(57)【要約】【課題】現況に沿った真の計画図を精度よく作成することができ、現況図の作成に熟練を要することなく、作業時間を大幅に短縮することができる測量方法を提供する。【解決手段】測量方法は、ＧＰＳ機能を用いて正確な座標を取得し、該正確な座標に３Ｄスキャナを設置して該３Ｄスキャナにより現場の実際の表面形状を取得し、３Ｄ画像データからなる現況図を作成する現況図作成工程と、現場における所望の表面形状が記載された３Ｄ画像データからなる計画図を作成する計画図作成工程と、現況図と計画図を比較して所望の表面形状の修正を行った３Ｄ画像データからなる真の計画図を作成する真の計画図作成工程とを備えている。【選択図】        図１
2020030152.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳ機能を用いて正確な座標を取得し、該正確な座標に３Ｄスキャナを設置して該３Ｄスキャナにより現場の実際の表面形状を取得し、３Ｄ画像データからなる現況図を作成する現況図作成工程と、
前記現場における所望の表面形状が記載された３Ｄ画像データからなる計画図を作成する計画図作成工程と、
前記現況図と前記計画図を比較して前記所望の表面形状の修正を行った３Ｄ画像データからなる真の計画図を作成する真の計画図作成工程とを備えたことを特徴とする測量方法。
【請求項２】
前記計画図作成工程にて、前記所望の表面形状は前記現況図とは異なる２Ｄ図面又は２Ｄ画像データからなる計画元図に記載されていることを特徴とする請求項１に記載の測量方法。
【請求項３】
前記真の計画図作成工程にて、前記真の計画図に前記現場に配置されるべき構造物のデータを格納し、
前記真の計画図作成工程の後、前記構造物のデータを含む前記真の計画図が視認できるヘッドマウントディスプレイを装着して前記構造物設置のための位置を特定する位置出し工程をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の測量方法。
【請求項４】
前記真の計画図作成工程にて、前記計画図での前記所望の表面形状の高さと前記現況図での前記実際の表面形状の高さを比較し、前記実際の表面形状の高さが高い場合には前記所望の表面形状の高さが高くなるように修正し、前記実際の表面形状の高さが低い場合には前記所望の表面形状の高さが低くなるように修正することを特徴とする請求項１に記載の測量方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＰＳ機能及び３次元化された図面を用いた測量方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現場にて構造物等を建設したり、設備を設置したりする際、まずは施工されるべき土地の現状を把握する必要がある。そのために現場の状況を正確に示すための現況図を作成している。そして、これとは別に構造物等や道路等の設備をどのように配置するかを描いた計画図も作成されている。これらを比較して施工（工事）のための真の計画図が作成される。現場ではこの真の計画図を元に測量（位置出し）を行い、建設や設置の基準となる箇所を特定している。
【０００３】
現況図を作成する際は、ＸＹの座標を取得するためにトータルステーションと称される機械を用い、Ｚ座標に関しては別の測量レベルと称される機械を用いて取得していた。そしてこれらを元に２次元からなる図面（２Ｄ図面）を作成し、現況図としていた。
【０００４】
一方で計画図は２Ｄ図面にて作成され、現場に対して大雑把な構造物等の配置が描かれ、その他の情報は仕様書にあるような文字情報が主として添えられていた。
【０００５】
そして真の計画図の作成では上記現況図と計画図を元に現場の横断面図と縦断面図を作成し、測量の計算方法として公知の平均断面法や点高法によって、現場の座標や標高を計算により求めていた。
【０００６】
上記の現況図作成にて、トータルステーションや測量レベルを用いるＸＹＺ座標の取得の他に、ＧＰＳ等のＧＮＳＳ測量機や移動計測車両を用いたオルソ画像を用いて座標を取得し、計画図と比較する方法も知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１７−６８２１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の測量方法では、２Ｄ図面での現況図と計画図の比較を行っているので、特に高さ（標高）に関するＺ座標については計算により取得するしかなく、施工工程に入ってから盛り土や切り土等の高さ方向の修正を行わなくてはならないことが多く、測量方法として効率が悪いものであった。また現況図の作成には熟練を要し、正確な現況を知ることは困難であった。さらに、真の計画図作成までの時間を多く要していたため、納期の面でも問題があった。
【０００９】
本発明は、上記従来技術を考慮したものであり、現況に沿った真の計画図を精度よく作成することができ、現況図の作成に熟練を要することなく、作業時間を大幅に短縮することができる測量方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明では、ＧＰＳ機能を用いて正確な座標を取得し、該正確な座標に３Ｄスキャナを設置して該３Ｄスキャナにより現場の実際の表面形状を取得し、３Ｄ画像データからなる現況図を作成する現況図作成工程と、前記現場における所望の表面形状が記載された３Ｄ画像データからなる計画図を作成する計画図作成工程と、前記現況図と前記計画図を比較して前記所望の表面形状の修正を行った３Ｄ画像データからなる真の計画図を作成する真の計画図作成工程とを備えたことを特徴とする測量方法を提供する。
【００１１】
好ましくは、前記計画図作成工程にて、前記所望の表面形状は前記現況図とは異なる２Ｄ図面又は２Ｄ画像データからなる計画元図に記載されている。
【００１２】
好ましくは、前記真の計画図作成工程にて、前記真の計画図に前記現場に配置されるべき構造物のデータを格納し、前記真の計画図作成工程の後、前記構造物のデータを含む前記真の計画図が視認できるヘッドマウントディスプレイを装着して前記構造物設置のための位置を特定する位置出し工程をさらに備えている。
【００１３】
好ましくは、前記真の計画図作成工程にて、前記計画図での前記所望の表面形状の高さと前記現況図での前記実際の表面形状の高さを比較し、前記実際の表面形状の高さが高い場合には前記所望の表面形状の高さが高くなるように修正し、前記実際の表面形状の高さが低い場合には前記所望の表面形状の高さが低くなるように修正する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、現況図及び計画図がともに３Ｄ画像データにて作成されるので、これらを真の計画図作成工程にて比較する際に容易に重ね合わせることができる。このため、瞬時に例えば現場の土量や高低差の異なりを把握することができ、さらにはニーズによって施工手順の把握をすることもできる。このことは作業時間の大幅な短縮につながる。一方、土量の異なりについて把握することは、その後の土量計算の際に有効に利用することができる。また、現況図作成工程では、３Ｄスキャナの設置箇所に対して予めＧＰＳ機能を用いて正確な座標を取得しておくので、現場の現況を高精度に取得できる。したがって、現況に沿った真の計画図を精度よく作成することができ、現況図の作成に熟練を要することはない。
【００１５】
また、計画図作成工程にて、現況図とは異なる２Ｄ図面又は２Ｄ画像データから３Ｄ画像データからなる計画図を作成すれば、現況図作成工程と計画図作成工程とを並行して行うことができる。
【００１６】
また、位置出し工程にて真の計画図がヘッドマウントディスプレイに映し出されることで、ＧＰＳによる正確な座標データを瞬時に取得できるとともに、将来建設されるべき構造物のイメージを把握することができるので、構造物を建設する起点となるポイントを容易に認識でき、施行のための正確な測量を行うことができる。このため、起点となる座標の位置出しに際して別途測量を専門とする業者に依頼する手間を省くことができる。
【００１７】
また、真の計画図作成工程にて現場の表面高さを比較することで、その場にある土砂を有効に利用できるように計画図を修正することができる。このことは、特に土砂の運搬や切削等の作業を低減させることにつながり、作業性の向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る測量方法のフローチャートである。
【図２】現況図、計画図、真の計画図を示す概略斜視図である。
【図３】計画図の概略断面図である。
【図４】真の計画図の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に示すように、本発明に係る測量方法では、まず現況図作成工程が行われる（ステップＳ１）。この現況図作成工程は、ＧＰＳ機能を用いて正確な座標を取得し、この正確な座標に３Ｄスキャナを設置し、この３Ｄスキャナにより現場の実際の表面形状を取得し、３Ｄ画像データからなる現況図を作成する工程である。具体的には、まずは現場に作業員が赴き、ＧＰＳ機能を有する例えばＧＮＳＳ測量機を用いたスタティック観測によって座標を取得する。スタティック観測により、その場所毎に高精度に座標を取得することができる。例えば現地にＧＮＳＳ測量機を三箇所設置して、そこから二時間程度衛星を介して座標を取得することで、このような高精度な座標の取得が可能である。その後、３Ｄスキャナを用いて現況測量を行う。この３Ｄスキャナは公知の装置を利用でき、これを先ほど取得した座標に設置することで、現地の正確な座標での高さを測ることができる。これらで得られたいわゆるＸＹＺ（経度、緯度、標高）方向の座標は、正確な座標として点１（図２参照）として保存される。そして３Ｄスキャナにて得られた無数の点データは、点群として実際の表面形状２を表す。この点群を処理できる点群処理ソフトを用いて、現場の実際の表面形状は３Ｄ画像データとして三次元として視認されるような立体図面として表示される。なお、図２において無数の点１が結ばれて表示された実際の表面形状２が現況図を示している。
【００２０】
次に、計画図作成工程が行われる（ステップＳ２）。この計画図作成工程は、現場における所望の表面形状３（図３参照（擁壁４の紙面向かって右側部分））が記載された３Ｄ画像データからなる計画図を作成する工程である。なお、図２において、Ａ−Ａ’を境に紙面向かって右側（擁壁４の上に現況土５が乗っかっている部分よりも右側）が計画図を示している。この工程では、紙や２次元での計画図面、すなわち所望の表面形状３が上述した現況図作成工程で作成された現況図とは異なる２Ｄ図面又は２Ｄ画像データからなる計画元図を元に、３ＤのＣＡＤソフト等を用いて立体図面を作成する。なお、計画図は現況図作成工程で作成された現況図を元に作成してもよいが、これとは別の２Ｄ図面等の計画元図から作成することで、現況図作成工程と計画図作成工程とを並行して行うことができるので作業効率が向上する。このような構成により、例えば測量会社が現況図を作成し、これと同時進行でゼネコン等の建設業者による計画元図から計画図の作成を行うことができる。なお、計画図には、仮設図（実際の土地にどういう構造物が建つか等が描かれたおおよその図面）や、躯体図（構造物のみが描かれた図面）や、完成図（土地が掘削された完成予想図）や、床伏図（建物の床部分を示す図面）が含まれる。
【００２１】
次に、真の計画図作成工程が行われる（ステップＳ３）。この真の計画図作成工程は、現況図と計画図を比較して所望の表面形状３の修正を行った３Ｄ画像データからなる真の計画図を作成する工程である。具体的には、現況図と計画図とのデータを組み合わせる（重ね合わせる）ことで、土量計算や高低差算出、施行手順の把握等を行う。現況図と計画図とはともに３Ｄ画像データであるので、瞬時にこれらの違いの把握を行うことができる。特に比較のために専用のソフトを用いれば、その違いが一瞬で把握できる。図２を参照すれば明らかなように、Ａ−Ａ’よりも紙面向かって左側の真の計画図では、計画図で示した擁壁４よりも上側に現況土５があったため、計画の修正を行わなければいけないことが分かる。そういう意味では、図２ではまだ計画図の修正を行っていないため、図２は真の計画図を作成する過程での図面といえる。図２のように現況土５が盛り上がって存在している場合には、例えば擁壁４を高くしたり、切り土量を多くしたり等の作業工程を予測できる。
【００２２】
このように、本発明によれば、現況図及び計画図がともに３Ｄ画像データにて作成されるので、これらを真の計画図作成工程にて比較する際に容易に重ね合わせることができる。このため、瞬時に例えば現場の土量や高低差の異なりを把握することができ、さらにはニーズによって施工手順の把握をすることもできる。このことは作業時間の大幅な短縮につながる。一方、土量の異なりについて把握することは、その後の土量計算の際に有効に利用することができる。また、現況図作成工程では、３Ｄスキャナの設置箇所に対して予めＧＰＳ機能を用いて正確な座標を取得しておくので、現場の現況を高精度に取得できる。したがって、現況に沿った真の計画図を精度よく作成することができ、現況図の作成に熟練を要することはない。
【００２３】
特に、現況図作成工程、計画図作成工程、真の計画図作成工程が一連となった方法とすることで、その後の測量を迅速に行うことができるようになる。具体的には真の計画図作成工程は従来に比して半分程度の期間で実現が可能であるし、後述する位置出し工程についてもそれくらいの期間短縮が可能である。これは、現況図作成工程と計画図作成工程にて作成される図面が全て３Ｄ画像データで作成されること、これらを一連の流れで行うことで実現される。
【００２４】
なお、真の計画図作成工程にて、真の計画図に現場に配置されるべき構造物のデータを格納してもよい。この場合、真の計画図作成工程の後、構造物のデータを含む真の計画図が視認できるヘッドマウントディスプレイを装着して構造物設置のための位置を特定する位置出し工程（ステップＳ４）をさらに行うことができる。具体的には、完成図等からなる真の計画図をＭＲ（複合現実）やＶＲ（仮想現実）の技術を用いたヘッドマウントディスプレイに映しだし、これを装着した作業者がそこの座標が欲しいといったところに対してＧＰＳで瞬時に座標を取得する。このように、位置出し工程にて真の計画図がヘッドマウントディスプレイに映し出されることで、ＧＰＳによる正確な座標データを瞬時に取得できるとともに、将来建設されるべき構造物のイメージを把握することができるので、構造物を建設する起点となるポイントを容易に認識でき、施行のための正確な測量を行うことができる。このため、起点となる座標の位置出しに際して別途測量を専門とする業者に依頼する手間を省くことができる。このようなヘッドマウントディスプレイを用いて実際の施工に関する測量を効率よく行うために、やはり上述した現況図作成工程、計画図作成工程、真の計画図作成工程との一連の流れに続いて、この位置出し工程を行うことが肝要である。ヘッドマウントディスプレイによる視認性の良さを利用して現場にて構造物等の将来像を確認できることは、上述した一連の流れとの関連が不可欠である。
【００２５】
なお、真の計画図作成工程にて、計画図での所望の表面形状３の高さと現況図での実際の表面形状２の高さを比較し、実際の表面形状２の高さが高い場合には所望の表面形状３の高さが高くなるように修正し、実際の表面形状２の高さが低い場合には所望の表面形状３の高さが低くなるように修正してもよい。具体的には、図３に示すように、計画図にて道路６を敷設する際に、予想される現場の土地表面を描き、擁壁４を設置し、道路６のために盛り土７の施工及び切り土８の施工を計画する。そして、擁壁４を介して道路６と反対側には所望の表面形状３が計画される。そして現況図と比較した際に、図４に示すように、擁壁４側に現況土５が予想よりも高い位置に存在していた場合、道路６の敷設のためにはさらなる切り土９が必要であることが認識され、作業量が修正される。さらに擁壁４を介した道路６の反対側も所望の表面形状３のレベルまで切削作業をしなければ計画図通りにはならないが、擁壁４を上方に延ばすことで対応し（延長擁壁１０）、所望の表面形状３の高さを矢印Ｂだけ高く設定する。このように、真の計画図作成工程にて現況図と計画図にて現場の表面高さを比較してこのような対応をすることで、その場にある土砂を有効に利用できるように計画図を修正することができる。このことは、特に土砂の運搬や切削等の作業を低減させることにつながり、作業性の向上に寄与できる。この効果は、単にその場の土量が予想よりも多かったからその場に応じて計画を変更し、迅速な作業を実現するというものではない。上述した現況図作成工程及び計画図作成工程を経るからこそ、最終的な施工現場での測量までのプロセスとして迅速性を図れるというものである。すなわち、計画の変更は既に真の計画図作成工程にて行われているものであり、施工段階にて計画の変更を不要とすることでの迅速性を担保するものである。
【符号の説明】
【００２６】
１：点、２：実際の表面形状、３：所望の表面形状、４：擁壁、５：現況土、６：道路、７：盛り土、８：切り土、９：さらなる切り土、１０：延長擁壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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