P1 - 21

令和４年度砂防学会研究発表会概要集

都市近郊における UAV を用いた緊急点検方法の検討
国土交通省 中国地方整備局 広島西部山系砂防事務所
中電技術コンサルタント(株)國時正博，熊本勝史，梶正範，加國奈緒子○大盛 泰我，河井恵美,河本紗希,大上峻平,髙橋 源貴※1
報を付与し、3 次元的に支障物と機体の位置関係を確認する

１．はじめに
広島西部山系では、住宅地奥の急峻な山裾に砂防施設がことで、飛行計画の立案に活用した。

連担して存在しており、地震時や一定規模の降雨後に、対象となる 168 渓流の緊急点検を行い、現地状況を迅速に把握している 1)。従来の地上調査では渓流間の移動に時間を要

高圧線

UAV 写真撮影位置することや、調査員の安全性確保が課題となっている。
点検対象となる渓流は、広島市を中心とした都市近郊に位置し、人家や電線等の支障物が近接する箇所での点検と鉄塔なるため、UAV を活用するにあたっては現地状況を確認した上で飛行計画を立案する必要がある。

図-2 三次元モデルを活用した飛行計画の確認

本稿では、緊急点検における手動飛行を基本とした UAV活用方針や点検方法を検討し、実施検証を行い、その結果を踏まえ、緊急点検における UAV 活用の方法についてとりまとめを行った成果について報告する。

3．実施検証結果
UAVを用いた緊急点検の実施検証は各地区で緊急概略点検及び緊急詳細点検のシナリオを策定し、着目点や評価項目を設定した上で実施検証を行った。

２．UAV を用いた緊急点検(1)緊急概略点検（フェーズ１）

緊急点検における UAV 活用の基本方針は、点検内容・目

緊急概略点検では、手動飛行で静止画撮影により土砂流的に応じて、緊急概略点検（フェーズ 1）、緊急詳細点検（フ出状況を確認する飛行を行い、地区の特性に応じた点検方ェーズ 2）に分けて策定した。緊急概略点検は、一定規模以法及び使用機体について検討した。使用する機体は、機体上の気象状況や災害発生時等に、土砂流出状況を把握し、土砂流出の有無について速やかに報告を行い、緊急詳細点検の必要性を判断するものである。緊急詳細点検は、緊急概略点検で土砂流出が確認された場合、または事前に土砂流出の情報があった場合に行うものであり、崩壊地の特定及び渓流内の土砂堆積状況の把握を目的として行う。
点検方法の検討は、渓流の連担や施設の整備状況を踏まえた点検方法を検討する。特に広島西部山系では、山裾に人家が密集し、渓流が連担している箇所が多く存在するた
め、調査の効率化を目指し、1 回のフライトで複数の渓流を点検する方法を検討した。の性能、品質、汎用性を考慮して、調達が容易で汎用性の高いホビー機と飛行時間が長く、視認性に優れる産業機の 2機体を選定した。
実施検証の結果、安全な場所から 1 フライトで土砂流出状況の確認することができ、全体の地上点検の平均時間が約 20 分であるのに対し、UAV 点検の平均は約 6 分と調査時間の短縮ができた。特に A 地区では、UAV 点検時間が 6渓流で 12 分であり、地上点検と比較すると約 70 分の大幅な時間短縮ができ、連担する渓流の緊急点検における UAV調査の有用性が確認できた。

点検渓流数：6 渓流
点検時間：12 分（地上点検 82 分）⇒大幅な点検時間の短縮が可能

図-1 緊急概略点検の概念図
また、LP データと 2 次元図面から、地形モデルと構造物モデルや CIM 統合モデル 2)を作成した。統合モデルには、：離着陸地点：飛行ルートUAV の離着陸地点、周辺の支障物情報、既往点検結果の情図-3 緊急概略点検の実施検証結果(A 地区)※1 現所属：国土交通省 国土技術政策総合研究所－ 369 －

(2)緊急詳細点検（フェーズ２）

撮影画角の設定、UAV の関連法令等について記載し、実施

緊急詳細点検では、土砂流出が確認された場合の動画撮影による崩壊地の特定を行う。また、施設整備状況及び現検証により得られた課題や改善点について整理した。
４．UAV 点検の高度化に向けた試行

地特性を踏まえ、実施検証で行う点検項目（オルソ撮影、今後の UAV の高度化に向けて、調査結果の迅速な情報伝LP 計測、近接撮影等）を選択し、土砂堆積量や施設変状等達や目視外飛行での点検について試行を行った。調査結果を確認した。緊急詳細点検に使用する機体は、飛行時間がの迅速な情報伝達については、WEB 会議システムを活用し長く、様々な計測機器を搭載可能な産業機と Visual SLAMた調査映像のリアルタイム配信を行い、迅速な情報伝達が機能搭載で近接撮影が可能な産業機の 2 機体を選定した。

可能であった。また、自律飛行を行いながら撮影写真を解実施検証の結果、1 回のフライトで、動画撮影により崩壊析処理し、リアルタイムでオルソ画像を作成する機能を活地の特定及び渓流内の状況を確認することができた。また用することで、災害時により迅速な現地状況の把握が可能

オルソ撮影、LP 計測により災害前後の状況の変化を全体的であった。調査結果の迅速な伝達により、下流人家の避難に確認することができた。さらに砂防堰堤の近接撮影を行情報等に活用することが期待できる。

うことで堰堤天端のひび割れの規模 3)を確認することができ、施設変状の把握にも活用することができた。

山間部で調査範囲が比較的広い宮内・明石地区（廿日市
市）での調査では、上流域で目視外飛行となり、出水時に補助者を配置しての UAV 点検が難しい。そこで、調査範囲拡大のため、航空局へ「目視外補助者無し飛行（レベル 3飛行）」の許可・承認申請を行い、承認を得た上で飛行を行った。レベル 3 飛行の実施には、技術的・法令的な高いハードルをクリアする必要があり、中国地方の防災事業初の試みであった。今後、都市部近郊での目視外飛行（レベル４飛行）実現に向けて、目視外飛行実施の際の許可・承認申請についての知見を得ることができた。

図-4 緊急詳細点検結果（崩壊地の特定）

5．おわりに本稿において検討した方法により、1 回のフライトで、安全な場所から迅速で効率的に土砂流出状況の確認を行うことができた。また、土砂流出が確認された場合の詳細な調査についても、UAV調査の有用性を確認することができた。
緊急点検では、都市部近郊で人家が近接する場所での飛行が想定されるため、手動飛行による点検方法であったが、繰り返しの定期点検での活用に向けて、自律飛行での点検手法の検討が課題となる。自律飛行では、より詳細な飛行

図-5 緊急詳細点検結果（オルソ撮影・レーザ計測）

ルートの設定が必要となるため、都市近郊においても、3次元データ等を活用し、自律飛行による安全な点検方法を確立させることが重要と考える。
また、撮影写真や計測データは長寿命化計画の立案や施設の維持管理を行うための重要な基礎資料であり、経年的な点検データを使い易いように整理することが望ましい。
点検データの蓄積が可能となるように、UAV 点検手法の高度化と併せて、点検データの維持管理への利活用について

図-6 緊急詳細点検結果（砂防堰堤の近接撮影）も検討していきたい。

(3)実施検証結果のとりまとめ
各地区の緊急点検の実施検証結果を踏まえ、UAV を活用

参考文献 1)広島西部山系渓流巡視点検実施要領（案） R4.3

し、点検作業の効率化・迅速化、点検調査員の安全性向上、

2)BIM/CIM 活用ガイドライン（案） 第 3 編 砂防及び地す

UAV の高度利活用を目的として「UAV を用いた緊急点検

べり対策編 令和 3 年 3 月 国土交通省) 3)砂防関係施設点要領（案）」を作成した。点検要領（案）では、安全管理、検要領(案) 国土交通省砂防部保全課 R2.3

－ 370 －