質問
面積・体積計測機能や土量計算機能において、点群の体積や土量はどのように計算されていますか?
回答
点群の体積や土量を計算する際に3つの手法を使っています。
1.1点法
2.4点平均標高法
3.4点柱状法
解説
点群全体を指定された寸法のグリッド(正方形)に区切った上で、グリッド内の点や4隅の点を使って下記のように計算をしています。
以下に、各計算手法の具体的な計算式や特徴を記載しております。
V: 要素の体積
P: グリッドピッチ(グリッド1辺の長さ)
E₀: グリッドセルに隣接するグリッド点の標高
R: 基準標高
1.1点法
最も簡単な方法で、指定したグリッド点の標高を直接使用します。
計算が高速ですが、精度は低めで地形の凹凸などを反映しづらくなっています。
計算式: V = P × P × (E₀ - R) (赤色部)
2.4点平均標高法
4点の平均を取ることで、より滑らかな地形として計算できます。
一般的に、1点法よりも高精度な結果を得ることができます。
計算式: V = P × P × ((E₀ + E1 + E2 + E3)/4 - R) (赤色部)
3.4点柱状法
セルを4分割することで、最も高精度な体積計算が可能になります。
セル単位の4倍の数の体積を計算するため、計算負荷が大きく、処理にかかる時間が多くなります。
計算式: Vn = (P/2) × (P/2) × (E₀ - R) (赤色部)
※4点柱状法のE₀は、4分割したグリッドの最近傍点の高さを参照しています
従って赤色の面積は1.2の計算方法に比べて4分の1になります
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