空地マップフュージョン撮影
対応デバイス: 推奨 Lixel L2 Pro + DJI ドローン。Lixel K1、Lixel K2、Lixel P1 + ドローンに対応
空地マップフュージョンとは
空地マップフュージョンは、ドローンの空撮画像と XGRIDS ハンドヘルドデバイスで撮影した地上データを融合することで、多視点・マルチスケールの一体的なモデリングを実現します。大規模な現場、建物群、景勝地など複雑な地形の完全なモデリングに適しています。
前提条件
- 空地マップフュージョンの地上部分は複数セグメントの地上撮影データの結合に対応し、その撮影要件はマップフュージョンと同じ
- ドローンとハンドヘルドデバイスの両方が RTK を有効にして同一座標系で撮影する必要があり、WGS84 または CGCS2000 を選択する
- 撮影シーンには良好な RTK 信号が必要
- マルチ焦点距離カメラを搭載したドローンの場合、単一の再構築を通じて同じ焦点距離を使用する
データ構成
空地マップフュージョンのデータには2 つの部分の画像が含まれる必要があります。
| データタイプ | 撮影方法 | 説明 |
|---|---|---|
| 空撮部分 | ドローンによる空撮 | 上空からのシーンデータ |
| 離着陸部分 | ドローンの離着陸撮影 | 空撮と地上視点をつなぐリンクデータ（重要） |
推奨ドローン機種
| 推奨 | 使用可 | 非推奨 |
|---|---|---|
| Zenmuse P1 | DJI M3E / DJI M4E / DJI P4R | DJI M3T / FC3582 |
空撮部分
空撮部分は基本的に通常の**斜め写真測量（オブリーク撮影）**の要件に従って撮影します。
| 項目 | 推奨 |
|---|---|
| 飛行モード | 完全なカバレッジを確保するためグリッド飛行を推奨 |
| オーバーラップ率 | ≥ 85% |
| 飛行高度 | 許可される最も低い安全高度で飛行すると最良の結果が得られる。特別な制限を除き、50 m を超えないことを推奨 |
| 単層 / 多層 | 単純な中小規模シーン: 最も低い安全高度で 1 層飛行する。複雑な大規模シーン: 最下層の上にさらに 1〜2 層飛行する |
| 多層の高度差 | 隣接する層間の高度差は 2 倍を超えないようにする |
ドローンのグリッド飛行経路計画
建物ファサードの撮影
屋上のグリッド飛行に加えて、建物のファサード（外観）にも専用のカバレッジが必要です。
周回飛行
ドローンが建物の外周を飛行してすべてのファサードをカバーします。
| 項目 | 推奨 |
|---|---|
| 飛行距離 | 建物ファサードから 3〜5 m |
| 飛行高度 | 建物の高さの 1/2〜2/3（上から下までのカバレッジを確保するため） |
| レンズの向き | 常に建物の外壁に向ける |
| 飛行速度 | ≤ 5 m/s、安定して均一に |
| カバレッジ要件 | 建物の四方すべてを周回する必要がある。角では減速して多角度をカバーする |
| 多層周回 | 高い建物は 2〜3 の異なる高度で周回できる |
周回撮影で解決される問題: グリッド飛行は屋上と地面の上空視点のみをカバーする。建物ファサード（窓、壁の詳細、入口）は周回によって補完する必要がある。
建物ファサードの周回撮影経路（真上から見た図）
空地データのリンク
空撮データと地上データを正常に融合させるための鍵は、2 つのデータセットが重なり合うリンク領域を持つことです。
- ドローンは、地上デバイスがすでに撮影した経路の上空で電源を入れて離陸する
- 離陸前に、地上の高さ（約 1.5 m）で目線の高さで撮影し、地上スキャンの軌跡と視点のオーバーラップを確保する
- その後、垂直に上昇して空撮高度に入る
簡単に言えば: ドローンの離陸点 = 地上デバイスが歩いた経路の上、とすることで、2 つのデータセットが自然に「握手」のリンクを持つようになります。
地上スキャンの要件
- XGRIDS ハンドヘルドデバイスを使用し、通常の屋外撮影ワークフローに従ってスキャンする
- 建物の基部、地面のテクスチャ、入口などのカバレッジに重点を置く
- 建物ファサードは複数の高さでのカバレッジが必要: 屋内の「3 パス法」の考え方を参照し、地上デバイスも建物ファサードを 3 つの角度 — 低（地面の詳細）、目線の高さ（本体）、高（上部の構造） — からカバーする
- スキャン経路がドローンの離着陸点の近くを通過するようにする
離着陸部分
離着陸部分は空撮視点と地上視点をリンクするもので、融合品質に影響する重要な要素です。
離着陸の回数と分布
- シーンごとに少なくとも 3〜4 回の離着陸撮影を配置し、撮影シーン全体に分散させる
- より大規模なシーンの場合: 50〜100 m ごとに少なくとも 1 回の離着陸撮影を確保する
離着陸撮影の要件
各離着陸は、地上から約 1.5 m から空撮飛行高度までの連続した画像を提供し、以下を満たす必要があります。
- 地上での目線撮影: 位置と視点が地上デバイスの撮影軌跡と十分なオーバーラップを持つ。ドローンの FOV は通常小さいため、視点カバレッジを優先しつつ、離着陸位置でドローンが被写体からある程度離れて最良のカバレッジを得てもよいが、地上撮影距離の 1.5 倍を超えないようにする
- 空撮での上空撮影: 位置と視点が空撮画像と十分なオーバーラップを持つ
- スムーズな遷移: 地上から空撮視点へのカメラ位置と角度がスムーズに遷移し、隣接画像のオーバーラップ率が ≥ 85% である
離着陸撮影: 地上の目線の高さから空撮の上空へのスムーズな遷移
離着陸プロセスのアニメーション
離着陸点の選択原則
| ✅ 正しい | ❌ 誤り |
|---|---|
| 前方が比較的開けており、10 m 以内に視線の遮蔽物がない | 単色の壁や反射面に近い |
| 特徴的な建物やファサードに面している | 樹木や繰り返し構造に近い |
| 複数の離着陸がシーン内の同じ被写体に面している | 特徴のない背景に面している |
正しい例: 特徴的な建物ファサードに面している
誤った例: 単色 / 反射 / 樹木 / 繰り返し構造に近い
空撮再構築
空撮再構築は空地マップフュージョンの空撮部分と同じで、基本的に通常の**斜め写真測量（オブリーク撮影）**の要件に従って撮影します。地上データを必要とせず、ドローンの空撮のみで 3DGS 再構築を行うシーンに適しています。
撮影要件は上記の「空撮部分」とまったく同じです。
- グリッド飛行を推奨、オーバーラップ率 ≥ 85%
- 許可される最も低い安全高度で飛行する（≤ 50 m）
- 複雑な大規模シーンは最下層の上にさらに 1〜2 層飛行できる（隣接層の高度差は 2 倍を超えない）
- 飛行速度 ≤ 5 m/s
- ドローンは RTK を有効にして撮影する必要がある（WGS84 または CGCS2000）
- 単一の焦点距離を使用する
空撮再構築と空地マップフュージョンの違い: 空撮再構築は空撮データのみで、地上スキャンや離着陸のリンクを必要としません。屋上、大きな広場、農地など地上の詳細を必要としないシーンに適しています。
再構築面積と GSD の経験的指標
以下は、M4E 機種の異なる測量面積と GSD 値における運用の参考データです。
| 測量面積 | オブリーク GSD (cm) | 飛行高度 (m) | 作業時間 | ドローン写真枚数 |
|---|---|---|---|---|
| 10,000 m² | 0.5 | 12 | 2 時間 8 分 | 11139 |
| 10,000 m² | 1 | 26 | 28 分 | 2390 |
| 10,000 m² | 2 | 53 | 9 分 | 633 |
| 10,000 m² | 3 | 79 | 6 分 | 284 |
| 50,000 m² | 0.5 | 12 | 9 時間 20 分 | 53316 |
| 50,000 m² | 1 | 26 | 1 時間 55 分 | 11399 |
| 50,000 m² | 2 | 53 | 32 分 | 2847 |
| 50,000 m² | 3 | 79 | 17 分 | 1279 |
| 100,000 m² | 0.5 | 12 | 18 時間 13 分 | 105308 |
| 100,000 m² | 1 | 26 | 3 時間 43 分 | 22448 |
| 100,000 m² | 2 | 53 | 1 時間 1 分 | 5563 |
| 100,000 m² | 3 | 79 | 29 分 | 2475 |
GSD が小さいほど（飛行が低いほど）詳細が豊富になりますが、作業時間とデータ量は指数関数的に増加します。 シーンの精度要件に基づいて適切な GSD を選択してください。1〜2 cm は通常、ほとんどの空地融合シーンを満たします。
空地マップフュージョンチェックリスト
- [ ] ドローンとハンドヘルドデバイスの両方で RTK が有効で、同一座標系に設定されている
- [ ] RTK 信号が良好で、ドローン写真の 80% 以上が RTK データを持つ
- [ ] ドローンが単一の焦点距離を使用している
- [ ] 空撮部分: グリッド飛行、オーバーラップ率 ≥ 85%
- [ ] 空撮部分: 最も低い安全高度で飛行（≤ 50 m）
- [ ] 離着陸撮影: ≥ 3〜4 回、分散（大規模シーンでは 50〜100 m ごとに 1 回）
- [ ] 離着陸撮影: 地上の目線の高さ → 空撮の上空へのスムーズな遷移、オーバーラップ ≥ 85%
- [ ] 離着陸点: 前方 10 m が開けており、特徴的な建物に面している
- [ ] 地上スキャンデータが完全（マップフュージョンと同じ撮影要件）
- [ ] すべてのデータが時間的に近接して撮影されている（照明が一貫）