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測量に関するミニ知識

第15回 測量用航空機「くにかぜ」の変遷 -時代と共に進化する搭載機材- その3

 過去2回にわたり連載してきた「くにかぜ」の変遷、最終回は現役活躍中の「くにかぜIII」についてご紹介します。

1.測量用航空機、「くにかぜIII」について

 「くにかぜII」は、平成21年度末に更新時期を迎えていました。この頃、国土地理院では、航空機搭載型合成開口レーダー(航空機SAR)装置など、大型の観測機器の導入を進めていましたが、可載量の少ない「くにかぜII」では搭載が難しいことが問題となっていました。一方、民間業者では、航空機SAR観測に可載量の大きいセスナ機が使われていました。このような状況から、「くにかぜIII」では、機体を「くにかぜII」のビーチクラフト・キングエアからセスナ208B(写真1) に変えることになりました。また、それまで測量用航空機の運航を海上自衛隊に委託してきましたが、海上自衛隊ではセスナ機の運用は行っていないため、「くにかぜIII」の運航は民間委託という形になりました。

写真1:測量用航空機「くにかぜIII」



 初代「くにかぜ」、「くにかぜII」と比べた「くにかぜIII」の主な諸元は表1のとおりです。「くにかぜIII」は「くにかぜII」に比べると、可載量が増えただけでなく、操縦士2名のほかに、デジタル航空カメラの搭載時に搭乗可能な乗員数が2名から5名になりました。これはそれだけ機体内部の容量に余裕があることを意味しており、例えば、「くにかぜII」では不可能だった航空機SARの搭載や、災害時の緊急撮影においても撮影士のほかに被災状況を把握するための要員を搭乗させるなど、災害時・平常時における目的に応じた運航・機材体制の充実を図りつつ、柔軟な対応が可能となりました。
 
航空機名 初代「くにかぜ」 「くにかぜII」 「くにかぜIII」
機種 ビーチクラフト
クイーンエア
B-65P
ビーチクラフト
キングエアC90
セスナ208B
エンジン レシプロ
エンジン
出力 340hp×2
ターボプロップエンジン
出力 580hp×2
ターボプロップエンジン
出力 675hp
乗員(最大) 9名 10名 11名
大きさ 全幅 13.98 m 15.32 m 15.88 m
全長 10.16 m 10.82 m 12.67 m
全高 4.32 m 4.33 m 4.52 m
重量 自重 2,105 kg 2,553 kg 1,861 kg
搭載量 1,229 kg 1,824 kg 2,124 kg
性能 巡航速度 344 km/h 402 km/h 341 km/h
実用上昇限度 8,626 m 7,803 m 7,620 m
航続距離 1,931 km 2,125 km 1,797 km
離陸距離 475 m 597 m 507 m
着陸距離 514 m 525 m 472 m
機体構造 非与圧 与圧 非与圧
表1:初代「くにかぜ」、「くにかぜII」、「くにかぜIII」の主な諸元の比較
 

2.「くにかぜIII」に搭載された主な測量用機材

つぎに、「くにかぜIII」に搭載された主な測量用機材について、ご紹介します。表2に測量用航空カメラの変遷を示します。
 
カメラ名
レンズ名
焦点距離
画面サイズ
シャッター
スピード(秒)
使用期間
RC30
15/4 UAG-S
152.66 mm
23 × 23 cm
1/100~
1/1,000
  H22.6~
  ※1
UltraCamD
UCD-SU-1-0049
105.2 mm
67.5 × 103.5 mm
  H22.6~H23.10
  ※2
UltraCamX
UCX-SX-1
100.5 mm
67.8 × 103.9 mm
  H23.11~
※1 RC30は主に検査時に搭載、詳細は前回のミニ知識を参照
※2 UCDは「くにかぜII」でも平成19年から使用
表2:「くにかぜIII」に搭載した測量用航空カメラの変遷
2.1 UltraCamD(UCD)

 国土地理院では、Vexcel社製のデジタル航空カメラUltraCamD(以下、「UCD」という。)を、平成19年に「くにかぜII」に搭載(写真2)して使用を開始しました。UCDは、写真測量用画像アプリケーション用に設計された大判デジタルカメラであり、主に次のような特徴があります。
  レンズコーンに8個の光学レンズを配置(写真3)し、その中に13個のCCDセンサーを搭載(パンクロマティック(白黒画像・9分割)、マルチスペクトル画像(可視帯域:赤、緑、青、不可視帯域:近赤外)を同時収集し、分割取得した画像を合成することで1枚の中心投影画像として取得)
  インターフェースパネルで、カメラのシャッタースピードや露出設定などを制御し、撮影時には取得画像(クイックビュー)、輝度、キャプチャ情報を表示
  ジャイロマウント、フライトマネジメントソフトウェア、航空GPS、慣性航法システム等、多くの既存写真測量用機器に対して対応可能
 UCDは、RC30では必要であった、フィルムを扱う作業工程がなくなるので、作業工程の減少、後続作業の効率化が図れ、特に、緊急撮影時に重要となる、写真の迅速な提供が可能となりました。
 
写真2:「くにかぜIII」に搭載したUltraCamD(UCD)
写真2:「くにかぜIII」に搭載したUltraCamD(UCD)
 
写真3:UCDのレンズコーンに搭載されたCCDセンサー
写真3:UCDのレンズコーンに搭載されたCCDセンサー
2.2 UltraCamX(UCX)

  UltraCamX(以下、「UCX」という。)はUCDの上位機種にあたるデジタル航空カメラ(写真4)で、国土地理院では平成23年に使用を開始しています。基本的な構造はUCDと同じですが、画素数や記録容量等が向上しています。
 
写真4:「くにかぜIII」に搭載されたUCXのセンサーユニット
写真4:「くにかぜIII」に搭載されたUCXのセンサーユニット
 
2.3 航空機SAR

 合成開口レーダー(SAR)は、航空機に搭載されたアンテナから電波を照射し、地表の物体等にぶつかって後方散乱された電波を受信することによって地表の状況を観測するセンサーです。SARで一般的に使用される電波(マイクロ波)は、雲や煙等を透過する性質を持っているため、雲や雨などの天候や火山の噴煙活動等の時でも観測を実施することが可能です。そのため、台風・豪雨時や火山噴火時において被災状況の早期把握が期待できます。
 国土地理院では「くにかぜIII」の運用後、平成8年に整備した航空機SARの改修を実施し、航空機SAR装置(写真5)の小型化、レーダーを透過する電波透過素材を採用したレドームドアの作成を行いました。これによりデジタル航空カメラとの同時搭載、雨天時におけるSAR観測が可能となりました。
 
写真5:「くにかぜIII」に搭載された航空機SAR装置(アンテナ部)
写真5:「くにかぜIII」に搭載された航空機SAR装置(アンテナ部)
 
2.4 航空レーザスキャナ

 高精度の標高データを面的、かつ効率的に取得することを目的に、国土地理院では平成23年にLeica社製の航空レーザスキャナALS70-HA(写真6)を導入しました。主な諸元は表3のとおりです。
 
対応対地高度 200~5000m
最大視野角(FOV) 75°
スキャンレート 100Hz(1秒あたり100回スキャンを行う)
パルスレート 250kHz(1秒間に25万回のレーザを照射)
表3:ALS70-HAの主な諸元
 
写真6:「くにかぜIII」に搭載されたALS70-HA(本体部)
写真6:「くにかぜIII」に搭載されたALS70-HA(本体部)
航空レーザ測量について詳しく知りたい方はこちら
※当コーナーでも航空レーザ測量の特集があります 第11回第12回
 

3.災害時における「くにかぜIII」の対応

 国土地理院は、防災・減災及び災害復旧等を目的に「災害対策基本法」に基づく「指定行政機関」(平成12年告示)として、 大規模な災害発生時には空中写真の緊急撮影を行っています。
 現在国土地理院は、「くにかぜIII」を通年で機動性のある運航を可能とする体制を取っており、大規模災害発生時には、その状況に応じて空中写真の緊急撮影のほか、斜め写真撮影や航空機SAR等による観測を行い、災害情報等を関係機関へ迅速に提供しています(写真7~9)。
 
写真7:「くにかぜIII」により緊急撮影した空中写真(東日本大震災:陸前高田市)
写真7:「くにかぜIII」により緊急撮影した空中写真
(東日本大震災:陸前高田市)
 
写真8:「くにかぜIII」により緊急撮影した斜め写真(平成26年8月豪雨:広島市安佐南区)
写真8:「くにかぜIII」により緊急撮影した斜め写真
(平成26年8月豪雨:広島市安佐南区)
 
写真9:「くにかぜIII」による航空機SAR観測画像の一部(平成26年9月の御嶽山噴火:岐阜県と長野県の境界周辺)
写真9:「くにかぜIII」による航空機SAR観測画像の一部
(平成26年9月の御嶽山噴火:岐阜県と長野県の境界周辺)

 ※国土地理院の災害対応についての詳細はこちら
 

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