横断測量のやり方と測定方法の基本ポイント

横断測量のやり方と基本

横断測量は、縦断測量の測点を基点として、地形や構造物の横断面形状を測定する重要な測量技術です。建設工事や河川管理において欠かせない作業であり、正確な測量結果は工事の品質や安全性に直結します。

 

横断測量の基本的な目的は、地形の断面形状を把握することにあります。これにより、土量計算や構造物設計の基礎データとして活用できるのです。特に河川では、水際杭（低水路杭）を境にして陸部と水部に分け、陸部は横断測量、水部は深浅測量により行うのが一般的です。

 

測量の精度は工事の成否を左右するため、適切な機材選択と正確な測定技術が求められます。初心者の方でも理解しやすいよう、基本から応用まで段階的に解説していきましょう。

 

横断測量の基本的な測定方法と手順

横断測量の基本的な測定方法は、公共測量作業規程に準じて行われます。一般的な手順としては以下のようになります。

 

1. 測線の設定: 縦断測量で設定された測点を基点として、横断方向に測線を設定します。

    

2. 基準点の確認: 水準点や距離標などの基準点を確認し、測量の基準とします。

    

3. 測点の設置: 横断方向に適切な間隔で測点を設置します。

    

4. 高さの測定: レベルやトータルステーションを使用して、各測点の高さを測定します。

    

5. 距離の測定: 基準点からの水平距離を測定します。

    

6. データの記録: 測定した高さと距離のデータを記録します。

    

7. 横断面図の作成: 測量成果に基づき、横断面図を作成します。

    

特に河川の横断測量では、水際杭（低水路杭）を境にして陸部と水部に分けて測量を行います。陸部は通常の横断測量、水部は深浅測量によって行われるのが一般的です。

 

「横断測量は、設定された測量断面上の断面形状について距離標からの距離及び標高を測定する」というのが基本的な定義です。この測定結果は、河川管理や工事計画の重要なデータとなります。

 

横断測量で使用する主な機器と選び方

横断測量で使用する主な機器には、以下のようなものがあります。目的や精度要求に応じて適切な機器を選択することが重要です。

 

1. レベル（水準儀）
最も基本的な測量機器で、水平面を基準に高さを測定します。比較的安価で操作も簡単ですが、距離の測定には別途測量テープなどが必要です。

 

2. トータルステーション（光波測距儀）
角度と距離を同時に測定できる高精度な測量機器です。GPSと連動したモデルもあり、効率的な測量が可能ですが、価格が高く操作にも専門知識が必要です。

 

3. ポケットコンパス
簡易的な測量に使用される携帯型の機器です。精度は劣りますが、簡易山腹横断測量などの比較的精度要求の低い場面で活用されます。

 

4. GNSS（全地球測位システム）受信機
衛星からの信号を受信して位置を特定する機器です。開けた場所での測量に適していますが、樹木や建物が多い場所では精度が落ちる場合があります。

 

5. レーザースキャナー
点群データを取得できる最新の測量機器です。短時間で広範囲の3次元データを取得できますが、機器が高価で専門的な知識が必要です。

 

機器の選定ポイントとしては、以下の点を考慮するとよいでしょう。

 

• 要求される測量精度
• 測量範囲と環境条件
• 予算と時間的制約
• 操作者の技術レベル
• データ処理方法

特に近年は、点群測量技術の発展により、「点群データを生成した上で、それらを補間することで断面形状を測定する」という新しい手法も普及しつつあります。

 

横断測量における構造物測量の特徴と注意点

横断構造物の測量は、通常の横断測量とは異なる特徴と注意点があります。河川横断構造物が位置する部分の横断測量は、以下のように実施されます。

 

橋梁の場合

• 測量位置は直上流あるいは直下流とし、現地の状況に応じて設定します
• 河道内に橋脚がある場合は、流向に対する橋脚の最大投影幅を測定します
• 橋脚の投影幅の測量が困難な場合は、工事図面等から転用することもあります

堰及び床固めの場合

• 天端位置において測量を実施することを基本とします
• 同時に落差についても測量を実施します

河川構造物の周辺は河床変化が大きいため、必要に応じて縦断方向あるいは横断方向に測線を設定し、周辺測量を行うことも重要です。

 

構造物測量における注意点としては、以下が挙げられます。

 

1. 安全確保: 橋梁や堰の周辺は水流が複雑で危険を伴うことがあるため、安全対策を十分に行う
2. 測量タイミング: 出水期を避け、水位の安定した時期に測量を実施する
3. 点群測量の場合: 各構造物の位置や標高を明確にするため、必要に応じて対空標識を設ける
4. データの整合性: 過去の測量データとの整合性を確保するため、基準点を正確に設定する

構造物周辺の測量データは、水理計算や構造物の安全性評価に直接影響するため、特に高い精度が求められます。

 

横断測量データの活用方法と図面作成のポイント

横断測量で得られたデータは、様々な場面で活用されます。特に重要なのは、測量成果に基づく横断面図の作成です。

 

横断面図作成のポイント

1. 適切な縮尺の選択
   • 平面縮尺と高さ縮尺を適切に設定する
   • 一般的に高さ方向は平面の5〜10倍の縮尺で表現する
2. 必要な情報の記載
   • 測点番号や距離標からの距離
   • 標高値（T.P.等の基準面からの高さ）
   • 構造物の位置と形状
   • 水際線や河床の状況
3. 過去データとの比較表現
   • 河床変動を把握するため、前回測量結果との重ね合わせ表示
   • 変化量の明示（侵食・堆積量など）
4. デジタルデータ化
   • CADソフトウェアを活用した図面作成
   • GISデータとしての整備と活用

横断測量データの主な活用方法としては、以下のようなものがあります。

 

• 土量計算: 切土・盛土量の算出
• 河川管理: 河床変動の把握と対策検討
• 構造物設計: 橋梁や護岸などの設計基礎データ
• 防災計画: 洪水時の流下能力評価
• 環境評価: 河川環境の変化把握

特に河川の横断測量では、「高水敷に大きな変動がないと判断できる場合は、低水路のみの測量を行ってよい」という規定がありますが、その場合でも「前回の高水敷の測量成果との接続を確実にするため、水際杭(低水路杭)が適正な状況で保存されていることを確認する」ことが重要です。

 

横断測量の精度向上と点検測量の実施方法

横断測量の精度を確保するためには、適切な点検測量の実施が不可欠です。点検測量は、全横断面の一定割合（例えば5％）の横断面について再度測量を行い、精度を確認する作業です。

 

点検測量の基本手順

1. 対象断面の選定
   • 全体の5％程度の断面をランダムに選定
   • 地形変化の大きい箇所や重要構造物周辺を優先的に選定
2. 再測量の実施
   • 初回測量とは別の測量者または別の機器で実施
   • 同じ測点で高さと距離を再測定
3. 誤差の確認
   • 初回測量との差を算出
   • 許容誤差内に収まっているか確認
4. 必要に応じた再測量
   • 許容誤差を超える場合は、原因を特定し再測量を実施

精度向上のための具体的なテクニックとしては、以下のようなものがあります。

 

• 機器の定期的な点検・調整
  • レベルの水平調整
  • トータルステーションの各種補正値確認
• 測量環境への配慮
  • 気象条件（風、気温変化、日照）の影響を最小化
  • 地盤の安定した場所に機器を設置
• 測量手法の工夫
  • 往復観測による誤差の相殺
  • 複数回測定による平均値の採用
• 最新技術の活用
  • RTK-GNSS測量の活用
  • 点群測量技術の導入

  特に近年は、「点群測量により、点群データを生成した上で、それらを補間することで断面形状を測定する」という新しい手法が注目されています。この方法では、短時間で高密度のデータを取得できるため、従来の測量方法と比較して詳細かつ正確な地形表現が可能になります。

   

  河川定期縦横断測量業務実施要領・同解説（国土交通省）- 横断測量の詳細な基準と方法について記載されています
  横断測量の精度は、最終的な工事や計画の品質に直結するため、常に高い精度を維持するための取り組みが重要です。特に河川測量では、水位変動や流速などの影響を考慮した測量計画の立案が求められます。

   

  デジタル技術を活用した最新の横断測量技術

  近年、測量技術は急速に進化しており、従来の手法に加えて様々なデジタル技術が活用されるようになっています。これらの技術は作業効率の向上だけでなく、測量精度の向上にも貢献しています。

   

  UAV（ドローン）を活用した測量
  ドローンによる空中写真測量は、広範囲の地形データを短時間で取得できる利点があります。特に以下のような特徴があります。

   

  • 短時間で広範囲の3次元データを取得可能
  • 人が立ち入りにくい危険箇所の測量に有効
  • SfM（Structure from Motion）技術により高精度な3次元モデルを生成
  • 定期的な測量による経時変化の把握が容易

  レーザースキャナーによる点群測量
  地上型レーザースキャナー（TLS）や移動体レーザースキャナー（MLS）を用いた点群測量は、高密度かつ高精度な3次元データを取得できます。

   

  • 1秒間に数十万〜数百万点の測定が可能
  • ミリメートル単位の高精度測定
  • 植生や構造物の詳細な形状把握が可能
  • 点群データから任意の断面を抽出して横断面図を作成

  モバイルマッピングシステム（MMS）
  車両などの移動体に搭載したレーザースキャナーやカメラにより、移動しながら周囲の3次元データを取得するシステムです。

   

  • 道路や河川堤防などの線状構造物の効率的な測量が可能
  • GNSS/IMUと連動した高精度な位置情報付きデータの取得
  • 交通規制を最小限に抑えた測量が可能

  クラウドベースのデータ処理・管理
  測量データの処理・管理においても、クラウド技術の活用が進んでいます。

   

  • 大容量の点群データを効率的に処理
  • チーム間でのリアルタイムデータ共有
  • 過去データとの比較・分析の効率化
  • AI技術を活用した自動断面抽出や変化検出

  これらの最新技術を活用することで、従来の横断測量と比較して、作業時間の短縮、安全性の向上、データ精度の向上などのメリットが得られます。ただし、導入コストや専門知識の必要性、データ処理の複雑さなどの課題もあるため、測量の目的や条件に応じて適切な技術を選択することが重要です。

   

  国土交通省の「河川定期縦横断測量業務実施要領」においても、「点群測量により、点群データを生成した上で、それらを補間することで断面形状を測定することができる」と記載されており、従来の手法に加えて新技術の活用が認められています。

   

  公共測量におけるUAVの活用マニュアル（国土地理院）- ドローンを活用した測量の具体的方法について解説されています
  デジタル技術の進化は今後も続くと予想され、横断測量の方法もさらに効率化・高精度化していくでしょう。しかし、どんなに技術が進化しても、測量の基本原理を理解し、適切な方法で実施することの重要性は変わりません。

   

  以上、横断測量のやり方について基本から最新技術まで解説しました。適切な方法で正確な測量を行い、建設工事や河川管理の品質向上に役立てていただければ幸いです。