測量

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1728年刊 "Cyclopaedia" より、測量機器と測量手法の図

測量(そくりょう)は、地球表面上のの関係位置を決めるための技術作業の総称。地図の作成、土地位置・状態調査などを行う。

日本では高度の精度を必要としない測量は基本的に誰でも行うことができるが、国または地方公共団体の実施する基本測量公共測量等は測量法に従って登録された測量士又は測量士補でなければ技術者として従事することはできず、またこうした測量は測量法に従って登録された、営業所ごとに測量士が一人以上置かれた測量業者でなければ請け負うことはできない。一方、登記を目的とした測量は土地家屋調査士でなければ行うことはできない。

測量の歴史は古く、古代エジプトの時代から行われてきた。日本では1800年伊能忠敬が日本地図作成のため、蝦夷地(現在の北海道)で本格的な測量を行ったのが始まりとされる。

測量の種類[編集]

分類の仕方によっていくつかの種類にまとめることができる。

規模による分類
計算の仕方による分類
測量士補試験科目による分類

この他にも様々な測量がある。

測地測量(基準点測量)[編集]

国土など広地域を対象とする測量。基準点・水準点を求める。最終相対誤差は100万分の1程度。広大な面積を扱うため、地球表面が平面でない事を考慮して行う。

三角測量[編集]

位置、高さを求める測量。基準点と各測点を結んで測量区域を三角形の組み合わせで示し、三角法により三角形の内角辺長を用いて位置関係を求める。

片方の測点上にトランシットを設置、もう片方の測点では作業員が測点上に目標となる棒(スタッフ)を立てる。トランシットからスタッフを目視し、角度を調べる。測点間の距離は角度、一辺の長さを元に数値計算で算出する。

基準点-測点間の視界を確保する必要があるため、建築物など障害物の多い場所での三角測量は測点が多くなるなど手間が多くなる

多角測量[編集]

位置、高さを求める測量。トラバース測量とも呼ばれる。測点間の測定方法は三角測量と同一。基準点から測点A、測点Aから測点B、測点Bから測点Cという具合に測点を結んで測量区域を多角形で示し、多角形の各辺の長さ・角度で位置関係を求める。

描く多角形にはいくつかの種類があり、多角形の辺が最終的に基準点に戻ってきて閉じた状態になるものを「閉合トラバース」、戻ることなく開放された状態になるものを「開放トラバース」と呼び、三角点などの高い精度を持つ二つの基準点を結ぶものを「結合トラバース」と呼ぶ。

最も精度が高いのが結合トラバースだが、これには基準点に(ほとんど)誤差が無い事が前提となる。閉合トラバースは精度が高いので一般的によく使われるが、計測した距離に定誤差がある場合、その誤差を検知、解消出来ない。開放トラバースは計測した測点の誤差を検知、解消できないことから精度が低く、あまり使われない。

三辺測量[編集]

位置、高さを求める測量。三つの測点で描く三角形各辺の距離を調べ、測量する。かつては精度が悪いため使われなかったが、近年は光波測距儀などの高精度で距離を測れる機器が登場、それにより可能となった。

GNSS測量(旧 GPS測量)[編集]

GPSGLONASSガリレオなどのGNSS(全地球航法衛星システム、または汎地球航法衛星システム)を用いて、位置、高さを求める測量。基準点、測点の2ヶ所にGNSS観測機を設置、GPS衛星などから発信される電波を受信して測定する。

2011年4月に、従来の「GPS測量」から名称が変更された[1]。これは、アメリカのGPSだけでなく、ロシアのGLONASSなど複数のGNSSが運用されるようになったことから、それらを組み合わせて測量するようになったためである。

従来の測量に比べると人手・時間が少なくて済むが、機器のコストが高い、近くにトタン屋根や金属製の看板があると、電波が多重反射してしまうなどの問題がある。

水準測量[編集]

高さを求める測量。2測点間に「標尺」を設置、レベルと呼ばれる機器により測定する。これを繰り返して各測点の高さを算出する。明治16年以降、国は水準測量で土地の標高を決めてきたが、2018年に、人工衛星などを使ってより早くデータが得られる衛星測量に変えることを決定した[2]

地形測量(細部測量)[編集]

測地測量で得た数値データや、写真を元に地図を作成する測量。

平板測量[編集]

狭い地域の等高線地図を作成するための測量。三脚の上に平板・図面を設置、アリダードを用いて測点を目視し、図面上に実際の地形を記述する。雨や風に弱いが、内業を行う必要がない。最近ではトータルステーションの普及により、あまり使われることがなく、測量士試験・測量士補試験では平成20年度より問題から削除されているが、高校等の実習で放射法などの基礎を学ぶために使用されることは多い。

局地的な狭い地域の平面測量には、器具も操作も簡単な平板測量が便利である。現地の地形を対象としながら、 直接紙上に図化していくために必要な測量を忘れることがなく、また測定に誤りがあればすぐに発見でき図面の正確さを確かめながら作業ができる。欠点としては見通しのきかない場所では効力が発揮できず、外業が多いため天候条件に大きく左右され、また結果も精密さに欠けるところがある。

補助用具としては測量針(マチ針)、 その他、作図用具の三角定規、三角スケール、鉛筆、消ゴム、ナイフ、メモ用ノートなどがいる。

測量作業を始めるにあたっては、準備作業が必要である。区域全体について境界や地形を調査して、現地の概略の見取図を描く、最も能率よく実施できる測点の位置を選定し、 測量杭(鋲)を打つ、作業の手順を計画する、など。その他、土地所有者の了承を得たり、必要な手続きがあれば済ませる。

平板の据付けについて、平板据付けの3条件というのがあり、一般に定向、致心、整準の順に誤差の影響が大きい。

致心(求心)は、他上の測点と平板上の測点とが同一鉛直線中にあるようにする操作で、前述の求心器および錘球によって行う。 実際の作業では、 次の定向操作とは互いに影響し合うので、この2つの条件を同時に満足させるためには、何回か並行して操作を繰り返すことになる。

平板を何回も据え替えて測点を移動する間、常に平板の方向は最初に据え付けた方向と同一でなければならな。 その方法としては、 磁針によってもよいが、 精度を考えると、据え替える前の測点とを結ぶ方向線に沿わせてアリダードの定規縁を合わせ、視準板の見透線を利用してその測点に立てたポールを視準しながら平板を回転させて方向を正す方法が確実である。

整準は、平板を水平にする操作である。脚頭の3本ある整準ネジのうち底辺に当する2本のネジを結ぶ方向と平行にアリダードを置き、この2本の多準ネジを操作して気泡を中央に導き左右方向の水平を正す。左右のネジは互いに反対の方向に回し、気泡は左手親指の回す方向に動く。 次にアリダードを今の方向と直角に置きかえ、残りの整準ネジ1つを用いて縦方向の水平を正す。以上の操作を数回繰り返し調整する。 整準は標高差のある区域を何回も据え替えて移動するとき、影響が大きく現われる。

写真測量[編集]

写真撮影によって記録された写真データに基づき地物の大きさ・形状・位置等、空間を測定する技術[3]

平面測量[編集]

狭い地域を対象とする測量。地球が球(曲平面)である事は考慮せず、土地を平面と仮定しておこなう。

応用測量[編集]

基準点測量、水準測量、地形測量及び写真測量などの基本となる測量方法を活用し、目的に応じて組み合わせて行う測量。公共事物の道路河川公園等の計画調査実施設計用地取得管理等に用いられる測量であり、目的に応じてそれぞれ路線測量、河川測量、境界測量を含む用地測量、その他の応用測量(主題図データ作成)に分類されるほか、工事のための測量も応用測量に含まれる。また応用測量は、基本測量成果、基準点測量、水準測量、地形測量の成果を使用して行われる。[4]

なお日本測量協会では毎年応用測量技術研究発表会を開催している。

工事測量[編集]

測量器具[編集]

測量機器[編集]

(survey(ing) equipment and instruments)

測量器具[編集]

  • アリダード 、アリダード表
  • 求心器と鍾球 - 平板が水平なとき、求心器の尖端を図上の測点に合わせれば、求心器の他端に吊された錘球によって図上の点を通る鉛直線がつくられる。 錘球の先端を見ながら地上の点と一致させる作業を行うときに使用する
  • 磁針箱 - 長さ10cm内外、磁針を納めた長方形の箱で、 磁北の方向を知る。打撃を受けると急速に帯磁が劣化するので、不用のときは必ずネジを締めて磁針を固定しておくことが必要
  • 平板、平面テーブル - 測板、または図板で、一般用として40cm×50cm、厚さ2cm程度の合板製が多い。表面は反ったり割れ目のない平滑なものであることが条件である。図紙を張って使用する
  • ダンプレベル (Dumpy level
  • メジャー (測定機器)
    • テープ(調査用)
    • 巻き尺 - 布巻尺は、乾湿に弱く耐久性に欠けるので、現在はガラス繊維を芯にして塩化ビニルで被覆したものが用いられる。この巻尺は軽くて水中にも使用でき取扱いが簡単である
  • 鋼尺(スチールテープ) - 薄い帯鋼(ステンレス)にmm単位の目盛をつけたもので、温度や張力によって、多少伸縮するが、 計算で補正できるので精密を要する測量に用いられる。ただし折損しやすく通電するので取扱いに注意を要する
  • インバールテープ - ニッケル合金でつくられたテープまたはワイヤー形の巻尺であって、温度膨張係数が非常に小さく、また10~15kgの張力では、ほとんど伸びないので、特に三角測量の測定のような高い精度の距離測量に使用される
  • ポール(調査)
  • ガンター氏測鎖
  • エンジニアのチェーン
  • レベル 水準儀
  • 水平器 - 簡単な水平を出す器具で、これには結ばれた静水面の高さが等しいことを利用したゴム管、水平器や気泡管を埋め込んだ木製水平器などがある
  • ハンドレベル - 長さ15cm、径3cmほどの金属製円筒の上部に小さな気泡管を取り付けたもので、使うときはこの円筒を片手で握り、ほぼ水平にして視準孔からのぞくと、水平器の気泡が眼にうつる。鏡筒を上下に傾けて気泡が中心にある横線で二等分されたとき、目的地に立てた箱尺の目盛を横線で読む
  • レベルスタッフ (Level staff
  • 箱尺(スタッフ) 標尺 - 幅9cmの木箱(または軽合金製)の面上5mmごとに目盛りを付けたもので、普通は3段に引き伸ばすと5mとなる。望遠鏡の付いた水準儀で読むときは、箱尺の目盛の一部分が拡大されて視野にうつるので、5mm以下の端数目盛は目測で1mm刻みで読み取る。箱尺はすでに高さの与えられている測点や、 これから高さを求めようとする地点に立てる測器である
  • 量水標
  • 測距棒 (Prism (surveying)
  • プリズム(コーナーキューブ・レトロリフレクター)
  • 三脚
  • 角柱コンパス (角度測定)

地図編集[編集]

測量としての地図編集とは、各種縮尺地図実測図、基図などの地図作成に必要な資料を編集し、必要に応じて現地調査を行い、目的の地図を編集して作成する作業を指す。

一般には既存の数値地形図データを基図として写真測量で作った実測図や基図、各種測量成果や空中写真等といったさまざまな参考資料を活用し、縮尺のより大きく新しい地図を作成したり編集して別の地図を作るという測量。

またここでの実測図とは写真測量または平板測量で測量して作製された地図を指し、その実測図や基図を編集して作った地図を編集図と呼んでいる。

各種ある国土地理院発行の地図は実測図や基図から編集図を作る測量を必要とし、またこれは国土地理院発行の地図から市販の道路地図などの特殊地図を作る作業も含まれている。

なお、基図とは編集の基になる地図のことを指す。[5]また、縮尺の大きい地図を編集して縮尺の小さい地図を作る場合、同じ面積を表現するのに使える紙面はごく少ないものになるため、そのまま縮小して同じ情報量を載せてしまうと地図が分かりにくいものになってしまうことから、取捨選択といった重要な情報に整理し、不必要な情報を捨て記号図形を簡略化する作業行為を経て制作している。

脚注[編集]

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  1. ^ 2011年度施行改正公共測量作業規程の準則(基準点測量)解説 (PDF)”. アイサンテクノロジー (2011年4月18日). 2013年10月14日時点のオリジナル[リンク切れ]よりアーカイブ。2013年10月13日閲覧。
  2. ^ 標高の決め方 変わります”. NHK (2018年3月26日). 2018年3月26日時点のオリジナル[リンク切れ]よりアーカイブ。2018年3月26日閲覧。
  3. ^ 長谷川昌弘; 今村遼平; 吉川眞; 熊谷樹一郎 『ジオインフォマティックス入門』 理工図書、2002年。ISBN 4-8446-0683-2 
  4. ^ 公共測量作業規程の準則では第4編に応用測量があり、第339条の2により 「応用測量とは、道路、河川、公園等の計画、調査、実施設計、用地取得、管理等に用いられる測量をいう。」としている。応用測量の区分は第340条で、目的によって 一 路線測量、二 河川測量、三 用地測量、四 その他の応用測量 と区分されている。そして同条の2によると応用測量は建設事業に付随する測量ごとに、必要に応じて路線測量、河川測量及び用地測量並びにその他の 測量を行うものとするとしており、使用する成果を第341条で、基本測量成果に加え、基準点測量、水準測量、地形測量及び写真測量の成果を使用して行うものとしているがただし、基準点測量成果等が必要な場合には、当該測量を実施し、必要な成果を取得して行うものとするとしている。
  5. ^ 縮尺が大きい順からみて編集として2万5千分の1地形図から5万分の1地形図を作る。このとき基になる2万5千分の1地形図は基図であり、5万分の1地形図は編集図ということになる。このようにして同じ要領で、5万分の1地形図から20万分の1地勢図を作る場合、5万分の1地形図を基図とし、20万分の1地勢図が編集図となる。

関連項目[編集]

外部リンク[編集]