こんにちは、セキドの大岡です。
今回は、DJI社による全長5kmに渡る河川3Dモデリングの事例を、翻訳再構成してご紹介いたします。

ドローンによる3Dモデリングが行われた
マーリン川とは？

マーリン川は、江蘇省宿遷市の旧市街にある生活に重要な排水路です。1974年に手作業で掘削され、全長は5.2 km、集水域は11.6km²で、人口は138,500人です。

古くから川の水質は黒くて臭い状態で、周辺住民の日常生活に深刻な影響を与えており、宿遷の「龍頭溝」と呼ばれていました。宿遷市は市民の呼びかけに積極的に対応し、「マーリン川水環境総合改善実施計画」を策定し、マーリン川水環境総合改善事業に着手しました。
今日現在、マーリン川は新しい生活の到来を告げ、過去の「汚くて臭い」の同義語から、都市と水が調和し人間と水が調和する「生態学的な河川、景観、南北回廊」になりました。河川沿いは緑が多く景色も綺麗です。

環境改善実施前

環境改善実施後

そのようなマーリン川の環境について、先日 Suqian Water Conservancy Bureau社 からの委託を受けた、DJIのアプリケーションパートナー Nanjing Yunguan社 が実施した、ドローンによるマーリン川の河口から5kmまでの3Dモデリングの結果をご紹介いたします。

都市部での作業の難しさ、
プロジェクト期限への対応

ミッションが始まる前に、撮影チームはプロジェクトのいくつかの課題に気づきました。

1. テストエリアは旧市街にあり、建物が点在し密集しているため、飛行の安全に
常に注意を払う必要がある。

2. 建物の高さが異なるため、飛行ルートの高度への影響があり、オーバーラップなど
間接的な影響もある。ストリップの測定領域が長くなり、ルートの計画が複雑になる。

3. 撮影は10日の建設期間内に完了する必要があり、従来の測定方法では要件を
満たすことができない。
セスナなど固定翼機での航空測量は低高度で飛行できず、都市部での飛行は危険。

複数のソリューションを比較した後、チームは DJI Phantom 4 RTK を撮影に使用することを選択しました。センチメートルレベルの精度を誇るRTKシステムと、専門的なルート計画アプリケーションのおかげで、Phantom 4 RTK は都市部などの複雑な航空測量に適用できます。
一方、DJI Terra は、Phantom 4 RTK が空中三角測量行った高解像度画像データを使用して、高精度の3Dモデルを生成する事ができます。

ワンストップワークフロー

事前調査では、5kmの川沿いの周囲の建物の高さを調査し、高層階をマークしたルートを計画しました。Phantom 4 RTK では、さまざまな飛行高度を柔軟に設定できるため、今回は飛行高度73メートル、GSD（地上解像度）が2cmの低層エリアと、飛行高度が108メートル、GSDが3cmの高層エリアを飛行するように設定しました。
3Dモデリングの精度を維持する為、ラップ率は同じです。側面のラップ率は70％で、進行方向のラップ率は80％です。

Phantom 4 RTK によって収集されたデータは、KMLファイルのインポートをサポートします。ルート計画アプリケーションでKML形式の調査エリア範囲ラインを直接インポートして、ユーザーがインテリジェントにルートを制御、PHANTOM 4 RTKのデータ収集を計画することが可能です。

調査地域マップ

2人のフィールドパイロットが同時に作業を行い、フィールド作業時間は1日7時間です。日照条件により、現地作業時間は午前9時から午後4時までで行います。フィールドでの作業が終了すると、写真を収集し解析作業の為にデータを送ります。
実際の撮影には合計3日かかり、合計72回のフライトと22,744枚の写真を撮影しました。

オフィススタッフは、DJI Terra を使用して空中測量の3次元化処理を行い、点群データを用いて、再構成処理を実行して3Dモデリング結果を出力します。
データ結果は合計18.3Gです。

ワークフローシート

※コンピュータ構成：i7プロセッサ/ 64Gメモリ/ 2080グラフィックカード

効率改善のポイントは、
撮影画像の統合と自動化、高性能化

厳しいスケジュールとコストの条件下で、プロジェクト全体は屋内外の作業合わせて合計7日以内に完了しました。これは、予定されたスケジュールより3日早い完了でした。
プロジェクトのリードタイムと労働効率の改善には、次の2つのポイントがありました。

1. ドローンによる空中写真測量の実施

このプロジェクトは、測量とマッピングに Phantom 4 RTK を使用し、地上での手動制御ポイントのプロセスを排除、最終結果の精度を確保して、フィールドでの作業負荷を大幅に削減しました。

2. フライト・撮影の自動化と処理速度の向上

Phantom 4 RTK は自動離陸を実行し、ルートタスクを自動的に実行、DJI Terraは余分な手動操作なしで自動的に処理できます。DJI Terraには優れた処理能力があり、最新バージョンでは、1GBのメモリで約400枚の写真を処理できます。これは、旧バージョンの4倍の効率です。このプロジェクトでは、DJI Terraは4日間で20,000枚以上の写真を処理するコンピューターのみを必要とするため、データ処理の効率を大幅に向上させ、コンピューターハードウェアコストへの投資を削減できます。プロジェクトチームにとっても緊急事態に対応する時間を増やす事が可能になります。

作成されたマーリン川の3Dモデル

マーリン川の河川管理は、河川の総合的な改善に加えて、川沿いの緑化とウォーターフロント空間の全体的な再計画です。ウォーターパークや東莞口歴史文化公園などのいくつかの主要なプロジェクトが実施され、合計145,000平方メートルの緑地の追加よって、河川管理機能と景観の一体性を実現します。

DJIマップの実際の3Dモデリングの結果から、通り沿いのきれいな店、川沿いに植えられた木々、新しい橋、川沿いの公園、その他の公共施設を視覚的にはっきり見ることができます。

澄んだ水、緑の川岸、および公道では、Phantom 4 RTK と DJI Terra のサポートにより完成後の毎日のメンテナンス管理が支援され、より多くの都市に再開発体験を紹介するため、河川再開発の結果が鮮明かつ立体的に記録されています。

DJIインダストリアルチームはパートナーと協力して、「水質汚染防止行動計画」で定められた目標とタスク、および国家生態環境保護会議の要件を達成しました。そしてこれからも汚染防止と持続可能な開発に取り組み、科学技術の力を利用して、きれいな水と緑の風景を保護します。

出典：https://mp.weixin.qq.com/s/gUYTJJ3XciYeewMI4PiQ9g

本記事はDJI社による国外事例をセキドにより翻訳再構成し掲載しています。
機体・ソフトウェア仕様や法令などは海外（中国）のものとなり、日本国内適用についてはセキドまでお問い合わせください。

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