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MMS測量とは?仕組み、構成機器、活用事例、精度、注意点など

  • MMS測量ってそもそも何?
  • 車に載せるって聞いたけど、どんな機械?
  • 地上型レーザースキャナや航空測量と何が違う?
  • 道路台帳整備で使われるって本当?
  • 精度はどれくらい出るの?
  • 自分の現場で使うべきか判断したい

上記の様な悩みを解決します。

MMS測量とは、結論「Mobile Mapping System、つまり車両に各種測量機器を搭載して、走行しながら3次元データを取得する測量手法」のことです。レーザースキャナ・GNSS・IMU(慣性計測装置)・カメラを組み合わせ、走行しながら周辺の道路・構造物を点群として記録します。

なるべく分かりやすい表現で記事をまとめていくので、初心者の方にも理解しやすい内容になっているかなと思います。

それではいってみましょう!

目次

MMS測量とは?

MMS(Mobile Mapping System)測量とは、車両に複数の測量機器を搭載し、走行しながら周辺空間を3次元計測する手法です。

通常の測量だと、測点ごとに機器を据えて測ったり、ドローンで上から撮ったりしますが、MMSは「移動しながら計測する」のが最大の特徴。1km走行する間に、道路面・周囲の構造物・電柱・標識など、視野内のあらゆる対象が点群(点の集合)として記録されます。

成果物は「3次元点群データ」と「全周囲カメラ画像」、それらが位置情報と紐付いた状態で得られます。これを後処理で道路台帳・インフラデータベース・3次元測量成果物として整備します。

国内では2010年代から国交省・自治体・道路管理者で本格採用が進み、現在は道路台帳整備の標準的な手法の一つになっています。

MMS測量の構成機器

MMS車両には、以下の機器が搭載されます。

機器 役割
レーザースキャナ(LiDAR) 周囲の物体までの距離を計測。点群データを取得
GNSS受信機 衛星測位で車両の絶対位置を取得
IMU(慣性計測装置) 車両の姿勢(傾き・回転)を高頻度で計測
全方位カメラ 360度の画像を連続撮影
オドメータ(距離計) 車輪回転から走行距離を計測
データロガー 全機器のデータを統合・記録

レーザースキャナは、車両周囲に毎秒数百万点単位でレーザーを照射し、反射時間から物体までの距離を計算します。これが点群データの本体になります。

GNSSは車両のグローバル位置(緯度・経度・高度)を取得しますが、トンネル内・ビル街では遮蔽されて精度が落ちます。

IMUはGNSSが効かない場面で「直前の位置からどう動いたか」を慣性計測で繋ぎます。GNSS+IMUの統合(フュージョン)で、トンネル内でも一定の位置精度を維持できます。

カメラは点群と組み合わせる時の「補助的な目」。点群だけだと標識の文字や道路標示は分からないので、画像で確認します。

MMS測量と他の測量との違い

MMSと、他の代表的な3次元測量手法との違いを整理します。

比較項目 MMS測量 地上型レーザースキャナ 航空レーザー測量 UAV(ドローン)写真測量
計測位置 走行する車両 三脚据置 航空機・ヘリ 無人航空機
計測対象 道路・道路周辺構造物 局所範囲(建物等) 広域地形 中規模範囲
1日カバー範囲 数十〜数百km 数百m〜数km 数千〜数万km 数km
精度 数cm(条件良好時) 数mm 数十cm 数cm〜数十cm
取得時の道路規制 不要(走行中) 部分規制が必要 不要 飛行許可必要
主な用途 道路台帳・インフラ点検 構造物詳細測量 広域地形・防災 中規模測量・施工管理

MMSの強みは「広域を、道路規制なしで、短時間に取れる」こと。100km単位の道路を1日でカバーできるのは他の手法にはない速さです。

弱みは「道路から見えない範囲は取れない」こと。建物の裏側、林の中、私有地内などはMMSの視界に入らないので、別途地上型レーザースキャナやドローンで補足します。

精度面では、地上型レーザースキャナの方が上ですが、MMSも条件が良ければ数cm〜10cm程度の精度が出ます。道路台帳・インフラ管理レベルでは十分な精度です。

MMS測量の活用事例

実務でMMSが使われる代表的な場面を5つ紹介します。

1. 道路台帳の整備・更新

道路管理者(国交省・自治体)が管理する道路台帳のベースデータとして使われます。道路幅員・標識位置・路面状況・電柱位置などを点群と画像から計測し、台帳の数値情報・位置情報を更新します。

紙台帳から3次元台帳への切替時に、MMSが基本データ取得手段として採用されるケースが多いです。

2. インフラ点検(路面性状調査)

路面のひび割れ・わだち掘れ・段差を点群と画像から検出します。AIによる自動判定と組み合わせて、人手によるパッチン棒(クラックスケール)測定よりはるかに広範囲を効率的に点検できます。

3. 道路設計・補修設計の基礎データ

舗装打換工事・拡幅工事・歩道整備などの設計時、現況把握のために3次元点群が必要です。MMSで取得した点群を設計CADに取り込んで、設計を進めます。

4. 都市3次元モデル整備

スマートシティ・自動運転対応のため、都市全体の3次元モデルを整備する取組みでも使われます。MMSで街路を取得し、地上型レーザーや航空レーザーと統合した3次元都市モデルを作る形です。

5. 災害復旧・記録

地震・水害後の被災状況を、迅速に広範囲で記録する用途。被災前後の点群を比較することで、変位・崩壊範囲を定量化できます。

MMS測量の精度と注意点

最後に、施工管理者として知っておくべき5つの注意点。

1. GNSS環境による精度差

開けた郊外道路ではGNSSが安定して数cm精度が出ますが、ビル街・高架下・トンネル内ではGNSSが取れず、精度が落ちます。トンネル内で長距離計測する場合、出入口付近に既知点(標定点)を設置して補正するなど、別途工夫が必要です。

2. 標定点の設置

絶対精度を上げるため、走行ルート上に複数の標定点(既知の3次元座標を持つマーカー)を設置することが一般的。標定点なしのMMS成果物は、相対精度はあっても絶対精度が保証できないことが多いです。

3. 走行速度と取得密度

走行速度が遅いほど、単位面積あたりの点群密度が高くなります。高速道路を100km/h走行と、市街地を30km/h走行では、点群密度が3倍以上違います。用途と必要密度に応じて走行速度を計画します。

4. 計測対象に動体が混ざる

走行中に他車・歩行者・自転車が映り込むのは避けられません。これらは「動体ノイズ」として後処理で削除します。データ取得時にはなるべく交通量の少ない時間帯(早朝など)を狙うのも常套手段です。

5. 後処理のコスト

MMSは「取るのは早いが、データを使える形にする後処理に時間がかかる」のが特徴。点群分類、ノイズ除去、画像との位置合わせ、CADデータ化などで、計測時間の数倍〜十数倍の作業時間が発生します。「現場1日、後処理2週間」というのも普通です。

業者選定時は、計測実績だけでなく後処理の実績・体制も確認するのが安心です。施工計画・施工要領書で、成果物の納期・形式を明確にしておきましょう。

MMS測量に関する情報まとめ

  • MMS測量とは:車両搭載のレーザー・GNSS・IMU・カメラで走行中に3次元計測する手法
  • 構成機器:レーザースキャナ、GNSS、IMU、全方位カメラ、オドメータ、データロガー
  • 他測量との違い:広域・道路規制不要・高速だが、道路から見えない範囲は取れない
  • 主な活用:道路台帳整備、インフラ点検、設計基礎データ、3次元都市モデル、災害復旧記録
  • 精度:条件良好時で数cm〜10cm、GNSS環境で大きく変動
  • 注意点:GNSS環境、標定点、走行速度、動体ノイズ、後処理コスト

以上がMMS測量に関する情報のまとめです。

MMSは「走るだけで3次元データが取れる」という、従来の測量の常識を覆す手法。道路規制不要・広域カバー・短時間取得という強みがあり、これからの道路管理・インフラ管理を変えていくテクノロジーです。施工管理として「使いどころ」と「弱み」を押さえておけば、現場で適切に活用できますよ。合わせて3次元測量施工要領書安全パトロール施工体制台帳あたりも読んでおくと、ICT施工・i-Constructionに関する知識が立体的に組み上がります。

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