ドローン大辞典
土量計算｜用語解説｜ドローン大辞典
概要
土量計算とは、地形や施工データを基に、切土や盛土として移動する土の体積を算出する作業である。近年はドローン写真測量やレーザ測量の普及により、三次元データを用いた面的な土量計算が主流となり、従来の断面法と比べて精度と効率が大きく向上している。
土量計算の基本的な考え方
土量計算は、基本的に二つの面の差分を体積として求める処理である。比較の目的に応じて、主に以下の二つのパターンが用いられる。
現況と計画（設計）の比較
現在の地形を計測したデータと、完成形を示す三次元設計データを比較することで、今後削る必要のある切土量や、盛る必要のある盛土量を算出する。造成計画や施工前の検討段階で多く用いられる。
施工前と施工後の比較
工事前の地形データと工事後の地形データを比較し、実際に移動した土の量を求める方法である。出来高算出や進捗管理、検査資料の作成などに利用される。
土量計算の主な手法
面管理（三次元的な計算）
高密度な点群データやメッシュデータを、三次元設計データと面的に重ね合わせ、グリッドやTIN（不整三角網）単位で体積を直接算出する手法である。複雑な地形でも面的に評価できるため、ICT土工で推奨される方法とされている。
断面管理（二次元的計算の拡張）
三次元点群データから任意の位置で断面を切り出し、横断図を作成して体積を求める方法である。従来の平均断面法との整合性を保ちやすく、既存の管理基準を踏襲したい場合に用いられる。点群データを利用することで、現地での断面測量を行わずに計算できる点が特徴である。
土量計算に用いられる計測技術とデータ
UAV写真測量
ドローンで撮影した多数の空中写真をSfM処理し、三次元点群データを作成する方法である。短時間で広範囲を計測できるため、工事進捗の把握や定期的な土量管理に適している。
レーザ測量
UAVレーザ測量や地上型レーザ測量により、高精度な点群データを取得する手法である。植生がある場所でも地盤データを取得しやすく、写真測量よりも正確な土量算出が可能となる。
ICT建設機械の施工履歴データ
バックホウやブルドーザの刃先の動きを記録した施工履歴データを用い、日々の施工完了面をデータ化する方法である。設計データと比較することで、土量管理や出来形管理を効率化できる。
音響測深機
河川や港湾の浚渫工事などでは、音響測深機を用いて水底地形を計測し、浚渫土量を算出する。水中での土量計算に不可欠な技術である。
正確な土量計算のための前処理
フィルタリング処理の重要性
ドローンやレーザで取得した初期データには、草木、建設機械、人などの地形以外の要素が含まれている場合がある。これらを含んだまま計算すると土量が過大に算出されるため、不要点を除去するフィルタリング処理を行い、純粋な地盤データのみを抽出する必要がある。この処理によって、DSMからグラウンドデータを作成し、正確な体積計算が可能となる。