点群土量計算で法肩が削られる原因
点群を用いた土量計算では、計測データに含まれる浮遊点、植生、粉じん、移動体、反射の乱れなどを除去し、地表面を適切に抽出する必要があります。不要な点を残したまま地表面を作成すると、実際には存在しない盛り上がりやくぼみが形成され、切土量や盛土量の計算結果に影響するためです。
一方で、外れ値除去を強くし過ぎると、法肩のように地形が急激に変化する部分まで異常点として削除されることがあります。法肩は、天端などの比較的平坦な面から法面へ切り替わる地形上の折れです。周囲の点と比較したときに高さ、面の向き、点間距離が大きく変化するため、単純な外れ値判定ではノイズと区別しにくい特徴があります。
例えば、ある点を中心として周囲の点との距離を調べる処理では、平坦面上の点は近傍との距離が比較的そろいます。しかし、法肩にある点の周囲には天端側の点と斜面側の点が混在します。三次元的な距離や標高差のばらつきが大きくなるため、地形を正しく表す点であっても、統計上は周囲から外れた点と判定される可能性があります。
法肩の点が部分的に失われると、地表面を作成する際に天端側と斜面側の離れた点が直接結ばれます。その結果、本来は明確な折れを持つ法肩が丸くなったり、法肩の位置が内側へ後退したりします。点群の表示だけでは小さな変化に見えても、法肩が長い区間にわたって変形すれば、土量差が積み重なることがあります。
点群土量計算で重要なのは、点数をできる限り減らすことではありません。土量計算に不要な点を除きながら、実際の地形を示す点を残すことが目的です。見た目が滑らかな点群が必ずしも正しいわけではなく、法肩や法尻、段差、排水溝など、本来不連続である地形は不連続なまま保持する必要があります。
外れ値除去の適切な条件は、現場の地形、計測方法、点密度、計測距離、対象面積、土量計算の目的によって変わります。平坦な残土置場で使った設定を急斜面のある造成現場へそのまま適用しても、同じ結果が得られるとは限りません。法肩を削り過ぎないためには、複数の設定を組み合わせ、処理前後の形状を確認しながら条件を決めることが重要です。
外れ値除去の前に確認すべき基本条件
外れ値除去を開始する前に、まず今回の土量計算でどの地形を残す必要があるのかを明確にします。施工前後の現況地形を比較するのか、現況と設計面との差を求めるのか、月末の出来形を集計するのかによって、保持すべき法肩の意味が異なるためです。
設計上の法肩と現況点群に現れている法肩は、必ずしも一致しません。施工途中では、重機の走行、仮置き、表面の崩れ、排水処理、仕上げ前の不陸などによって、法肩が複数の折れとして見えることがあります。設計線をそのまま現況地形の法肩とみなすと、実際の施工状態を正しく表現できない場合があります。
反対に、現況点群の中で最も傾斜変化が大きい線を機械的に法肩と判断すると、重機の走行跡や局所的な崩れを法肩として扱ってしまうことがあります。平面表示だけでなく、横断方向の断面を作成し、天端、法肩、法面、法尻の連続性を確認する必要があります。
外れ値除去前には、原点群を変更せずに保存します。処理済みデータだけを残して原点群へ上書きすると、法肩が削られたことに後から気付いても、削除前の状態を確認できません。原点群、試験処理点群、最終処理点群を分けて管理することで、設定を戻したり、異なる条件を比較したりしやすくなります。
点密度の分布も事前に確認します。点群全体の平均密度だけではなく、法肩周辺、急斜面、構造物際、計測範囲の端部、遮蔽物の背後などを個別に見ます。法肩付近は観測方向が急に変わるため、天端や斜面中央よりも点密度が低くなることがあります。
欠測部がある場合は、その位置と範囲も記録します。欠測した部分の近くにある点は、近傍点が片側にしか存在しないため、統計的な外れ値判定で不利になります。点が少ないからといって直ちに異常点とは限らず、計測条件による密度低下か、実際に孤立したノイズかを区別しなければなりません。
さらに、処理前の代表断面を保存します。法肩に直交する方向で複数の断面を作成し、法肩位置、天端の高さと幅、斜面勾配、段差の形状を確認します。処理後に同じ位置で断面を作れば、法肩がどの程度変化したかを比較できます。
設定1 近傍点数を点密度に合わせる
外れ値除去では、対象点の周囲にある一定数の点を調べ、周辺から大きく離れている点を異常と判定する方法がよく用いられます。このとき、判定に使う近傍点数が多過ぎると、法肩をまたいだ広い範囲が一つの近傍として扱われやすくなります。
法肩上の点を中心に近傍を探した場合、天端側には比較的水平に並ぶ点があり、斜面側には高さが連続的に変化する点があります。近傍点数が多いほど、性質の異なる二つの面が同じ統計処理に含まれます。その結果、法肩付近の点は平均的な分布から外れた点として判定されやすくなります。
ただし、近傍点数を少なくすれば必ず安全というわけではありません。近傍点数が少な過ぎると、複数のノイズ点が小さな集団を形成している場合、それらが互いを正常な近傍として支え合い、不要な点が残ることがあります。また、局所的な点配置の偏りに判定結果が左右されやすくなります。
近傍点数を決める際は、対象範囲全体の点数ではなく、実際の点間隔と地形の大きさを基準に考えます。高密度の点群では、少ない近傍点数でも狭い範囲の地形を評価できます。一方、点密度が低い場所では、同じ近傍点数を確保するために広い範囲まで探索することになり、法肩をまたぎやすくなります。
移動しながら取得した点群では、計測経路に近い部分と遠い部分で密度が異なることがあります。複数回の計測データを結合した場合には、重複範囲だけ密度が高くなることもあります。全体の平均密度に基づいて近傍点数を決めると、低密度部で必要な点まで削除される可能性があります。
実務では、法肩を含む試験範囲を切り出し、近傍点数を段階的に変えて比較します。処理後の総点数だけでなく、法肩沿いに帯状の欠損が生じていないか、天端幅が変わっていないか、斜面上端が後退していないかを確認します。
除去された点だけを別に表示する方法も有効です。法肩に沿って連続的に削除点が並ぶ場合は、地形の折れそのものを外れ値として判定している可能性があります。反対に、地表面から離れた位置に不規則な削除点が分布していれば、明らかなノイズを選別できていると考えられます。
近傍点数は固定値として記録し、担当者間で共有します。「弱め」や「標準」といった名称だけでは、処理環境が変わったときに再現できません。設定値、処理対象、点密度の目安、確認した断面位置を併せて記録することが大切です。
設定2 探索半径を地形変化に合わせる
探索半径は、対象点の周辺をどの範囲まで近傍として調べるかを決める設定です。近傍点数と密接に関係しますが、同じ近傍点数でも探索半径の制限によって判定対象となる地形範囲が変わります。
探索半径が広過ぎると、法肩を越えて天端と斜面の点をまとめて評価しやすくなります。特に狭い天端や小規模な段切りでは、一つの探索範囲に複数の地形面が含まれるため、地形変化部の点が異常と判定される可能性が高まります。
探索半径が狭過ぎる場合も問題があります。点密度が低い場所では近傍点を十分に確保できず、正常な地表点が孤立していると判断されることがあります。法肩の一部が遮蔽物や観測角度の影響で低密度になっている場合、狭い探索半径と必要近傍点数の組み合わせによって、残っている法肩点まで削除されることがあります。
適切な探索半径を決めるには、法肩付近の平均点間隔だけでなく、地形変化の幅を確認します。探索範囲が法肩の折れをまたぐこと自体を完全に避けられない場合でも、天端、斜面、法尻など複数の地形要素を同時に含むほど広くしないことが基本です。
除去したいノイズの大きさも設定に関係します。単独で浮いている点を除く場合と、粉じんや植生などがまとまって存在する場合では、必要な探索範囲が異なります。大きな不要物を一つの外れ値除去条件だけで消そうとすると、探索半径やしきい値を強くする必要が生じ、法肩にも影響が及びやすくなります。
まとまった不要物は、領域選択や地表からの距離、形状判定など別の方法で先に処理し、その後に小さな浮遊点を除去する方が安全です。一つの設定ですべてのノイズを処理しようとせず、原因や大きさに応じて処理を分けることが重要です。
探索半径を比較するときは、法肩の直線部だけでなく、曲線部や折れ曲がり部も試験範囲に含めます。曲線状の法肩では、広い探索範囲を設定すると異なる方向へ延びる法肩点が混在し、局所的な面の推定が不安定になることがあります。
計測範囲の端部にも注意が必要です。端部では近傍点が一方向にしか存在しないため、探索範囲内の点配置が偏ります。端部と法肩が重なっている場所では、通常部分よりも判定が不安定になりやすいため、別領域として確認する必要があります。
設定3 高さ差のしきい値を領域別に変える
周辺点との標高差を利用する外れ値除去は、平坦面の上空に浮いた点や地表より極端に低い点を見つける際に有効です。しかし、法肩や法尻では、近接する点の間に一定の高さ差があることが正常です。
全範囲へ同じ高さ差のしきい値を適用すると、天端では適切でも、斜面や段差では強過ぎる場合があります。斜面上では、平面上の距離がわずかであっても、勾配に応じて標高が変化します。法肩付近では天端側と斜面側の点が近接するため、標高差だけを基準にすると地形点がノイズとして扱われやすくなります。
高さ差は、単純な上下方向の距離だけでなく、水平距離との関係を考える必要があります。同じ標高差でも、短い水平距離の中で連続的に変化している場合は斜面である可能性があり、周囲の地形から単独で飛び出している場合はノイズである可能性があります。
領域別にしきい値を変える方法が有効です。比較的平坦な天端や造成面では、周囲との高さ差を厳しく判定しても地形への影響を抑えやすいと考えられます。一方、法肩、急斜面、法尻、段切りの接続部では、しきい値を緩めて地形変化を残します。
処理機能で領域別設定ができない場合は、点群を複数の範囲に分けて処理します。天端と斜面を同じ条件で一括処理するよりも、それぞれの特徴に合わせた条件を適用した方が、法肩の削り過ぎを防ぎやすくなります。
上側の外れ値と下側の外れ値を分けて設定できる場合は、原因に応じて判定を調整します。地表より上にある点には植生、粉じん、重機、仮設物などが含まれる可能性があります。地表より下に現れる点には、反射の乱れや位置ずれなどが含まれることがあります。上下を同じ強さで処理すると、法肩の上端側または斜面側だけが偏って消える場合があります。
初回のしきい値は保守的に設定し、明らかな外れ値から除去します。ノイズが少し残った場合は追加処理できますが、削除された法肩点を元の計測状態どおりに戻すことは容易ではありません。自動補間で形状を作っても、それは実測された点ではなく、周囲から推定された面です。
点群土量計算では、過剰除去による形状変化と、ノイズ残存による局所的な誤差の両方を比較する必要があります。法肩付近では、わずかなノイズが残ることよりも、地形の折れが連続的に失われることの方が土量へ大きく影響する場合があります。
設定4 傾斜と曲率を判定に反映する
法肩を保護するためには、点同士の距離や高さ差だけでなく、地形の傾斜と曲率を考慮することが重要です。傾斜は地表面の傾き、曲率は面の向きがどの程度変化しているかを示します。法肩は天端から斜面へ方向が切り替わるため、曲率が大きくなりやすい場所です。
周辺点から一つの平面を推定し、その面から離れている点を除去する処理では、法肩付近の点が誤判定されることがあります。法肩の周囲には天端面と斜面という異なる二つの面があり、一つの平面では両方を正しく表せないからです。
広い範囲から局所平面を推定すると、推定面は天端と斜面の中間的な向きになる場合があります。その結果、法肩付近の実測点が推定面から外れ、異常点として除去される可能性があります。
これを防ぐには、傾斜が大きい場所や曲率が大きい場所で判定を緩和します。平坦部では面からの距離を比較的厳しく評価し、地形の折れがある場所では単純な平面からの距離だけで削除しないようにします。
処理前の点群から粗い地表面を作成し、傾斜区分を把握する方法もあります。この粗い地表面は最終的な土量計算に使うのではなく、平坦部、緩斜面、急斜面、地形変化部を分類するために利用します。分類結果を基に外れ値除去の条件を変えることで、法肩に平坦部と同じ判定を適用することを避けられます。
ただし、曲率が大きい点をすべて残せばよいわけではありません。植生、資材、重機、浮遊ノイズの周辺も局所的な曲率が大きくなります。曲率に加えて、点の連続性、周辺地形とのつながり、線状の分布などを確認する必要があります。
法肩は、多くの場合、一定方向へ続く地形上の線として現れます。単独のノイズ点とは異なり、隣接する複数の点が同じ方向へ連続し、天端と斜面の境界を形成します。法肩に沿った連続性がある点は、周辺との高さ差が大きくても地形点として残す判断ができます。
断面表示も有効です。平面上では不規則に見える点でも、法肩に直交する断面では自然な斜面を構成していることがあります。反対に、平面上では法肩の一部に見える点が、断面では地表から浮いている場合もあります。複数方向から形状を確認することが重要です。
設定5 法肩の保護領域とブレークラインを設ける
法肩のおおよその位置を事前に確認できる場合は、その周辺を保護領域として設定する方法が有効です。保護領域内では外れ値除去を行わないか、通常より緩い条件を適用します。
保護領域は、法肩を示す一本の線だけではなく、天端側と斜面側を含む一定の幅を持たせます。現況法肩は完全な直線ではなく、施工状態や表面の小さな崩れによって位置が揺らぐためです。狭過ぎる保護範囲では、実際の法肩点が範囲外となり、除去される可能性があります。
一方で、保護領域を広く設定し過ぎると、法肩付近にある植生や浮遊点まで残りやすくなります。そのため、保護領域内を完全に無処理にするのではなく、明らかな孤立点は除去しながら、線状に連続する地形点は残すなど、複数の判定を組み合わせることが望まれます。
地表面を三角形で構成する場合は、法肩をブレークラインとして設定する方法があります。ブレークラインは、地表面の向きが変化する位置を示す線です。法肩線を地形の折れとして指定することで、天端と斜面をまたいだ不適切な三角形が作られることを抑えやすくなります。
ただし、ブレークラインは削除された点を復元する機能ではありません。法肩付近の点が大きく欠損した状態で線だけを設定すると、周囲の少ない点から地表面を補間することになり、実際の地形と異なる面が作られる場合があります。ブレークラインを設定する前に、天端側と斜面側の両方に十分な点が残っていることを確認します。
法肩線は、平面表示だけで決定しないことが重要です。法肩に直交する複数の断面を確認し、天端から斜面へ切り替わる位置を判断します。曲線部や段切り部では、線の位置が不自然に飛ばないよう、周辺形状との連続性も確認します。
設計上の法肩線を参照する場合は、現況地形との違いに注意します。設計面との差を算出する目的では設計線が重要ですが、施工途中の現況土量を計算する場合は、実際に形成されている法肩を表現する必要があります。目的に応じて設計線と現況線を使い分けます。
計算境界とブレークラインも区別しなければなりません。計算境界は土量を算出する範囲を区切る線であり、ブレークラインは範囲内の地表形状を制御する線です。法肩が計算境界に近い場合でも、境界を設定しただけでは地形の折れが正しく表現されるとは限りません。
設定6 外れ値除去を段階的に実行する
外れ値除去を一度の強い処理で完了させようとすると、法肩を削り過ぎる危険が高まります。安全に処理するには、明らかな異常点を除く段階と、地表面付近の細かなノイズを整える段階を分けます。
最初の段階では、地表から大きく離れている浮遊点、計測範囲外の点、明らかに孤立している点などを除去します。この段階の目的は、後続処理や地表面作成に大きく影響する異常点を減らすことです。地表に近い点や法肩周辺の点は、直ちに削除しません。
次に、点群を地形の特徴に応じて区分します。天端、緩斜面、急斜面、法肩、法尻、構造物周辺、欠測部などを確認し、それぞれに適した条件を選びます。全範囲に同じ処理を繰り返すよりも、必要な場所だけに追加処理を行う方が地形を残しやすくなります。
同じ外れ値除去を複数回適用する場合は、累積的な影響に注意します。一回ごとの削除点数が少なくても、処理を繰り返すうちに法肩周辺の点が徐々に減ることがあります。残った点を基準に再び近傍統計を計算すると、前回は正常だった点が次の処理で孤立点になる可能性もあります。
各段階の処理結果を別データとして保存します。一次処理後、領域別処理後、手動確認後など、工程ごとの点群を残せば、どの処理によって法肩が変化したかを追跡できます。最終データだけでは、近傍点数、探索半径、高さ差、傾斜判定のどれが原因だったかを特定しにくくなります。
処理を追加するたびに、削除された点の分布を確認します。法肩に沿って連続する帯状の削除が見られた場合は、地形変化をノイズと誤認している可能性があります。局所的な浮遊点を除去したつもりでも、斜面上端全体が削られていないかを確認します。
手動削除は、限定的な修正に用います。自動処理で対応できない資材、重機、局所的な植生などを除く際には有効ですが、広範囲を目視だけで削除すると担当者による差が大きくなります。手動処理を行った場合は、対象範囲と理由を記録します。
段階処理では、設定を一度に複数変更しないことも重要です。近傍点数、探索半径、高さ差を同時に変更すると、法肩形状が変化しても原因を判断できません。可能な範囲で一つずつ条件を変え、結果を比較します。
設定7 断面比較と土量差で結果を検証する
外れ値除去が適切に行われたかどうかは、処理後の点群を眺めるだけでは判断できません。法肩の形状と土量計算結果の両面から検証する必要があります。
まず、処理前後で同じ位置の断面を作成します。法肩に直交する方向で点群を切り出し、天端から法面へ変化する位置、高さ、勾配を比較します。処理後に法肩が内側へ移動していないか、折れが丸くなっていないか、斜面上端の点が欠けていないかを確認します。
断面は一か所だけでなく、法肩に沿って複数作成します。直線状に見える法肩でも、計測距離、観測角度、遮蔽物などによって点密度は変化します。曲線部、法肩の接続部、段切りの端部、計測範囲の端では特に誤差が生じやすいため、重点的に確認します。
次に、処理前後の地表面差分を確認します。法肩に沿って連続した沈み込みが発生している場合は、法肩点が過剰に除去された可能性があります。空中ノイズが残っている場合は、局所的な盛り上がりとして差分に現れます。
土量差を比較するときは、対象範囲全体の合計値だけで判断しないことが重要です。ある場所で切土量が減り、別の場所で増えれば、全体では差が小さく見えることがあります。天端周辺、法面、法尻周辺などに範囲を分けて比較することで、外れ値除去の影響を把握しやすくなります。
候補となる複数の設定で地表面を作成し、結果を比較する方法も有効です。比較的弱い処理、中間的な処理、強い処理を用意し、法肩形状、不要点の残り方、土量差を確認します。最も点数が少ない処理ではなく、地形を保ちながら不要点を除去できる条件を選びます。
確認点や既知点がある場合は、高さ差も確認します。ただし、数点の標高が合っていても、法肩線全体が正しく表現されているとは限りません。点による精度確認に加えて、断面や面の連続性を確認する必要があります。
外れ値除去による土量差の許容範囲は、工事の目的、対象面積、計測方法、地形、要求される成果などによって異なります。一律の数値だけで合否を判断するのではなく、差がどこで生じ、どの処理が原因なのかを説明できる状態にすることが重要です。
最終成果では、処理済み点群だけでなく、原点群、計算境界、基準面、地表面作成条件、外れ値除去条件を関連付けて保存します。土量値だけを残しても、後から結果を再現したり、条件変更による差を検証したりできません。
法肩を保ちながら点群土量計算を進める手順
実務では、最初に原点群を複製し、編集用の点群を作成します。原点群には手を加えず、計測日、計測範囲、座標基準、使用目的などの情報とともに保存します。
次に、点群全体を確認し、土量計算の対象範囲を明確にします。法肩、法尻、天端、構造物、仮置き物、植生、重機、欠測部などを確認し、処理対象と保護対象を区別します。
その後、法肩を含む代表的な試験範囲を選びます。試験範囲には、点密度の高い場所だけでなく、曲線部、急斜面、欠測部、計測端部なども含めます。条件の良い範囲だけで設定を決めると、難しい場所で過剰除去が発生する可能性があります。
一次処理では、地表から明らかに離れた点を除去します。処理後は、削除点を表示し、法肩や法尻に沿った連続的な削除がないか確認します。問題があれば、近傍点数、探索半径、高さ差の条件を緩めます。
次に、点密度と地形の傾斜を確認し、必要に応じて範囲を分けます。平坦部には比較的厳しい条件を適用し、法肩や急斜面には緩い条件を適用します。法肩位置が明確な場合は、保護領域やブレークラインを設定します。
二次処理では、一次処理で残った局所的なノイズを対象にします。全体へ再び強い処理をかけるのではなく、問題が残っている場所を限定して処理します。手動削除が必要な場合も、対象範囲を最小限にします。
処理後は、試験範囲で断面を作成し、原点群と比較します。法肩位置、天端幅、斜面勾配、地表面の連続性を確認し、問題がなければ同様の条件を他の範囲へ適用します。
ただし、現場全体で同じ条件が使えるとは限りません。点密度や地形が大きく異なる範囲は、別の設定で処理します。処理条件を領域ごとに記録し、どの範囲にどの設定を適用したかを確認できるようにします。
最終的に地表面を作成し、計算境界と基準面を設定して土量を算出します。外れ値除去条件が同じでも、計算境界や基準面、補間範囲、三角形の作成条件が異なれば土量結果は変わります。外れ値除去だけでなく、地表面作成から土量算出までを一連の条件として管理します。
外れ値除去で起こりやすい失敗
代表的な失敗は、点群を滑らかに見せることを優先して処理を強くすることです。法肩や法尻は本来、面の向きが急に変わる場所です。滑らかに整えるほど品質が高いとは限らず、地形の特徴を消してしまう可能性があります。
平坦部で決めた設定を斜面や法肩へそのまま適用することも失敗につながります。平坦部では高さ差や局所平面からの距離を使った判定が機能しやすい一方、法肩では同じ条件が過剰に作用することがあります。
除去した点数だけを品質の指標にすることも適切ではありません。大量の点を削除しても、法肩が失われていれば土量計算の品質は低下します。反対に、点数が多く残っていても、不要な浮遊点が除去され、地形が保たれていれば適切な処理である可能性があります。
処理済み点群へ繰り返し上書きする運用も避ける必要があります。法肩が削られたことに後から気付いても、どの処理段階で問題が起きたかを確認できません。処理段階ごとにデータを分けて保存することが重要です。
外れ値除去によってできた穴を、広い範囲から自動補間して埋めることにも注意が必要です。法肩付近の欠損を天端と斜面の離れた点から補間すると、本来の折れが丸い面へ置き換わります。補間距離を制限し、欠測が大きい場合は再計測を検討します。
土量の合計値だけを比較し、形状確認を省略することも失敗の原因です。全体の土量差が小さくても、法肩付近で削られた体積と別の場所に残ったノイズの体積が相殺されている可能性があります。断面と範囲別土量を併せて確認します。
計測段階で法肩の欠測を減らす方法
法肩を削り過ぎない外れ値除去を実現するには、後処理の設定だけでなく、計測段階で十分な地形点を取得することが重要です。法肩付近の実測点が不足している場合、後処理だけで正確な形状を再現することは困難です。
法肩を計測するときは、可能な範囲で複数方向から点を取得します。天端側だけから計測すると斜面上端が死角になり、斜面側だけから計測すると天端側の端部が欠けることがあります。安全を確保したうえで、天端と斜面の両方を捉えられる経路を選びます。
法肩と平行に移動する経路だけでなく、法肩を横切る方向の取得も組み合わせると、断面方向の形状を把握しやすくなります。ただし、法肩端部への無理な接近は避け、現場の安全管理を優先します。
計測速度が速過ぎると、地形が急変する場所で点密度が不足する場合があります。法肩、法尻、段差、構造物際などでは取得状態を確認し、必要に応じて計測経路や速度を調整します。
草木、資材、重機、仮設物などが法肩を遮っている場合は、可能であれば計測時期や経路を変更します。遮蔽物を含んだ点群から強い外れ値除去で地表を推定しようとすると、実測された法肩点まで削除しやすくなります。
現場で計測結果を確認できる場合は、作業終了前に法肩の点密度と欠測を確認します。平面表示だけでなく、視点を変えたり簡易断面を作成したりして、天端側と斜面側の両方に点があるかを確認します。欠測にその場で気付けば、再計測によって補える可能性があります。
時系列で土量を比較する場合は、計測範囲、経路、観測方向、点密度を可能な範囲でそろえます。取得条件が大きく異なると、外れ値除去後の点密度や補間状態も変わり、実際の地形変化と処理条件による差を区別しにくくなります。
点群土量計算の再現性を高める管理方法
外れ値除去の品質は、担当者の経験だけに依存させず、処理条件として記録する必要があります。同じ点群を別の担当者が処理しても、近い結果を得られる状態を目指します。
記録する内容には、使用した原点群、処理対象範囲、保護領域、近傍点数、探索半径、高さ差の条件、傾斜区分、処理回数、手動削除範囲などがあります。地表面作成時の補間条件やブレークラインも併せて管理します。
処理条件には、具体的な数値と適用範囲を残します。「標準設定」「強めの処理」といった表現だけでは、後から同じ結果を再現できません。点密度や地形条件と設定値の関係も記録しておくと、別の範囲へ適用する際の判断材料になります。
確認した断面位置も保存します。処理前後の断面を同じ位置で再作成できれば、法肩の変化を継続的に追跡できます。断面位置が毎回異なると、処理差と地形差を区別しにくくなります。
複数時期の土量を比較する場合は、各時期で同等の処理方針を採用します。一方の点群だけを強く間引いたり、異なる補間範囲を使用したりすると、処理方法の違いが土量差として現れる可能性があります。
最終成果には、算出された土量だけでなく、対象範囲、基準面、使用した点群、処理履歴を関連付けます。後から結果の根拠を確認できるようにしておくことで、再計算や条件変更にも対応しやすくなります。
まとめ
点群土量計算における外れ値除去は、浮遊点や植生などを除き、地表面を適切に作成するための重要な処理です。しかし、法肩は周囲との高さ差や面方向の変化が大きいため、設定が強過ぎると正常な地形点まで削除されることがあります。
法肩を削り過ぎないためには、近傍点数を点密度に合わせ、探索半径が複数の地形面を過度にまたがないよう調整します。高さ差のしきい値は全範囲で一律にせず、天端、法面、法肩、法尻などの特徴に応じて変えることが重要です。
さらに、傾斜と曲率を考慮し、地形の折れを単純な異常点として扱わないようにします。法肩位置を確認できる場合は、保護領域やブレークラインを設定し、地表面作成時にも折れを保持します。
処理は一度に強く行わず、明らかな浮遊点を除く一次処理と、局所的なノイズを整える二次処理に分けます。各段階のデータを保存し、削除点の分布を確認することで、法肩がどの処理で変化したかを追跡できます。
最終的な評価は、点群の見た目だけではなく、処理前後の断面、地表面差分、範囲別の土量差を使って行います。全体土量の差が小さくても、法肩付近の削れと別の場所のノイズが相殺されている可能性があるためです。
法肩の形状を保つには、計測段階で十分な点を取得することも欠かせません。天端側と斜面側を可能な範囲で複数方向から計測し、現場で欠測を確認することで、後処理に頼り過ぎない点群を作成できます。
現場で点群を取得して土量計算へつなげる運用では、計測、確認、処理、検証の手順を一体として整えることが重要です。法肩付近の取得状態をその場で確認し、必要な地形情報を残しながら点群を活用する方法として、LRTK Phoneによる現場計測も検討できます。