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鹿児島大学水産学部海岸環境工学研究室

西 隆一郎（sediment_24@hotmail.com）

海岸環境工学（渚の科学）海岸環境工学入門-海岸･海洋におけるドロ－ンモニタリング-

National Maritime (Prime Minister ‘s)Award, Japan Coast Guard Director Award, Japan Red Cross Gold Award

日本の師匠志布志湾にて アメリカの師匠

ミシシッピ－州

アメリカの友人フロリダ州（NY Times）

新人の皆さん； 良い師匠やすごい先生に出会いましょう

京都賞（鹿児島にて）第二次世界大戦終結へ

人を育てるのが私の仕事

ドロ－ン（UAV・無人航空機）を使うと、今までできなかった調査や実験が可能です。そして、新しい発見も可能です。日本では、比較的に新しい技術なので、新人の皆さんも先達になれる可能性大です。本講義では、水域でのドロ－ンの使い方を包括的に学びます。

台風による海岸侵食の現地調査

Hurricane Andrew被災調査

災害調査や災害支援、そして、海岸・海洋調査に空からの情報がとても役立ちます。

空からの空間・地理情報を迅速に得るのにドロ－ン（UAV・無人航空機）は有用です。現場の俯瞰的･包括的な状況把握にも最適です。

・位置情報付き空中写真・高精度な動画（4K）・位置情報付き赤外画像・リスクを抑えた現地調査（自然災害時、危険個所）・船を使わない&船からの調査・比較的に迅速な解析・高度空間情報（点群デ－タ）作成

・低コストそして省力化（少人数化）

・リモ－トセンシングの知識を用いた小領域・高頻度型リモセン（4次元情報化）

ドロ－ン関連調査・解析・業務

・飛行計画（目的・地域・許可

申請・精度等）・空撮作業（静止画・動画）

or 空中調査（赤外系（ＳＳＴ）、レーザ－（地物測量・測深））or 薬剤散布等・ 一次処理（空間データ化）・ 判読作業・ 解析作業（データ解析）・ 報告書作成

海岸環境工学入門-海岸･海洋におけるドロ－ンモニタリング-西 隆一郎 （sediment_24@hotmail.com）

・もし貴方が鳥の目を持っていたら、もしドロ－ンを持っていたら さ

あ何ができるでしょうか ?

ドロ－ンによるモニタリング（迅速性･省力化･安全性）

1. 位置情報付き空中写真2. 高精度な動画（4K）3. 位置情報付き赤外画像4. リスクを抑えた現地調査（自然災害時、危険個所）

5. 船を使わない&船からの調査6. 比較的に迅速な解析7. 高度空間情報（点群デ－タ）作成8. 低コストそして省力化（少人数化）9. リモ－トセンシングの知識を用いた小領域・高頻度型リモセン（4次元情報化）

もし鳥の目を持っていたらor

もしドロ－ンを持っていたら何ができるでしょうか ?

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ドロ－ン画像の精度は、？？？が高いほど良い。

※カメラの画素数を話しているのか、地上（・海上・対象物）分解能を話しているのか、違いを理解する必要があります。

1,200万画素のカメラで高度1ｍと150mから撮影した静止画像例。高度150ｍ撮影では、何人いるか分かりますが、個体認識（個人識別）できる地上分解能ではありません。高度1ｍ画像は、ケ－スの行先も植物の種類も判読できます。

高度1m

高度150ｍ高度150ｍ

ドロ－ン画像の撮影範囲は、高度が高くなるほど広くなります。

撮影・測定対象物に応じて、適切な飛行高度（・対象物までの飛行距離（側面・斜面撮影））を設定する必要があります。

高度1m（超近接撮影）

高度150ｍ高度150ｍ

高度・（距離）

近接

遠方

撮影面A

撮影面C

撮影領域

小領域（狭い）

広領域（広い）

※使用する撮影（カメラ）システムで、高度Zimの時に画像の横方向Yim、縦方向Ximの表を作成しておくと役に立ちます。

ドロ－ンはリモセンの代替技術ではありません。

ドロ－ンだからこそできる利活用法があるはずです。

通常、空からの写真測量・環境調査は、対象物の上空を通る水平コ－スで行う。対象物に対して、法線方向の撮影・調査が好ましいが一般的に有人航空機では水平コ－ス

火山、原発、聖地、etc. 空域制限やその他の事情で対象物の上空をフライトできないと、調査をあきらめる！！！or 何とかする。

質問； ドロ－ンで何とかならないのか？回答； 空域制限があるので無理なものは無理（本当でしょうか？）

当面のＵＡＶ関連調査・解析・業務

1. 飛行計画（目的・地域・許可申請・精度等）2. 空撮作業（静止画・動画） or 空中調査（赤外系（ＳＳＴ）、レーザ－（地物測量・測深））or 薬剤散布等

3. 一次処理（空間データ化）4. 判読作業5. 解析作業（データ解析）6. 報告書作成

簡単に言うと、ある目的に対して、計画を立て、ＵＡＶフライトを行い、データ化して、解析を行い、結果をまとめ報告書作成が一般的な流れ。民間業務では、それぞれに専門家がいる。 海岸環境工学研究室では一人で全作業を行っています。

陸・川・海、そして、空（上方）へのドロ－ン利活用

ドロ－ンで様々な事ができそうですが、「行って撮影・調査して来い」で、オペレ－ト（操縦・撮影・データ取得）できるわけではありません。依頼（命令）する方も、オペレ－トする方も、何ができて、何ができなくて、何ができそうか、知っておく必要があります。

そして、具体的には

・目的を明確に（何をしたいのか・現場で何ができるのか）・事前にフライトシミュレ－ション（机上やPC）・機材の準備・現場を良く見ましょう。そして、観天望気が大事です。・チームで打ち合わせ（安全確認、機材確認、フライトプラン確認）

・安全に運行したら、現場でデ－タを確認しましょう・安全、安心なフライトで、良質な画像・デ－タ取得しましょう。

ドロ－ンパイロットも、画像・デ－タ解析がどの様に行われるか知っていれば、最適なフライト・位置取りができます。

ドロ－ンを利活用するには；

1. 安全に運行する技術2. 目的の（質の良い）画像・動画・デ－タを撮る（取る）技術3. 画像や動画を判読し・解析する技術4. 運航に必要な法律の知識5. 頼れるアドバイザ－・頼れる経験6. その他

飛行前に必ず安全運転と声に出しましょう。どんな事があっても、どんな事を頼まれても、何が起きても、「安全運転」遵守。

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安全に運航する技術 i.e. カラスや猛禽類に注意、 温度管理にも注意、強風や雨にも注意、別のドロ－ンにも注意、電線に注意、構造物や人に注意、そして、ほかの有人航空機にも注意、・・・

ドロ－ンの利活用で大事なこと（一人で始めない）;・技術的に信頼できる人を探しましょう。・安全な運用（飛行）を手伝ってくれる友人を探しましょう・一にも二にも「安全運転（運航）」

新人さんへのアドバイス

リモ－トセンシング衛星では、任意の場所を任意の

時間に調査（指令）することはほとんどできません。運航権限を持つ人は、この講義室には多分いません。

GPS

個人や組織で

運航権限を持てる（最適なフライ

トプラン・調査プラン（テーラ－メ－ド調査）を立案し実行できる。

民事利用の利活用が進む可能性は高い。

（まずは空飛ぶ高級デジカメ・ビデオの利活用）

ドロ－ンはどこを飛行する？

・軍事利用（低空から高高度）？日本ではほとんど未利用

・民事利用（通常；150ｍ規制）農薬散布（多数派）+写真測量+広報

高度

３万６千km

1万9937～２万130km

300～500km

9～12km

インテルサット

3万5844km BS衛星3万5800km ひまわり

3万5797km

GNSS(全球測位衛星システム)GPS、GLONASS、Gal ileo、準天頂衛星（QZSS）等

スペ－スシャトル

ジェット機

3km以下 プロペラ機

宇宙

宇宙や空にはたくさんのモニタリング用の機材が

図1 サンゴ礁海域の地形（等値線20cm間隔）

図2 サンゴ礁海域の地形段彩図 図3 潜堤のオルソ画像（等値線20cm間隔）

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図4 藻場のオルソ画像

図5 油類漂着状況調査の例

体長11m

図6 マッコウクジラの計測例図7 河口周辺海域のクラゲの様子

A

B

D=5.26m

28°24′ 17.84‘’N129°27′15.02″E

-27.2mが観測時汀線位置

D=1.5m

A

図8 サンゴ礁性海岸の簡易調査例 図9 サンゴ礁地形の段彩図

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7°20′ 19.81″ N 134°27′ 56.83″ E

13.7m

図10 日本軍沈船の様子

図11 国際サンゴ礁研究所付近の海底地形の様子

図12 マングロ－ブ林の調査例

7°20′19.81″ N134°27′56.83″ EL=13.7m

図13 国際サンゴ礁研究所付近の環境調査例

図14 浮体（海面養殖施設）を鳥の視点で撮影した空撮画像 図15 マリ－ナの船舶係留状況と航路埋没の状況

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図16 港口に向かい伝搬中の航跡波の様子図17 海面を漂う油類の状況

図18 浮体構造物と波の干渉の状況

図19 水面反射による色彩情報が欠けた例（その1）

図20 水面反射による色彩情報が欠けた例（その2）図21 反射光により波が識別できる空中写真の例

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図22 時間差と空間位置差で航跡波が消える画像の例（1） 図23 時間差と空間位置差で航跡波が消える画像の例（2）

図24 航跡波の例（その1）図25 空中写真から目視で抽出した航跡波の波峰線（その2）

図26 航跡波の例（その2） 図27 空中写真から目視で抽出した航跡波の波峰線（その2）

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図28 浮体構造物と波の干渉（反射波）の様子

図16 係留された船舶の空中写真（鶴洋丸）

図29 停泊中の船舶の静止画の例（鶴洋丸）

図30 船舶のオルソ画像の例（鶴洋丸）（左右反転）図31 港湾と船舶の三次元化の例（田老漁港）

図19 ドロ－ンにより撮影した船舶の空中写真図32 ドロ－ン空撮時の長さ指標の例

図33 浮体構造物周りの波の様子とGoogle Earthの計測機能で求めた浮体構造物の長さ（10.8ｍ）の比較の例

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質問;

1） ドロ－ンを用いて行いたいことを述べて下さい。

2） 質問1）で述べたことを実行するには、何をどの様に成すべきか、できるだけ具体的な計画を説明して下さい。

3） 図1から図33の中の一枚の画像を取り上げて、画像（図）から読み取れることを200字以上で説明して下さい（判読作業）。

4） 本講義内容の感想を述べて下さい。

提出先は;

西 隆一郎 （sediment_24@hotmail.com）