ドローンと GIS テクノロジで土地測量を変革する Dudek

クライアントの建設プロジェクトのスケジュール設定、設計、許可を支援するために、環境エンジニアリング コンサルティング会社の Dudek は、地理情報システム (GIS) テクノロジを使用して、プロジェクトをスケジュールどおり、かつ予算内で完了しています。 同社のクライアントは、水道、エネルギー、小売、環境保全、教育、医療など、北米全土のさまざまな業界に携わっています。 ドローンと GIS を組み合わせることは、Dudek のスタッフにとって新しいアプローチであり、彼らがこの統合でサービスを提供するのに理想的だと判断した主なクライアントは、再生可能エネルギー プロジェクトに取り組んでいるクライアントでした。

「当社はサイトの計画、エンジニアリング、評価を行い、太陽光発電の開発の実現可能性がサイトにあるのかどうかを判断しました」と、Dudek のプラクティス ディレクターである Steven Hochart 氏は述べています。 「これらのクライアントがデータを迅速に取得できるようになればなるほど、より迅速に、プロジェクトを順番待ちのリストに入れるための申請書を地域の電力会社に提出できました (中略) 彼らにとっては、スピードがすべてでした。 われわれが午前中に小規模なサイトの上空を飛行した場合、クライアントは午後にはデータを見ることができました。」

Dudek はドローンで空中画像データを収集し、GIS を使用してそれを解析して、動的な視覚化としてクライアントに提示しました。 プロットされている地役権から地形図データまで、あらゆるものがプロジェクト スケジュールのニア リアル タイム マップでアクセス可能です。

過去に Dudek は、複数のシステムを使用して飛行計画を立てたり、現場で画像データを収集したりしていました。 当初、同社は無人航空機 (UAV) ソフトウェアである UgCS を使用して地球物理学的調査を行っていました。 UAV からのデータはノート PC に保存され、クラウド ストレージを備えたファイル ストレージ ソフトウェアである Dropbox に転送され、最終的にデータはサーバーに移動されていました。 画像の処理は、写真測量のツールである Agisoft Metashape によって行われており、Dudek の以前のワークフローにさらに複雑さが加わっていました。 この分断されたプロセスは、統合されていないために非効率的であり、各システムにはそれぞれに関連する独自のコストがあったため高額でした。 さらに、ヘリコプターや飛行機のような従来の方法では、土地を測量し画像データを収集するのに時間とコストがかかりました。 「このエリアに飛行機がまったくないのであれば、自分たちで飛行機を用意しなければなりませんでした。 当社は全米にプロジェクトがあり、自社の飛行機を所有していないので、その作業を外注しなければなりませんでした」と Hochart 氏は語ります。

Dudek のスタッフは、不要な手順とコストを排除してより迅速に顧客にデータを提供するために、業務を効率化する必要があると認識しました。 製品のデモンストレーションを通じて、Esri の Site Scan for ArcGIS と ArcGIS Flight であれば、最適な飛行経路を特定できること、また、クラウドにデータをアップロードして処理し、解析用の画像を安全に保存するといった、以前は手動で行われていたタスクを自動化できることが Dudek のスタッフに示されました。 Dudek は、Site Scan for ArcGIS を、断片化されたワークフローを修正する機会と捉え、ソフトウェアの購入を決定しました。 エンドツーエンドのクラウドベース ドローン マッピング ソフトウェアである ArcGIS Flight は、ドローン画像収集を大幅に最新化し、Site Scan とシームレスに連携して処理と解析を行えます。 Dudek のスタッフはすでに Esri のソフトウェアに精通していたため、既存の GIS インフラストラクチャに組み込むことは簡単でした。

「われわれにとって、Site Scan は非常にシンプルなソリューションです」と、Hochart 氏は続けます。 「当社には ArcGIS Field Maps を使用するモバイル チーム、ArcGIS Pro を使用するマップ製作者がいますし、測量者は Esri と AutoCAD (コンピューター支援設計) の接続を使用してわれわれのためにデータベースを作成してくれています。」

現在、スタッフは ArcGIS Flight を使用してフライトの計画、データの収集を行い、Site Scan を使用して処理を行っています。 さらに、GIS チームは Site Scan を利用して GIS と CAD のデータをマッピングおよび統合し、Dudek Land Development Portal というカスタムビルド サイトで他のスタッフや顧客と共有しています。 このポータルは、GIS と CAD のデータを組み合わせて、より多くの情報に基づいた意思決定をより迅速に行えるようにするとともに、プロジェクトのステータスのリアルタイム マッピングを可能にします。

以前の旧式で非接続状態だったシステムから Site Scan に移行して、ドローンのデータを収集、整理、解析することで、Dudek は 1 年で 80,000 ドル以上を節約しました。 新しいポータルにより、スタッフはハワイの地滑りの緩和と緊急対応で、すぐにこのイノベーションを活用する機会を得ました。

大雨が原因で Hawaii Route 61 として知られるオアフ島の Pali Highway に土砂や木が崩れ落ちたとき、町の内外の道路へのアクセスが遮断されました。 Pali Highway は、ホノルルの中心部とカイルアを結ぶ景色のよい 10 マイルの幹線道路であり、朝の通勤だけでも何千人分のドライバーに相当する交通量を維持しています。 Dudek のチームは即座に行動を起こし、Site Scan を使用して道路状況を迅速に収集、処理して、政府機関と共有し、この重要なルートの遮断を解消するというタスクの達成を支援しました。 報道によると、運輸局の職員は、丘の斜面が不安定にならないように注意しながら、トラック 10 台分の土砂や瓦礫を高速道路から撤去しました。

Dudek は、この新たに発見された効率性が、小規模なプロジェクトで特に顕著であることを発見しました。 担当者は画像の取得、処理、共有を 1 日でできたので、短い所要時間でクライアントに好印象を与えることができました。 「われわれは落石の危険に関連する作業を数多く行っています」と Hochart 氏は語ります。 「Site Scan で取得すると、動的な 3D ビューが得られ、画面移動や拡大したり、(サイトについて) 理解したりできるため、クライアントに気に入っていただけています。」

Dudek のスタッフが Site Scan を活用し、GIS ソフトウェアとドローンが簡単に統合することに同社の作業員が満足している今、幹部は未来に目を向けており、クライアントにサービスを提供し、土地測量業界を変革するための方法をさらに模索しています。 Dudek は、土木工学分野といったセクターの類似の企業に積極的に働きかけ、GIS とドローン テクノロジをクラウドベースのシステムにすべてまとめて実装する方法を示しています。

「われわれは (米国内で) ハード ドライブを出荷したり、何かがアップロードされるのを待ったり、ホテルの中で座って VPN の問題に対応したりしていたわけではありません」と、Hochart 氏は続けます。 「土地測量業界にとって、これは大きな変革です。」

さらに Dudek は、地理空間人工知能 (GeoAI) の側面をより多くワークフローに組み込むことで、土地測量業界を発展させたいと考えています。 GeoAI は AI と GIS を組み合わせて、マップやその他の空間ツールに、自動データ処理や、さらには予測解析といった機能を提供します。 土地測量会社の場合、GeoAI は、履歴データとテレイン情報を解析することで潜在的な災害をモデル化し、管理するのに活用できます。

「われわれは 5 エーカーから 2,000 エーカーの範囲でサイトを飛行し、それらのサイトの平面データを作成しています」と、Hochart 氏は言います。 平面データは、航空ビューから表示された道路、建物、河川、およびその他のランドマークについて、その位置と形状の計測値とマッピングに関する重要な情報を提供します。 「GIS システム内で GeoAI を使用できるため、後で CAD および BIM のシステムと統合するために、平面で基本的な画像セグメンテーションを作成する作業を効率化しやすくなります。」

Dudek の測量者は、ArcGIS Flight と Site Scan で必要なデータをすべて収集すれば、ArcGIS GeoBIM の単一ビューでデジタル ツインを作成して共有することができます。 GIS の空間解析機能に詳細な 3D 設計と建設データを組み合わせることで、これらのデジタル ツインは現実の動的な仮想表現となり、構築された環境について文脈に沿って理解できるようになります。

一例を挙げると、Dudek は UAV を使用して道路を飛行させ、下水道事業者用に画像データを収集しました。 以前は、現場派遣型の測量者を送って、下水道管や水道メーターから GPS データを収集していました。 このアプローチは、水道システムにアクセスするためにスタッフが道路沿いを歩かなければならなかったため、危険を伴っていました。 現在では、GeoAI とデジタル ツインによって、ドローン データと GIS ワークフローはユーティリティ ネットワーク スキーマ内で容易に統合されています。

Hochart 氏は、この新しいアプローチでは、土木技師、GIS ユーザー、サイト設計者の業務が最初から効率化されると述べました。 Dudek は、プロジェクトのライフ サイクル全体を通じた、GIS テクノロジを使用したドローンによるデータ豊富な画像の収集と処理の変革において、業界をリードしています。 「サイトの最初の画像は、将来のあらゆる計画の土台となります。」