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北海道地理空間フォーラムin札幌2018-07-18_基調講演 講演1「地理空間情報に関する最近の取組について」鎌田高造氏
- 1. Ministry of Land, Infrastructure, Transport and TourismGeospatial Information Authority of Japan 平成30年7月18日 国土交通省 国土地理院 企画部長 鎌田 高造 北海道地理空間フォーラム in 札幌 地理空間情報に関する 最近の取組について
- 3. 平成30年度地理空間情報活用推進行動計画（Ｇ空間行動プラン）の概要 Ｇ空間プロジェクトのPDCAサイクル 施策の実施 フォローアップ （５年ごと） フォローアップ （毎年度） 地理空間情報活用推進基本法 （平成19年 法律第63号 ） 地理空間情報活用推進基本計画 （第３期：平成29～33年度） （平成29年３月２4日 閣議決定 ） 地理空間情報活用推進行動計画（Ｇ空間行動プラン） （毎年度） （平成30年度より推進会議決定） ⚫ 地理空間情報活用推進基本計画に基づき各府省において推進する具体的施策の当該年度の実施内容等を取り まとめ、公表 ⚫ 毎年度、行動プランの策定及びそのフォローアップを行い、ＰＤＣＡサイクルにより、地理空間情報の総合的・計画 的な活用を推進 地理空間情報活用推進行動計画（Ｇ空間行動プラン） 総施策数 １２８件 内 前年度から引き継がれた施策数 １０９件 新規に追加された施策 １９件 平成29年度 フォローアップ 総施策数 １３３件 内 前年度から引き継がれた施策数 １２０件 新規に追加された施策 １３件 平成30年度 実施施策 2
- 4. ⚫ 準天頂衛星システムの活用に向けた地 上試験を実施し、衝突回避が可能な自 律飛行技術の機能を実現する装置を設 計・製造。 ⚫ 高精度３次元地図情報と時間的に変化する情報を 紐づけたダイナミックマップの検証・有効性の確認、 技術仕様の策定に向けた検討を実施。 ⚫ 農業、ITS等様々な分野における実証を実施。 ⚫ 2023年度（平成35年度）目途の７機体制の構 築に向けて、必要な体制の整備や、技術開 発を実施。 準天頂衛星システム「みちびき」４機体制 （内閣府（宇宙）） 無人航空機物流 （経済産業省）高度な自動走行システム （内閣府（科技）） １２８のＧ空間プロジェクトについて達成状況をフォローアップＧ空間行動プラン 平成29年度に実施した施策例 １３３のＧ空間プロジェクトについて30年度の行動プランを策定Ｇ空間行動プラン 平成30年度に実施予定の施策例 津波浸水被害推計システム （内閣府（防災）） 農業機械の自動走行 （農林水産省） 準天頂衛星対応通信端末 防災機関管制局 準天頂衛星 ⚫ 平成29年11月１日より試行運用開始。 (太平洋沿岸地域：約6,000km) ⚫ 地震発生直後に、津波による浸水被 害を推計し、被害地図情報等を作成。 ⚫ 平成29年６月１日より試験販売開始。 ⚫ 遠隔監視による無人システムの実現 に向けた各種実証実験等を実施。 安否確認 災危通報 センチメーター級測位 Link Base ダイナミックマップ 紐 付 け 11月１日より４機体制による運用開始(予定) ＫＰＩ設定事項 目標年次 目標値 津波浸水被害推計システムの整備 平成30年度 運用開始 ＫＰＩ設定事項 目標年次 目標値 ほ場内での農機の自動走行システムを市販化 平成30年度 市販化 遠隔監視での無人システムを実現 平成32年度 実用化 ＫＰＩ設定事項 目標年次 目標値 ダイナミックマップの検証、有効性の 確認 高度な自動走行システムに必要なダ イナミックマップの技術仕様の策定 平成 30年度 大規模実 証実験で の検証等 を経て、 仕様策定 ＫＰＩ設定事項 目標年次 目標値 準天頂衛星を活用した無 人航空機による物流事業 の実用化 平成 32年度 実用化 3
- 6. • 自己完結的な測位衛星システム （日本版GPS） • 日本上空に長く留まる準天頂軌道 • 都市部や山間部での測位エリアの拡大 • 測位時間短縮による効率化 • サブメータ級測位補強サービス • センチメータ級測位補強サービス • 防災、ナビ、スマート農業、自動走行 測量分野等での新規サービス創出 • 災害時等の緊急メッセージ配信 2017年10月に4号機打ち上げ 2018年11月からサービス開始予定 衛星測位の新たな時代へ 準天頂衛星システム「みちびき」 （内閣府HP） 5
- 10. GNSS リアルタイム データ 主管制局 ・誤差の推定 ・補正情報生成 ・データ圧縮 ・衛星へ送信 （内閣府・JAXA） 準天頂衛星 電子基準点 利用者 軌道誤差 時計誤差 電離層遅延 対流圏遅延 • 電子基準点データから測位補強信号（大気遅延誤差等）を生成 • 準天頂衛星を経由してユーザに配信 • ユーザーは基準点無しに無償で高精度な測位が可能 （公称精度：静止状態で水平6cm, 移動体で同12cm） 測位補強情報 ・衛星軌道/時計誤差 ・対流圏遅延量 ・電離層遅延量 センチメートル級測位補強サービス（CLAS） 9
- 11. 衛星測位の進展で顕在化する課題 (-.-;) ? なぜ？ (-.-;) ? • 高精度な単独測位による衛星測位では基準点なしでその場 の位置を計測 その結果... • 測位結果が地図と合わない状況が発生しかねない… 10
- 12. 測量や地図の位置情報は基準点に基づく • 基準点（電子基準点等）の位置座標を基準に新しい位置を決定 − 地殻変動によって基準点の位置は時間とともに変化 − 基準日（元期※）を定め、その位置座標で管理 測量や地図における測り方（相対測位） ※元期：1997/01/01(西日本・北海道)、2011/05/24（東日本） 位置の基盤 国土地理院が 管理・提供 11
- 13. 衛星測位（単独測位の場合） 元期 今期 今期座標B=元期座標A+地殻変動元期座標A 地殻変動 地球重心を基準とした絶対的な座標値 • 既知点座標に依存しないその時（今期）の位置座標 − 同じ場所でも測る時期によって座標値が変化（地殻変動の影響） 我が国の宿命！ 12
- 15. • 測量行政推進に資するため学識経験者を委員として設置 • H29年度は「測位基盤検討部会」を設置し、衛星測位時代の共通の 位置の基盤のあり方について検討（部会長：佐田達典日本大学教授） 測量行政懇談会での検討 • 現在の状況では元期の位置座標を統一的に用いることが妥当 • 測量分野で実用化されているセミ・ダイナミック補正を活用 • 測位と地図に関する専門家や一般の理解促進も重要 H30年3月13日の第21回測量行政懇談会で報告。右は清水委員長（東大教授）。 14
- 17. セミ・ダイナミック補正とは？ • 基準点の位置座標を元期(1997年1月1日)に固定する • 測量計算の過程で、位置の誤差となる地殻変動の影響を 補正する(取り除く)ための計算を行う（セミ・ダイナミッ ク補正） • 補正量(元期～今期の累積地殻変動量)を定期的(年１回)に 更新 位置座標 元期 (1997) 今期 (2018) 元期における座標 時刻 補正量 (地殻変動量) 測量で得た座標 げんき 16
- 18. セミ・ダイナミック補正の測位利用への活用 ポイント２（空間分解能） 電子基準点の配点密度(20km)より 細かい局所的な変動の補正は困難 →電子基準点の大幅な増加は非現実的 →他機関のGNSS観測点の活用？ ポイント１（時間分解能） 年１回の更新頻度では必要な 精度が確保できない可能性 →変動量は最大で約10cm/年 →最適な更新頻度の検討 補正量 時間… 2018 2019 2020 基準日 【地図】 2018~2019の間は この補正量で固定 ポイント3（補正手法） 測量は元期→今期→元期の往復補正だが 測位に使用する場合には今期→元期の片方向補正 →必要な精度で整合性が確保出来るか要検証 17
- 20. 日本水準原点（国会前庭園内） 水晶板目盛 測量法第十一条（測量の基準） ・位置は、地理学的経緯度及び平均海面からの高さで表示 ・測量の原点は、日本経緯度原点及び日本水準原点 我が国における「高さ」の基準 原点数値の変遷 明治24年：24.5000ｍ 大正12年：24.4140m ←関東大震災 平成23年：24.3900m ←東日本大震災 ※東京湾（霊岸島）の潮位観測から決定 （現在は油壺験潮場（三浦市）からの測量で管理） ゼ ロ 目 盛 測量法施行令第二条２の二 ・(水準)原点数値 東京湾平均海面※上 24.3900m （ゼロ目盛高さ） これが「標高」 19
- 24. 重い物体 重い物体 重力の方向 地表 内陸におけるジオイド →地下のどこかに平均海面の延長が存在 ＝ ジオイド 平均海面 （ジオイド） 標高高 標高低標高中 重力の方向 水の流れ 水の流れ 標高に対する重力の影響 ジオイドから地表までが標高 →地表が平面に見えても標高が一定とは限らない… 標高やジオイドの把握には重力の情報が不可欠 23
- 25. ・ジオイドに対する地表の高さ ・水の流れにつながる ・水準測量で計測 ❏ 標高 ・地球楕円体面～ジオイドの高さ ・標高の基準の起伏を表現 ・重力データ等から計算 ❏ ジオイド高 ・地球楕円体面に対する地表の高さ ・モデルで表現可能 ・衛星測位で計測 ❏ 楕円体高 ３つの「高さ」の関係 標高 ＝ 楕円体高 － ジオイド高 標高, 楕円体高, ジオイド高の関係 標高 測位衛星 楕円体高 ジオイド高 地球楕円体 衛星測位 24
- 27. 航空重力測量 上空からの新たな挑戦 ・航空機に相対重力計を搭載しデータを取得 ・NZ(2013~14)や米国(2012~22)等で実績 ・国内では初の試み l 1g 2g 測定ダイヤル ギヤボックス ビーム ゼロ長 ばね 重りてこ てこ 緩衝 スプリング マイクロ メーター ●：ヒンジ Lacoste & Romberg(2004)に加筆 G-118 地上重力計の構造 （ラコスト重力計 G型） バネの伸びから 重力差を測定 観測風景（米国測地測量局） 26
- 28. 【長所】 ・地上測定よりも効率的 ・山岳部/沿岸海域も測定可能 ・最新の基準（JGSN2016） ・最新の重力値を取得 ・衛星測位による正確な位置情報 ・海外の先行事例の知見 航空重力測量の実施計画 飛行路 2018年度 2019年度 2020年度 2021年度 2022年度 2023年度 2024年度 航空 重力計 調達 関東 中部 東北 近畿 道西部 中国四国 道東部 九州 精密重力 ジオイド 計算 新たな 標高体系 【想定スケジュール】 ※沖縄及び離島部は2023年度以降に順次観測 27
- 34. UAV搭載型レーザスキャナについて • 有人航空機に搭載したレーザスキャナを用いた測量は、従来から幅 広く実施されている • 我が国には、1990年代に導入開始 • 2008年4月から作業規程の準則に掲載 • 詳細な地形データ（DEMデータ）の作成等に利用 • 近年、レーザスキャナの技術開発、小型化が進み、UAV（無人航 空機）に搭載可能な製品も登場 UAV搭載型レーザスキャナを用いて測量を 実施するための技術マニュアルの作成 33
- 35. UAV搭載型レーザスキャナを用いた公共測量マニュアル（案） マニュアル（案）を、2018年3月30日に公表 • 標準的な作業方法などは、運用基準として提示 • 要求仕様や作業仕様の標準的な値は、巻末資料に例示 • 作業内で作成する各種資料の様式（精度管理表等）について、巻末資料と して例示（記載例も作成） • ボアサイトキャリブレーションの作業方法や、点検測量の作業方法の例は、別添 資料として準備 • 無人航空機搭載型レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編） （案）（国総研作成）とも内容を調整 • 今後、実際の運用状況や実証実験の結果、技術開発の状況等を踏まえて、 利用しやすくなるように改善していく予定 https://psgsv2.gsi.go.jp/koukyou/public/uavls/index.html 34
- 36. UAVを用いた公共測量マニュアル（案）改正 ➢ 初めてのマニュアルを、2016年3月30日に公表 ○ （第２編）UAVを用いた地形測量及び写真測量 ○ （第３編）UAVを用いた応用測量 ➢ その後、利用者等から多くの意見、質問が・・・ • マニュアルの記述内容や使用している用語が分かりにくい。実際の利用状況と 合っていない。 • 作業方法が理解しにくい。第２編と第３編の内容を混同する場合が多い。 • 第２編（空中写真測量）と第３編（三次元点群作成）の内容や表現が 揃っていない。 • 三次元点群作成（第３編）に必要な写真の重複度が大きすぎて作業効 率が悪い。重複度の制限を緩和して欲しい。 • 標定点の観測方法や精度などの規定が明確でない。 • 精度管理表が分かりにくい。どのような内容をどのように記述すればよいか分か らない。 35
- 37. マニュアル（案）を、2017年3月31日に改正、公表 • １年間の運用期間中にいただいた多くの意見や、実証実験の 結果も踏まえて、大幅に内容を改定。 ✓ 作業の全体的な流れ、考え方等については、これまでと同様。 • 観測等の条件の緩和や明確化、精度向上のための規定の追加等を行い、より利用しや すい内容に見直し。 ✓ 写真の重複度の緩和、標定点や検証点の配置方法の見直しなど • マニュアル内で使用している用語、表現等を見直し、分かりやすい表現となるように修正。 • 実際の作業で利用しやすくなるように、精度管理表を見直し。 • 全体の流れや考え方などの理解を促進するために、マニュアルとは別に、利用に当 たっての手引きを作成、公表。 （例）（第２編）UAVを用いた地形測量及び写真測量 → UAVによる空中写真を用いた数値地形図作成 （第３編）UAVを用いた応用測量 → UAVによる空中写真を用いた三次元点群作成 UAVを用いた公共測量マニュアル（案）改正 36
- 38. 地上レーザスキャナを用いた公共測量マニュアル（案）改正 ① 地上レーザスキャナを用いた地形測量 • ５００分の１以上の大縮尺数値地形図の作成に活用 • 狭い範囲における数値地形図の整備や更新に有効 ② 地上レーザスキャナを用いた三次元点群データの作成 • 地表面の精密な形状を三次元点群データとして取得 • 縦横断面図作成や土量管理等に利用 ◼ マニュアルの構成（２つの測量方法を規定） 大縮尺地形図作成 公共測量での利用 ICT工事での活用 ３次元点群データによる面的な土量管理 縦横断面図作成 ３次元点群データの活用 初めてのマニュアル（案）を、2017年3月公表 37
- 42. 地理院タイルの今後 画像タイル（従来の形式） • 地図の内容は画素値（ピクセル毎の色情報） として格納 → 地図の内容（図形の形状、属性等） の機械判読は困難 色や太さ等スタイルを自由に変更する ことは困難 ベクトルタイル（新たな形式） • 地図の内容はテキストとして格納 • 点・線・面毎に種別や状態等の属性情報も 格納可能 → 地図の内容の機械判読が容易！ 属性値によって色や太さ等 スタイルの変更が可能！ ベクトルタイル "coordinates":[[140.081568 ,36.137812],[140.081176,36 .137561]] "rdCtg":"国道" "rnkWidth":"19.5m以上" …… "coordinates":[[140.085346 ,36.141840],[140.085187,36 .141666]] "rdCtg":"都道府県道" "rnkWidth":"5.5m-13m" (140.081568,36.137812) 画像タイル (0,0,0) (255,122,122)(R,G,B) (100,100,100) (255,255,0) (経度,緯度) この部分 の意味 (140.081176,36.137561) 属性名 属性値 rdCtg 国道 rnkWidth 19.5m以上 … … ベクトルタイルの平成31年度からの提供事業化を目指す 41
- 46. ベクトルタイル提供による効果（３） クリックすると解説が表示され、凡例不要で読解できる 今までは… ベクトルタイルを使うと… すぐに＆確実に 情報を把握可能 凡例と見比べながら 読み解く必要 45
- 47. 地形が直感的にわかる地図を公開 ⚫ 日本全国の赤色立体地図 ⚫ デジタル標高地形図25面の追加 ⚫ 陰影起伏図（全球版） 日本全国の赤色立体地図 霧島山付近 デジタル標高地形図 京阪神地区 陰影起伏図（全球版） ※使用にあたっての注意※ 赤色立体地図の使用に関しては、アジア航測株式会社の許諾を得て下さい。 46
- 50. 地形図の登山道 • 修正には現地調査が必要 – 空中写真による判読・修正が困難 • 最近は、主に連携調査で修正 – 地元自治体や関係団体と協力した現地調査 • 効率的な修正、迅速な修正が課題 – 登山道の付け替え、新設、廃道 – 要修正箇所の把握、効率的な修正方法 49
- 51. 最近の登山事情 • 道迷いが遭難原因のトップ – 遭難者の約４割が道迷い 平成28年 警察庁調べ • 登山アプリ、コミュニティサイト利用者が拡大 – 約１００万人（５年で約20倍） ヤマレコ、ヤマップ会員数 • 膨大な登山記録がコミュニティサイトに蓄積 – 登山者の移動経路情報（ビッグデータ） 50
- 53. ビッグデータの入手（これまでの経緯） • 平成２９年１０月 – 協力企業・団体を募集 • 平成２９年１２月 – （株）ヤマレコ、（株）ヤマップと協力協定を 締結 • 平成３０年３月 – ビッグデータを活用して修正した地形図を公開 52
- 54. ビッグデータの入手（協定締結企業） • （株）ヤマレコ、（株）ヤマップ – 登録ユーザ数 ：合計 約１００万人 – 登山記録件数 ：合計 約２８０万件 https://www.yamareco.com/ https://yamap.co.jp/top 53
- 55. ビッグデータの入手（協力協定の内容） • 目的 – 地形図に表示する登山道情報の正確性向上 – 登山者の安全と利便性の向上 • 主な協力内容 – 登山者の移動経路情報*1 を国土地理院に提供 – 提供された情報を活用し、登山道を修正 – 地形図等の利活用の普及啓発 *1 登山者個人が特定できないよう匿名化した情報 54
- 60. 課題 • ビッグデータ活用ノウハウの蓄積 – ツールの最適化 – 取組を進め、より正確で効率的な修正へ • 情報収集、データ確認体制の確立 – ビッグデータ以外の最新の情報を収集 – 修正データの確認、点検方法を確立 • 利用者が少ない登山道、廃道への対応 – 都市近郊や集落周辺の登山道（徒歩道） – 廃道になった登山道（徒歩道） 59
- 61. 最後に • 本日は、最近の話題をピックアップして紹介 • 地理空間情報活用推進基本法は政府全体の法律だ が、その中で測量・地図の果たす役割は大きい • 今後、測量分野においては、現場の生産性が向上 するような施策を打ち出していく • 一般には、より使いやすい地図の提供を目指す 60