ドローン大辞典
ジオリファレンス｜用語解説｜ドローン大辞典
概要
ジオリファレンスとは、SfM解析などによって生成された三次元データや画像データに、地図上の正しい位置・向き・縮尺を与える作業を指す。ドローン測量で得られるデータを、地図や設計図面と整合した実務利用可能なデータへ変換するために不可欠な工程である。
ジオリファレンスとは
ジオリファレンスとは、SfM（Structure from Motion）解析などで作成された点群データや三次元モデルに対し、絶対座標を付与する処理のことである。
この処理によって、モデルの位置、向き、スケールが現実世界と一致し、地図やGIS、CADデータと重ね合わせて利用できるようになる。
なぜ必要なのか
SfM処理によって生成される初期の三次元モデルは、画像同士の対応関係のみから計算された相対的な形状データであり、以下の要素が確定していない。
スケール
モデル上の距離が、実際の長さとどのように対応しているかが不明である。位置と向き
地球上のどこに存在するデータなのか、どの方位を向いているのかが定まっていない。
この状態では、地図や設計図面、他の測量成果と重ね合わせることができないため、実務利用にはジオリファレンスが必要となる。
具体的な手順と仕組み
地上基準点の利用
一般的なジオリファレンスは、あらかじめ地上で測量された地上基準点（標定点）を用いて行われる。
標定点は、緯度・経度・標高、または平面直角座標などの絶対座標を持つ点である。
座標変換
解析ソフト上で、三次元モデル内の点と標定点の座標を対応付けることで、モデル全体を回転・移動・拡大縮小し、正しい座標系に適合させる。
この処理により、モデルは現実世界の地図座標系と一致する。
必要点数
ジオリファレンスを行うためには、最低でも3点以上の標定点が必要とされている。
ただし、精度を確保するためには、対象範囲の外周および内部に複数点を配置することが一般的である。
関連技術との関係
レーザ測量におけるジオリファレンス
地上型レーザースキャナーやUAVレーザ測量で取得した点群データについても、基準点を用いて座標変換を行うことで、現場座標や公共座標系に整合させる作業が行われる。
RTK搭載ドローンの場合
RTK-GNSSを搭載したドローンでは、撮影時点でカメラ位置が高精度に測位されている。
このため、画像自体が高精度な位置情報を持ち、標定点の設置数を減らしても高精度なジオリファレンスが可能となる場合がある。
ただし、精度検証のための検証点の設置は依然として重要である。