JP4375666B2

JP4375666B2 - 不法投棄箇所検知システム

Info

Publication number: JP4375666B2
Application number: JP2004100784A
Authority: JP
Inventors: 健三科野
Original assignee: Oyo Corp
Current assignee: Oyo Corp
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2024-03-30
Also published as: JP2005283476A

Description

本発明は、航空機に搭載したレーザスキャナ測量機を用いて３次元の地形データを取得し、地形等高線の経時的な微小変化を検出して、地山の開削や埋め戻し箇所を推定することにより不法投棄箇所を検知するシステムに関するものである。

近年、廃棄物の大量不法投棄が大きな社会問題となっていることは周知の通りである。数次にわたる廃棄物の処理及び清掃に関する法律（所謂「廃棄物処理法」）の改正並びにリサイクルの推進に係る諸法の制定などの対応が図られているが、現在でも山間僻地などでの不法投棄は跡を絶たない。

各自治体などでは、監視員がヘリコプターに搭乗し、目視による定期的な巡視により不法投棄箇所の検知を行っている。しかし、この方法では、ヘリコプターの揺動や振動により、監視員が不快となりがちなため、長時間にわたる十分な監視は行えないのが実情である。また、よほど大規模な不法投棄でない限りは場所の特定が困難である上、航行方向が変化すると違った見方になることから、監視員の経験に左右される部分が大きく、客観的な判断材料を取得することが難しい。特に、不法投棄箇所が土砂で埋め戻されてされていたり、草木などで隠されたりすると、目視では不法投棄の検出は不可能である。もし、疑わしい状況が見つかっても、客観的な判断材料に乏しいために地権者などの許可が得られず、現地を調査させてもらえない場合も多い。

人工衛星により撮影した衛星画像を解析することも考えられるが、原理的には可能であっても、実際には精度の点で問題があり、この方法ではよほど大規模な不法投棄でない限りは検出困難である。小〜中規模の地形改変の場合、あるいは樹木などで隠されている場合などは、現状では検出できない。最近、１箇所での投棄規模を小さくして投棄場所を分散させる傾向も見られ、そのような巧妙な不法投棄には対応しえない。

監視カメラなどのセンサを設置することも考えられるが、そのためには予め不法投棄箇所を予測できねばならず、しかもセンサ設置箇所で必ずしも不法投棄が行われる訳でもない。従って、監視カメラなどのセンサなどは違法業者の摘発などには有効であっても、山林などの不法投棄箇所の検知には無力である。

また、航空機搭載ＭＳＳ観測により不法投棄物の種別分布を遠隔調査する方法が提案されているが（特許文献１参照）、この調査方法を有効に機能させるためには、まず不法投棄箇所を特定する必要がある。
特開２００３−２７９４１５公報

本発明が解決しようとする課題は、目視による定期的な巡視では不法投棄の客観的な判断材料が得られないこと、埋め戻されていたり樹木で覆われていると分かり難いこと、人工衛星から得られる衛星画像の解析では精度の点で問題があること、監視カメラなどのセンサでは不法投棄箇所の検知には無力であること、などである。

本発明は、航空機にレーザスキャナ測量機を搭載して監視地域上空を飛行し、航空機の自己位置・傾きの情報を記録すると共にレーザ光を地上に照射して反射エコーの反復時間を計測することにより地形の３次元データを取得して地形等高線図を作成し、その地形等高線図の作成を期間をおいて繰り返し、過去の地形等高線図に対して現在の地形等高線図を重ね合わせることにより、地形等高線の経時的な微細変化から地形改変箇所を抽出し、それに基づき不法投棄箇所を検知することを特徴とする不法投棄箇所検知システムである。

レーザ光の反射強度を求めてその分布図を作成し、反射強度異常箇所を検出することにより地表での金属性物質投棄箇所を推定し、推定した金属性物質投棄箇所と地形改変箇所とを対比し、それに基づき不法投棄箇所を検知することも有効である。

本発明に係る不法投棄箇所検知システムによれば、航空機に搭載したレーザスキャン測量機を用いて地形の３次元データを取得して地形図を作成し、地形等高線の経時的な微細変化を検出する方法であるから、樹木などの地上のノイズを除去して高精度の解析が可能であり、不法投棄箇所の客観的な判断材料を得ることができる。投棄箇所が山間僻地など監視員が容易に立ち入れない地域でも、効率よく、不法投棄箇所を検知できる。

航空機にレーザスキャナ測量機を搭載して監視地域上空を飛行し、航空機の自己位置・傾きの情報を記録すると共にレーザ光を地上に照射して反射エコーの反復時間を計測することにより地形の３次元データを取得して地形図を作成し、地形等高線の経時的な微細変化を検出することで地形改変箇所を抽出し、それに基づき不法投棄箇所を検知する。その際、レーザ光の反射強度を求めてその分布図を作成し、反射強度異常箇所を検出することにより地表での金属性物質投棄箇所を推定し、推定した金属性物質投棄箇所と地形改変箇所とを対比し、それに基づき不法投棄箇所を検知することもできる。

図１は本発明に係る不法投棄箇所検知システムを含む不法投棄監視システムの一実施例を示すフロー図である。まず、監視地域選定システムによって監視地域を選定する。これは、通常、様々な情報を収集して整理することからはじまる。例えば、基本条件として地形図（古地図）や航空写真、国土基本図、森林基本図、都市計画図、住宅地図などのデータ、自然条件として植生や地形、地質、水系などのデータ、社会条件として住宅地密集度や道路の位置、道路幅員などのデータ、不法投棄の履歴として過去の投棄場所や投棄状況などのデータを収集・整理して、データベース化する。そして、それらを総合してＧＩＳ（地理情報システム）化する。それを基に産業廃棄物対策の担当部署などが監視地域を選定することになる。

不法投棄箇所検知システムでは、航空機にレーザスキャン測量機を搭載して監視地域上空を飛行し測量する。航空機はヘリコプターでもよいが、航行安定性などの面から軽飛行機の方が好ましい。航空機には、その他、ＧＰＳ（測位システム）及びＩＮＳ（ジャイロによる姿勢記録システム）も搭載し、自己位置及び傾きなども求める。レーザスキャン測量機としては、例えばレーザプロファイラを用いる。これは、ノンミラーで対象物との距離とスキャン角度を記録するものであり、次のような性能を有するものが商品化されている。
・飛行高度：５００〜２０００ｍ
・走査角：〜±２０°
・スキャン頻度：２８Ｈｚ（２０°）、５０Ｈｚ（１０°）
・レーザ光波長：１０４７ｎｍ
・レーザ光照射頻度：３３０００Ｈｚ高度１０００ｍで２点／ｍ²のデータが採取可能
・レーザ光ビーム幅：０．２ｍｒａｄ高度１０００ｍで径２０ｃｍ（フットプリント）
これによって、水平誤差は飛行高度の１／２０００以下、高さ誤差は０．１５ｍ以下の精度で計測が可能となっている。計測データはハードディスク装置などに記録する。

図２に示すように、航空機１０に搭載したレーザスキャン測量機からレーザ光を地表面１２に向けて照射し、照射方向を変えながら反射エコーの反復時間を計測する。レーザ光の発射位置・姿勢角と、レーザ光の反射エコーによる測距離を演算し、反射した地点の絶対座標を算出する。樹木１４などがある場所での地盤高の把握には、ダブルパルス機能を活用する。ダブルパルス機能は、各レーザ光の最初の反射（ファーストパルス）と最後の反射（ラストパルス）を捉える機能であり、ラストパルスの反射エコーデータを使用することによって樹木などの地上のノイズを除去でき、地表面までの距離を求めることができる。なお、飛行は監視が必要な期間で気象条件の良好な時期を選んで実施し、時期に合わせて観測すればよい。実際には履歴管理のために、ある期間をおいて測量を繰り返すことになる。

このように、レーザ光の反射エコーを利用して反射地点の絶対座標を算出することにより、地形の３次元データを取得して地形図（地形等高線図）を作成する。そして、その計測時点での地形等高線と既に蓄積されている地理情報システムのデータとを比較することによって、地形等高線の経時的な変化履歴を捉える。縮尺１／１０００〜１／２５００で１〜２ｍピッチの等高線を描かせると、鉛直方向の精度は±１０ｃｍ程度が得られる。従って、開削や埋め戻しなど、不法投棄に基づく微細な地形変化を地形等高線の変化として検知可能である。例えば、図３のＡに示すような過去の地形等高線図に対して、図３のＢに示すような現在の地形等高線図が得られたとすると、両者を重ね合わせることにより、図３のＣの符号ｘで示す箇所で微細な地形変化が生じている（破線は過去の地形等高線を表している）ことが分かる。この比較結果は、コンピュータで処理することで自動的に求めることもできる。また、地形等高線を調べれば、地形変形の原因が自然現象によるものか、あるいは人工的なものか、についてもある程度判断でき、道路工事などの他の各種情報と照らし合わせれば不法投棄の可能性が高い箇所を抽出することができる。

また、レーザ光の反射強度を求めてその分布反射強度図を作成し、反射強度異常箇所を検出することにより地表での金属性物質投棄箇所を推定することができる。従って、このようにして求めた金属性物質投棄箇所と地形改変箇所（地山の開削や埋め戻し箇所など）とを対比し、それにより不法投棄箇所を特定することも可能である。特定した不法投棄箇所については、定期的に巡視したり監視カメラなどを設置し、データベースに登録し、履歴管理を行う。これらの情報は、地理情報システムに加えられ、最新の情報として蓄積される。従って、いつでも蓄積情報を取り出して利用することができる。

ところで前述のように、既存の技術として、特許文献１で開示されているような航空機搭載ＭＳＳ観測による不法投棄物内容推定システムがある。これは、地表面から放射される熱赤外線を、調査対象地域のほぼ全体にわたって上空から午前と午後に観測し、それによって午前と午後における地表面の相対温度分布を求めると共に、地中での絶対温度を現地計測して前記相対温度分布の温度補正を行い、補正した午前と午後の地表面温度差画像（熱赤外線差画像）を作成し、その温度差の大小から不法投棄物の内容（発熱性、非発熱性物質）を推定し、埋没範囲を面的に検知する方法である。このような不法投棄物内容推定システムを本発明に係る不法投棄箇所検知システムに組み込むことによって、不法投棄物の内容も同時に把握することが可能とな不法投棄監視システムを構成できる。

いずれにしても本発明に係るシステムによって不法投棄箇所を検知したならば、目撃情報を収集したり、監視カメラなどのセンサを設置して、違法業者を特定することが可能となる。

本発明に係る不法投監視システムの一例を示すフロー図。レーザ測量による地形計測方法の説明図。解析結果の例を示す概念図。

符号の説明

１０航空機
１２樹木
１４地表面

Claims

航空機にレーザスキャナ測量機を搭載して監視地域上空を飛行し、航空機の自己位置・傾きの情報を記録すると共にレーザ光を地上に照射して反射エコーの反復時間を計測することにより地形の３次元データを取得して地形等高線図を作成し、その地形等高線図の作成を期間をおいて繰り返し、過去の地形等高線図に対して現在の地形等高線図を重ね合わせることにより、地形等高線の経時的な微細変化から地形改変箇所を抽出し、それに基づき不法投棄箇所を検知することを特徴とする不法投棄箇所検知システム。