R6 測量士 午後No.3 選択〔No.3〕地上レーザ・UAV写真測量・航空レーザ測量
地上レーザスキャナ、SLAM・UAVレーザ、UAV写真測量の撮影計画、航空レーザ測量が問われました。計算が多い大問です。設問ごとに問題と解説を並べています。
問A-1 地上レーザスキャナ（穴埋め）
ア＝方向 イ＝タイム・オブ・フライト ウ＝平面直角 エ＝相似 オ＝後方
距離計測方式はタイム・オブ・フライト方式（往復時間を測る）または位相差方式。平面直角座標系で計測するときは器械点・後視点法、それ以外の座標系では相似変換法や後方交会法を用います。
問A-2 計測方向を高い方へ向ける理由
点密度が大きくなり、スポット長径が短くなるため。
低い所から高い方へ向けると、レーザが地面に当たる角度が正面に近づき、点密度が上がりスポット（光の跡）が締まるので精度が上がります。語群（スポット長径／点密度）を両方使います。
問A-3 レーザ光と地面がなす角度
26 度
① 3.600 m先の地面は、スキャナ足元より 3.600×tan17°＝3.600×0.30573≒1.101 m高い。
② レーザ光の出る点は足元から1.670 mの高さ。目標地点の地面より 1.670−1.101＝0.569 m高い。
③ レーザ光が水平となす角＝arctan(0.569÷3.600)＝arctan(0.158)≒9°（下向き）。
④ 地面は水平から17°上っているので、レーザ光と地面のなす角＝9°＋17°＝26°。
問B-1 SLAM・LidarSLAM（穴埋め）
ア＝GNSS イ＝IMU ウ＝オリジナルデータ エ＝フィルタリング オ＝グリッドデータ
従来の移動体測量はGNSS測位やIMU（慣性計測装置）で自己位置を求めますが、SLAMは周囲の特徴点から自己位置を推定します。点群の成果は「オリジナルデータ →（フィルタリング）→ グラウンドデータ → 内挿 → グリッドデータ」の流れです。
問B-2 最適な測量方法の選択
○：a（UAVレーザ測量）
b（UAV写真点群測量）が最適でない理由：樹木の下や陰など、写真に写らない箇所のデータ作成が困難であるため。
c（有人航空機の航空レーザ測量）が最適でない理由：対象地域が狭い範囲なので、有人航空機では経済的でないため。
「南側半分が針葉樹林」「東西800 m・南北600 mと狭い」という条件から、樹林下も測れて狭域でも経済的なUAVレーザ測量が最適です。
問B-3 最近隣法とTINで標高を求める
最近隣法＝20.45 m ／ TIN＝20.48 m
・最近隣法：格子の中心（求点）にいちばん近い計測点の標高をそのまま採用 → 20.45 m。
・TIN（不整三角網）：求点を囲む3点で作った三角形の平面上で、求点位置の高さを内挿（線形補間） → 20.48 m。
図3-1・表3-1の座標と標高から、最近点の選定と三角形内の内挿を行います。
問C-1 標高0mからの撮影高度（撮影条件は共通）
210 m
問C-1〜C-4は、上の撮影条件を共通の材料に使います。
① 撮影基準面からの撮影高度＝地上画素寸法×焦点距離÷素子寸法＝0.02×0.015÷(5×10⁻⁶)＝60 m。
② カメラの標高＝撮影基準面150 m＋60 m＝210 m（標高0 mからの撮影高度も210 m）。
問C-2 撮影間隔
8 秒
① 撮影基準面での写真短辺の地上長＝4,000画素×0.02 m＝80 m。
② 重複度60％ → 撮影基線長＝80×(1−0.6)＝32 m。
③ 撮影間隔＝撮影基線長÷速度＝32÷4＝8秒。
問C-3 最少コース数
7 コース
① 写真長辺の地上長＝6,000画素×0.02 m＝120 m。
② 隣接コース重複度30％ → コース間隔＝120×(1−0.3)＝84 m。
③ 東西500 mを間隔84 mで割ると 500÷84＝5.95→6区間、コース数＝6＋1＝7コース。
問C-4 必要な記録容量
17 ギガバイト
① 1コースの写真枚数：南北900 mを撮影基線長32 mでカバー → 900÷32＝28.1…→29モデル、両端に各1モデル追加で31モデル、写真枚数＝31＋1＝32枚。
② 全体＝7コース×32枚＝224枚。
③ 容量＝224×75メガバイト＝16,800メガバイト＝16.8ギガバイト → 小数第1位を切り上げて17ギガバイト。
問C-5 写真点群測量への変更事項
同一撮影コース内の重複度を80％以上、隣接撮影コースの重複度を60％以上に確保できるよう撮影条件を変更する。
写真点群測量は重なりを多く必要とします。同一コース80％以上・隣接コース60％以上に上げるのがポイントです。語群（同一撮影コース内の重複度／隣接撮影コースの重複度）を両方使います。
問D-1 スキャン幅（計測条件は共通）
1,456 m
問D-1〜D-3は、上の計測条件（図3-2）を共通の材料に使います。
スキャン幅＝2×対地高度×tan(スキャン角度)＝2×2,000×tan20°＝2×2,000×0.36397≒1,456 m。
問D-2 スキャンレート（毎秒何往復）
毎秒90往復
① 飛行方向に0.4 mごとに1走査線（片道）。速度72 m/sなので、1秒間の片道走査線数＝72÷0.4＝180本。
② 1往復＝2本（往路・復路）なので、スキャンレート＝180÷2＝90往復/秒。
問D-3 パルスレート（毎秒何回）
毎秒656,000回
① 1走査線あたりの点数＝スキャン幅÷飛行直交方向の点間隔＝1,455.9÷0.4≒3,640点。
② 片道の走査線は毎秒180本。
③ パルスレート＝3,640×180＝655,200 → 100の位を切り上げて毎秒約656,000回。
問D-4 樹高を推定する方法
レーザ光のファーストパルスから樹木の頂部の高さを、ラストパルスから地面の高さを求め、その差分を樹高とする。
1発のレーザで、最初に返るファーストパルス＝樹冠、最後に返るラストパルス＝地面。その差が樹高です。語句（ファーストパルス）を使います。