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航空測量（こうくうそくりょう）とは、飛行機、ヘリコプター、無人航空機（ドローン）などから地上撮影した画像データを利用して地図作成（画像判読含む）することや、地球物理データの環境計測などを行うこと[1][2]。略語として航測（こうそく）が用いられる[3]。
（地図と測量の科学館に展示）
航空測量の「航空写真測量（空中写真測量）」分野は、地形図作成の基盤技術として広く世界で利用されている。また、地球物理データの環境計測の分野では、国土地理院が航空機を使用した「航空磁気測量」の成果として『全国航空磁気異常図』、『火山地域航空磁気測量図』を公表するなどその対象分野は、広範である[4]。航空測量は、「航空写真測量」、「空中写真測量」の同義語とされている[5][6][7]。
航空写真測量（空中写真測量）は、写真測量法の分類のひとつである。航空写真（空中写真）は、空中から固定カメラを使用して垂直に撮影された画像写真である。地図作成の場合には、航空機に航測用のFMC装置（シャッタースピードと飛行機の速度の差によって生じる画像のブレを防止）を搭載した広角または普通角レンズカメラを設置し、上空から隣接する写真を60%程度のオーバーラップ（重複率）を持つ垂直航空写真を撮影士が撮影する。その後、空中三角測量、現地調査、図化、編集作業を経て図面を作成する。日本の基本図である2万5千分1地形図や地方公共団体が作成する「都市計画図」の基図なども航空測量によって作成されている[2][8][9][10]。
航空三角測量
航空三角測量は、航空写真画像から解析図化機やデジタルステレオ図化機等により、既知の基準点や標定点などの座標をもとに、図化標定に必要なパスポイント（撮影コース間の写真接合点）とタイポイント（隣接撮影コース間の写真接合点）の水平位置と標高を決定する作業のこと。具体的には、相隣り合う2枚の撮影された写真画像を利用してモデルをつくり、標定基準点を用いて標定ができると、順次相隣り合う写真を接続標定して1コース全体を１つのモデルとする作業となる。「航空三角測量」の方法は、図化機による「機械法」とコンピュータを利用して計算する「解析法」がある[11][2][12][13]。
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航空レーザ測量は、航空機に搭載した（１）レーザ測距装置（レーザスキャナ）から地上にレーザ光を照射し、地上から反射するレーザ光との時間差より得られる地上までの距離（レーザ計測点）と、（２）GNSS測量機、（３）IMU(慣性計測装置)から得られる航空機の位置情報より、地上の標高や地形の形状を調べる測量方法。
（１）レーザ測距装置（レーザスキャナ）は、レーザ光を１秒間に50,000～100,000回発射することにより、地表で50～60cm間隔以下の間隔で計測することができる。なまた、光学カメラを併設しており、地表の画像も同時に取得することができる。
（２）GNSS受信機は、航空機の位置(x,y,z)を知ることができる。一般に地上の電子基準点を利用することにより「連続キネマティック測量」を実現し、地上の測量と同様な高精度の位置測定を可能としている。
（３）IMU(慣性計測装置)は、いわゆるジャイロを改良したもので、飛行機の姿勢や加速度を測ることができる。この測定値によりレーザ光の発射された方向を正しく補正することが可能となる。
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航空磁気測量は、飛行機に磁気センサーを搭載し、面的にデータを取得することで磁場分布を明らかにする測量のこと。観測された磁場から標準的な地球磁場を取り除くことで、 局地的な磁気異常を表した磁気異常図が作成される。日本では国土地理院が測量用航空機「くにかぜ」及び「くにかぜⅡ」により1962年（昭和37年）から1998年（平成10年）にかけて実施し、日本列島及び周辺地域の全国航空磁気異常図が作成された。また、火山地域には磁気異常が大きい場所があることが知られており、1999年（平成11年）から2001年（平成13年）にかけて、岩手山、有珠山、樽前山、北海道駒ヶ岳及びその周辺地域における地下構造を解明する目的で航空磁気測量が実施された。[14]
航空重力測量は、航空機に航空重力計（相対重力計）を搭載して上空から重力を測定する手法のこと。重力計合わせてGNSSや加速度センサー、ジャイロスコープにより航空機の位置や加速度、姿勢を測定し、飛行高度、加速度、機体の傾斜、地球自転による遠心力の効果（エトベス効果）等の影響を補正することにより、最終的な地上の重力値を決定する。日本では国土地理院が民間航空機を使用し、2019年（令和元年）から測定を開始した。航空重力計は、日本重力基準網2016（JGSN2016）に基づいた重力点を参照点に、航空機の位置測定時の基準には、電子基準点が使用される。[15]
国土交通省国土地理院は、無人航空機（UAV：通称ドローン）を測量で使用できるように、「UAVを用いた公共測量マニュアル（案）」及び「公共測量におけるUAVの使用に関する安全基準（案）」を作成し、2016年3月30日に公表。「UAVを用いた公共測量マニュアル（案）」についても2017年3月31日に改正し、公共測量だけでなく、国土交通省が推進する「i-Construction」に係る測量作業において適用することを前提にしている。測量業者が円滑かつ安全にUAVによる測量を実施できる環境を整えることで建設現場における生産性向上に貢献するとしている[16]。
UAVの自動航行を使って操縦者と補助者を不要にした測量の自動化も進んでいる[17][18]。
遠隔操作無人機の飛行実証
2020年9月から11月までの間、海上保安庁は、青森県の八戸飛行場（海上自衛隊八戸航空基地）にて遠隔操縦無人機SeaGuardian（シーガーディアン）を運航した飛行実証を実施することで「海上保安体制強化に関する方針」に基づき、広域の海洋監視が伴う海上保安庁の捜索救助や災害対応、海上法執行活動などの業務でのRPAシステムの有効性を検証。SeaGuardianのシステムは、逆合成開口レーダー（ISAR）イメージングモードを備えたマルチモード海洋表面探査レーダー、AIS（自動船舶識別装置）情報の受信機、光学カメラと赤外線カメラを搭載した高精細のフルモーションビデオセンサー等で構成。本機は、当該センサー機能により、数千平方海里上の船舶の情報をリアルタイム検出・識別が可能。また、搭載するレイセオン製のSeaVue海洋表面探査レーダーは、船舶ターゲットの連続追跡に加えて、AISトランスミッターのレーダー追跡と連動[19] [20] [21] [22] [23]。
- 無操縦者航空機の飛行実証
- 期 間：2020年９月頃から１１月頃まで
- 場 所：八戸飛行場（海上自衛隊八戸航空基地）
- 委託業者：アジア航測株式会社
- 使用機体：ゼネラル・アトミックス社 シーガ―ディアン（ＭＱ-９Ｂ）１機
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この節の出典は「日本写真測量発達史年表」(1972)[24]を基礎情報としている。
- 1855年 - Andraudが気球から撮影した写真を用いて図化することを試みた。
- 1856年 - パリの写真師ナダールがfr:Petit Bicêtre村（クラマール）を繋留気球上から撮影した。
- 1877年 - 西南戦役において，横山徳三郎が気球から偵察写真を撮影。
- 1878年 - 横山松三郎により陸軍士官学校の上空に浮上する気球から撮影が試みられた[25]。
- 1892年 - 陸地測量手の小倉倹司が陸軍砲工学校敷地内において繋留気球から軍用空中写真の撮影に成功した[25]。
- 1901年 - 航空機の発明
- 1904年 - 写真測量技術の解説（日本への初紹介）[26]
- 1907年 - 中村清二博士が東京地学協会の機関誌「地学雑誌」に「写真測量について」の解説論文（日本で最初に発表された写真測量の論文）を発表した。
- 1911年 - 徳川好敏陸軍工兵大尉が操縦するフランス製ブレリオ式単葉機から同乗の伊藤赳工兵中尉によって日本で最初の飛行機上からの撮影を行った。
- 1914年
大日本帝国海軍の水上機母艦「若宮」所属の2機のモーリス・ファルマン水上機（青島、1914年） - 1917年 - ドイツ空軍が撮影した偵察写真上にトロイの遺跡が発見される。
- 1919年 - フランス空軍将校団が写真償察を主目的として航空写真撮影の講習を陸軍下志津飛行学校で開催。
- 1921年
- 1922年 - 陸軍技術本部は埼玉県所沢町付近で400 mの繋留気球を使用し、実体空中写真測量の試験測量を行った。
- 1923年 - 関東大地震が発生。地震直後に下志津飛行学校の佐川績工兵大尉はアメリカのフェアチャイルド社製航空写真機によって東京全市の撮影を行った（日本における初の広域表面撮影）。なお、下志津飛行学校が撮影した伊豆の三島付近の航空写真から丹那盆地付近に異常が起っていることが発見され、日本で写真判読が活用された最初の事例となった。
- 1925年
- 大阪市が各務原陸軍飛行隊に委託して全市域の航空写真を撮影した。
- 下志津飛行学校は航空写真を利用して既成1万分1図（下志津の約70%の部分）について部分修正測量を行い、1万分1地形図として印刷した。日本における初の航空写真による修正測量。
- 楽浪王肝墓発掘に際して航空写真を利用した。日本において航空写真が考古学調査に応用された最初の事例。
- 字都宮高等農林学校教授銅木徳二林学博士が日本で初めて森林航測に関する論文を発表した。
- 1926年（昭和元年）
- 1928年 - 水路部は佐世保海軍航空隊の協力を得て朝鮮木浦付近の測量に航空写真を利用した。撮影面積240.5方里。以後は毎年岸線描画に航空写真を利用する。
- 1929年
- 写真測量の実用化に伴い、陸地測量部発行地形図の図郭外左肩の測量年次の注記に「空中写真測量」が追加される。
- 技術本部は朝鮮鉄道局の委託を受け、吉恵線建設用として現地測量が至難な合水付近の1/2500測量を実施した。航空写真測量が鉄道建設に応用された最初の事例。
- 1930年
- 陸地測量部に部長直属の空中写真測量研究委員会が設置された。
- 「中野」その他数面の空中写真測量による1万分1地形図が初めて陸地測量部の正規の地形図として発行された。
- 樺太庁が植民計画と森林調査等のために、南樺太の撮影を下志津飛行学校に委託した。
- 1931年 - 帝国森林学会が「航空写真ト其応用」を丸善書店から刊行。
- 1932年
- 1933年
- 1934年
- 関東軍測量隊が奉天の旧東北大学構内に発足。
- 満航写真班が写真部と改称され拡充された。
- 1935年
- 鉄道省が省直轄で航空写真測量を実施することを決定し、人員・飛行機・写真機等の準備に着手した。
- 満洲国実業部が全満洲の森林の航空写真調査を実施すると共に、満航写真部に政府職員を派遣して森林査を完了した。
- 1936年
- 1937年 - 満航写真部が写真処と改称し、新京南嶺の近代的施設に移転・増強した。
- 1938年
- 1940年
- 1941年
- 1942年
- 1943年
- 1944年
- 1945年
- 1946年-米空軍が日本全土を1/40,000にて、平野と鉄道、国道沿線については1/16,000にて撮影を開始した。
- 1947年
- 三路興業株式会社（現国際航業）が設立される。
- キャスリン台風による中川周辺の洪水流および冠水調査が災害直後から地理調査所によって行われ、航空写真が活用された。
- 1948年
- 総理府の部局として建設院が設置され、地理調査所はその付属機関となった。
- 海上保安庁の発足に伴い、水路部はその内部部局の水路局となった。またアメリカ海軍水路部東京支部は廃止された。
- 地理調査所は福井地震直後に米軍に被災地の大縮尺航空写真の撮影を依頼し、倒壊家屋等各種の調査が行われ福井地震の被害と地変」の付図として発表した。また同年の福井洪水においても、九頭竜川および日野川沿岸の1/5000撮影が米軍によって実施された。
- 1949年
- 1951年 - 日本測量協会が創立された。
- 1952年
- 1953年 - パシフイック航空測量（現パスコ）が設立された。
- 1954年
- 1955年 - 日本学術会議が1956年の南極観測隊派遣を決議し、その準備に取り掛った。
- 1956年
- 第一次南極観測隊が出航した。氷状偵察と写真撮影のためにセスナ180とK-17カメラを持参した。
- 海上保安庁が、ビーチクラフト機1機を撮影機用に改装。また、シコルスキーS55型ヘリコプターによって青森港の撮影と図化を行った。
- 日本林業技術協会から「森林航測」が創刊。
- 九州地方建設局が、八代一鹿児島間の路線調査に航空写真を利用。
- 1957年
- 1958年
- 第2回国連アジア・極東地域地図会議が東京で開かれた。
- 5月21日 - 航空測量に向かっていた大和航空のデ・ハビランド・カナダ DHC-2（ビーバー）機が宮崎県北川村で墜落。乗員4人死亡[27]。
- 1959年
- 1960年
- 1961年
- 1962年
- 1963年
- 1964年 - 新潟地震の災害調査のため、科学技術庁の要請に基づき防衛庁を初め航測数社によって広範囲の表面撮影と災害中心地の大縮尺撮影が実施され、噴砂・洪水・破堤・建物の傾斜等各種の調査が行われた。
- 1966年 - 石油資源開発技術研究所に航空写真研究室が設置された。
- 1967年
- 1968年 - 小笠原諸島が日本に復帰し、国土地理院が撮影と図化を実施した。
- 1971年 - 航空写真のオペレーターを対象として航空写真影撮に関する講習が行われた。
- 1972年
- 国土地理院は国土基本図による写真図を全面的にオルソフォト方式に切変えることを決定した。
- 一部民間航空測量会社等（国際、パスコ、大洋、八州、東北）が、航空写真撮影を専門とする協業会社として共立航空撮影株式会社を発足した。
- 1974年
- 1983年
- 1984年 - 「くにかぜⅡ」により日本全国の航空磁気測量が開始される。
- 1989年（平成元年） - 運輸省が「測量の日」（6月3日）制定
- 1992年 - 航空自衛隊偵察航空隊にRF-4EJが配備される。
- 1993年 - 航空自衛隊偵察情報処理隊が発足。
- 1994年 - 国土地理院が全国電子基準点整備を開始
- 1996年 - 国土地理院 地図と測量の科学館が開館。
- 2001年 - 測量法改正され、日本測地系から世界測地系に移行。
- 2006年 - 陸域観測技術衛星「だいち」(ALOS)打上げ
- 2007年
- 地理空間情報活用推進基本法の制定
- 「くにかぜⅡ」に航空測量用デジタル航空カメラ「Ultra Cam D」が導入される。
- 2009年 - 「くにかぜⅡ」が退役し、「くにかぜⅢ」が運用開始。運航は民間委託となり、前述の共立航空撮影が運航を受託。
- 2010年
- Ｇ空間ＥＸＰＯ開催（パシフィコ横浜）
- 準天頂衛星「みちびき」初号機打上げ
- 2014年 - 国土地理院2万5千分1地形図の整備完了
- 2016年 - 国土地理院ランドバード（無人航空機(UAV)を使った測量支援を行う部署）が発足。
- 2017年
- 準天頂衛星「みちびき」2号機、3号機、4号機打上げ
- 日本重力基準網2016（JGSN2016）が公表。
- 2019年（令和元年） - 近代測量150年、日本における航空重力測量が開始される。
- 2020年
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ここでは、国土交通省国土地理院の測量用航空機「くにかぜIII」の運用内容について紹介する[28]。災害発生時においては、官民の航空測量機関が、被災地の航空機による航空写真撮影等による最新データを取得し関係機関へ提供している。平時は、航空測量による地形図作成、文化財保護、国土の強靭化計画や産業支援に寄与する一方で、ドローン、航空レーザー測量など新たな測量技術・研究開発・対応も官民連携して担っている。
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