Apus-MX LiDARが土石流災害の調査を支援

Apus-MX ライダー

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はじめに誘導

土石流は夏と秋に最も多く発生します。この時期は降雨量の増加、激しい嵐、そして長期間の降雨によって水量が増加し、土石流の発生を引き起こします。

山岳地帯では、氷や雪の融解がリスクをさらに高めます。気温上昇は流出量の増加につながり、斜面の不安定化や土石流発生の可能性を高めます。

これらの事象は甚大な経済的損失をもたらし、人々の安全と環境に深刻な脅威をもたらします。土石流調査を実施することで、土石流の発生状況を理解し、潜在的なリスクを評価し、被害軽減プロジェクトに適した場所を特定し、地域の生態系を保護することができます。

プロジェクトの背景

中国四川省成都では、洪水期に度重なる豪雨に見舞われ、地質災害が発生しやすい複数の地域が土石流に見舞われました。

地方自治体の要請に従い、調査が実施されました。その目的は、地形、地表変動、植生被覆率、水文学的特徴を評価することでした。これは、災害リスクの評価、将来の変化の予測、早期警報および予防活動の支援に役立ちます。

このプロジェクトは、次の 2 つの調査領域をカバーします。
  • エリア 1: 0.5 km²、標高 1,400 メートルから 2,300 メートル。
  • エリア2:0.35 km²、標高1,150~1,450メートル。
調査地域は両方とも、厚い下草や低木の茂みなど、多層の植生を持つ密生した原生林で主に覆われています。
UAV LiDARシステム

図1 調査対象地域

チャレンジ

土石流は、地形が複雑で天候が予測しにくい山岳地帯や峡谷地帯で発生することが多い。これらの地域はアクセスが悪く、環境も過酷であるため、従来の現地調査はリスクが高く、ミスが発生しやすい。

調査地域は、植生が密集した標高の高い森林山岳地帯です。データ伝送は地形の制約や干渉の影響を受ける可能性があり、高度な技術的ソリューションと高性能な調査機器が必要となります。

利用可能な離陸地点は、調査エリアの最高地点から約1,000メートルの標高差があります。LiDARを搭載したマルチローターUAVは、完全な調査データを取得するために、1回の飛行で少なくとも1,000メートル上昇する必要があります。

解決
要件を満たすため、ドローンとLiDAR技術を導入しました。使用した機材は、SatLab Apus-MX UAV LiDARシステムとDJI Matrice 350 RTKドローンです。これらは、広範囲を迅速にカバーし、安全に運用できることから選定されました。地上近接飛行戦略を採用し、調査エリア全体のデータ取得を完了するために合計3回の飛行ミッションを実施しました。

図2 DJI M350に搭載されたSatLab Apus-MX

図3 買収の飛行計画

プロジェクトパラメータ
1.設備

Apus-MX UAV LiDAR DJI M350 RTKCORS ネットワーク 

2.ソフトウェア

衛星ライダー

仕様

表1 Apus-MX UAV LiDAR仕様

テクニカルルート

図4 技術的ルート

Sat-LiDARソフトウェアは、収集された点群データを自動的に解析し、高精度のカラー点群データを出力します。点群データをフィルタリングすることで、採掘区域内の地表点とその地形特徴分類データが得られ、DEM、DSM、等高線などの結果を生成することができます。さらに、このソフトウェアはTINグリッドを用いた鉱山の多相土量計算をサポートしています。さらに、データ精度検査、ストリップ調整、ノイズフィルタリング、分類、点群タイリング処理などの機能も備えています。
結果
プロジェクト結果データ:全体の点群密度:平均 127 点/平方メートル、植生下の地上点は連続して密集しており、点群精度は 2cm を超えており、この顧客プロジェクトのニーズを満たしています。

図5 点群密度

図8 DEM結果

図6 点群の厚さ

図9 DOM結果

図7 点群結果

図10 植生浸透効果

結論
本プロジェクトで使用されたApus-MX UAV LiDARシステムは、DJIドローンシステムと互換性があり、土石流災害現場で効率的かつ非接触でデータを収集します。本システムは、60%反射率で最大1200メートルまで測定可能で、毎秒55万ショットのレーザーパルスレートを備えています。これにより作業効率が向上し、高い点群密度で調査エリアを完全にカバーできます。密集した植生の中でも、地上の点を正確に捉えます。 SatLab Sat-LiDARフルプロセスデータ処理ソフトウェアを搭載したシステムは、ワンクリックで様々な地形結果を生成できます。これにより、お客様にワンストップのデータサービスを提供します。このデータ分析は、土石流災害地域における地形、地表変動、植生被覆、水文特性の調査を正確かつ確実にサポートします。

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