に示すように、本発明に係る地表変化解析システムによれば、被災地域の高さ変化分布を正確に把握することができ、捜索や土砂の撤去などの意思決定に利用することが可能であった。   As shown in FIG. 12, according to the ground surface change analysis system according to the present invention, the height change distribution in the affected area can be accurately grasped, and can be used for decision making such as search and removal of earth and sand. Met.

10・・・システムバス
11・・・CPU(Central Processing Unit)
12・・・RAM(Random Access Memory)
13・・・ROM(Read Only Memory)
14・・・通信制御部
15・・・入力制御部
16・・・出力制御部
17・・・外部記憶装置制御部
18・・・入力部
19・・・出力部
20・・・外部記憶装置
21・・・インターフェイス部
21・・・グラフィック制御部
22・・・ディスプレイ装置
101・・・飛行体
103・・・機体
104、105、106、107・・・プロペラ
113・・・撮像装置
120・・・トータルステーション
130・・・ターゲット
10 ... System bus 11 ... CPU (Central Processing Unit)
12 ... RAM (Random Access Memory)
13 ... ROM (Read Only Memory)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 14 ... Communication control part 15 ... Input control part 16 ... Output control part 17 ... External storage device control part 18 ... Input part 19 ... Output part 20 ... External storage device 21 ... Interface unit 21 ... Graphic control unit 22 ... Display device 101 ... Aircraft 103 ... Airframes 104, 105, 106, 107 ... Propeller 113 ... Imaging device 120 ... Total station 130 ... Target

Claims (9)

飛行体に搭載したカメラによって、地表を異なる位置から撮影した空中写真を複数準備する準備ステップと、
前記準備ステップで準備された複数の空中写真における実測量による基準座標を複数設定する基準座標設定ステップと、
前記準備ステップで準備された空中写真における特徴点を抽出し、複数の空中写真間の対応付けを行うことで、地表の3次元分布データを算出する3次元分布データ算出ステップと、
前記3次元分布データ算出ステップで算出された地表の3次元分布データに基づいて、地表の3次元分布データより高密度な地表の3次元点群データを算出する3次元点群データ算出ステップと、
前記基準座標設定ステップで設定された基準座標に基づいて、前記3次元点群データ算出ステップで算出された地表の3次元点群データ中の点群の座標を算出し、座標算出済み3次元点群データを取得する座標算出済み3次元点群データ取得ステップと、
からなる各ステップを実行し、
第1時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第1の座標算出済み3次元点群データを取得すると共に、
前記第1時期と異なる第2時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第2の座標算出済み3次元点群データを取得し、
前記第1の座標算出済み3次元点群データと、前記第2の座標算出済み3次元点群データとの差分を算出して表示することを特徴とする地表変化解析システム。
A preparation step of preparing a plurality of aerial photographs taken from different positions on the ground surface by a camera mounted on the flying object,
A reference coordinate setting step for setting a plurality of reference coordinates based on an actually measured amount in a plurality of aerial photographs prepared in the preparation step;
Extracting a feature point in the aerial photograph prepared in the preparation step, and associating a plurality of aerial photographs, thereby calculating three-dimensional distribution data of the ground surface;
A three-dimensional point cloud data calculating step for calculating three-dimensional point cloud data of the ground surface having a higher density than the three-dimensional distribution data of the ground surface based on the three-dimensional distribution data of the ground surface calculated in the three-dimensional distribution data calculating step;
Based on the reference coordinates set in the reference coordinate setting step, the coordinates of the point cloud in the 3D point cloud data of the ground surface calculated in the 3D point cloud data calculation step are calculated, and the coordinate calculated 3D points Coordinate-calculated 3D point cloud data acquisition step for acquiring group data;
Perform each step consisting of
Based on a plurality of aerial photographs acquired in the first period, the first coordinate calculated 3D point cloud data is acquired,
Based on a plurality of aerial photographs acquired at a second time different from the first time, obtain second coordinate calculated 3D point cloud data,
A ground surface change analysis system that calculates and displays a difference between the first coordinate-calculated three-dimensional point group data and the second coordinate-calculated three-dimensional point group data.
前記差分の大小に応じて色分けして表示を行うことを特徴とする請求項1に地表変化解析システム。 The ground surface change analysis system according to claim 1, wherein the display is performed by color-coding according to the difference. 前記基準座標が3点以上であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の地表変化解析システム。 The ground surface change analysis system according to claim 1 or 2, wherein the reference coordinates are three or more points. 前記基準座標をトータルステーションによる実測量で求めることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の地表変化解析システム。 The ground surface change analysis system according to any one of claims 1 to 3, wherein the reference coordinates are obtained by an actually measured amount by a total station. 前記基準座標をグローバルナビゲーションサテライトシステムによる実測量で求めることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の地表変化解析システム。 The ground surface change analysis system according to any one of claims 1 to 4, wherein the reference coordinates are obtained by an actually measured amount by a global navigation satellite system. 第1時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第1の座標算出済み3次元点群データを取得する際に用いる基準座標が
第2時期に取得された複数の空中写真に基づいて、第2の座標算出済み3次元点群データを取得する際に用いる基準座標と、同一であることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の地表変化解析システム。
Based on a plurality of aerial photographs acquired in the second period based on a plurality of aerial photographs acquired in the second period, the reference coordinates used when acquiring the first coordinate calculated 3D point cloud data are based on the plurality of aerial photographs acquired in the first period. 6. The ground surface change analysis system according to claim 1, wherein the ground surface change analysis system is the same as the reference coordinates used when acquiring the second coordinate-calculated 3D point cloud data.
前記3次元分布データ算出ステップには、Structure from Motion技術が用いられることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の地表変化解析システム。 The ground change analysis system according to any one of claims 1 to 6, wherein a structure from motion technique is used in the three-dimensional distribution data calculation step. 前記3次元点群データ算出ステップには、Multi−view Stereo 技術が用いられることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の地表変化解析システム。 The ground surface change analysis system according to any one of claims 1 to 7, wherein a multi-view stereo technique is used in the three-dimensional point cloud data calculation step. 前記飛行体が無人機であることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の地表変化解析システム。 The ground surface change analysis system according to any one of claims 1 to 8, wherein the flying body is an unmanned aerial vehicle.
JP2015027191A 2015-02-16 2015-02-16 Surface change analysis system Active JP6467567B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015027191A JP6467567B2 (en) 2015-02-16 2015-02-16 Surface change analysis system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015027191A JP6467567B2 (en) 2015-02-16 2015-02-16 Surface change analysis system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016151414A JP2016151414A (en) 2016-08-22
JP6467567B2 true JP6467567B2 (en) 2019-02-13

Family

ID=56696244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015027191A Active JP6467567B2 (en) 2015-02-16 2015-02-16 Surface change analysis system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6467567B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11321821B2 (en) * 2019-02-12 2022-05-03 Ordnance Survey Limited Method and system for generating composite geospatial images

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6813395B2 (en) * 2017-03-09 2021-01-13 株式会社Nttドコモ Remote control device and control system
JP6888386B2 (en) * 2017-04-17 2021-06-16 富士通株式会社 Difference detection program, difference detection device, difference detection method
JP6996047B2 (en) * 2018-02-15 2022-01-17 株式会社安藤・間 Two-time change estimation device and two-time change estimation method
JP7153264B2 (en) * 2018-08-02 2022-10-14 三菱重工業株式会社 Image analysis system, image analysis method and image analysis program
JP7004636B2 (en) * 2018-12-04 2022-01-21 三菱電機株式会社 Display data generator, display data generation method, and display data generation program
KR102207816B1 (en) * 2020-08-11 2021-01-26 주식회사 알고씽 Method and apparatus for measuring road surface condition using sensor data

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002328021A (en) * 2001-04-27 2002-11-15 Hayashi Katsuyoshi Method for measuring damage of disaster using helicopter photographing
JP2006027331A (en) * 2004-07-13 2006-02-02 Hiroboo Kk Method for collecting aerial image information by utilizing unmanned flying object
JP4698271B2 (en) * 2005-03-31 2011-06-08 株式会社きもと Topographic three-dimensional data generation method, topographic change evaluation method, and topographic change evaluation system
JP5992184B2 (en) * 2012-03-09 2016-09-14 株式会社トプコン Image data processing apparatus, image data processing method, and image data processing program
JP5909176B2 (en) * 2012-12-18 2016-04-26 日本電信電話株式会社 Shadow information deriving device, shadow information deriving method and program
EP3021078B1 (en) * 2014-11-14 2018-09-26 Leica Geosystems AG Geodetic surveying system with virtual camera

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11321821B2 (en) * 2019-02-12 2022-05-03 Ordnance Survey Limited Method and system for generating composite geospatial images

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016151414A (en) 2016-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6467567B2 (en) Surface change analysis system
Ajayi et al. Generation of accurate digital elevation models from UAV acquired low percentage overlapping images
Saad et al. Identification of rut and pothole by using multirotor unmanned aerial vehicle (UAV)
CN107194989B (en) Traffic accident scene three-dimensional reconstruction system and method based on unmanned aerial vehicle aircraft aerial photography
Neitzel et al. Mobile 3D mapping with a low-cost UAV system
Themistocleous The use of UAVs for cultural heritage and archaeology
Vallet et al. Photogrammetric performance of an ultra light weight swinglet UAV
CN108090957B (en) BIM-based terrain mapping method
Themistocleous et al. More than a flight: the extensive contributions of UAV flights to archaeological research–the case study of curium site in Cyprus
Kaamin et al. The application of micro UAV in construction project
Ngadiman et al. Production of orthophoto map using UAV photogrammetry: A case study in UTHM Pagoh campus
CN110880202B (en) Three-dimensional terrain model creating method, device, equipment and storage medium
Hashim et al. Integration of low altitude aerial & terrestrial photogrammetry data in 3D heritage building modeling
Farina et al. The use of multi-copter drones for landslide investigations
KR102567800B1 (en) Drone used 3d mapping method
Udin et al. Digital Terrain Model extraction using digital aerial imagery of Unmanned Aerial Vehicle
JP6694212B2 (en) Traffic obstacle estimation system
Meyer et al. Utility of low-cost drones to generate 3D models of archaeological sites from multisensor data
KR102587445B1 (en) 3d mapping method with time series information using drone
KR102488553B1 (en) Drone used 3d mapping method
Themistocleous et al. A new approach for documenting architectural cultural heritage: the case study of Asinou Church in Cyprus
Cho et al. Management of construction fields information using low altitude close-range aerial images
Arseni et al. PHOTOGRAMMETRIC APLICATIONS USING UAV SYSTEMS.
Yadav et al. Integration of Iphone LiDAR with Quadcopter and Fixed Wing Uav Photogrammetry for the Forestry Applications
Udin et al. Large scale mapping using digital aerial imagery of unmanned aerial vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170703

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180606

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20181024

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181105

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6467567

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250