防災技術株式会社

写真測量技術を用いた地質情報の三次元映像化

写真測量の原理

立体写真測量の基本は立体視です。

立体視画像

  • 左右アンモナイトをそれぞれの目で見る(平行法・交差法)
  • 人間は頭の中で、左右写真から立体像をつくることができます
  • ‘測量’と名が付いている通り、精度良くつくるのが写真測量です

立体視ができない方のために、赤青眼鏡用アナグリフ画像もあります。

赤青眼鏡用アナグリフ画像

写真測量の原理

写真測量図化機の変遷

写真測量図化機の変遷

川惣電機工業株式会社ステレオアイV3

  • 機能
    • 近接写真(顕微鏡写真)?空中写真,地上写真,斜め写真,収斂写真に対応
    • 自動的に3次元表現モデル・等高線・断面などを作成
    • DTM上でテクスチャーマッピング可能
  • 精度

    ステレオアイV3精度

実例

アンモナイトのDTM化

左右カメラの撮影位置と方向を求める(相対標定)ため、左右写真で6点以上の同定が必要です。

標定

立体視表示

三次元表示

供試体スケールの例

  • 一軸引張破断面
    供試体は径30mm、長さ60mm
  • 花崗岩の丁場で採取された試料は,面の方向によって粗さが違うことを確認する

    供試体

  • 供試体径30mm、破断面高さ10mm以内

    標定

  • カメラ設定
    • 焦点距離(f)=51mm
    • CCDサイズ 2/3インチ(500万画素)
    • 供試体までの距離(H)=400mm
    • 左右カメラの距離(B)=120mm
  • 精度
    • δxy=H/f×δCCD=0.03 mm
    • δz= δxy ×H/B=0.09 mm → Z方向の精度やや落ちるのが特徴
    • 外部標定時(バンドル計算)のRMS 0.13 mm

    TIN

露頭スケールの例 処分場斜面のDTM化

  • 露頭 150×50×50 m

    標定

  • 外部標定のための標定点を設置

    標定点

  • カメラ設定
    • 焦点距離(f)=28mm
    • CCDサイズ 24mm(600万画素)
    • 供試体までの距離(H)=100m
    • 左右カメラの距離(B)=20m
  • 精度
    • σxy = 0.07 m,σz = 0.9 m
    • RMS=0.15m

    TIN

  • 三次元地形面上で割れ目を判読

    三次元地形面上で割れ目を判読

もう少し大きな露頭スケール 白山別当谷側壁

  • 白山別当谷側壁の地質構造解析
  • 露頭は幅400m,高さ200m,奥行150m
  • 甚之助谷地すべりの構造解析が目的

    白山別当谷側壁

  • 白山別当谷側壁(400×200×150m)
  • カメラ設定
    • 焦点距離(f)=20&24mm
    • CCDサイズ 2/3インチ(500万画素)
    • H=1100m、B=300m(収斂写真)
  • 撮影条件による分解能
    • σxy = 0.19 m,σz = 0.7 mm
    • RMS=5.7 m→コントロールポイントは縮尺1/2,000地形図から抽出

    TIN

    立体写真から地形判読

(藤井・堀,2003、地すべり学会誌)

空中写真の例

  • 石川県白山別当谷地すべり
  • 写真縮尺1/8,000(範囲1,600×1,600 m)
  • 標高1,600〜1,800 m
  • 地すべり移動体分布の詳細な把握

    空中写真

甚之助谷地すべり体のDTM

  • カメラ設定
    • 焦点距離(f)=150mm
    • 写真サイズ210mm
    • H=1200m、B=500m
    • 撮影縮尺1/8,000
  • 撮影条件による分解能
    • σxy = 0.3 m,σz = 0.8 m(δccd=0.042は画像の読み込み解像度による)
    • RMS =4m(レンズキャリブレーション無し)→航空写真用カメラは30μm以内の精度で設計されている.1/10,000の写真で300mm程度.
  • コントロールポイント
    • 縮尺1/2,000地形図から抽出

    甚之助谷地すべり

遺跡などへの適用例

遺稿および敷石配置記録図(ラジコンヘリによる空中写真、1/20)

広島原爆ドーム