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C3D(3次元サイドスキャンソナー)水中構造物調査、水路測量、沿岸計測、微地形調査


C3D（3次元サイドスキャンソナー）

C3D計測性能検証

平成21年2月18日～2月19日に中小河川における浅水域での地形計測適用性を茨城県の涸沼川で検証しました。

1.涸沼川とは

検証実施場所


那珂川水系涸沼川（国総研涸沼川洪水観測施設周辺）
茨城県笠間市仁古田及び安居地先


2.観測船

観測船通常の舷側固定による計測では、ソナーヘッドを艤装した反対側の観測を考慮すると、ソナーヘッドを船底以下に下げる必要があるため、喫水以下最低でも50ｃｍ以上の水深が必要になります。しかし、涸沼川の水深は20cm～50ｃｍ程度であることから、舷側固定の艤装では計測が行えません。そこでソナーヘッドの左右両側の空間を確保するため、船首艤装によりこの問題の解決を図っています。また観測船自体も喫水を浅くとる必要があるため、ゴムボートを使用しました。


3.現場計測

現場計測
計測場所は水深約20cm～50cmの浅瀬です
水深がとても浅い為、通常の船底艤装ではなく、船首艤装で計測を行いました
計測風景

4.C3D画像

【サイドスキャンソナーによる地形情報】 収録データからHYPACK社製HYPACK（HYSWEEP MultibeamProcessing V.6.2.9.0）を用いて、ノイズデータの除去及び補正作業後、50cmメッシュのXYZデータを作成しました。ここで得られた地形データに対し、河川横断測量の成果と比較し精度検証を行いました。またLP（レーザプロファイラ）データとの接合を行い、河川区域内全体の３次元データの構築を行いました。


C3D画像
地形図

地形図（拡大）

5.C3DとLPデータの接合画像

【水深値から標高値への変換】
C3Dの解析によるデータは水深値となっているので、ＬＰ（レーザプロファイラ）データとの併合を行なうためには標高値への変換が必要となります。通常のマルチビーム音響測深の解析作業では、潮位補正の時間を基準にして、その時刻における水位（潮位）の補正をかけることで対処します。 海水域では験潮所等の潮位記録、ダムにおいては時間水位などをもとに補正を行いますが、河川においてはその手法が確立していません。この場合、観測区域が限られた範囲であれば問題ないのですが、広範囲における観測を行う場合や局所的に河川勾配が変化する箇所においてはその補正方法を検討する必要があります。 本作業においては、一定間隔で任意の点（今回は４点を選点）の水面高を求めこれを参照点とし、その間を直線補完することで各地点の水面高を算出し、水深値から標高値への変換を行いました。


C3DとLPデータの接合画像
C3Dデータと航空機LPデータの接合（地形図）

C3DとLPデータの接合画像
C3Dデータと航空機LPデータの接合（3次元鳥瞰図）

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