田中研究室

これまで、あちこちで、同じような内容を書いてきましたが、一つにまとめることにしました。
http://tanaka-lab.at.webry.info/
これから↑のブログで、主として測量に関する研究＆遊びについて（徒然なるままに）書きたいと思います。
今後ともよろしくお願いします　m(__)m

地形をコンピュータで表現できるように作られたものがDEM（数値標高モデル）です。コンピュータに展開されたDEMは、部分的に拡大したり、いろいろな方向から見ることにより地形の解釈に役立ちます。

このようにコンピュータで様々な情報を総合的に提供するソフトが地理情報システム（ＧＩＳ）ですが、（技術者のタマゴが）何も苦労せず便利な物を使い出すと、頭の発育が鈍ります（笑）

そこで、技術者教育のために（？）３D数値標高モデルを手作業で作ってみました。私の備忘録を兼ねて紹介します。

先ず、国土地理院の「基盤地図情報数値標高モデル」　http://fgd.gsi.go.jp/download/　より、１０ｍメッシュ（標高）をダウンロードして解凍します。（複数あるときは、解凍したファイルを同じフォルダに入れます。）

カシミール３D　http://www.kashmir3d.com/　 （白地図プラグインが必要）に、解凍ファイル（同一フォルダに複数あれば、そのうちの一つ）をドラッグ＆ドロップします。（この後、若干のメッセージに従います。）

白地図を作成し、画面キャプチャーで画像をコピーし、白地図を「gif」で保存します。（キャプチャーにはCropper　http://cropper.codeplex.com/　が便利です。）

エクセルを立ち上げ、作成した白地図を読み込みます。

図のツールバーを使って透過にし、罫線が見えるようにし、セルの大きさを４０ピクセル×４０ピクセル（メッシュ）にします。セルの書式設定で、全てのセルを中央揃え（上下左右）にします。

図の外側のセルを選択し、矢印キーで、標高数値を入力するセルをアクティブにし、セルの中央の標高を読取り記入します。（図の下から入力する感じです。）

入力が終わったら図を選択し、削除します。後には、数値だけのセルが残るので、全て選択して、グラフウィザードで等高線を作成します。（ほとんどおまかせでできます。）　 グラフの壁を非表示にすると、見やすくなります。

あ、これは開聞岳です。質問等はメールでどうぞ。 （ryokan★ksokusen.ed.jp ※「★」記号を「@」に置き換えてください。）

ハンディGPSを２台用いることにより、地形測量に応用するプログラム（CGIスクリプト）を開発しました。開発途中のため、プログラムはダウンロードできませんが、以下のURLで試用できます。 

http://www.minc.ne.jp/~ryokan/gps/gps_analysis.cgi

なお、上記プログラムには、２台のハンディGPSのスイッチを入れてから約10分間同一点に置き（初期化）、そのトラックポイントデータから、移動点の初期座標補正値（オフセット）を計算するよう改良を施してあります。 初期座標補正値とは、２台のハンディGPSの初期座標差は、観測中は一定と考え、移動点の観測値に補正する値のことです。

夏休みに入りましたので、かねてから作ろうと思っていた、ハンディGPSのログ（経緯度）を平面直角座標に一括変換するスクリプト（CGI）を作成しました。とりあえず、ガーミンGPSのログで動くようにしてあります。あまり使うことはないかもしれませんが、ログを直接コピペできるので便利・・・と自分では思っていますが・・・さて、何に使うんでしょう？（笑）

次のアドレスをクリックしてお使いください。スクリプトが欲しい方はメールでお申し込みください。

なお、本スクリプトの使用によって、 直接または間接的に起こりうる一切の問題について、いかなる責任も負いませんのでご了承ください。

高速料金の休日1,000円も終わったし、アナログテレビ放送も本日（7/24正午）で終わるし（関係ないか？）、愛車ワゴンRで枕崎までドライブしました。鹿児島市内から指宿までは、あまり見どころはありませんが、指宿から枕崎までの、あるいはその先の坊津までは最高ののドライブコースです。

指宿市内の商店街は、ご多分に漏れずシャッター通りになっていて、昔ほどの活気はなくなりましたが、新幹線開通に合わせて街路はきれいに整備されています。でも、（観光客らしき）人は相変わらず少ないですね。

観光案内をすると長くなるので、途中省略しますが、頴娃番所鼻海岸ですごいものを発見しました。「伊能忠敬先生絶讃の地　内閣総理大臣鳩山一郎書」と読めます。（写真）　あの伊能忠敬がここで測量したんですね。でもなぜ、鳩山一郎がその碑文を書いたのでしょう？　帰ってからググッてみましたが、今のところ不明です。実は私、子供の頃（小学校に入る前）２，３年、頴娃に住んだことがあります。鳩山一郎が総理になったのが1954年だそうですが、その年はなんと私が生まれた年です。う～ん、やはり、私と伊能忠敬は運命の赤い糸でつながっていたか（笑）

地図はGARMIN GPS eTrex Legend HCxでログり、カシミールで表示したものです。赤丸が伊能忠敬記念碑のある番所鼻です。

実は、今日のドライブの目的は、枕崎の「かつおのびんた料理」を食べることでした。しかし、びんた料理の案内のある料理屋に入ってみると、市場が日曜日で休みのため（店員さんの説明）完売でした（残念）。代わりにかつおのたたきを食べましたが、唾液がびんた料理モードになっていたためか？まずまずの味でした。次のドライブの楽しみに取っとくことにします（笑）

東日本大震災の原発事故の後、ソフトバンクの孫正義社長が原子力発電への依存から脱却し、太陽光や風力など自然エネルギー開発を進める大規模太陽光発電所（メガソーラー）建設計画提唱しました。

ソフトバンク側の構想では、
・同社と各府県が太陽光発電事業を行う共同企業体を設立。
・府県の所有地など10カ所に、一般家庭６万世帯分の電力をまかなう計200メガワット規模のメガソーラーを開業させる。
・電機大手・シャープなどが太陽光パネルを供給。
・総額約800億円を見込む建設費用はソフトバンクが大半を負担するが、自治体に各１億円程度を出資してもらうことも検討する。
ということです。

また、協議会を設立する予定で、埼玉県や神奈川県など19道県が参加する意向だそうです。残念ながら、先日のテレビニュースでは鹿児島県は含まれていないようでした。（2011年5月）

次のリンクは、堺太陽光発電所についてのニュースです。（リンク先の都合で、リンク切れになる可能性もあります。）　既に日本でもメガソーラー発電が進んでいるんですね。

http://www.sharp.co.jp/corporate/news/080623-b-2.html

堺太陽光発電所　完成予想図（同ページより）

しかし、太陽光発電所の建設プロジェクトには課題も多いことは確かです。

課題の一つは採算性です。2012年度にも導入予定の自然エネルギーの全量買い取り制度では、現行制度では買い取り対象外の発電事業目的の太陽光発電も割高な価格で買い取られるようになる一方、土地利用コストを含めれば売電収入だけで初期投資を回収するのは難しいとされています。

また、大型発電所建設のための遊休地も少ないということです。ソフトバンクが計画する農地などは農地外の用途に転用するための手続きは煩雑で、「用地を提供する様々な条件を満たす必要がある」と指摘（静岡県の川勝平太知事）しています。

以上から考えますと、太陽光発電所建設はいいことばかりではないですが、政府も自然エネルギー政策を打ち出していますし、今後は確実に目が向けられることは確かです。

春休み期間中にハンディGPSで遊んでみました。ちょっと長くなりますが、お暇な方はお読みください。

GPS は、大別すると単独測位と相対測位に分類されます。また、相対測位はDGPS(ディファレンシャルGPS)と干渉測位に分かれます。

単独測位の精度は10ｍ程度です。このような誤差が生じる要因として、１つは受信機自身が持っている機械的な誤差、つまり部品の経年変化やバッテリーの消耗状態、アンテナの感度などの要因が考えられます。２つ目は衛星から出た電波が受信機に到達するまでに受ける影響があります。電離層や大気中の水蒸気により電波のスピードが変わり、測位に誤差を与えます。しかし、GPS 測位自体の精度は１ｍ以内（あるいはそれ以上）と非常に高精度なものです。また、電離層などの影響は近距離（100km 以内）ならほぼ同じと言われています。

そこで、考えられたのがDGPS（Differential GPS）です。DGPS とは２つの受信機を使い、測位した位置の差により正確な位置を求めるというものです。この性質を利用し、２台の受信機で測位した結果を差し引きすれば、小さな誤差で２点間の距離が計算できるのです。そして一方を経緯度の分かっている既知点、他方を求めたい点に据えて観測すれば、精度の高い測位ができるという訳です。例えば既知点で観測を続け、刻々と変化するGPSの経緯度からその点の経緯度を引き算すれば現在の誤差の状態が分かります。この値を何らかの手段（ラジオ電波など）で発信し、移動側で測位している経緯度に足してやれば現在地の正確な位置（既知点と観測点間の距離が100km 以内であれば、約1m の精度）が求まります。

干渉測位は、２台以上の受信機（既知点に１台以上、未知点に１台以上）を使い、同時に４個以上の同じGPS 衛星を観測します。GPS 衛星の位置を基準とし、GPS 衛星からの電波信号がそれぞれの受信機に到達する時間差を測定して、２点間の相対的な位置関係を求めます。同じGPS 衛星を同時に観測した２つの受信機の観測値の差を用いるので、各種の誤差要因も消去され、非常に良い精度（10km の距離で１cm 以下）で２点間の相対的な位置関係が分かります。

さて、ハンディGPS です。ハンディGPS は単独測位で、前述したように、10ｍ程度（場合によっては数10m）の精度です。この誤差は、理論的には、同時に同じ組の衛星を受信したデータを用いて解析すれば、電離層や水蒸気の影響を消去できるはずです。そのような考え方に基づいてプログラムを開発しました。

解析結果と成果の差は、dX = 0.562m, dY = 0.905m, dS = 1.06m でした。ハンディGPSの経緯度測定（表示）の精度が0.036 秒あり、距離に換算すると約1.1m になります。したがって、経緯度測定の精度があと1 桁多ければ、この問題は解決できそうです。

今回の開発で、GPS の仕組みを知ることができ、VC++でのプログラミングにもだいぶ慣れてきたような気がします。興味のある学生には伝授したいと思います。

福島原発が大変なことになっています。今回の原発の被害で福島原発の設計段階での脆弱性などいろいろ指摘があるようです。原発に関しては素人なのでいい加減なコメントは差し控えますが、ニュースを見て、私なりに考えたことが少しあります。

先ず一つは、現場の状況把握のために無人ヘリを飛ばしたらどうかということです。以前、レーザー測量の研究で、桜島上空を無人ヘリによるレーザー計測と斜め写真撮影を行ったことがあります。低空での写真撮影ができ、かつビデオも搭載できるので、役立つのではないかと思いました。無人ヘリの担当者にすぐ連絡しましたが、関係者がそれくらいのことは考えているだろうということでした。結局、アメリカの無人飛行機による撮影になったようです。

もう一つは、ロボットの導入です。手術で使うような遠隔操作できるロボットを使えないかということです。原子＝アトム＝ロボットの発想です。日本にはそれぐらいの技術はあるはずだと思っていましたが、残念ながら、これもアメリカから送られてくるそうです。原発を造る前に、ロボットの開発が先ではなかったでしょうか？

それともう一つ、原発から30km以内のあちこちに放射線測定器を設置し、常時測定する必要があったのではないかと思います。ひょっとしたら、設置はしていたけど、地震津波で破壊されたかもしれませんが。

枝野官房長官が「ただちに・・・」と口癖のように言っていますが、「ただちに」健康に影響はないにしても、何ヶ月、何年後には・・・と考えてしまいます。被災者の皆様の一刻も早い復興を切に願っています。

画像はgoogle earthのものです。

霧島の新燃岳が噴火を続けています。私の住む姶良市は、地理的に新燃岳と桜島にはさまれ、家のベランダからは、両方の山を拝むことができます。最近は新燃岳が活発なせいか、桜島は静かになっているようですが、このまま新燃岳が噴火を続けると、朝は新燃岳、昼からは桜島の灰が飛んでくるようなこともあるのではと、心配しているところです。

先日、都城市を車で通りましたが、昼間にライトをつけないと危ないぐらいのものすごい灰でした。新燃岳から都城方面の方々に、心よりお見舞い申し上げます。

さて、私は今興味を持っているGISで、新燃岳を含む霧島連山の３Dを作ってみました。元データは、国土地理院の基盤地図情報（標高）10ｍメッシュです。youtubeにもその動画をアップしましたので、ご覧下さい。（画像をクリックすると、大きくなります。）

ちょっと運転が下手ですが(^_^;)動画はこちらでどうぞ。

wikiによると、「初夢（はつゆめ）とは、新年のある夜に見る夢で、字義どおりに新年最初に見る夢とされることは少なく、現代では、元日（1月1日）から2日の夜、または、2日から3日の夜に見る夢とされることが多い」（一部省略）とあります。

今年になって夢は見たかもしれませんが、はっきり覚えていません。だから、私はまだ初夢を見ていない、あるいは、見ていないのと同じということでしょうか。ところが、昨夜、これぞ初夢という夢を見ました。その夢はこうです。

・・・海を眺めていたとき、風が吹いていて、ちょっとアイデアがうかびました。風は水平方向に吹いてるだけではなく、吹き降ろす風や、舞い上がる風があるはずだ。その立体的な風向きを計る風向計なんて、ひょっとしたら、ないんじゃないか？お、大発見、大発明だ。よし、儲かるぞ～・・・

というような夢を見て、起きてネットで調べたら・・・。そんなのはとっくの昔に誰かが作ってました。その名は、『3次元超音波風向風速計』。な～んだ、やられた(>_<)

しかし、3次元超音波風向風速計は使えそうですね。これをあらゆる所に設置して、観測すると、風の立体的な流れの状態が分かりますね。それをGISと絡めて・・・。

ちょっと考えてみるかな？よし、今年はシュミレーションのプログラムに挑戦してみよう。