ジオ展2020 Online 株式会社オービタルネット

オービタルネットは、地図、測量・建設コンサルタント業を事業領域としたITサービスを展開しています。FOSS4Gと言われる地理空間系のオープンソース・ソフトウェア群を必要に応じて選択し、組み合わせ、カスタマイズすることで最適なシステムを提供することができます。また、これらの技術とAIを融合させることによって、業務の効率化や自動化を図るだけでなく、今まで出来なかったことを実現し、ひいては今までにない新たな価値を創造し続けてまいります。

AI×G空間 Solutions

▶AIを活用した航空レーザー測量・測深点群データの自動フィルタリング・システム

オービタルネットは、レーザー測量・測深により取得した３次元点群データから、ディープラーニングを用いて家屋・構造物や樹木等の不要な点群を除去して、地表面と河床面以外の点群のみを取り出す、”点群フィルタリングアプリケーション” を開発しています。背景として建設現場の生産性向上に向け、測量・調査から設計、施工、維持管理に至る建設生産プロセス全体でICTや3次元データを利活用するi-Constructionが普及する過程において、推進建設生産プロセスの最上流である測量段階からデータの３次元化を図り、これを設計、施工、維持管理の各段階に流通・利活用することが重要とされ、その中でも航空レーザ測深は、深浅測量にかわる測量として期待され、精度の確保された三次元データを効率的に取得可能とするための技術開発を加速する必要とされています。そこで、以下の提案手法でオリジナルの点群データをフィルタリングする手法を開発しました。

１．深層学習を用いてオリジナル点群データからフィルタリング後の点群データを生成するよう学習させる
２．その時、オリジナル点群データ、およびフィルタリング後の点群データについては、2次元の画像に置き換えて処理を行う。つまりオリジナルの点群画像からフィルタリング後の点群画像を生成する手法を用いる。
３．オリジナル点群データはランダム点群なので、一旦入力用画像に置き換え、深層学習によって出力した画像をフィルターとして用い、このフィルターにオリジナル点群（ランダム点群）を通して、不要点群の除去を実現する。

下の画像サンプルは国土交通省国土地理院が募集した「航空レーザー測深に関する技術開発」のマッチング・イベント開発で結成したチームで取り組んだ成果の一部です。下記画像はCloudCompareというオープンソースの点群処理ソフトで計測オリジナル点群、AIで除去した不要な点群、グランドレベルの点群、それぞれを可視化したものです。
レーザーのパルスモードに関係なく、AIによる完全自動化を目指しています。

※本製品の方法論及び実装プログラムにおいて特許を取得しています。特許第6762636号【発明の名称】情報処理装置、情報処理方法、および、コンピュータプログラム

※（参考）航空レーザ測深に関する技術開発成果の検証報告（国土地理院Webサイト）

>>サンプル画像：１１枚

▶Real-Time Geo Tracer Hybrid（AIを活用した航空写真自動判読）

Real-Time Geo Tracerは、ディープラーニングを活⽤した地物検出&ジオ・コーディング・ツールです。⼤量の航空写真から特定の地物を抽出しG空間データとして記録します。地物抽出のみならず、地物境界をトレースしてポリゴン化しますので、⾯積計算など地物の特徴をより正確に把握できます。技術的にはディープラーニングのインスタンス・セグメンテーション及び敵対的生成ネットワークを使い分けて効率的・合理的に地物を生成しています。

活用事例１：地方自治体の固定資産業務のうち、償却資産の異動判読（野立てソーラーパネル）

地方自治体保有の航空写真オルソ画像からAIを用いて地物形状を自動トレースしてGISデータとして保存します。判読して得られた地物データは、地番境界で分割して地番ごとに占有面積を整理します。管理している償却資産のデータ差分によって、課税漏れのデータを抽出します。

活用例２：AIによる太陽光パネル(ソーラーパネル)の位置特定サービス【卒FITの顧客獲得！】

再生可能エネルギーの固定買取制度（FIT）が2019年11月から順次満了を迎えるにあたり、売電先を自由に選ぶことができます。電力販売会社はこの卒FITの電力を買い取ることによって、販売する電源を確保することができます。そこで弊社は航空写真Webサービスを活用して、ソーラーパネルが設置された建物を判読して、建物情報と合わせて買取先の住所を特定し営業先リストを作成します。 ※本業務はナカシャクリエイテブ株式会社と協業で実施しています

活用例３：2時期の航空写真を用いた差分抽出・異動判読

被災前後2時期の空中写真から有識者が被災状況を判読して作成した斜面崩壊分布図を画像生成するよう学習し、新たな災害が発生した際に、被災前後の航空写真から斜面崩壊データを生成します。

活用例４：地図の自動生成

航空写真を用いて建物や道路などを抽出して地物形状をGISデータとして記録していきます。また、交差点のような概念的な地物も抽出可能です。道路については判読したポリゴン形状データからポリラインに変換して、交差点のノードデータと組み合わせて道路ネットワークを形成することを視野に入れています。

>>サンプル画像：７枚

▶AI×カルマンフィルターを用いた物体計数システム

動画をベースにした物体検出は、インパクトはありますがそれだけでは何の役にも立ちません。例えば動画から物体や生態及び顧客数を定量的に把握するためには、同一個体を重複カウントしないようフレームにわたって追跡する必要があります。

▶People　Counter

比較的移動量の予測が容易な交通車両とは異なり、人の動きは複雑で長時間に亘る追跡は困難を極めます。とりわけ横断歩道など進行方向が異なる人が交差する横断歩道では、注視する領域を絞って歩行者を検出・カウントする技術が必要になります。下はディープラーニング物体検出とカルマンフィルターという移動体追跡技術を組み合わせて検出及びカウントするデモ映像のものです。

▶Traffic　Counter

ディープラーニングの物体検出技術とカルマンフィルターという移動体のトラッキング技術を組み合わせて幹線道路を通過する自動車を上下線それぞれカウントするデモを作成しました。自動車の種別ごとにカウントしたり、区間を通過する時間（ここではフレーム数）をもとに速度計測したりすることが可能となります。個々の車両をトラッキングしているためレーンを跨いでもカウントに支障はありません。

FOSS4G Solutions

▶QGISプラグイン開発

FOSS4GのデスクトップGISであるQGISを業務で利用するために専用のプラグインを開発しています。その中で今年受託開発したQGISプラグインの一部をご紹介いたします。

活用事例１：QGIS基本機能カスタマイズ(総社市様)

QGISは様々な機能を持ったGISですが、業務で使用する際に改良したい部分が出てくることもあります。総社市様では凡例を大きく表示したい、属性編集時の更新処理を自動化したいといったことを実現するため、プラグインやマクロを利用しています。

活用事例２：業務支援プラグイン(FGEXプラグイン)

QGISを業務で利用する際に業務専用のプラグインを作成し活用したいという場合もあります。下記の例では、台帳等データ管理の効率化を復建調査設計株式会社様が機能面を検討し、弊社が実装部分を作成しています。

>>サンプル画像：2枚

▶FOSS4Gを活用したWeb版　業務支援システム

FOSS4G(Free Open Source Software for GeoSpatioal)を活用したGISソリューションをご紹介します。GISフロントエンドはQGISやOpenLayersなどのアプリケーションをベースに開発しています。今回はWebのGISソリューションににスポットを当ててご紹介します。

▶担保評価システム for Web

県域の担保物件を評価・管理するWeb版の業務支援システムです。WebマッピングはOpenLayersを使用しており、ベースマップは住宅地図ベース Zmap-TOWNIIをXYZ Tilesで使用しています。

詳細は準備中・・・

▶固定資産業務支援システム for Web

FOSS4G(Free Open Source Software for GeoSpatial)*を活用したWeb版の業務支援システムを開発しました。まず、第一段として弊社が得意とする固定資産業務向けのシステムをリリースしました。node.jsをベースにフロンエンドはReactで開発しました。地図アプリケーションにはOpenLayersを使用しており地図はベクタータイルで配信しています。画地計測機能はturf.jsを使用してデスクトップ版と同じ操作性を実現しました。表示する地図のスタイルや使用する機能の設定など数多くの設定がプログラム外部の設定ファイルに記載されており、機能拡張や他の業務支援システムへの展開が容易です。

■機能紹介

１．基本機能（地図操作）
GISに必要な拡大、縮小、移動、レイヤ切り替え、距離計測、面積計測、地番検索、属性表示といった基本的な機能について実装しています。固定資産特有の機能として、地図の作成年度単位でのフィルター機能を搭載しています。地番検索については五十音インデックスを採用し、検索しやすいレイアウトとなっています。

２．地図印刷
用紙サイズ、縮尺を指定して地図印刷を行うことができます。印刷用データはEXCELでダウンロードされますので、ダウンロード後に加工して印刷することもできます。

３．画地計測
Web版ではありますが、デスクトップ版と同じ操作感での画地計測を実現しました。複数筆を連結して画地を生成する、隅切りを作成する、距離を指定して補助点を作成するといった機能を搭載することで、ストレスなく計測業務を行っていただけます。計測結果については、最終的な決定間口奥行だけではなく、根拠となる数字を表示しています。また入力間口の並列表示や結果を図で表示することで、正面間口の選定がしやすいレイアウトとなっています。

４．主題図作成
固定資産でベースとなる地番図に地目などの属性種別ごとの色塗り機能を搭載しています。着色する地目や色については画面上で変更できます。またラベル生成機能として、筆がもつ属性情報を地図に表示できます。

５．属性検索
筆が持つ属性を使用して該当する筆を検索することができます。検索した結果から地図上の場所を表示する、検索結果をEXCEL出力することができます。

６．２画面表示
地図画面を２つに分割し種類の異なるレイヤを比較しながら閲覧することができます。また地図の基準年度を変更することもできますので、異動の確認も可能です。

>>サンプル画像：６枚