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土工量計算とは、建設、道路、水利、鉱業などのプロジェクトにおける、土砂や岩石の掘削、埋め戻し、運搬、積み上げなどの作業の工学的体積を指します。土工の規模は、プロジェクトの投資と進捗に直接関係します。そのため、土工の正確な計算は、エンジニアリング設計と建設において重要なステップとなっています。土工量の計算方法には、断面法、グリッド法、等高線法など、従来から多くの方法がありますが、これらの方法は手作業による計測と作図が必要で、時間と労力がかかり、誤差や漏れが生じやすいという問題があります。科学技術の進歩に伴い、ライダースキャンと処理技術を用いた3D再構築と解析により、土工量の計算においてより効率的かつ経済的な技術的道が開かれました。
1) UAV LiDARデータ取得、点群計算、土量計算、結果レポート出力などのプロセスを接続して、ソフトウェアとハードウェアの統合ソリューションを構築する。
2) 土量計算とレポートのエクスポートは、複雑で頻繁な操作プロセスやフォーマット変換プロセスを必要とせずに実現できます。
3) 大容量のデータ、広範囲の調査エリア、複数エリアの土木工事の同時計算をサポートし、設定の繰り返しや複数回の計算を回避します。
4) 複数ステップ設定をサポートしており、実際のニーズに応じて異なるステップ範囲とステップサイズを設定して、出力を計算できます。
5) 複数の参照面と複数のアルゴリズムオプションをサポートし、さまざまな地形やさまざまなシナリオの計算要件に適応します。
6) 3Dシミュレーション表示をサポートし、ビューを通して計算された盛土量と掘削量を360°×360°全方位で直感的に閲覧および表示できます。
7) カスタムレポートのエクスポートをサポートします。
8) 高い計算精度と信頼性の高い計算結果。
ステップ1:ライダーデータを収集する
当社は、広範囲の地形取得に適した長距離・中距離LiDARシリーズ、小範囲の地形図作成に適した短距離LiDARシリーズ、複雑な小範囲の取得に適したハンドヘルド型SLAM100など、様々な空対地LiDARスキャン装置を提供しています。これらの製品により、高精度の点群データを取得できます。
ステップ2:LiDARデータの処理
UAVマネージャを使用して、フィルタリング、位置合わせ、補正などの点群データの前処理を行い、ノイズや異常点を除去してデータ品質と精度を向上させ、その後、点群データに対してセグメンテーション、分類、特徴抽出を実行して、土工区域とその他の区域を識別し、土工計算の範囲を決定します。
ステップ3:土工量の計算
土工区域の地形特性および計算要件に応じて、範囲内の土工量を計算するための適切な計算モードが選択されます。
ステップ4:数量レポートを作成する
土量計算結果に基づき、詳細な土量計算報告書が作成されます。この報告書には、ブロック、範囲、表面積、投影面積、盛土量、切土量、総量、および計算対象区域のサムネイル画像が含まれます。
土工機能モジュールは、体積計算と変化分析に分かれています。モジュール全体には、以下の特徴があります。
★ 使いやすいユーザーインターフェース、便利な操作、直感的な表示により、点群を直接使用して埋め立て量と掘削量を計算でき、一般的なソフトウェアで三角測量を確立する中間プロセスが不要になります。
★地形への適応性が高く、平面と複雑な曲面で構成される底面の正方形の体積を計算できます。
★ さまざまなアルゴリズムがあり、データタイプや地形特性に応じて、計算に三角形ネットワーク法やグリッド法を選択できます。また、計算プロセスには中間ファイル(DTM)の処理や設定は含まれません。
★ステップ範囲設定をサポートし、各ステップの充填量と掘削量を計算できます。
★ 充填量と掘削量の表示をサポートし、人間とコンピュータの対話を通じて閲覧できます。
★ 体積計算機能は、複数の範囲の土工の同時計算をサポートし、複数の計算レポートを同時にエクスポートできます。
★変化分析機能は、2つの期間の変化量を計算および分析できます。
(1)体積計算機能インターフェースへのデータ入力
体積計算インターフェースには、データ追加、設定、結果表示、計算領域のサムネイル表示、プログレスバー、レポートエクスポート機能が含まれています。
(2)データ入力
データには、[点群データ]と[範囲データ]が含まれます。点群データは、既存のプロジェクトから直接チェックしたり、追加の点群データを追加したりできます。範囲データは、*.fmb、*.shp、*.dxfの3つの形式をサポートしており、スマート点群に手動で描画したり、既存の範囲ファイルにインポートしたりできます。特に、複数の点群データと複数の範囲データを同時に入力でき、計算後に複数の範囲の土量を取得できます。
(3)底型設定
底面タイプは、平面、適合平面、および複雑な面に分類されます。平面を選択する場合は、[基礎面高さ] の値を入力する必要があります。ソフトウェアは入力された基礎面高さの値を基準として、盛土量と掘削量を計算します。適合平面を選択する場合は、適合平面の座標を追加する必要があります。[ポイントの追加] ボタンを選択し、Ctrl キーを押しながらクリックして元の点群に座標を追加すると、座標がダイアログボックスに表示されます。複雑な面を選択する場合は、DEM データを入力する必要があります。DEM データは、*.tif と *.tiff の 2 つの形式をサポートしています。
フィッティング平面を選択すると、ソフトウェアインターフェース上にフィッティング座標データの表示ボタンと操作機能ボタンが表示されます。カスケードインターフェースでは、追加されたフィッティング座標データを削除およびクリアしたり、座標値を手動で入力してフィッティング座標を追加したりできます。

(4)カテゴリ設定
カテゴリ設定では、点群データの分類カテゴリに基づいて土量を計算できます。点群データに分類情報がない場合は、デフォルトで[0-不明]が選択されます。点群データに分類情報がある場合は、計算に必要なタイプを選択してください。
(5)計算方法
計算方法としては、三角形網法またはグリッド法を選択できます。三角形網法を選択した場合は、計算を直接開始できます。正方形網法を選択した場合は、グリッドサイズを設定する必要があります。グリッドサイズの設定は、元のデータの精度と計算要件に応じて行います。
(6)サンプリング間隔
サンプリング間隔は、土量計算時のサンプリング間隔を設定するために使用できます。サンプリング間隔が小さいほど、土量計算の精度は高くなります。ただし、サンプリング間隔が小さすぎると、計算効率が低下します。
(7)最大辺長
描画された境界または点群境界が凹多角形の場合、体積計算値が歪む可能性があります。正確な体積を得るには、凹多角形の計算に最大辺長を使用します。最大辺長はサンプルサイズの2倍以上である必要があります。
(8)ラダー計算設定
はしご計算では、はしごの範囲とステップ長を設定する必要があり、ソフトウェアははしご基準面における盛土量と掘削量を計算します。
(9)結果表示
[結果]ダイアログボックスには計算結果が表示され、計算結果として1ブロックまたは複数ブロックの面積、盛土量、掘削量を表示できます。ステップ範囲にチェックを入れると、各ステップの範囲値と盛土量、切土量が表示されます。
(10)検索結果の閲覧
右側の表示ダイアログボックスにマウスカーソルを合わせると、計算領域の表示を操作できます。マウスホイールをスライドさせるとズームイン/ズームアウト、左ボタンを押し続けると視点を回転、マウスホイールを押し続けると表示オブジェクトをパンできます。
(11)レポートのエクスポート
[レポート]ボタンをクリックすると、土量計算の*.pdfレポートがエクスポートされます。レポートには、ブロック、範囲、表面積、投影面積、盛土量、掘削量、総量、および計算領域のサムネイルが表示されます。
体積変化分析インターフェースには、データ追加、設定、結果表示、計算領域のサムネイル表示、およびレポートのエクスポート機能が含まれています。体積変化分析中は、計算の進行状況を示すプログレスバーが表示されます。

(1)データ入力
データ入力には、[基本データ]、[変更後データ]、[範囲データ]の3種類があります。[基本データ]と[変更後データ]の形式はPegasus固有の*.fmi点群データであり、[範囲データ]の形式は*.fmb、*.shp、*.dxfをサポートしています。プロジェクト内のデータを直接選択して処理することも、追加の点群データを追加して処理することもできます。範囲データは、直接手動で描画することも、既存の範囲データを直接インポートすることもできます。
(2)計算設定
計算設定では、点群のカテゴリ、サンプリング間隔、最大エッジ長、およびグリッドサイズを設定する必要があります。
(3)結果表示、結果閲覧、およびレポートのエクスポート
これら3つの操作は、体積計算と整合している。