(57)【要約】【課題】容易に高精度測位データを短時間、低コスト、かつリアルタイムで得られ、しかも履歴データ取得が可能で、膨大な測定データを効率的に整理および管理が可能にしたＧＰＳとデータキャリアを組み合わせた観測点移動量観測システムを提供する。【解決手段】ＧＰＳ３０による測位により観測点の移動量を観測する観測点移動量観測システムにおいて、ＧＰＳ衛星２からの電波を受信し、且つ受信したＧＰＳ衛星２からの電波情報に基づき前記ＧＰＳ移動局３の設置座標を演算するＧＰＳ移動局３と、データストック用のサーバ４と、観測点となるケーソン１２に固定されるリーダ／ライタ９と、計測した設置座標と電子タグ１７に記録された以前の設置座標とにより観測点の移動量を演算するＰＤＡ１８とを備えるものとする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧＰＳによる測位により観測点の移動量を観測する観測点移動量観測システムにおいて、
ＧＰＳ衛星からの電波を受信する受信手段と、
受信したＧＰＳ衛星からの電波情報に基づき前記受信手段の設置座標を演算する座標演算手段と、
前記観測点に関係付けられた観測点またはその近傍に固定されるデータの読み込み、書き込みが可能なデータキャリアと、
前記データキャリアの記録データを読み込み、書き込みを行うリーダ／ライタと、
計測した設置座標とデータキャリアに記録された以前の設置座標とにより前記観測点の移動量を演算する携帯型の移動量演算手段とを備えたことを特徴とする観測点移動量観測システム。
【請求項２】
前記受信手段を所定の観測点に設置可能な設置手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の観測点移動量観測システム。
【請求項３】
前記観測点は、ケーソン上に設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の観測点移動量観測システム。
【請求項４】
前記観測点から１０ｋｍ以内の安定した場所に基準局を設置し、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式により測量を行うことを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の観測点移動量観測システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＧＰＳによる測位により観測点の移動量を管理する観測点移動量観測システムに関し、特に、ケーソンなどの施設の移動量を観測するのに有効な観測点移動量観測システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
現存する社会基盤施設の多くは戦後の高度成長期に建造され、これらの施設を依り効果的に永く使い続けるためには維持管理が重要となる。
そのためには施設の状況を計測・把握する必要があり、その一つとして、施設の座標を計測し、前回値あるいは竣工時の座標値と比較する移動量の計測管理がある。
【０００３】
かかる移動量の計測・管理は、従来、現場において、基準点から求点の座標を求めるべく、各種測量機器で測距、測角、および水準測量を行い、得られたデータを野帳並びに測量機器附属の電子野帳に記録される。
そして、このデータを持ち帰り、測定データをＰＣ、または手計算で処理して求点の座標を求め、前回値あるいは竣工時の座標値と比較し、移動量をＰＣまたは手計算により算出してそれを管理する方法が採られている。
【０００４】
従来の方式について、防波堤の測量を例に挙げて図面を参照して説明する。
まず、陸地の基準点から求点までの見通しが良い場合について説明する。
求点を求める場合は、図９に示すように、既知点Ｐａ１〜Ｐａ３または求点Ｐｂ１〜Ｐｂｎに反射プリズムを設置し、その角度、距離を計測する。距離は光波を利用する。
最終的には既知点Ｐａ１と既知点Ｐａ３とを結び、計測値と既知座標とを比較して誤差を求め、許容誤差内であればＯＫとする。ただし、求点Ｐｂ１〜Ｐｂｎの座標計算は計測値を持ち帰っての計算となる。
【０００５】
また、求点Ｐｂ１〜Ｐｂｎの標高を求める場合は、図１２に示すように、任意の場所にレベルＱを設置し、既知点Ｐａ１と求点Ｐｂ１に配置した標尺（定規のようなもの）Ｒを読み取る。求点Ｐｂ１が解れば、そこを既知点として利用し、順次機器を移動して行く。
最終的には既知点の標高を求め、許容誤差内であればＯＫとする。足し引き算なので電卓などが有ればその場で計算が可能である。
【０００６】
次に、陸地の基準点から求点までの見通しが悪い場合は、図１３に示すように、防波堤上にＧＰＳ（スタティック方式）にて基準点を設置する。
基準点を設置後、それを既知点Ｐａ１〜Ｐａ３として前述した方法により求点Ｐｂ１〜Ｐｂｎを計測する。もちろんＧＰＳ（スタティック方式）で計測することも可能である。
【０００７】
従来のＧＰＳ測量方法としては、例えば、被測量範囲Ａの外に絶対位置が特定された第１基準局１を設け、被測量範囲Ａ内に移動可能な第２基準局２を設け、第１基準局１と第２基準局２との間で第１ＧＰＳ相対位置を測定し、第２基準局２と被測量地点に置かれた移動局３との間で第２ＧＰＳ相対位置を測定し、第１基準局１の絶対位置に第１ＧＰＳ相対位置と第２ＧＰＳ相対位置を加算して移動局３の絶対位置を測量するものが提案されている（特許文献１を参照）。
【０００８】
しかしながら、ＧＰＳにより求点の座標を求めるには、データを事務所等で解析する必要がある。また、計測時間はＲＴＫよりも長くなる。従って、実際にはＧＰＳで防波堤上に基準点を設置し、測量機器による従来法で測定した方が速いと考えられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０９−０６１５０９号公報（第２−５頁、第１図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように、従来の測量方式では、
（１）計測の度に、基準点から仮ベンチマーク（基線）を設置、あるいは確認しなければならないため、計測準備に時間が掛かり、結果としてコスト高になる。
（２）求点の座標は、事務所でしか解らないため、即応性が求められる場面では迅速な変状確認ができない。また、計測、野帳記録にミスがあった場合は現場に戻り再計測しなければならない。
（３）測点が多い場合には、データ整理や履歴管理が煩雑となる。
（４）正規座標への移動を行う場合、図面などを現場に携行しなければ正規座標を参照できない。
（５）各種測量の専門知識がなければならない。
等の問題があった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、容易に高精度測位データを短時間、低コスト、かつリアルタイムで得られ、しかも履歴データ取得が可能で、膨大な測定データを効率的に整理および管理が可能にしたＧＰＳとデータキャリアを組み合わせた観測点移動量観測システムを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ＧＰＳによる観測点移動量観測システムに係り、ＧＰＳによる測位により観測点の移動量を観測する観測点移動量観測システムにおいて、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する受信手段と、受信したＧＰＳ衛星からの電波情報に基づき前記受信手段の設置座標を演算する座標演算手段と、前記観測点に関係付けられた観測点またはその近傍に固定されるデータの読み込み、書き込みが可能なデータキャリアと、前記データキャリアの記録データを読み込み、書き込みを行うリーダ／ライタと、計測した設置座標とデータキャリアに記録された以前の設置座標とにより前記観測点の移動量を演算する携帯型の移動量演算手段とを備えたＧＰＳによる測位とデータキャリアを組み合わせたケーソン等の観測点移動量観測システムであって、受信手段を移動させながら、順次複数の計測点の座標、移動量を観測するものである。
【００１３】
このように構成することで、データキャリアに記録されている観測点に関連付けられた固有ＩＤにより、測位データを観測点毎に効率的に整理、管理することができる。また、常時におけるＤＢへのデータ無線読み／書きが行えると同時に、通信回線不通対策などの非常時においてもデータキャリアから履歴データ取得を確実に行うことができる。
【００１４】
本発明は、前記受信手段を所定の観測点に設置可能な設置手段を設けることが好ましい。このように構成することで、観測する際に受信手段を観測点に正確に固定することができるので、観測位置がばらつくこと無く安定した観測を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、前記観測点をケーソン上に設けることが好ましい。
例えば、ケーソン各函の４隅に、いわゆる電子タグのようなデータキャリアを設置することで、膨大な測位データを効率的に整理・管理することができる。
また、前記データキャリアのデータとＧＰＳデータとを演算処理することにより、地震や台風等の異常時外力作用後にケーソン移動量を現場で迅速に算出できるので、異常時外力作用後の即応性ある現場確認を行うことができる。
【００１６】
また、本発明は、前記観測点から１０ｋｍ以内の安定した場所に基準局を設置し、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式により測量を行うことが好ましい。
このように構成することで、高精度測位データが短時間に、且つリアルタイムで得ることができるので測定時間の短縮を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１〜図７は発明を実施する形態の一例であって、図１は本発明に係る実施形態のＧＰＳによる観測点移動量観測システムの概要を示す説明図、図２は前記観測点移動量観測システムの構成の一例を示す概略図、図３は前記観測点移動量観測システムのシステム構成を示すブロック図、図４は前記観測点移動量観測システムの機能を示すブロック図、図５は前記観測点移動量観測システムを構成する携帯情報端末の構成を示すブロック図、図６は前記観測点移動量観測システムを構成するサーバの構成を示すブロック図、図７は前記観測点移動量観測システムを構成するＰＤＡに表示される画面構成の一例を示す説明図である。
【００１８】
本実施形態は、図１に示すように、ＧＰＳ衛星２からの電波を受信する受信手段であり、且つ受信したＧＰＳ衛星２からの電波情報に基づき前記ＧＰＳ移動局３の設置座標を演算する座標演算手段たるＧＰＳ移動局３と、データストック用のサーバ４（後記）と、前記観測点に設置されたデータキャリア７と、計測した設置座標と前記データキャリア７に予め記録された初期座標値とにより前記観測点の移動量を演算する携帯型の移動量演算手段たる携帯情報端末８（後記）とを備え、前記ＧＰＳ移動局３を移動させながら、順次複数の計測点の座標、移動量を観測する観測点移動量観測システム１である。
【００１９】
本実施形態においては、観測点は、湾１１内に配設されたケーソン１２を観測点とし、該ケーソン１２各函の４隅にはデータキャリア７として電子タグ１７が設置されている。前記電子タグ１７は、データの読み込み、書き込みが可能に構成されている。
前記ケーソン１２から１０ｋｍ以内の湾内の安定した所には、ＧＰＳ基準局１３が設置されている。
【００２０】
前記ＧＰＳ移動局３は、図２に示すように、主にＧＰＳ衛星２からの信号を受信するＧＰＳアンテナ３１およびＧＰＳ受信機３２とにより構成され、さらに、前記電子タグ１７に記録された情報を読み／書きするリーダ／ライタ９、および観測点の移動量を演算する携帯情報端末８とを備えている。
【００２１】
また、前記ＧＰＳ移動局３は、図１、図２に示すように、ケーソン１２上に設置可能な設置手段たる固定用ブラケット６に固定されている。
前記固定用ブラケット６は、観測の際には常に同じ位置で前記ＧＰＳ移動局３を電子タグ１７に近接設置し、該ＧＰＳ移動局３を安定させた状態で測位するものである。すなわち、このように構成することで、前記電子タグ１７をケーソン１２の観測点として固定化している。
【００２２】
本実施形態の観測点移動量観測システム１の構成を以下に示す。
前記観測点移動量観測システム１の概要は、図３に示すように、主にＲＦＩＤ等のデータキャリア７と、前記データキャリア７の情報を読み／書きを行うリーダ／ライタ９と、前記リーダ／ライタ９からの情報を処理するとともにＧＰＳからの情報を処理するＧＰＳコントローラたる携帯情報端末８と、位置観測を行うＧＰＳ３０と、前記携帯情報端末８からの情報の処理を行うサーバ４とにより構成されている。
本実施形態においては、前記データキャリア７として電子タグ１７を採用し、携帯情報端未８としてＰＤＡ１８を採用している。
【００２３】
詳しくは、図４に示すように、前記携帯情報端末８は、ＧＰＳ用通信制御手段８１、ＧＰＳ操作手段８２、データキャリア用通信手段８３、Ｒ／Ｗ操作手段８４、端末通信制御手段８５、演算手段８６、表示手段８７とを備えている。
ＧＰＳ３０による観測されたデータは、前記ＧＰＳ用通信制御手段８１より入力され、一方、リーダ／ライタ９によりデータキャリア７から読み込まれた前回までの観測データは、前記データキャリア用通信手段８３より入力される。
【００２４】
前記携帯情報端末８の本体構成は、図５に示すように、主にＣＰＵ８ａ、メモリ８ｂ、ディスプレイ８ｃ、操作部８ｄ、Ｒ／Ｗ通信部８ｅ、サーバ通信部８ｆとにより構成されている。
【００２５】
前記サーバ４は、サーバ制御手段４１、データ格納手段４２、情報携帯端末用通信制御手段４３とを備えている。
前記サーバ４の本体構成は、図６に示すように、主にＣＰＵ４ａ、メモリ４ｂ、データ格納部４ｃ、通信部８ｅとにより構成されている。
【００２６】
前記携帯情報端末８とサーバ４とは、前記端末通信制御手段８５と携帯情報端末用通信制御手段４３とにより通信される。
【００２７】
ここで、前記携帯情報端末８としてＰＤＡ１８を用いた場合のディスプレイ８ｃの画面表示の一例を、図面を参照して説明する。
前記ディスプレイ８ｃの画面表示は、図７に示すように、項目を「タグＩＤ」、「点検日」、「ＸＹＨ方向の位置（ｍ）」、「ＸＹ方向の移動量（ｍ）」、「沈下量（ｍ）」として、「竣工時」、「前回」、「今回」の測定値、および「前回との差」の値を表示するようにしたものである。
尚、ＰＤＡ１８の画像イメージの入力・編集ソフトは、汎用の計算ソフトを利用し、利用者が項目追加・削除などのカスタマイズを容易に行えるものとする。
【００２８】
これにより、ＰＤＡ１８のディスプレイ８ｃの画面表示を見るだけで、観測点の移動量が確認できるようにされている。
【００２９】
次に、本実施形態の観測点移動量観測システム１によるケーソン１２の観測方法について、図面を参照して説明する。
まず、（１）図１に示すように、ＧＰＳ移動局３を固定用ブラケット６により電子タグ１７に設置し、前記電子タグ１７を観測点として固定化して、ＧＰＳ３０により測位する。
【００３０】
次に、（２）図２に示すように、電子タグ１７に格納されたデータをリーダ／ライタ（Ｒ／Ｗ）９で読み込み、初期値および履歴データを確認する。
そして、（３）ＧＰＳ３０による観測結果をＰＤＡ１８に入力する。
【００３１】
すると、（４）ケーソン１２の観測量がＰＤＡ１８に組み込まれた計算式により自動計算されてディスプレイ８ｃに表示され、該ケーソン１２の移動量、沈下量が確認できる。そして、（５）今回観測された観測量、移動量、沈下量を電子タグに書き込む。
【００３２】
このようにして、（６）ケーソン１２に設けられたそれぞれの電子タグ１７について、（１）〜（４）の操作を繰り返して観測を行う。
そして、（７）事務所にてＰＤＡ１８とパソコンを接続し、データの自動転送・整理を行う。なお、前記ＰＤＡ１８によるデータの転送は、インターネット等を経由した無線でも送信可能である。
【００３３】
次に、前記観測点移動量観測システム１によるケーソン１２の観測における各構成要素の動作フローについてフローチャートを参照して説明する。
図８は、本実施形態の観測点移動観測システムの動作を示すフローチャートである。
【００３４】
ＧＰＳ３０側では、ケーソン１７の位置が測位され（Ｓ１）、現在の観測データが携帯情報端末８に送信される（Ｓ２）。
一方、現地で観測を行う観測者側では、リーダ／ライタ９によりケーソン１７に設けられたデータキャリア７、すなわち電子タグ１７から前回までの観測データを読み込み（Ｓ３）、携帯情報端末８のデータキャリア用通信手段８３に送信する（Ｓ４）。
【００３５】
携帯情報端未８においては、入力された現在の観測データと前回までの観測データとが比較演算されて移動量が算出され（Ｓ５）、データキャリア情報、ＧＰＳ測位情報、および移動量等がディスプレイ８ｃ上に表示される（Ｓ６）。
【００３６】
そして、携帯情報端末８からデータキャリア用通信手段８３によりリーダ／ライタ９にＧＰＳ測位情報が送信され（Ｓ７）、該リーダ／ライタ９により新たな位置情報が電子タグ１７に書き込まれる（Ｓ８）。
【００３７】
前記データキャリア情報、ＧＰＳ測位情報、および移動量等は、一旦メモリ８ｂに格納され（Ｓ９）、端末通信制御手段８５によりサーバ４に送信される（Ｓ１０）。
【００３８】
サーバ４において、携帯情報端末用通信制御手段４３によりデータキャリア情報、ＧＰＳ測位情報、および移動量等が受信され（Ｓ１１）、受信されたデータをデータ格納手段４２に格納し（Ｓ１２）、前記データを格納したというサーバ格納情報を携帯情報端末８に送信して（Ｓ１３）、動作が終了する。
【００３９】
前記携帯情報端末８は、サーバ格納情報を受信して（Ｓ１４）、動作が終了する。
【００４０】
以上のように構成したので、本実施形態の観測点移動量観測システム１によれば、ＧＰＳによる測位を用いて座標値を観測するようにしたので、リアルタイムで高精度な観測が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、データキャリア７として電子タグ１７を用いて、該電子タグ１７にケーソン１２竣工時の初期座標値と前回の座標値を予め記録しているので、ＧＰＳによる現時点での座標値を入力するだけで、短時間で、かつ容易に移動量を演算することができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、前記電子タグ１７をデータの読み込み、書き込みが可能なデータキャリアとしたことで、観測点の最新座標値から過去の座標値の履歴を記録しておくことができる。これにより、膨大な測位データを効率的に整理・管理することができるとともに、通信回線不通対策など非常時においても履歴データ取得を確実に行うことができる。
【００４３】
尚、本発明の観測点移動量観測システムは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４４】
例えば、本実施形態では、受信手段たるＧＰＳ移動局３を固定用ブラケット６により観測点に設置するようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記ＧＰＳ移動局３が、観測時に常に同じ位置で固定されるものであれば、直接観測点に固定するようにしたものであっても良い。
【００４５】
例えば、ＧＰＳ移動局の設置場所がコンクリートのような固い地盤の場合には、図９に示すように、所定位置の地盤にＧＰＳアンテナ１３１を設置可能な設置孔１３２を穿孔して、該ＧＰＳアンテナ１３１を直接設置するようにしたものであっても良い。
【００４６】
また、その他の例として、図１０に示すように、ＧＰＳ移動局の設置場所にＧＰＳアンテナ２３１を位置決めするための設置部２３２を突設し、前記ＧＰＳアンテナ２３１の一端部に前記設置部２３２と嵌合する嵌合部２３１ａを設け、前記設置部２３２にＧＰＳアンテナ２３１を位置決め配置するようにしたものであっても良い。この場合、ＧＰＳアンテナ２３１を支持するために、三脚などの支持部材２３３を補助的に使用すると位置決め状態が安定する。
【００４７】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の観測点移動量観測システムによれば、容易に高精度測位データを短時間、低コスト、かつリアルタイムで得られ、しかも履歴データ取得が可能で、膨大な測定データを効率的に整理および管理が可能になるという優れた効果を奏し得る。
【００４８】
詳しくは、本発明に係る観測点移動量観測システムによれば、ＧＰＳによる測位により観測点の移動量を観測する観測点移動量観測システムにおいて、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する受信手段と、受信したＧＰＳ衛星からの電波情報に基づき前記受信手段の設置座標を演算する座標演算手段と、前記観測点に関係付けられた観測点またはその近傍に固定されるデータの読み込み、書き込みが可能なデータキャリアと、前記データキャリアの記録データを読み込み、書き込みを行うリーダ／ライタと、計測した設置座標と前記データキャリアに記録された以前の設置座標とにより前記観測点の移動量を演算する携帯型の移動量演算手段とを備えることで、受信手段を移動させながら、順次複数の計測点の座標、移動量を容易に観測することができる。
【００４９】
また、データの読み込み、書き込みが可能なデータキャリアにより、膨大な測位データを効率的に整理・管理することができ、さらに、常時におけるＤＢへのデータ無線読み／書きが行えると同時に、通信回線不通対策などの非常時においてもデータキャリアから履歴データ取得を確実に行うことができる。
【００５０】
また、本発明は、前記受信手段を所定の観測点に設置可能な固定用ブラケット等の設置手段を設けることで、観測する際に受信手段を観測点に正確に固定することができるので、観測位置がばらつくこと無く安定した観測を行うことができる。
【００５１】
また、本発明は、前記観測点を、例えば、ケーソン上に設定し、該ケーソン各函の４隅に、いわゆる電子タグのようなデータキャリアを設置することで、膨大な測位データを効率的に整理・管理することができる。なお、観測点の設定場所は、ケーソンに限定されるものではなく、用途に応じて、観測点の移動量を把握する必要がある場所に設置するものである。
また、前記データキャリアのデータとＧＰＳデータとを演算処理することにより、地震や台風等の異常時外力作用後にケーソン移動量を現場で迅速に算出できるので、異常時外力作用後の即応性ある現場確認を行うことができる。
【００５２】
また、本発明は、前記観測点から１０ｋｍ以内の安定した場所に基準局を設置し、ＲＴＫ−ＧＰＳ方式により測量を行うことで、高精度測位データが短時間に、且つリアルタイムで得ることができるので測定時間の短縮を図ることができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態のＧＰＳによる観測点移動量観測システムの概要を示す説明図である。
【図２】前記観測点移動量観測システムの構成の一例を示す概略図である。
【図３】前記観測点移動量観測システムのシステム構成を示すブロック図である。
【図４】前記観測点移動量観測システムの機能を示すブロック図である。
【図５】前記観測点移動量観測システムを構成する携帯情報端末の構成を示すブロック図である。
【図６】前記観測点移動量観測システムを構成するサーバの構成を示すブロック図である。
【図７】前記観測点移動量観測システムを構成するＰＤＡに表示される画面構成の一例を示す説明図である。
【図８】前記観測点移動観測システムの動作を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係る観測点の設置手段のその他の構成を示す説明図である。
【図１０】前記設置手段のその他の実施例を示す説明図である。
【図１１】従来の観測点の移動量観測方式の一例を示す説明図である。
【図１２】従来の観測点の移動量観測方式において、求点の標高を求める場合の観測方式の一例を示す説明図である。
【図１３】従来のＧＰＳによる観測方式の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１  観測点移動量観測システム
２  ＧＰＳ衛星
３  ＧＰＳ移動局
４  サーバ
６  固定用ブラケット
７  データキャリア
８  携帯情報端末
９  リーダ／ライタ
１１  湾
１２  ケーソン
１３  ＧＰＳ基準局
１７  電子タグ
１８  ＰＤＡ
３１  ＧＰＳアンテナ
３２  ＧＰＳ受信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004325242.tif 000011
【図１０】
2004325242.tif 000012
【図１１】
2004325242.tif 000013
【図１２】
2004325242.tif 000014
【図１３】
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