JP7246046B2 - Ground deformation evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は豪雨や地震発生後の斜面災害の監視・点検、または定期的な斜面状況の点検のためのレーザー測量と解析を行う地盤変状評価方法に関する。 The present invention relates to a ground deformation evaluation method that performs laser surveying and analysis for monitoring and inspection of slope disasters after heavy rains and earthquakes, or periodic inspection of slope conditions.

豪雨や地震が発生した際、道路などの公共インフラの管理者は安全確認のために斜面の点検を行う必要がある。この点検は巡回車両からの目視や、専門技術者が実際に斜面を歩いて点検するなどの手法が用いられている。特に技術者が実際に斜面を歩いて行う点検(踏査)は、スキルのある専門技術者が現地を歩いて状況判断をするため、迅速性を高める上で支障となっている。 When heavy rains or earthquakes occur, administrators of public infrastructure such as roads need to inspect slopes to confirm safety. For this inspection, methods such as visual observation from patrol vehicles and inspections by specialist engineers who actually walk on the slope are used. In particular, the inspection (reconnaissance) that engineers actually walk on the slope is a hindrance to speeding up the inspection because a skilled professional engineer walks on the site and judges the situation.

一方、大規模な土砂災害が発生した場合には、従来から空中写真を用いて崩壊や地すべりなどの地盤変状箇所の把握などが行われてきた。最近では空中写真に加えて、航空機に搭載したレーザー測量(LP)による精細な地形図を元に微地形判読を行って地盤変状の抽出を行う方法も知られている(特許文献1)。 On the other hand, when a large-scale landslide disaster occurs, conventionally, aerial photographs have been used to identify ground deformation sites such as collapses and landslides. Recently, in addition to aerial photographs, there is also known a method of extracting ground deformation by performing microtopographic interpretation based on a detailed topographical map obtained by laser surveying (LP) mounted on an aircraft (Patent Document 1).

レーザー測量では、従来の空中写真では把握できなかった植生の下の地盤形状もある程度把握できる特徴があるが、植生の影響を除去して地形データを抽出する必要があったため、この処理に時間を要してしまうという欠点があった。 Laser surveying has the advantage of being able to grasp the shape of the ground under vegetation to some extent, which was not possible with conventional aerial photography. It had the drawback of requiring

また、地すべりや崩壊が確認された斜面については、孔内傾斜計、地盤傾斜計、地表面伸縮計(地すべり計)、GPS端末などを設置しての動態観測が一般的であるが、これらの手法は現地に装置を設置する必要があり、大規模災害のような場合には代表的な変状箇所にのみ装置を設置することしかできず、発災地全体の把握ができない点が問題であった。 In addition, for slopes where landslides and collapses have been confirmed, it is common to install borehole inclinometers, ground inclinometers, ground surface extensometers (landslide gauges), GPS terminals, etc. to observe the dynamics. The method requires the installation of equipment on-site, and in the case of a large-scale disaster, equipment can only be installed in typical deformation locations, and the problem is that it is not possible to grasp the entire disaster area. there were.

特許第4545219号公報Japanese Patent No. 4545219

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、豪雨や地震が発生した場合の斜面での地盤変状の有無について、迅速かつ客観的に判断することができるとともに、変状の兆候が認められながらも、保安物件との離隔があって本格的な動態観測ができないような斜面についても、監視することができる地盤変状評価方法を提供することを目的としている。 In view of the conventional drawbacks as described above, the present invention is capable of quickly and objectively judging the presence or absence of ground deformation on a slope when heavy rain or an earthquake occurs, and is capable of quickly and objectively determining signs of deformation. On the other hand, it is an object of the present invention to provide a ground deformation evaluation method capable of monitoring even a slope that cannot be fully observed due to the distance from a security property.

上記目的を達成するために、本発明の請求項1に記載の地盤変状評価方法は、調査対象地盤に生える樹木をレーザー測量で測量するレーザー測量工程と、該レーザー測量工程で測量された測量結果から地盤の変状を評価する形質評価工程とで構成され、前記レーザー測量工程では少なくとも前記樹木の頂点座標を取得するものであり、前記形質評価工程は、前記樹木の頂点座標を含む前記樹木の状態又は変化から前記調査対象地盤の変状又は動態を評価することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the ground deformation evaluation method according to claim 1 of the present invention includes a laser surveying step of measuring trees growing on the ground to be surveyed by laser surveying, and a surveying performed in the laser surveying step and a trait evaluation step of evaluating ground deformation from the results, wherein the laser surveying step acquires at least the vertex coordinates of the tree, and the trait evaluation step includes the vertex coordinates of the tree. Characterized by evaluating the deformation or dynamics of the surveyed ground from the state or change of

請求項2に記載の地盤変状評価方法の前記形質評価工程は、前記樹木の頂点座標を含む樹木個体の幾何学的特徴、樹木配列の幾何学的特徴、樹木の本数又は樹木の傾きの少なくともいずれかの状態又は変化から前記調査対象地盤の変状又は動態を評価することを特徴とする。 The property evaluation step of the ground deformation evaluation method according to claim 2 includes at least geometric features of individual trees including vertex coordinates of the trees, geometric features of tree arrangement, the number of trees, or inclination of trees. It is characterized by evaluating the deformation or dynamics of the surveyed ground from any state or change.

請求項3に記載の地盤変状評価方法の前記形質評価工程は、単位面積あたりの樹木の本数の状態又は変化、配列の状態又は変化、前記樹木の頂点座標の状態又は変化又は傾きの状態又は変化の少なくともいずれかを統計処理し、前記調査対象地盤の変状又は動態を評価することを特徴とする。 The property evaluation step of the ground deformation evaluation method according to claim 3 includes the state or change in the number of trees per unit area, the state or change in arrangement, the state or change in vertex coordinates of the trees, the state of inclination or At least one of the changes is statistically processed to evaluate the deformation or dynamics of the surveyed ground.

請求項4に記載の地盤変状評価方法は、前記形質評価工程において、樹木の傾きについて評価する際には風の影響を想定して評価することを特徴とする。
請求項5に記載の地盤変状評価方法の前記レーザー測量工程は、調査対象地盤に生える樹木を所定の位置から複数回レーザー測量することを特徴とする。
The ground deformation evaluation method according to claim 4 is characterized in that, in the trait evaluation step, when evaluating the tilt of the tree, the evaluation is performed assuming the influence of the wind.
The laser surveying step of the ground deformation evaluation method according to claim 5 is characterized in that the laser surveying of trees growing on the ground to be surveyed is performed multiple times from a predetermined position.

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
(1)請求項1に記載された発明においては、_Hlk125105216調査対象地盤に生えている樹木を測量するためミリ単位の微細な地盤変位を、測量誤差を大きく上回る数cm、数十cmの樹木の状態又は変化として捉えることで、地盤変状の有無について迅速に情報を出力することができる_Hlk125105216。
(2)また、樹木の状態又は変化として地盤の変状又は動態を捉えることができるので、変状の兆候が認められながらも、保安物件との離隔があって本格的な動態観測ができないような地盤についても、監視することができる。
(3)樹木の変化を捉えて地盤の変状を評価するため、通常の航空LPにおいて地表面形状を抽出するために行われる樹木に相当する測量点群データをフィルタリング除去した2次データを作成する必要がない。
したがって、樹木相当データをフィルタリングする過程で地盤変状を評価することができるため、従来よりも迅速にアウトプットすることができる。
(4)請求項2及び請求項3に記載された発明も前記(1)~(3)と同様な効果が得られるとともに、樹木の傾きや配列を単位面積あたりの統計処理で評価することにより、専門技術者による判読を必要とせずに迅速かつ客観的に地盤変状の評価を行うことができる。
(5)また、樹木の傾きや座標を面的に把握し、定期的に計測・比較することで従来測定器を設置した箇所しか評価できなかった斜面の状況を面的に評価することができる。
(6)請求項4に記載された発明も前記(1)~(5)と同様な効果が得られるとともに、樹種・樹高・測量時の風向風速をパラメーターとして風による頂点のずれ幅を想定し、風による測定誤差を排除して評価することができる。
したがって、より精度の高い地盤変状評価を行うことができる。
(7)請求項5に記載された発明も前記(1)~(6)と同様な効果が得られるとともに、複数回の測量では、変化を把握できるので、変化が活発な箇所の抽出ができる。
また、複数回の測量を行い、その都度形質評価を行うことで解析結果を時系列的に整理することができる。
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
(1) In the invention described in claim 1, _Hlk125105216, in order to measure the trees growing on the ground to be surveyed, minute ground displacements in millimeters are measured for trees of several centimeters to several tens of centimeters that greatly exceed the measurement error. By grasping it as a state or change, it is possible to quickly output information on the presence or absence of ground deformation_Hlk125105216.
(2) In addition, since it is possible to capture the ground deformation or dynamics as the state or change of trees, even if signs of deformation are recognized, full-scale dynamic observation cannot be performed due to the distance from the security property. It is also possible to monitor ground that is
(3) In order to capture changes in trees and evaluate ground deformation, create secondary data by filtering out the survey point cloud data corresponding to trees, which is used to extract the ground surface shape in normal aviation LP. you don't have to.
Therefore, ground deformation can be evaluated in the process of filtering the tree-equivalent data, so the data can be output more quickly than before.
(4) The inventions described in claims 2 and 3 can also obtain the same effects as the above (1) to (3), and by evaluating the inclination and arrangement of trees by statistical processing per unit area , it is possible to quickly and objectively evaluate ground deformation without the need for interpretation by expert engineers.
(5) In addition, by grasping the slopes and coordinates of trees planarly and periodically measuring and comparing them, it is possible to planarly evaluate the condition of slopes, which could only be evaluated at locations where conventional measuring instruments were installed. .
(6) The invention described in claim 4 has the same effect as the above (1) to (5), and assumes the deviation width of the apex due to the wind using the tree species, tree height, and wind direction and wind speed at the time of survey as parameters. , can be evaluated by excluding measurement errors due to wind.
Therefore, ground deformation evaluation can be performed with higher accuracy.
(7) The invention described in claim 5 has the same effect as the above (1) to (6), and changes can be grasped by surveying multiple times, so it is possible to extract places where changes are active. .
In addition, it is possible to organize the analysis results in chronological order by performing surveying multiple times and evaluating traits each time.

図1乃至図5は本発明の第1の実施形態を示す模式図である。
図6乃至図11は本発明の第2の実施形態を示す模式図である。
第1実施形態の地盤変状評価方法の工程図。 レーザー測量工程の模式図。 調査対象地盤の動態観測の着目点を示す模式図。 地盤の傾きと樹木の傾きを示した模式図。 地盤変状(地すべり)と樹木の傾き・座標の変化を示した模式図。 第2実施形態の地盤変状評価方法の工程図。 樹木が傾きによる単位面積あたりの樹木の配列の乱れを示した模式図。 単位面積あたりの樹木の座標の変化想定図。 単位面積あたりの樹木の座標の変化の統計を示す表。 傾いた樹木のLPデータを平面へ投影した場合の模式図。 直立した樹木群と傾きが乱れた樹木群の測量点群を示す模式図。
1 to 5 are schematic diagrams showing the first embodiment of the present invention.
6 to 11 are schematic diagrams showing a second embodiment of the present invention.
Process drawing of the ground deformation evaluation method of 1st Embodiment. Schematic diagram of the laser survey process. Schematic diagram showing the focal point of dynamic observation of the surveyed ground. A schematic diagram showing the inclination of the ground and the inclination of trees. Schematic diagram showing ground deformation (landslide) and changes in tree inclination and coordinates. Process drawing of the ground deformation evaluation method of 2nd Embodiment. Schematic diagram showing the disorder of the arrangement of trees per unit area due to the inclination of the trees. Schematic illustration of changes in tree coordinates per unit area. Table showing statistics of changes in tree coordinates per unit area. Schematic diagram of the LP data of a tilted tree projected onto a plane. Schematic diagram showing survey point clouds of upright trees and slanted trees.

以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail by means of embodiments for carrying out the present invention shown in the drawings.

図1乃至図5に示す本発明を実施するための第1の形態において、1は調査対象地盤をレーザー測量(LP)を行い、調査対象地盤の形質を評価することができる地盤変状評価方法である。 In the first embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 5, 1 is a ground deformation evaluation method that can evaluate the characteristics of the surveyed ground by performing laser surveying (LP) on the surveyed ground. is.

この地盤変状評価方法1は、図1に示すように、任意の位置から地盤及び植生をレーザー測量で測量するレーザー測量工程2と、該レーザー測量工程2で測量された測量結果から地形の形質を評価する形質評価工程3とで構成されている。 This ground deformation evaluation method 1, as shown in FIG. It is composed of a trait evaluation step 3 for evaluating.

レーザー測量工程2では、無人航空機4(ドローン)を用いて低空から調査対象地盤5に生える樹木6について測量を行う。このとき、樹木6だけではなく調査対象地盤5についてもあわせて測量を行うことができる。 In the laser surveying process 2, a tree 6 growing on the survey target ground 5 is surveyed from a low altitude using an unmanned aerial vehicle 4 (drone). At this time, not only the trees 6 but also the surveyed ground 5 can be surveyed.

従来の有人航空機を用いたレーザー測量では、高い高度からの測量となるため樹幹形状の把握について精度が低かったが、近年の無人航空機4を用いたレーザー測量では低空から測量が可能であるため、精度の高い樹幹形状の把握が可能となっている。 In conventional laser surveying using manned aircraft, the accuracy of grasping the tree trunk shape was low because it was surveying from a high altitude. It is possible to grasp the tree trunk shape with high accuracy.

具体的には、図2に示すように、調査対象地盤5と樹木6の両方を測量するためにレーザー測距儀7を搭載した無人航空機4を用いて空中からのレーザー測量が適しており、特に樹木6の樹幹などを詳細に測量するためには低空から低角度で測距レーザーを射出することが可能な無人航空機4を用いて測量することが適している。 Specifically, as shown in FIG. 2, an aerial laser survey using an unmanned aerial vehicle 4 equipped with a laser rangefinder 7 is suitable for surveying both the ground 5 to be surveyed and the trees 6. In particular, in order to survey the trunk of the tree 6 in detail, it is suitable to survey using the unmanned aerial vehicle 4 capable of emitting a range-finding laser at a low angle from a low altitude.

このレーザー測量工程2は、調査対象地盤5等に対して複数回定期的に行われることが望ましい。そのような場合には、変化の活発な場所が発見でき、地すべり等が発生することを予測することができ、その都度形質評価工程3を行うことで解析結果を時系列的に整理することができる。 It is desirable that the laser surveying process 2 be periodically performed a plurality of times on the surveyed ground 5 and the like. In such a case, it is possible to find places where changes are active and predict the occurrence of landslides, etc., and to organize the analysis results in chronological order by performing the trait evaluation step 3 each time. can.

また、このレーザー測量工程2は、1回の測量でも、樹木6の状態、例えば、樹木6が大きく傾いている箇所は危険な可能性が高いと評価することができ、1回の測量であっても、地盤変状について一定の評価をすることができる。 In addition, this laser surveying process 2 can evaluate the state of the tree 6, for example, a location where the tree 6 is greatly tilted, as having a high possibility of being dangerous, even in a single survey. However, it is possible to make a certain evaluation of ground deformation.

無人航空機4を用いた測量の場合には、定期的または特定座標にてホバリングを行い、測量時の現地の風速を測定することにより取得結果の誤差や信頼度を評価に役立てることができる。 In the case of surveying using the unmanned aerial vehicle 4, by hovering periodically or at specific coordinates and measuring the wind speed at the site during surveying, the error and reliability of the obtained results can be used for evaluation.

飛行ルートは樹木を欠損なく測定できるように設定する必要があるが、XYZ座標を明確にするためにも、固定点となる構造物や、座標が明確な基準点などを含めたルートとすることが肝要である。また、GPS等を用いて測量を行うことが望ましい。 It is necessary to set the flight route so that trees can be measured without loss, but in order to clarify the XYZ coordinates, the route should include structures that will be fixed points and reference points with clear coordinates. is essential. In addition, it is desirable to conduct surveying using GPS or the like.

なお、レーザー測量工程2は、無人航空機4を用いずに行うものであってもよい。
図3は斜面(調査対象地盤5)についてレーザー測量を実施して樹木の状態を表したものである。斜面変状が顕著に認められる斜面では、一般に地表面伸縮計、孔内傾斜計、地盤傾斜計などの地すべり動態観測装置を斜面に設置して、地盤変状の挙動についてモニタリングする手法が用いられる。
Note that the laser surveying process 2 may be performed without using the unmanned aerial vehicle 4 .
FIG. 3 shows the state of the trees on the slope (ground 5 to be surveyed) obtained by laser surveying. On slopes where significant slope deformation is observed, a method is generally used to monitor the behavior of ground deformation by installing landslide dynamics observation devices such as ground surface extensometers, borehole inclinometers, and ground tiltmeters on the slopes. .

ここで調査対象地盤5とは、樹木6が生えている斜面が含まれるものである。例えば、土砂崩れや地すべり等が発生しそうな山の斜面等が含まれる。 Here, the survey target ground 5 includes a slope on which trees 6 grow. For example, it includes mountain slopes where landslides and landslides are likely to occur.

しかし、これらの動態観測装置を用いたモニタリングは、装置設置の初期コストが大きいことなどから設置される箇所が限定されることが多く、軽微な変状の場合は装置を設置せずに目視点検で代替すること多い。これに対し、本発明では、図3で示したような断面が得られるLPを用いれば、樹木の樹芯間隔(TD1~TD5)または樹根間隔(SD1~SD5)を計測することで地表面伸縮計の代替とし、樹芯の傾きを測定することで地盤傾斜計の代替として断面に示される斜面の安定状況について評価することができる。地表に装置を設置する必要がないため、指定したルートで複数回航空測量することで時系列的に地盤変状の進行を評価することができる。 However, monitoring using these dynamic observation devices is often limited to places where they can be installed due to the high initial cost of installing the devices. often replaced with On the other hand, in the present invention, if the LP that can obtain the cross section as shown in FIG. 3 is used, the ground surface By measuring the inclination of the tree core as an alternative to the extensometer, it is possible to evaluate the stability of the slope shown in the cross section as an alternative to the ground inclinometer. Since there is no need to install equipment on the ground surface, it is possible to evaluate the progress of ground deformation in a chronological order by performing multiple aerial surveys along a specified route.

解析にあたっては、設定した位置情報に基づき航空測量を実施した後、断面上の各樹木について測量毎に対比を行う。斜面変状の活動が活発になった場合には、前回測量時と樹木の座標が大きくずれて対比が困難になる場合には地表面に目印となる杭や箱などを設置することで対比作業を容易にすることができる。 In the analysis, after carrying out an aerial survey based on the set position information, each tree on the cross section is compared for each survey. If the activity of slope deformation becomes active, if the coordinates of the trees are greatly different from the previous survey and it becomes difficult to compare, it is necessary to set up markers such as piles and boxes on the ground surface for comparison. can be facilitated.

形質評価工程3では、このレーザー測量工程2で測量され、解析された樹木6の状態又は変化から調査対象地盤4の形質の評価を行う工程である。 The trait evaluation step 3 is a step of evaluating the traits of the investigation target ground 4 based on the state or change of the trees 6 surveyed and analyzed in the laser surveying step 2 .

例えば、図4に示すように、_Hlk125104777樹高が10mの樹木6の場合、地盤が1°傾斜すると、その樹芯頂点は約17cm以上の変位が発生するため、地盤の変状よりも顕著に影響が現れ_Hlk125104777る。また、斜面崩壊で倒木が発生した場合には、所定の範囲の樹木6個体の座標や樹高(幾何学的特徴)、樹木6本数の減少、樹木6の配列(樹木配列の幾何学的特徴)が乱れる等の変化が現れる。 For example, as shown in Fig. 4, in the case of a _Hlk125104777 tree 6 with a height of 10m, if the ground tilts by 1°, the tree core apex will be displaced by about 17cm or more, so the effect will be more pronounced than the deformation of the ground. appears _Hlk125104777. In addition, when a fallen tree occurs due to a slope failure, the coordinates and tree heights of 6 trees (geometric features) in a predetermined range, the decrease in the number of 6 trees, the arrangement of 6 trees (geometric features of the tree arrangement) changes such as disturbances appear.

このように調査対象地盤5自体の変化はわずかなものであっても、その地盤5に生えている樹木6の変化は大きくあらわれるため、樹木6の変化を解析することにより調査対象地盤5の形質の評価を適切に行うことができる。 As described above, even if the change in the surveyed ground 5 itself is slight, the changes in the trees 6 growing on the ground 5 appear greatly. can be appropriately evaluated.

また、樹木6が大きく傾いている箇所は危険な可能性が高いと評価することができ、このように樹木6の状態を解析することでも調査対象地盤5の形質の評価を適切に行うことができる。 In addition, it is possible to evaluate the location where the tree 6 is greatly tilted as having a high possibility of being dangerous, and by analyzing the state of the tree 6 in this way, it is possible to appropriately evaluate the characteristics of the surveyed ground 5. can.

本実施形態では、レーザー測量工程2でレーザー測量を用いて樹木6の傾きや本数、樹木6の配列(樹木配列の幾何学的特徴)、樹木6個体の座標や樹高(幾何学的特徴)地盤の安定状況(形質)を評価するが、樹木6の傾き計測に懸念される風の影響については、風速情報と併せて樹種・樹高・測量時の風向風速をパラメーターとして風による頂点のずれ幅を想定し、取得データを整理することにより誤差範囲、信頼度などを評価することができる。 In this embodiment, laser surveying is used in the laser surveying step 2 to determine the inclination and number of trees 6, the arrangement of trees 6 (geometric features of the tree arrangement), the coordinates and heights of 6 trees (geometric features), and the ground. However, regarding the influence of the wind, which is a concern for the measurement of the inclination of the tree 6, the deviation width of the vertex due to the wind is calculated using the wind speed information, the tree species, the height of the tree, and the wind speed and direction at the time of survey as parameters. It is possible to evaluate the error range, reliability, etc. by making assumptions and organizing the acquired data.

図5に示す形態は本発明が把握目標とする災害時の樹木6の傾きを示した模式図である。図の左側には、災害発生前に直立した樹木6の配列を示している。この斜面5に地すべりに代表される地盤変状が発生した場合の状態を図の右側に示している。図5に示すように、地すべり地では、地すべりの上端部分では樹木6が斜面5上側に向かって傾くことが多く、地すべりの下端側では樹木6が斜面5下側に向かって傾くことが多い。 The form shown in FIG. 5 is a schematic diagram showing the inclination of the tree 6 at the time of a disaster, which is the grasping target of the present invention. The left side of the figure shows the arrangement of upright trees 6 before the occurrence of the disaster. The right side of the figure shows a state in which a ground deformation represented by a landslide occurs on the slope 5 . As shown in FIG. 5, at the landslide site, trees 6 often tilt upward on the slope 5 at the top of the landslide, and trees 6 tilt downward on the slope 5 at the bottom of the landslide.

無人航空機4を用いた空中写真では、樹木6を詳細に撮影することができるものの、光学レンズの特性状傾きを正確に把握することができない。それに対し、レーザー測量は樹木6の傾きを正確に把握し、さらに地盤の形状まで把握することが可能であるため、調査対象地盤5の地すべりや斜面崩壊の位置や規模を正確に把握することができる。本発明では、この樹木6の傾きと地盤変状の関係に着目し、樹木6の頂点座標並びに樹木6の傾きを抽出し、調査対象地盤5の地盤変状の位置や範囲を想定することができる。 In an aerial photograph using the unmanned aerial vehicle 4, although the tree 6 can be photographed in detail, the characteristic tilt of the optical lens cannot be accurately grasped. On the other hand, laser surveying can accurately grasp the inclination of trees 6 and even the shape of the ground. can. In the present invention, focusing on the relationship between the inclination of the tree 6 and the ground deformation, the vertex coordinates of the tree 6 and the inclination of the tree 6 are extracted, and the position and range of the ground deformation of the surveyed ground 5 can be assumed. can.

[発明を実施するための異なる形態]
次に、図6乃至図11に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第1の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
[Different Modes for Carrying Out the Invention]
Next, different modes for carrying out the invention shown in FIGS. 6 to 11 will be described. In describing these different modes for carrying out the present invention, the same components as those in the first mode for carrying out the present invention are denoted by the same reference numerals, and duplicate descriptions are omitted.

図6乃至図11に示す本発明を実施するための第2の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、単位面積あたりの樹木の本数の変化、座標の変化又は傾きの変化等を統計処理し、地盤の変状を評価する形質評価工程3Aにした点で、このような形質評価工程3Aを行う地盤変状評価方法1Aにしても、前記第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。 In the second mode for carrying out the present invention shown in FIGS. 6 to 11, the main differences from the first mode for carrying out the present invention are the change in the number of trees per unit area, the coordinate In that the trait evaluation step 3A for evaluating the ground deformation is performed by statistically processing the change in or the change in inclination, etc., even if the ground deformation evaluation method 1A that performs such a trait evaluation step 3A, the first It is possible to obtain the same effects as those of the embodiment.

本実施形態では単位面積あたりの樹木6の状態又は変化を統計処理することによって形質評価工程3Aを行うもので、例えば、樹木6がある程度規則正しく配列した植林などを災害発生前の状態とした場合、災害発生後の樹木6の頂点座標はその配列は乱れが生じる。 In this embodiment, the trait evaluation step 3A is performed by statistically processing the state or change of the trees 6 per unit area. Arrangement of the vertex coordinates of the tree 6 after the occurrence of the disaster is disturbed.

図7は、地盤変状によって任意の単位面積あたりの樹木6の頂点の配列が乱れる状況を模式的に示したものである。この単位面積あたりの頂点座標の乱れを数値化して統計処理することで、一本一本の樹木を対比させることなく、単位面積あたりの地盤変状の有無を評価することができる。 FIG. 7 schematically shows a situation in which the arrangement of vertices of trees 6 per arbitrary unit area is disturbed due to ground deformation. By quantifying and statistically processing the disturbance of the vertex coordinates per unit area, it is possible to evaluate the presence or absence of ground deformation per unit area without comparing each tree.

また、その他の要素としては、樹木の頂点座標の変化を統計処理することによって形質評価工程3Aを行うこともできる。例えば、図8は、20m四方の範囲に点在する0~22cm程度の変位を生じた場合のケースa、34cmから4.7m程度の変位を生じた場合のケースbを模式的に示したものであり、図9では、図8に示している初期状態A、変動後のケースa、ケースbそれぞれの場合について、20m四方内の樹木頂点座標の統計結果を表として示しものである。この図9では、単位面積内の樹木頂点座標の合計値や中央値、平均値、標準偏差等々の各解析値はケースaとケースbの違いを顕著に表すことができている。この手法は、広範囲の斜面について、定期的に行う地盤変状の有無確認、豪雨時の道路通行規制解除に係わる斜面点検などに適している。また、大規模斜面災害が発生した場合などに、広範囲の斜面の中から変状発生範囲を迅速に抽出することにも適用できる。 As another element, the trait evaluation step 3A can be performed by statistically processing changes in vertex coordinates of trees. For example, FIG. 8 schematically shows case a when a displacement of about 0 to 22 cm occurs scattered in a 20 m square range, and case b when a displacement of about 34 cm to 4.7 m occurs. FIG. 9 shows a table of the statistical results of the tree vertex coordinates within a 20 m square for each of the initial state A, the post-variation case a, and the case b shown in FIG. In FIG. 9, each analysis value such as the total value, median value, average value, standard deviation, etc. of tree vertex coordinates within a unit area can clearly show the difference between case a and case b. This method is suitable for checking the presence or absence of ground deformation on a wide range of slopes on a regular basis, and slope inspections related to the lifting of road traffic restrictions during heavy rain. It can also be applied to quickly extract a deformation occurrence range from a wide range of slopes when a large-scale slope disaster occurs.

なお、図6乃至図9に示す形質評価工程3Aは、樹木6の頂点を確定しにくい広葉樹などでは、樹木6の頂点でなく樹根の座標を用いることで代用することも可能である。
また、図10は、レーザー測量による樹木測定データを平面に投影した状態の模式図である。投影されたデータは、平面座標データ以外に、高さのデータを持っているため、この樹木6の幹部分の点座標と、樹木6頂点の点座標との差分をとることで、樹木6の傾きと方向を求めることができる。
6 to 9 can be substituted by using the coordinates of the root of the tree 6 instead of the apex of the tree 6 for broad-leaved trees in which the apex of the tree 6 is difficult to determine.
FIG. 10 is a schematic diagram of a state in which tree measurement data obtained by laser surveying is projected onto a plane. Since the projected data has height data in addition to plane coordinate data, the difference between the point coordinates of the trunk portion of the tree 6 and the point coordinates of the vertices of the tree 6 is obtained. You can find the slope and direction.

図11は、単位面積での樹木6の傾きを平面投影した模式図である。従来のレーザー測量では、この平面投影した点座標はノイズとして除去されるものであるが、本発明ではこの平面投影された点を整理し、図7乃至図9で示したように、この樹木の傾きについても単位面積あたり傾き分布について統計処理を行うことで、その範囲の地盤変状を評価する指標となる。 FIG. 11 is a schematic diagram of a plane projection of the inclination of the tree 6 per unit area. In conventional laser surveying, the plane-projected point coordinates are removed as noise, but in the present invention, the plane-projected points are sorted out, and as shown in FIGS. By statistically processing the slope distribution per unit area, the slope becomes an index for evaluating the ground deformation in that range.

樹木が傾いている地域は地盤変状が発生している可能性が高いため、災害発生前のデータが無い場合でも、傾いた樹木が多い範囲を絞り込むことで地盤変状発生の可能性が高い地域として抽出することが可能である。この手法は、大規模斜面災害が発生した場合などに、既往調査データが無い広範囲の斜面の中から変状発生可能性範囲を迅速に抽出することに適している。 Since there is a high possibility that ground deformation has occurred in areas where trees are tilted, even if there is no data from before the disaster occurred, narrowing down the area with many tilted trees will increase the possibility of ground deformation. It is possible to extract as a region. This method is suitable for quickly extracting the possibility of deformation from a wide range of slopes for which there is no past survey data, such as when a large-scale slope disaster occurs.

なお、本発明の地盤変状評価方法は、保安物件への被害が切迫していないが目視点検の対象となっている斜面や、災害発生後の斜面に伸縮計や地盤傾斜計等を設置するまでの事前調査などに適用できる。 In the ground deformation evaluation method of the present invention, extensometers, ground inclinometers, etc. are installed on slopes that are subject to visual inspection even if damage to protected properties is not imminent, or on slopes after a disaster has occurred. It can be applied to preliminary surveys up to

また、本発明の実施形態では、航空機(特に無人航空機)を用いてレーザー測量工程を行うものについて説明したが、樹木の変化を測量できるものであればよく、所定の地点を定めて通常のレーザー測量を行ってもよい。 Further, in the embodiment of the present invention, an aircraft (especially an unmanned aircraft) is used to perform the laser survey process, but any device that can survey changes in trees may be used. You can take a survey.

本発明は斜面等の地盤の形質の変化等、地盤変状の有無を評価する産業で利用される。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is used in industries that evaluate the presence or absence of ground deformation such as changes in ground characteristics such as slopes.

1、1A:地盤変状評価方法、
2:レーザー測量工程、 3、3A:形質評価工程、
4:無人航空機、 5:調査対象地盤、
6:樹木、 7:レーザー測距儀。
1, 1A: ground deformation evaluation method,
2: laser surveying process, 3, 3A: trait evaluation process,
4: unmanned aerial vehicle, 5: survey ground,
6: trees, 7: laser rangefinder.

Claims (5)

調査対象地盤に生える樹木をレーザー測量で測量するレーザー測量工程と、該レーザー測量工程で測量された測量結果から地盤の変状を評価する形質評価工程とで構成され、
前記レーザー測量工程では少なくとも前記樹木の頂点座標を取得するものであり、
前記形質評価工程は、前記樹木の頂点座標を含む前記樹木の状態又は変化から前記調査対象地盤の変状又は動態を評価する地盤変状評価方法。
It consists of a laser surveying process of measuring trees growing on the ground to be surveyed by laser surveying, and a trait evaluation process of evaluating ground deformation from the survey results measured in the laser surveying process,
At least the vertex coordinates of the tree are obtained in the laser surveying step,
The property evaluation step is a ground deformation evaluation method for evaluating the deformation or dynamics of the surveyed ground from the state or change of the tree including the vertex coordinates of the tree .
前記形質評価工程は、前記樹木の頂点座標を含む樹木個体の幾何学的特徴、樹木配列の幾何学的特徴、樹木の本数又は樹木の傾きの少なくともいずれかの状態又は変化から前記調査対象地盤の変状又は動態を評価することを特徴とする請求項1に記載の地盤変状評価方法。 In the trait evaluation step, the state or change of at least one of the geometric features of individual trees including the vertex coordinates of the trees, the geometric features of the arrangement of trees, the number of trees, or the inclination of trees is used to evaluate the ground under investigation. The ground deformation evaluation method according to claim 1, wherein deformation or dynamics is evaluated. 前記形質評価工程は、単位面積あたりの樹木の本数の状態又は変化、配列の状態又は変化、前記樹木の頂点座標の状態又は変化又は傾きの状態又は変化の少なくともいずれかを統計処理し、前記調査対象地盤の変状又は動態を評価することを特徴とする請求項1に記載の地盤変状評価方法。 The trait evaluation step statistically processes at least one of the state or change in the number of trees per unit area, the state or change in arrangement, the state or change in vertex coordinates or the state or change in inclination of the trees , and performs the survey. 2. The ground deformation evaluation method according to claim 1, wherein the deformation or dynamics of the target ground is evaluated. 前記形質評価工程において、樹木の傾きについて評価する際には風の影響を想定して評価することを特徴とする請求項2又は請求項3のいずれかに記載の地盤変状評価方法。 4. The ground deformation evaluation method according to claim 2 or 3, wherein, in said character evaluation step, the inclination of a tree is evaluated by assuming the influence of wind. 前記レーザー測量工程は、調査対象地盤に生える樹木を複数回レーザー測量するとともに、前記形質評価工程は、前記樹木の変化から前記調査対象地盤の変状を評価することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の地盤変状評価方法。 1 to 4, wherein the laser surveying step performs laser surveying of trees growing on the investigation ground a plurality of times, and the character evaluation step evaluates the deformation of the investigation ground from changes in the trees. The ground deformation evaluation method according to claim 4.
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