(57)【要約】【課題】効率よく堆積土砂を除去するために、速やかに且つ正確に堆積土砂の量を測定する土砂量測定方法を提供する。【解決手段】津波により農地に堆積した異物混在土砂（堆積土砂Ｔと称する）の表面に所定地点及び多数の計算点Ｐ（Ｐ１〜Ｐｋ〜Ｐｎ）を設定し、除去すべき堆積土砂Ｔの体積（量）を算出する土砂量計測方法であって、上記所定地点における高さを測量し、上記所定地点と上記計算点との高さの差をＧＰＳにより測定し、測量された高さと測定された高さの差とを加算して、計算点における高さを算出し、所定地点および計算点における高さを、それぞれ、除去すべき堆積土砂Ｔの所定地点および計算点における深さとし、除去すべき堆積土砂Ｔの所定地点および各計算点における深さから、除去すべき堆積土砂Ｔの体積を算出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
津波により農地に堆積した異物混在土砂の表面に所定地点および多数の計算点を設定し、除去すべき上記異物混在土砂の体積を算出する土砂量測定方法であって、
上記所定地点における高さを測量し、
上記所定地点と上記計算点との高さの差を衛星測位システムにより測定し、
測量された上記高さと測定された上記高さの差とを加算して、上記計算点における高さを算出し、
上記所定地点および上記計算点における高さを、それぞれ、除去すべき異物混合土砂の上記所定地点および上記計算点における深さとし、
除去すべき異物混在土砂の上記所定地点および上記各計算点における深さから、除去すべき異物混在土砂の体積を算出することを特徴とする土砂量測定方法。
【請求項２】
所定地点と計算点との高さの差を衛星測位システムにより測定する方法として、衛星測位システムの受信機を備えた測定用車両を走行させることを特徴とする請求項１に記載の土砂量測定方法。
【請求項３】
多数の計算点の平面視における間隔が、測定用車両の走行速度により決定されることを特徴とする請求項２に記載の土砂量測定方法。
【請求項４】
多数の計算点の平面視における間隔が、一定であることを特徴とする請求項１または２に記載の土砂量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂量測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
東日本大震災により発生した大津波は、海底から多量の土砂を巻き上げるとともに、到達した海岸および陸地から空き缶などの異物を巻き込み、被災地に運び上げた。そして、被災地では、大津波による海水とともに多量の土砂および異物が、堆積土砂として残されている。このように、大津波に襲われた地域では、異物および海水中の塩分を含む多量の堆積土砂（津波堆積物とも言われる）が残るので、これら堆積土砂の速やかな除去が必要となる。そして、速やかに堆積土砂を除去するには、その作業時間を予測するためにも、除去しなければならない堆積土砂の量（体積）を事前に把握しておくことが望ましい。
【０００３】
ところで、農地の高さを均一にする均平技術に関しては、ＧＰＳ受信機を搭載したトラクタにより高低マップデータを作成し、これを利用することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この技術は、除去すべき上記堆積土砂の体積（量）を直接測定できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４７３９８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の通り、上記特許文献１に記載の方法は、農地の高さを均一にする均平技術に関するものであり、津波堆積物のような瓦礫や石を含む堆積土砂を対象としていない。このため、上記特許文献１の方法を堆積土砂に適用しても、高精度に堆積土砂の量を測定することができない。
【０００６】
そこで、本発明は、効率よく堆積土砂を除去するために、速やかに且つ正確に堆積土砂の量を測定する土砂量測定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】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係る土砂量測定方法は、津波により農地に堆積した異物混在土砂の表面に所定地点および多数の計算点を設定し、除去すべき上記異物混在土砂の体積を算出する土砂量測定方法であって、
上記所定地点における高さを測量し、
上記所定地点と上記計算点との高さの差を衛星測位システムにより測定し、
測量された上記高さと測定された上記高さの差とを加算して、上記計算点における高さを算出し、
上記所定地点および上記計算点における高さを、それぞれ、除去すべき異物混合土砂の上記所定地点および上記計算点における深さとし、
除去すべき異物混在土砂の上記所定地点および上記各計算点における深さから、除去すべき異物混在土砂の体積を算出するものである。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る土砂量測定方法は、請求項１に記載の土砂量測定方法において、所定地点と計算点との高さの差を衛星測位システムにより測定する方法として、衛星測位システムの受信機を備えた測定用車両を走行させるものである。
【０００９】
さらに、本発明の請求項３に係る土砂量測定方法は、請求項２に記載の土砂量測定方法において、多数の計算点の平面視における間隔が、測定用車両の走行速度により決定されるものである。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る土砂量測定方法は、請求項１または２に記載の土砂量測定方法において、多数の計算点の平面視における間隔が、一定であるものである。
【発明の効果】
【００１１】
上記土砂量測定方法によると、速やかに且つ正確に堆積土砂の量を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る土砂量測定方法に使用する機器を示す概略構成図である。
【図２】同土砂量測定方法に使用するトラクタに備えられた制御装置のブロック図である。
【図３】同土砂量測定方法における計算方法を説明するための図である。
【図４】同トラクタに設けられたモニタの画像図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る土砂量測定方法について図面に基づき説明する。
この土砂量測定方法は、概略的に説明すると、図１に示すように、ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）方式における移動局ＧＰＳ受信機３４を備えたトラクタ（測定用車両の一例である）１を測定対象の土砂Ｔの上に走行させることにより、当該土砂Ｔの高さの分布を測定し、この測定の結果から当該土砂Ｔの量（体積）算出するものである。この土砂Ｔは、津波により農地（地面Ｇ）に運ばれたもので、津波に巻き込まれた瓦礫Ｒなどの異物を含み、異物混在土砂とも言える。なお、以下では、この異物混在土砂を単に堆積土砂Ｔと称する。
【００１４】
ここで、上記ＲＴＫ（リアルタイムキネマティック）方式について簡単に説明する。ＲＴＫ方式は、位置が既知である基地局からのデータを用いて移動局の位置を測定する相対測位方式で、詳しくは動的干渉測位方式である。ＲＴＫ方式によると、ＧＰＳ衛星からの搬送波の位相を計測することで、リアルタイム性を確保しつつセンチメートルオーダーの精度で測定することができる。
【００１５】
まず、この土砂測定方法を使用するための機器について説明する。
トラクタ１は、ＲＴＫ方式における移動局として用いられるので、ＧＰＳ衛星Ｓの搬送波を受信する移動局ＧＰＳアンテナ３２と、ＲＴＫ方式における基地局４１からの補正情報を受信する無線受信機３３とを備えている。一方、上記移動局ＧＰＳ受信機３４は、これら移動局ＧＰＳアンテナ３２および無線受信機３３に接続されて、ＲＴＫ方式により、トラクタ１の水平位置と、トラクタ１の高さの差（変位）とを測定するものである。また、上記トラクタ１は、移動局ＧＰＳ受信機３４により測定された結果などに基づいて上記堆積土砂Ｔの量を算出する制御装置２を備えている。
【００１６】
一方、上記基地局４１は、基地局ＧＰＳ受信機４４を備え、堆積土砂Ｔの近傍に設けられる。この基地局４１は、ＧＰＳ衛星Ｓの搬送波を受信する基地局ＧＰＳアンテナ４２と、ＲＴＫ方式における移動局（正確にはトラクタ１に備えられた無線受信機３３）に補正情報を送信する無線送信機４３とを備えている。また、上記現実の上記基地局４１の代わりに、仮想基地局を設定してもよい。この仮想基地局は、現実の基地局４１に必要な機器４２〜４４を有することなく、仮想的な基地局を堆積土砂Ｔの近傍に設定し、現実の基地局４１が設けられた場合と同程度の測定の精度を担保する。
【００１７】
次に、この制御装置２により堆積土砂Ｔの量を算出する計算方法について図３に基づき説明する。
まず、図３に示すように、堆積土砂Ｔに基準となる所定地点Ｂを任意に設定し、その所定地点Ｂにおける堆積土砂Ｔの高さｈ０を、例えば掘削し、測量により求める。そして、所定地点Ｂとこれに隣接する点Ｐ１との堆積土砂Ｔの高さの差Δｈ１をＧＰＳにより測定する。この堆積土砂Ｔの高さの差Δｈ１と上記所定地点Ｂでの堆積土砂Ｔの高さｈ０とを加算して、隣接する点Ｐ１における堆積土砂Ｔの高さｈ１を算出する。同様にして、所定地点Ｂとこれに隣接する点Ｐ２との堆積土砂Ｔの高さの差Δｈ２をＧＰＳにより測定する。この堆積土砂Ｔの高さの差Δｈ２と上記所定地点Ｂでの堆積土砂Ｔの高さｈ０とを加算して、隣接する点Ｐ２における堆積土砂Ｔの高さｈ２を算出する。同様にして、点Ｐ３，点Ｐ４・・・と次々に堆積土砂Ｔの高さｈｋを、堆積土砂Ｔの高さの差Δｈｋと上記所定地点Ｂでの堆積土砂Ｔの高さｈ０とにより算出する。なお、これらの点Ｐは、以下では計算点Ｐと称し、堆積土砂Ｔの表面における全面に設定されている。また、隣接する計算点Ｐの平面視における間隔ｄは、一定であってもよく、トラクタ１の走行速度により決定されてもよい。すなわち、堆積土砂Ｔには、平面視で等間隔またはトラクタ１の走行速度により決定される計算メッシュが設定される。
【００１８】
次に、上記制御装置２の構成を図２に基づき説明する。
この制御装置２は、図２に示すように、トラクタ１のキャビン内に設けられた入力器（例えばテンキー）５により上記所定地点Ｂにおける堆積土砂Ｔの高さｈ０が入力される測量データ入力部２５と、移動局ＧＰＳ受信機３４から各計算点Ｐにおけるデータ（水平位置および堆積土砂Ｔの高さの差Δｈｋ）が入力されるＧＰＳデータ入力部２３と、これら所定地点Ｂにおける堆積土砂Ｔの高さｈ０および上記データに基づき各計算点ＰにおけるＸＹＺ座標を算出するＸＹＺ座標演算部２２と、このＸＹＺ座標演算部２２により算出された各計算点ＰにおけるＸＹＺ座標に基づき堆積土砂Ｔの高低マップを作成する高低マップ作成部２６と、上記ＸＹＺ座標演算部２２により算出された各計算点ＰにおけるＸＹＺ座標に基づき堆積土砂Ｔの量（体積）を算出する土砂量演算部２７と、上記高低マップ作成部２６および土砂量演算部２７により算出された結果をトラクタ１のキャビン内に設けられたモニタ８に出力する出力部２８とが具備されている。
【００１９】
上記ＸＹＺ座標演算部２２は、図３に基づき説明した計算方法による演算を行うようにされている。また、上記高低マップ作成部２６は、上記計算メッシュを画像にし、各メッシュ内に堆積土砂Ｔの高さｈｋを表示するようにされている。さらに、上記土砂量演算部２７は、Ｖを堆積土砂Ｔの量（体積）、ｎを最後の計算点Ｐとして、間隔ｄが一定の場合には下の式による演算を行うようにされている。
【００２０】
【数１】
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なお、間隔ｄが一定でない場合には、上の式におけるｄをｋの関数として演算を行う。
【００２１】
また、上記モニタ８は、図４に示すように、一例として、左側に高低マップ８ａを表示し、右側に堆積土砂Ｔの量（図４では一例として単位ｍ３）８ｂを表示する。上記高低マップ８ａは、画像にされた計算メッシュと、各メッシュ内に表示された堆積土砂Ｔの高さｈｋ（図４では一例として単位ｃｍ）とからなる。なお、高低マップ８ａは、堆積土砂Ｔを除去した後に表れる地面Ｇ（農地であれば作土層および心土層）を均平にする作業にも用いられる。
【００２２】
以下、上記土砂量測定方法について説明する。
まず、所定地点Ｂにおける堆積土砂Ｔの高さｈ０を測量により求め、トラクタ１のキャビン内に設けられた入力器５により入力する。そして、トラクタ１を所定地点Ｂまで移動させるとともに移動局ＧＰＳ受信機３４をＯＮにして、そこからトラクタ１を走行させる。
【００２３】
トラクタ１が計算点Ｐを通過すると、移動局ＧＰＳ受信機３４から計算点ＰにおけるデータがＸＹＺ座標演算部２２に入力される。または、移動局ＧＰＳ受信機３４からデータがＸＹＺ座標演算部２２に入力される時のトラクタ１の位置を、計算点Ｐに設定する。こうして、トラクタ１を走行させることにより、次々に計算点Ｐｋにおける堆積土砂Ｔの高さｈｋが算出される。トラクタ１を堆積土砂Ｔの隅々まで走行させ、トラクタ１が最後の計算点Ｐｎにまで達すると、高低マップ作成部２６により高低マップが作成されるとともに、土砂量演算部２７により堆積土砂Ｔの量が算出される。そして、モニタ８に高低マップ８ａおよび堆積土砂Ｔの量８ｂが表示される。
【００２４】
算出された堆積土砂Ｔの量は、その後の工程のために用いられる。その後の工程は、例えば堆積土砂の掘削および浄化である。堆積土砂Ｔの量を把握することにより、上記掘削に必要な重機や、浄化に必要なプラントが選定される。浄化された土砂は、必要に応じて、掘削された場所に戻されるとともに均平にされる。
【００２５】
このように、上記土砂量測定方法によると、計算点Ｐｋにおける堆積土砂Ｔの高さｈｋを算出するのに、所定地点Ｂと計算点Ｐｋとの堆積土砂Ｔの高さの差Δｈｋを用いる。このため、ＧＰＳにより高さｈｋを直接測定する従来の方法のように、トラクタ１が瓦礫Ｒに乗り上げた際に発生するおそれのあった異常値を抑えられる。したがって、この土砂量測定方法によると、高精度に計算点Ｐｋにおける堆積土砂Ｔの高さｈｋが算出されるので、正確に堆積土砂Ｔの量を測定することができる。
【００２６】
また、仮想基地局を設定することにより、現実の基地局４１の設置およびその準備が不要になるので、速やかに堆積土砂Ｔの量を測定することができる。
さらに、計算点Ｐの平面視における間隔ｄが一定であることにより、堆積土砂Ｔの高さｈｋに基づき測定される堆積土砂Ｔの量の誤差が小さくなるので、より正確に堆積土砂Ｔの量を測定することができる。
【００２７】
また、計算点Ｐの平面視における間隔ｄがトラクタ１の走行速度により決定されることにより、計算点Ｐの設定が容易になるので、より速やかに堆積土砂Ｔの量を測定することができる。
【００２８】
また、測定用車両としてトラクタ１が用いられることにより、瓦礫Ｒを含むような堆積土砂Ｔの走行に適しており、より速やかに且つ正確に堆積土砂Ｔの量を測定することができる。
【００２９】
ところで、上記実施の形態では、最後の計算点Ｐｎにまで達した後に堆積土砂Ｔの量を測定するとして説明したが、トラクタ１が走行中にリアルタイムで堆積土砂Ｔの量を測定するとしてもよい。
【００３０】
また、上記実施の形態では、測定用車両の一例としてトラクタ１について説明したが、瓦礫Ｒを含むような堆積土砂Ｔの走行に適した車両であればよい。
さらに、上記実施の形態では、図３に示すように、計算点Ｐｋにおける堆積土砂Ｔの高さｈｋを算出するのに、上記所定地点Ｂにおける堆積土砂Ｔの高さｈ０を用いたが、隣接する計算点Ｐｋ−１における堆積土砂Ｔの高さｈｋ−１や、他の計算点Ｐにおける堆積土砂Ｔの高さを用いてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
Ｂ    所定地点
Ｐ    計算点
Ｔ    堆積土砂
Ｒ    瓦礫
Ｇ    地面
１    トラクタ
５    入力器
８    モニタ
３２    移動局ＧＰＳアンテナ
３３    無線受信機
４１    基地局
４２    基地局ＧＰＳアンテナ
４３    無線送信機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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