点群って何?(Point Cloud)

Overview
点群(Point Cloud)とはコンピュータで扱う点の集合のこと。多くの場合、空間は3次元であり、直交座標 (x, y, z) で表現されることが多い。

点の1つ1つにはスキャナーからの相対的なX,Y,Z情報や、カメラの画像データから得た色の情報(RGB)を持つことができ、点の集合体【=3次元点群】によって物体や地形をコンピュータ上でわかりやすく扱えるようになります。

土木・測量や道路計測では多くの場合、計測機器からの相対距離ではなく地理上の位置が必要となります。
そのためレーザースキャナーやカメラ(画像解析)に加え、GNSS【Global Navigation Satellite System:全地球衛星測位システム】アンテナ、電子基準点等による基準座標、補正パラメータの利用、加速度/傾斜センサーなどを組み合わせ、位置を世界測地系座標として算出できるシステムとして利用されています。

上の画像ですが一見写真のように見えますが、実は3Dの点群データです。
拡大すると下の動画のように無数の点の集合体である事が分かります。
また、一つ一つの点は、それぞれXYZの座標データを持っています。

点群データの取得方法

点群の取得方法には大きく分けて2種類の方法があります。

3Dレーザースキャナー
スキャナーから照射されたレーザーによって、対象物の空間位置情報を取得する計測です。

ドローン写真測量
ドローンを自動航行させながら、インターバル撮影で前後左右と少しづつずらしながら複数の写真を撮影し、それらの写真を三次元形状復元ソフト(SFM)で解析し、点群モデルを作成します。
ドローン写真測量
ドローンを自動航行させながら、インターバル撮影で前後左右と少しづつずらしながら複数の写真を撮影し、それらの写真を三次元形状復元ソフト(SFM)で解析し、点群モデルを作成します。

3Dレーザースキャナーによる点群データの取得

ドローン写真測量による点群データの取得

上の写真はドローンの自動航行の軌跡を表示させた点群データです。
青い軌跡がドローンが自動航行しながら写真を撮影した位置です。
RTKによる座標補正を行いながら非常に高精度な座標データを取得する事が出来ます。