PCを林業に生かすブログ

QGISを使って以前作成した森林作業道の計画路線について、DEM(0.5m)を使って50m毎に横断勾配の計測をシミュレーションしてみたいと思います。

手順は次の通り
1.森林作業道のレイヤーに50m毎に測点を設定。
2.Profile Toolを使って横断勾配を計測する。

1.側点を設定
 プロセッシング(C)→ベクタジオメトリ→ジオメトリに沿った等間隔点群

スクリーンショット 2023-01-29 142306
スクリーンショット 2023-01-29 142512
入力レイヤに作業道のレイヤ
距離を50.0メートルと指定
実行をクリック

スクリーンショット 2023-01-29 145039
路線に対して50m毎に側点を設定できました。

※点レイヤーのプロパティで好きなマーカーに変更してください。
 マーカーは中央が分かりやすいものが適しています。

2.横断勾配を計測
 Profile Toolを起動します。
スクリーンショット 2023-01-29 142726
※初めて使用する場合はプラグインをインストールする必要があります。

スクリーンショット 2023-01-29 145319
先ずはDEMを指定します。レイヤー(DEM)を選択してからAdd Layerをクリック。

①ピンポイントで勾配を計測する方法
次に等高線に直角になるように線を引きます。
 ・始点クリック→終点ダブルクリック
 ※この時、標高の低い方から高い方向に向かって線を引く
スクリーンショット 2023-01-29 145417
図のように引いた線の断面図がグラフとなって表示されます。

スクリーンショット 2023-01-29 145500
HeightのところをSlope(°)に変更すると各ポイントの勾配を表示してくれます。
スクリーンショット 2023-01-29 145920
マウスカーソルを表の上で左右にスライドするとマップ画面のラインと同期して動きます。
森林作業道中央の部分に合わせると16.501°となっていることが分かります。
しかし、これではピンポイントすぎてデータとしてはあまりよろしくないですよね。

②側点付近の平均的な勾配を計測
スクリーンショット 2023-01-29 150212
図のように計測したい幅(必要な部分だけ)に線を引きます。
そしてInterolated profileを外すと線を引くときにクリックした点だけになります。
今回は始点と終点だけです。
ここでは視点から終点までの平均勾配が22.854°となりました。

以上です。

0.5mDEMを使えばこの方法で現地に近いデータを得る事ができるはずです。
ただし、全ての点を一括で調べるわけではありませんのでそれなりの手間はかかってしまいます。
もっといい方法がありましたらご連絡ください。

前回は0.5mメッシュのかなり精密なDEMを作りました。
今回はDEMを等高線で表示させる方法です。
DEMから等高線を作り出す方法は「ラスタ」→「抽出」→「等高線(contour)」で作り出すことが出来ます。また、航空レーザー測量のデータには等高線も含まれていますので、あえてDEMを利用する必要はなさそうですよね。
しかし、等高線のデータはとても重いデータでプロジェクトを読み込んだり表示させるために時間とPCのメモリを消費してしまいます。今回紹介する方法はDEM(ラスタ)を表示するだけなので超速です。読み込みもスクロールもスイスイです。そしてその方法も簡単なのです。

1DEM
普通にグレースケールでDEMを表示するとこうなります。
このレイヤーのプロパティを表示します。

2プロパティ
シンボロジレンダリングタイプ等高線(contour)を選ぶコレだけで等高線表示になります。
見やすくするために次の設定にしました。
・等高線の間隔 1m
・等高線シンボル 幅0.1ミリメートル
・基準等高線間隔 10m
・基準等高線シンボル 幅0.5ミリメートル


3完成
赤色立体地図に重ね合わせるとこのようになりました。

※QGIS 3.26.3

そういえばブログを書いていたんだと思い出しました。
それは、QGISの操作でなんか忘れそうだな、何かメモを残そうと思ったからでした。
今回も航空レーザー測量のデータを扱える方のみ限定の情報です。
国土地理院で提供していただいているDEM(数値標高モデル)データは5mメッシュです。つまり、地図上に一辺が5m四方のメッシュ(網)を描いたとして(実際は網は見えない)その交点全てに高さ(標高)の情報を持たせるというものです。
この5mメッシュでは粗すぎて3m幅の森林作業道などは見えてきません。航空レーザー測量のデータには0.5mメッシュのデータがありますのでQGISで簡単に扱えるようにDEMに変換してみましょう。

手順としては
 1.テキストファイル(数値データ)を読み込む。
 2.テキストファイルをベクタレイヤ(シェープファイル)に変換する。
 3.ベクタレイヤをラスタ化してDEMを作る。
 4.DEMの統合
となります。

 準備として索引のレイヤを読み込みます。大量のデータからどのファイルを使うのかを見極めるためです。シェープファイルをドラッグアンドドロップですぐに使えます。
0レイヤー

図のように航空レーザー測量関係というグループを作り索引レイヤと作業用グループを作りました。

1索引
索引を表示すると現場を表すの地物は07FD531と07FD532の二つのエリアにまたがっています。

対象のテキストファイルを読み込みましょう。
レイヤデータソースマネージャと進みます。
2CSV
赤い✔マークの部分に注意しましょう。

2_メッシュ
読み込まれると図のように0.5m毎に点が書きこまれます、これがメッシュです。
描画に時間がかかるのでレイヤの☑を外して描画しないようにした方が賢明です。

次はベクタレイヤに変換します。
読み込まれたレイヤ名を右クリックエクスポート(x)新しいファイル名で地物を保存(A)
4ベクタレイヤを名前を付けて保存

出来たシェープファイルを更にDEMとして変換します。
その前に画面サイズを利用する部分全体が表示されているように変更しましょう。これは後で設定するキャンバス領域を使用という部分に影響します。
5全体を表示
こんな感じです。

ラスタ変換ベクタをラスタ化
6ベクタのラスタ化

これもまた赤い✔の部分に注意しましょう。
焼きこむ値の属性(フィールド)では標高の値が入るのでFeild4(Z値)を指定します。
出力ラスタサイズの単位は0.5mを指定したいので地図単位にして、水平方向の解像度・鉛直方向の解像度はともに0.5にします。
出力領域キャンバス領域が一番指定しやすいと思います。レイヤから計算などでも良いのですがレイヤが沢山あると選びにくい場合があります。

これでエラーなしで"finished"と表示されたら閉じるで終了です。

8DEM完成
これで成功です。もう一つ作ってみましょう。
9完成
2つのDEMが作成されたのですが右と左で段差がある様に見えます。これは二つの画像で高さを表すグレー階調に違いがあるからです。また、これらを統合しないと何かと不便ですので統合してしまいましょう。

ラスタその他統合
12_1統合
チェックの部分をクリックすると

12統合
レイヤを選択できるので、統合するレイヤを選んで右のOKをクリックすると前の画面に戻ります。
出力レイヤを指定するとファイルに保存することも出来ます。実行をクリックしましょう。

13統合結果
1つのレイヤに統合されました。
これで完成です。


15立体図
赤色立体地図と重ねて3Dビューで表示した例です。
作業道の設計がうまくできているかシミュレーションできます。
20
既存の林道や森林作業道も3Dモデルで表現されています。
3Dプリンターがあったら立体モデルを作成してみたいところですね。

このページのトップヘ