測量学第1回（後半） -...

測量学

第１回（後半）第１回（後半）

測量の概要測量の概要

NAKAGAWA Masafumi : [email protected] INSTITUTE OF TECHNOLOGY

測量の概要

１「測量」に関する歴史１. 「測量」に関する歴史

２. ジオインフォマティクス

３. 測量の基礎の基礎

４まとめ４. まとめ


土木とは？

「土木」＝「築土構木」に由来

中国（漢）の四字熟語

1212年「方丈記」鴨長明の文中に登場

（土を築き，木を構える）

日本で初めて（?）「土木」という言葉が使われる

土木工学とは？「Ci il E i i 」土木工学とは？「Civil Engineering」市民のための工学

社会基盤を整備するための基礎学・社会基盤を整備するための基礎工学

ダム，河川，道路，橋梁，鉄道，港湾，空港など，社会に必要不可欠な公共施設社会に必要不可欠な公共施設

これらの建設には必ず「測量」が必要となる


建設ず測」要

測量とは？

「測量」＝「測天量地」に由来

中国の四字熟語

1717年日本で初めて（?）「測量」という言葉が使われる

（天を測り，地を量る）

そうたく

「秘伝地域図法大全集」細井広沢の文中に登場ほそいこうたく

伊能図（1821年完成）

（大日本沿海輿地全図）

・伊能忠敬が中心となって作製した日本全土の実測地図

・江戸幕府の事業

・日本の海岸線を歩測，江戸で作図作業


・シーボルト事件

伊能図（大日本沿海輿地全図，1821年完成）輿地＝地球輿地地球

伊能忠敬が中心となって作製した日本全土の実測地図


伊能図（大日本沿海輿地全図，1821年完成）

伊能忠敬が中心となって作製した日本全土の実測地図

28 2里（約110 74kmと算出）

緯度1度の長さを正確に測定したい

国防のために全国沿岸地図が欲しい

伊能忠敬・・・

幕府・・・

28.2里（約110.74kmと算出）

・江戸幕府の事業（1800～1816年）

本全土を歩測江戸作図作業

国防のために全国沿岸地図が欲しい幕府・・・

・すべて手書きの彩色地図

利用上の便宜のため3種類の縮尺の地図が作製された

・日本全土を歩測，江戸で作図作業

・利用上の便宜のため3種類の縮尺の地図が作製された

大図214枚，中図8枚，小図3枚（1/36,000）（1/216,000）（1/432,000）

（シーボルト事件）

・詳細な地図だったので，国防上，幕府が流布を禁止


高橋景保がシーボルトに贈ったので，逮捕，獄死

世界における地図作成の意義

世界における地図作成は，そもそも軍事的なもの

兵部省陸軍参謀局（1871年）兵部省陸軍参謀局（1871年）

参謀本部測量局

共通点は「国土の管理」

日本陸軍参謀本部の外局

陸地測量部（1941年）

国土地理院（戦後）

世界的には，軍隊が地図を作成している（国防などのため）

・「GPS」も軍事技術ちなみに「イタネトも元々は軍事技術からタト・ちなみに，「インターネット」も元々は軍事技術からスタート

実際には国防に加えて国土管理商用利用など利用の幅が広い


実際には，国防に加えて国土管理，商用利用など利用の幅が広い

「測量」が目指すところ（のひとつ）

地球全体を「測量」する

「デジタルアース」「デジタルアス」1988年に米国の前ゴア副大統領により提案された構想

21 世紀を担う若い世代に，地球への理解をしてもらう

地球全体の空間情報を一貫管理し，さまざまな自然現象，社会経済活動さまざまな自然現象，社会経済活動などをコンピュータ上に再現

デジタルアース日本学会HP


http://de.gsec.keio.ac.jp/digitalearth

電子国土

現実の国土をコンピュータ上に再現するもの

防災対策や計画策定，国民への説明のためのツールとして活用

国土地理院HP


「測量」という技術用語の変化

日本海外

測量学，地形学という概念では規定できなくなってきた

古代・・・班田図，算師 Geo Survey（土地に関する調査／測量）

日本海外

中世・・・太閤検地測天量地 Geo Information System

（土地に関する調査／測量）

中世太閤検地，測天量地 y（地理情報システム）

近代・・・測量，航空写真測量 Spatial Information System（空間情報システム）

現代・・・ジオインフォマティクス他にも，「G空間」など

Geoinformatics, Geomatics


他にも， G空間」など

測量の概要






ジオインフォマティクスとは？（１）

・ジオインフォマティクス

空間情報工学

日本語では．．

・空間情報工学

・Geoinformatics英語では．． Geoinformatics

→多岐にわたっている関連する学問領域

土木工学，建設工学，地理学，建築学，都市工学，

→多岐にわたっている関連する学問領域

農学，林学，地質学，環境科学，都市経済学，

海洋学，気象学，情報工学，電子工学．．．海洋学，気象学，情報工学，電子工学．．．

具体的にはどうう技術NAKAGAWA Masafumi : [email protected] INSTITUTE OF TECHNOLOGY

具体的には，どういう技術？？

ジオインフォマティクスとは？（２）

測量観測値の処理，最小二乗法，誤差伝搬，距離測量，水準測量，基準点測量

＋衛星画像処理リモートセンシング

＋衛星画像処理リトセンシング

GIS（地理情報システム）空間データベース，空間解析

ポジショニング GNSS, 屋内測位，姿勢・方位

デジタル写真測量ステレオ画像計測

電子光学測量レーザースキャニング

これらの技術を駆使することNAKAGAWA Masafumi : [email protected] INSTITUTE OF TECHNOLOGY

これらの技術を駆使すること

土木分野におけるジオインフォマティクスの役割

土木分野では，必要不可欠な技術です

種類内容

都市計画

種類

地図作成・管理

内容

架橋ケーソン敷設

設計どおりの打杭

トンネル掘削

道路・線路・河川

高精度のトンネル貫通

土量計算，地盤沈下量の計測

設計どおりの打杭道路線路河川

土地造成

地殻位置変動量の計測そのほか

月面・火星探査


月面火星探査

ジオインフォマティクスで扱う範囲は幅広い

地球の形状地域の気象

スケール空間データ

地球地球の形状

地球環境

世界統計デタ

地域の気象

二酸化炭素排出量

国際情勢世界統計データ

地形・標高自然資源

国際情勢

国土地形標高地質土地利用

自然資源統計データ行政界

都市道路上下水道

ガ都市土地家屋

ガス

電気供給施設


などなど．．．

測量の概要






測量の基礎の基礎

測量＝「長さ」と「角度」の計測

水平角と鉛直角・水平面における角度が水平角

θ

角度水平角と鉛直角

方向角と方位角

・水平面における角度が水平角

・鉛直面における角度が鉛直角

θN

長さ距離・基準軸からの角度が方向角

・磁北からの角度が方位角長高さ

磁角度方位角


長さの測定

測定する方向によって，「長さ」は名称が変わる

斜距離

長さ

水平方向距離水平距離

鉛直方向高さ水準測量

（高低差測量）（高低差測量）

光が真空中で1/299 792 458秒間に進む距離1m ＝

1 km (キロメータ） = 1000m 1 m (メータ) = 100cm1 m (メタ) 100cm1cm (センチメータ） = 10mm

SI単位系 (Le System International d’units) mks


SI単位系 (Le System International d units) mks

角度の単位

角度 1直角 90° 1° 60’ 1’ 60”

測量では，角度 (degree)と，弧度 (radian)を扱う

角度 (degree) 1直角＝90° 1°＝60’ 1’＝60”円周を360等分した弧に対する中心角を1度（°），以下60進法で分(′) 秒(″)

弧度半径等弧対する中心角を

以下60進法で分(′)，秒(″)

弧度 (radian) ・円の半径に等しい弧に対する中心角を1[rad]

・全周＝2π [rad]つまり，180[°] = π[rad]

グラード (grad) 1直角＝100gr 1gr＝100cgr 1cgr’＝100ccgr


度

1°を60等分したものが1′， 1′をさらに60等分したものが1″となる

（時間の計算と同じ）

例題① 1°30′ 36″は何度か（小数で表す）例題①

51.1360036

60301

1 30′ 36″は何度か（小数で表す）

1.51°正解：解答：360060

例題② 1.51°は何度何分何秒か

1°30′ 36″正解：解答：

36606.06.306051.0


ラジアン

・l=Rのときの中心角が1radとなる

・1radを度，分，秒でそれぞれ表すと，

l=Rρ : 360°= R : 2πR

2πR･ ρ = 360°・R

1rad=ρ

ρ

ρ°= 180°/π = 1rad

R ρ°= 57.2958°ρ′ = 3437.75′ρ″ = 206265″

(π＝3.141592653589793…)


( )

円弧の長さ

l

θR

l : θ = R : 1radθ

θ = l / R [rad]R

1radl = R・θ

[ ]


例題

①問題① 92°25′ 29″は何度か？

問題② 15 78°は何度何分何秒か？問題② 15.78°は何度何分何秒か？

問題③ 2.5radは何度何分何秒か


測量観測データの扱い方入門

測量における観測データは，最確値を用いる

測量で重視されることは．．．

・観測データから，いかに定誤差・過失を排除するか？

つまり観測データの最確値を用いることが必要

・それでも残る不定誤差を，いかに処理するか？

つまり，観測デタの最確値を用いることが必要

最確値＝観測値－残差

座標成果内に誤差が内在している状態の値なので座標成果内に誤差が内在している状態の値なので，真値≒最確値ではあるが，真値≠最確値


誤差の種類

「誤差」にもいろいろある

定誤差理論上その誤差が起きる原因が分かっているため，器械の操作，計算などで消去できる誤差（系統的誤差）

器械誤差など

物理的誤差

観測中の温度変化などによって生じる誤差誤差

個人的観測者個人の癖によって生じる誤差

過誤明らかな計測ミス

個誤差


過誤明らかな計測ミス

測量の概要






まとめ

１. 「測量」に関する歴史・天を測り，地を量る

量学学う概念規定きなくなき

２. ジオインフォマティクス測量＋

・測量学，地形学という概念では規定できなくなってきた

３測量の基礎の基礎

測量＋

リモセン，GIS，ポジショニング，デジタル写真測量，電子光学測量

３．測量の基礎の基礎・「長さ」と「角度」

・観測データの扱い方


次回は？

「角測量」

・PDFファイルを各自でDL 印刷しておく

・DL場所：中川研究室webページ「講義資料」

・PDFファイルを各自でDL，印刷しておく授業前の

準備ユザ名 i il パスワド i f tiユーザー名： civileng パスワード： geoinformatics

１角測量とは１. 角測量とは

２. 測角器械

４トランシトの器械誤差

３. 測角器械の一連の使い方

４. トランシットの器械誤差

５. 野帳の書き方

レイアウトタイプ「4-up」での印刷をおススメ

関数電卓も持参する


関数電卓も持参する

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