講習会の記録

URADOCPDS苫道安全協議連絡会が企画運営するCPDSプログラム講習会のお知らせ

 「フォトジーキャド Photog-CADの概要と活用事例」 1/2

 講師:一般財団法人 日本建設情報総合センター システム事業部門 システムエンジニアリング部 宮本 勝則

 以下の資料は、受講者の技術研鑽に役立つことを願い、講師のご厚意により提供いただいたものです。なお、オリジナルデータの提供は予定しておりません。

▼講習のパワーポイントが74ページの大作であるため、2分割してあります。

「フォトジーキャド Photog-CADの概要と活用事例」2/2


▼関連情報
災害復旧効率化支援システム
www.gis.jacic.or.jp/gis/photog
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Photog-CAD(フォトジー・キャド)のご案内.
新着情報 Photog-CAD -災害復旧効率化支援システム- に関する新着情報です。 ... システム価格と購入の申し込み システムご購入のための申し込みフォームです。


2015/03/24公開

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本日研修するPhotog-CADは、市販の家庭用デジタルカメラで撮影した災害現場の情報を基に、
災害復旧のための公共土木施設災害復旧事業費国庫負担法に基づく
災害査定を受ける手続きを簡便に支援するソフトウェアです。 
誰でも簡単で効率的に行え、測量作業の省力化、安全性の向上と、計算・作図作業の迅速化に寄与します。

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本日の内容としまして、
次のとおりです。
1.Photog-CADの概要  
・災害復旧事業の流れと対象範囲  
・Photog-CADの開発経緯と特徴  
・写真測量による効率化、写真撮影のポイント  
・3次元モデルと横断図の作成  
・災害査定設計書の作成
2.模擬査定から災害査定での使用(通知)
3.測量精度の検証
4.Photog-CADの現地実証事例
5.普及支援と展開策

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公共土木施設災害復旧事業は、災害現場での二次災害の防止や地域活動の早期復旧等の観点から、 迅速かつ効率的に進めることが求められています。
しかし、近年は集中的な豪雨や竜巻などの災害発生が増加し、被災箇所数も増加傾向にあります。 また、昨今の土木技術者不足のため、同時多発的な災害発生に対しては、 被災地調査に派遣できる技術者も不足している状況です。
このような状況の中で、応急復旧前の限られた時間の中で、災害復旧調査を安全、迅速に行うためには、 災害査定設計作業にかかる時間の短縮と、できる限り被災箇所に立ち入らない測量作業とすることが重要です。
従って、時間短縮には、各工程で必要な時間を減らすための省力化と、 現地測量を行う技術者の負担の軽減と安全確保のため、現地測量作業を簡易にして危険な行動を しないことを目的に災害復旧効率化支援システムPhotog-CADを開発・改良し被災地に提供し支援活動を 継続して行っています。

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Photog-CADを支える要素技術の写真測量技術(フォトグラメトリ技術:photogrammetry technology)は、
欧米においては、地上型LP(レーザープロファイラー:Laser Profiler)を使ったレーザ計測技術・点群処理技術と二分するもう一方の技術です。
写真測量技術は、3次元の対象物を複数の観測点から撮影して得た複数枚の2次元写真画像から、 対応点の視差情報を解析して寸法・形状を求めることができます。
この写真測量技術を基にして作成したPhotog-CADの「Photog」とは、「photogrammetry」のことであり、 現地測量とそのデータを処理するCAD機能と一体となったものが、“Photog-CAD”です。


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Photog-CADは、市販の家庭用デジタルカメラで撮影した災害現場の写真情報から、 被災箇所の現況地表面形状を計測し、公共土木施設災害復旧事業費国庫負担法に基づく 災害査定を受ける手続きを簡便に支援するソフトウェアです。
特長として、誰でも簡単で効率的に測量作業が行え、外業の測量作業の省力化と 効率化および精度と安全性の向上、内業の横断形状からの数量計算・作図・積算作業の 一貫した作業を行うことにより、作業工程が集約され、さまざまな情報が確実にフィードバックされます。
特に、道路法面・路肩や河川護岸復旧工法検討等の意思決定の迅速化に寄与することが期待されています。

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この測量方法が従来のポール横断に代わることで、手間無く、安全、迅速に被災状況が3次元モデルとして取得し、
内業の災害査定設計書の作成が迅速に行うことが可能となりました。
事務所と現場で並行して作業ができることもおおきなメリットとなっています。
1現場当り撮影写真3枚を送付して双方共有することで、
現場被災状況調査から災害査定設計書作成まで一貫して協働した作業が可能です。

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Photog-CAD は2006 年に開発以来改良に努め、2010 年にVer.1.3.8 をリリースしました。
このバージョンが2012年10月の国土交通省防災課からの事務連絡を受けて、
さらなる普及を図るべく、旧バージョン無償配布キャンペーンを2013年12月末まで行いました。
これと並行して、2010 年以後の利用環境の変化や、ユーザ皆様の意見・要望を踏まえて、
安定性と操作性、および利便性向上のための改良を行ったPhotog-CADVer.2.0が完成し
2013年11月5日より発売を開始しています。

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「平成26年災害手帳」と「公共土木施設災害復旧の災害査定添付写真の撮り方」が改訂されて
「Photog-CADを活用することにより、
ポール縦横断の写真撮影が大幅に簡素化できる場合も あるため活用を検討すること」という一文が追加されました。

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世界最高水準の、「IT利活用社会の実現に向けて IT DASHBOARD」に、
「命を守る災害関連情報の提供、防災、減災体制の構築」の施策の一つとして、
『・LP(航空レーザ測量)やPhotoCAD等IT技術の活用による、災害の現地調査の迅速化』 が掲載されました。

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・OSは、Microsoft Windows XP(SP3), Vista, 7に対応しています。
・CPUはPentium III 以上 ・メモリは1GB以上推奨
・ディスク容量は約200MB、これはインストールされるプログラムの容量です。
・画面は、解像度:1024×768以上 色:High Color 以上です。
・運用形態は、スタンドアロン,ライセンス認証キー、CAD機能の主な対応フォーマット
 DWG・DXF(R14), SXF(Ver.2.0), TIFF G4です。
・デジタルカメラの有効画素数は、600万画素以上推奨となっています。
 携帯電話、スマートフォンやタブレットについては、
 カメラのCCDサイズとレンズの焦点距離(Exif)が分かれば、利用することが可能です。

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写真を使った3次元測量について特徴として、
まず、近接写真測量技術を応用したもので、デジタルカメラで左・正面・右の写真を撮る。
それから、写真の角度の違いから現状の3次元の地形データを自動作成し、
横断図を作成、部品化された構造物を配置する。
そして、システムに組み込まれた総合単価表を使い、災害査定設計書と野帳と設計書の作成ができます。

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Photog-CAD 近接写真測量の特徴として、
・現地に入りにくい災害現場での測量が可能。
・撮影写真より、オルソ画像や三次元モデルが容易に忠実に再現できる。
・現地作業の短縮・効率化・低コスト化が可能。
・データの記録・保存・編集・管理が容易。
・航空写真と違い、天候に左右されない。
ことが挙げられます。

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Photog-CAD は、一貫して作業を行うことができます。
現地での作業として、
・基準となるポール、ターゲットマークの設置
・基準ポールとターゲット間のスケール長計測(巻き尺等で)
・デジタルカメラで被災箇所撮影(左・正面・右) 室内での作業として、
・撮影した写真をPCに取り込む
・写真測量技術による三次元モデル作成 ・基準点利用、又は任意の位置での横断図作成
・内蔵CADによる構造物の作図・数量計算 ・総合単価を使った設計・積算 ・査定設計書・野帳等の作成・出力 となります。

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GPS機能付きカメラによる調査、昨今のカメラはGNSS機能により、写真に位置情報が埋め込まれます。
そういった情報をもとに調査している位置や被災箇所の位置が分かります。
それらの情報をGISで管理することで、より高度な管理が可能になります。

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・解像度400万画素以上のカメラを使用が必要ですが、 有効画素数600万画素以上を推奨しています、
ドット1つの長さが精度に大きく関与します。
それから、広角か望遠モードを固定して、焦点距離を定めて4:3のアスペクト比で撮影します。
なお、デジタルズームは使用しないようにしてください。
また、災害現場に対し3方向から撮影し、全ての写真に対象範囲全体と対応点全てが写っていることが必要です。

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ご購入いただいたお客様を対象に、ユーザ専用のホームページにてユーザ支援します。
ユーザ専用ページより、発注者は県別総合単価および最新カメラ情報、受注者は最新カメr情報のダウンロードができます。

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これまで被災地の測量には、以下の写真のように、安全性、効率性、作業者が 多数必要などの課題がありました。
家庭用デジタルカメラを使い、3方向撮影して、Photog-CADを利用することで、
安全性、効率性、作業者が少数で済むなど、これまでの課題が解決できます。

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写真測量による効率化として、Photog-CADで、安全、省力化、時間短縮が可能になります。
近接写真測量技術で、3Dモデル作成を行い、
横断図の作成、設計・積算作業、査定設計書の作成、総合単価を使った査定設計業務、 CADと表計算機能により災害査定設計書を作成。
また、再設計の朱入れにも対応しています。

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例えばこういった路肩崩れ前の法面崩れの場合、安全柵とトラロープでガードしているのみで、
路肩を覗けばいつ崩れるかという通行に支障がでている災害箇所です。
この現場の横断線を応急復旧する前の時間がないと安全に測量することを考えてください。

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現地作業として、垂直ポールの設置を行い、その根元の基準点として、
基準線の終点の反対側にも基準点を置きます。
それから、垂直ポールの根元を1番点、終点側を2点目、垂直ポール上に3点目を設置します。
それから、理想としては、田の字でマーカの設置を行います。
スタッフは法面横断方向に地形に合わせて倒しておくことで補正に使うことができます。
その場合、スタッフの長さの始点と終点にマーカを置き長さを図っておくことが必要です。

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横に長い場合の撮影方法のポイントとして、被災地が横に長い場合には、対象範囲を分割して写真測量を行います。
分割された撮影箇所モデル個々の終点をポールで繋いで連結して全体モデルとします。

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標準断面図と平面図の作成機能として、
①各県ごとの総合単価データを持っていて、工種ごとの数値情報を入力して配置するだけで図面が作成でき、
ラスタデータやベクタデータを取り込むこともできます。
②総合単価の工種が選べます。
③高さ、勾配、根入れなど工種により 必要な情報が入力できます。
④CADデータ(SXF、DXF、DWG等)や画像データ(TIFF等)が読み込めます。
⑤CAD機能で、図面を仕上げることができます。

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展開図の作成機能説明として次のとおり。
①横断図番号を付けます。
②高さと距離により数量計算を行います。
③展開図で入力していない工種を追加できます。
④総合単価(平成25年度123種別)が反映されます。
⑤総合単価以外の任意工種も入力することができます。

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数量計算と報告書作成の流れとして、
横断図の任意の範囲を指定して2測点間の体積、平均断面法で計算できます。
①作図(加筆)CAD機能を使って写真に写らなかった部分等、作図(加筆)します。
②断面指定、断面を指定すると、自動的に面積を計算します。
③容量計算、断面指定した分類ごとに自動的に容量計算します。(平均断面法)
④報告書作成、作図と計算結果を図面一覧から選択し、文書編集することで
  報告書等が作成できます。

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工種・数量から金額が算出され災害査定設計書の作成できます。
平面図、展開図、横断図のレイアウトの拡大・縮小等ができます。
また、野帳も作成できます。

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再設計への対応として、当初設計より区間を短縮、杭位置変更になった場合は、変更設計ができます。

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朱入れ機能による、再設計への対応ができます。

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ポール横断測量とPhotog-CADを利用した手法との比較として、
模擬査定と測定結果・作業時間の比較を行いました。


このつづき