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GIS 基礎解説

ドローンと GIS

 

ドローンによるデータ収集


ドローンを使った調査の様子

ドローンとは、元々「雄バチ」を意味する英単語ですが、 Unmanned Aerial Vehicle (UAV)と呼ばれる無人航空機の通称として一般に知られるようになりました。近年、このドローンの小型化と低価格化が急速に普及しており、測量、運輸、映像撮影、施設管理などさまざまな分野で活躍しています。
GIS との関わりが深い測量の分野では、ドローンに搭載したカメラを使って地表面の写真を撮影し、測量データとして利用する技術が開発されています。
以前は測量データのベースとなる画像を取得するためには、衛星や航空機を利用して、広範囲のデータを取得する方法がとられてきました。たとえば地球上のあらゆる地域をカバーする Landsat 衛星画像は、その網羅性が評価されています。
ただし、データを取得する主体は衛星や航空機を保有する数少ない機関に限られており、既存データに存在しない特定の時間、範囲、解像度のデータを自ら取得するには高額な投資が必要になります。
一方、ドローンが身近に使えるようになったことで、必要な狭い地域のデータを迅速かつ高解像度で取得することができるようになり、飛躍的に柔軟性が向上しました。

ドローンで取得されたデータの GIS における活用

ドローンによって取得されたデータは、GIS に取り込むことによって 2D や 3D の GIS データとして変換され、活用範囲を広げることができます。また、分析に利用したり Web サービスとしてインターネット上に共有したりすることも可能です。

2D データとしての活用

ドローンで取得された高解像度のデータは、GIS を利用することでオルソ画像や DSM データに変換することがでます。


ドローンで取得された画像から生成されたオルソ画像と DSM (※)

Web サービスとしてデータ共有

GIS ではドローンで取得されたたデータそのものや、処理・分析した結果を 2D や 3D データの Web サービスとして、組織内や一般に公開することができます。上記の 2D と 3D データの画像をクリックすると実際の Web サービスを閲覧することができます。
ドローンで取得されたデータの処理に最適な製品として、「Drone2Map for ArcGIS」があります。ArcGISは、ドローンで取得されたデータの処理から共有までを包括的に行うことができるプラットフォームです。


ドローンで取得された画像から生成された 3D データ (※)

ドローンと GIS の活用が期待される場面

ドローンは、必要な箇所のデータを迅速に取得する能力に長けているため、GIS との連携で災害時の活躍が期待されています。実際に熊本地震(2016年)では、被害状況の把握や、復旧作業に伴って発生したゴミの体積量の推計を行うために、ドローンで取得されたデータの分析が GIS で行われました。その他、地震発生時の地形変動の観察、地滑り地形の調査など、災害時の初動調査から、防災、災害復旧までのさまざまな段階での活用が可能です。

3D データとしての活用

Structure from Motion (SfM) と呼ばれる画像処理技術を利用することで、GIS の 3D データへ変換することも可能になりました。SfM を効果的に利用するためには、大量の画像を一定の間隔で重なり合うように取得する必要がありますが、自動制御のソフトウェアを利用することで、ドローンや搭載するカメラを制御し、最適なデータを取得することができます。

また、既に施設管理の分野では、人が容易に立ち入ることができない大規模な製鉄所施設や高速道路の点検にドローンと GIS が活用されていますが、今後この分野で複数のドローンを同時に飛行させて調査する場合や、一部で導入が検討されているドローンによる宅配などが実用化した場合、刻々と変化するドローンの位置情報の管理のために「リアルタイム GIS」との連携なども模索されています。

※使用している画像は、(有)大光電気様が、大分県の原尻の滝をドローンで空撮したものをご提供いただきました。

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