ドローン写真のラップ率は何%必要？オーバーラップ・サイドラップを図で解説 ─ オルソ・3Dがうまくできる撮り方
ドローンで撮った写真からオルソ画像や3Dモデルを作るとき、写真どうしをどれだけ重ねればよいのか。オーバーラップ（進行方向）とサイドラップ（隣のコース）の意味、重なりが必要な理由、Pix4D・Metashape・国土地理院の推奨値とその前提、撮影間隔の計算式、壁面を撮るときの違い、赤外線で重なりを多めにとる理由、撮りすぎの弊害まで図解で解説します。
この記事の要点
- ラップ率は「写真どうしの重なりの割合」。進行方向の重なりがオーバーラップ、隣のコースとの重なりがサイドラップ
- 重ねるのは、同じ点を複数の写真に写すため。1枚の写真からは方向しか分からず、位置を決めるには別の場所から撮った写真が要る
- 目安は進行方向75〜80%以上、隣のコース60%以上。森林・無地の面・赤外線ではもっと多く。値には前提条件がある
- 撮影間隔は距離と画角で計算できる。壁は近くから撮るので、間隔は思ったより短くなる
- 重なりだけでは解決しない条件もある。無地の壁、ガラス、動くもの。撮りすぎも処理を重くする
色とりどりの線は、写真1枚ごとに「壁のどこが写っていたか」を示す枠です（黄色は選択中の1枚）。この校舎の壁面は25枚の写真から1枚のオルソ画像にしました。隣り合う枠がほどよく重なり、どこにも隙間がないことが分かります。
重なりは足りないと失敗しますが、多ければ多いほどよいわけでもありません。では、どこまで重ねれば足りるのでしょうか。
現場で写真を撮って事務所に戻り、オルソや3Dの処理をかけたら「一部の写真がつながらない」「オルソに穴があいた」。写真測量でいちばんよくある失敗の一つで、原因の多くは撮影時の重なり不足です。撮り直しは現場へもう一度行くことを意味します。この記事では、どれだけ重ねればよいのか、なぜなのかを図で整理します。
そもそも「ラップ率」とは？
ラップ率（重複率、重複度）は、隣り合う写真どうしが、どれだけ同じ範囲を写しているかの割合です。写真の幅の8割が隣の写真と同じ範囲なら、ラップ率は80%です。
重なりには向きが2つあります。
- オーバーラップ（前後の重なり）: 同じコース（飛行ライン）で、続けて撮った写真どうしの重なり
- サイドラップ（横の重なり）: 隣り合うコースの写真どうしの重なり
国土地理院の「UAVを用いた公共測量マニュアル（案）」では、それぞれ「同一コース内の隣接空中写真との重複度」「隣接コースの空中写真との重複度」と書かれています。点検表では OL率（オーバーラップ）・SL率（サイドラップ）という略称も使われています。
壁に向かって撮るときも考え方は同じです。壁に沿って横へ飛びながら撮るなら、横の重なりがオーバーラップ、上下の段どうしの重なりがサイドラップになります。
なぜ重ねないといけないのか ─ 1枚では「方向」しか分からない
写真の1つの画素は、「カメラから見て、この方向に何かがある」ということしか教えてくれません。その何かが2 m 先なのか20 m 先なのかは、1枚の写真からは決まらないのです。
そこで、別の場所から撮った写真にも同じ点が写っていれば、2本の方向線が交わる所として位置が決まります。これが三角測量の考え方です。写真から3Dモデルやオルソを作るソフトは、写真どうしで共通する点（特徴点）を自動で探し、この交わりを大量に解いて、撮影位置と対象の形を同時に求めています。この手法は SfM（Structure from Motion）と呼ばれます。
裏を返せば、2枚以上の写真に写っていない場所は、形が決まりません。Agisoft Metashape のマニュアルも、少なくとも2台のカメラから見えている形しか復元できないと明記しています。実際には、共通点の自動検出は見る角度や明るさの違いで取りこぼしが出るので、「2枚にぎりぎり写っている」では足りず、もっと多くの写真に写っていることが望まれます。
重なり率と「1つの点が何枚に写るか」
1本のコースの中で、ある点が何枚の写真に写るかは、おおよそ 1 ÷ (1 − 重なり率) で見積もれます。
| 進行方向の重なり | 1つの点が写る枚数（目安） |
|---|---|
| 50% | 約2枚 |
| 67% | 約3枚 |
| 75% | 約4枚 |
| 80% | 約5枚 |
| 90% | 約10枚 |
50%では、ほとんどの点が2枚にしか写りません。どちらかで共通点を見つけ損ねたら、その場所は終わりです。80%なら5枚あるので、1〜2枚で取りこぼしても残りで位置が決まります。推奨値が75〜80%あたりに集まるのは、この余裕のためです。
目安は何%？ 一次資料の推奨値
主なソフトと国の基準が示している値を並べます。数字だけでなく、どんな条件での値かに注目してください。
| 出典 | 対象・条件 | 進行方向 | 隣のコース |
|---|---|---|---|
| Pix4D | 一般的な対象（格子状に飛ぶ場合） | 75%以上 | 60%以上 |
| Pix4D | 平坦な農地 | 80%以上 | 80%以上 |
| Pix4D | 森林・密な植生 | 85%以上 | 85%以上 |
| Pix4D | 赤外線画像 | 90%以上 | 90%以上 |
| Agisoft Metashape | 空撮 | 80% | 60% |
| Agisoft Metashape | 森林の空撮 | 90% | 80% |
| 国土地理院 UAV公共測量マニュアル（案）三次元点群 | 撮影後に実際の重複度を確認できる場合 | 80%以上 | 60%以上 |
| 同上 | 撮影後の確認が難しい場合 | 90%以上 | 60%以上 |
いくつか読み取れることがあります。
- 模様が乏しい・動く対象ほど多く: 森林は葉が風で揺れ、どこも似た模様に見えるので、共通点が見つけにくい対象です。平坦な農地も一面に同じような模様が続きます
- 赤外線は別格: 可視画像より画素数が少なく、Pix4D は前後・左右とも90%以上を求めています（理由は後半で説明します）
- 「確認できないなら多めに」: 国土地理院のマニュアルは、撮影後に実際の重なりを確かめられるなら80%以上で計画してよく、確かめにくいなら90%以上で計画するとしています。計画どおりに飛べるとは限らないので、そのぶん余裕を持たせる考え方です
同じ国土地理院のマニュアルでも、人がステレオ視で図化する従来型の UAV空中写真測量では、進行方向60%・隣のコース30%が標準です。60%/30%という数字を見かけたら、それは SfM で3Dやオルソを作る前提の値ではない可能性があります。目的が違えば必要な重なりも違います。
国土地理院の値は、公共測量で地形の三次元点群を作るための基準です。壁面の点検に法令上の重なりの決まりがあるわけではありません。ただ、「写真から形を復元する」という仕組みは同じなので、目安として十分参考になります。
撮影間隔を計算してみる
「80%重ねる」と決めても、現場で必要なのは「何 m ごと、何秒ごとに撮るか」です。これは対象までの距離とカメラの画角から計算できます。
- 1枚に写る幅 W = 2 × 距離 D × tan(画角 θ ÷ 2)
- 撮影間隔 B = W × (1 − 目標の重なり率)
- シャッター間隔（秒） = B ÷ 飛行速度
例えば水平画角70°のカメラで壁から10 m 離れて撮ると、1枚に写る幅は約14.0 m です。80%重ねるなら間隔は 14.0 × 0.2 = 約2.8 m。秒速1.4 m で飛ぶなら2秒ごとのシャッターになります。国土地理院のマニュアルも、飛行速度は写真の記録が間に合う撮影間隔をとれる速さにするよう定めています。
計算で間違えやすい3つのポイント
- 画角は「進行方向の画角」を使う: カタログの画角は対角線の値（DFOV）のことが多く、横や縦の画角より大きくなります。横へ飛ぶなら水平画角、縦へ飛ぶなら垂直画角で計算します
- 重なりは「対象の面の上」で決まる: 同じ間隔でも、対象が近いほど写る幅が狭く、重なりは減ります。上の例で、壁から2 m 張り出したバルコニーはカメラから8 m なので、写る幅は約11.2 m、重なりは約75%に下がります。空撮なら、地面より高い建物の屋上や尾根で重なりが減ります。国土地理院のマニュアルも、低い高度からの撮影ではわずかな高度の違いが重複度に大きく影響すると注意を促しています。いちばん手前に出ている所で目標を満たすように計画します
- 縦向き・横向きで変わる: カメラを縦位置にすると、横の画角と縦の画角が入れ替わります
壁面（立面）を撮るときの違い
空撮の推奨値は、主に真下へ向けて地面を撮る場面のものです。建物の壁を撮る場合は、いくつか事情が変わります。
距離が近いので、間隔はずっと短くなる
空撮は数十 m 以上の高さから撮ることが多いのに対し、壁面の点検は10 m 前後から撮ることもあります。写る幅は距離に比例するので、同じ80%でも撮影間隔は数 m 単位になります。「空撮の感覚」で間隔を空けると、すぐに重なりが足りなくなります。
正対して、横・縦の格子で撮る
壁に正対し、横へ1列撮ったら高さを変えて次の列、という格子状の撮り方が基本です。CRITIR の撮影 TIPS では、ドローンで壁面を撮るときの重なりとして、前方・側方ともに70〜80%以上を勧めています。
張り出しと角に注意
- 庇・バルコニー・ルーバーは手前に出ているぶん重なりが減り（前の章の計算）、その裏側は正面からは見えません。必要なら角度を変えた写真を足します
- 建物の角では、2つの面を両方写した斜めの写真を入れて、面どうしをつなぎます。面ごとに独立して撮ると、面どうしの位置関係が求まらないことがあります
周りを回って撮る対象
塔や城のように、周りを回りながら撮る対象もあります。Pix4D は建物の周りを回る撮影で、対象の大きさと距離に応じて5〜10°ごとに1枚撮ることを勧めています。1周で36〜72枚です。高さを変えて複数周する場合、各周どうしも重なるようにします。
赤外線は可視より「多め」に
赤外線（サーモグラフィ）の写真で3Dやオルソを作るときは、さらに重なりを増やします。Pix4D は赤外線画像に前後・左右とも90%以上の重なりを推奨し、あわせて640×480画素以上の解像度と、ブレのない画像を求めています。
理由は大きく2つあります。
- 画素数が少なく、模様がぼやけている: 赤外線カメラは640×512画素程度のものが多く、可視カメラの数千万画素とは桁が違います。温度の模様は可視画像ほどくっきりしないことが多く、写真どうしで同じ点を見つける手がかりが少なくなります
- 画角が狭い: 可視と赤外線を同じ機体で同時に撮るカメラでは、赤外線のほうが画角が狭いのが普通です。同じ位置から撮っても、赤外線の写る範囲は小さくなります
上の図は、画角70°の可視と40°の赤外線を、壁から10 m の同じ位置で撮った例です。可視で80%重なるように撮っても、赤外線の重なりは約62%しかありません。可視で40%まで間隔を広げると、赤外線の写る範囲のあいだに約1.1 m の隙間ができます。隙間の部分は、温度がどの写真にも写っていません。
赤外線は「可視で決めた間隔」を確かめ直す
可視画像で位置合わせをするソフトでも、赤外線のオルソに穴をあけないためには、赤外線の写る範囲どうしが重なっている必要があります。間隔は可視ではなく、画角の狭い赤外線を基準に決めると安全です。
重なりだけでは解決しないこと
重なりは必要条件ですが、十分条件ではありません。次のような条件では、重なりを増やしても共通点が見つからないことがあります。
- 無地の面: 真っ白な壁、一様な塗装面。どこも同じに見えるので、写真どうしの対応が取れません。窓枠・目地・隣の壁など、模様のある部分も一緒に写るように構図を取ります
- 反射・透過する面: ガラスや水面、光沢のある金属は、見る角度で写り込みが変わります。Metashape のマニュアルも、模様のない物、光沢・反射の強い物、透明な物は避けるよう書いています
- 動くもの: 風で揺れる木の枝、人や車。写真ごとに位置が変わるので、共通点として使えません
- 光の変化: Metashape のマニュアルは、同じ範囲を一日がかりで撮ることを勧めていません。時間とともに影の向きと形が変わり、重なっている写真どうしでも共通点が見つからなくなることがあるためです
- ブレ・ピンぼけ・ズーム: ブレた写真は重なっていても使えません。撮影中のズーム（焦点距離）の変更も、カメラの計算を不安定にします
撮りすぎもよくない
「多いほど安心」は半分正解です。Metashape のマニュアルは近接撮影について「足りないより多いほうがよい」としています。ただし、写真が増えるほど、処理時間と保存容量は増えます。写真どうしの組み合わせを比べる処理は、枚数が増えると一気に重くなります。
特に無駄なのが、ホバリング中や移動の合間に、ほぼ同じ位置で撮られた写真です。重なりは100%に近いのに、新しい情報はほとんどありません。また、撮影位置がほとんど離れていない写真どうしでは、方向線の交わる角度が浅くなり、その2枚だけでは奥行きの精度が出ません。位置を決めるのに役立つのは、ほどよく離れた位置から撮った写真です。
撮りすぎの例。84枚の枠がびっしり重なっています。オルソはきれいにできましたが、同じ品質ならもっと少ない枚数で撮れました。
冒頭の校舎の例と見比べると、重なりの「ちょうどよさ」がイメージしやすいと思います。
目標の重なりを確保したうえで、明らかな重複は処理の前に間引く。これが時間と品質のバランスのよい進め方です。
CRITIR で重なりを確かめる
点検向けのソフト CRITIR（クリティア） では、ドローンや地上で撮った写真から、壁面のオルソ画像や3Dモデルを作れます。重なりに関係する機能として、次のものがあります。
- カメラ枠の表示: オルソビューワーで、1枚ごとの撮影範囲を枠で重ねて表示できます（冒頭の画像）。枠の重なり具合で、どこが薄く撮られているかが一目で分かります。枠をクリックすると、その写真が開きます
- 画像リンクから外れた画像の札: 画像リンク（SfM）でつながらなかった写真には、サムネイルに「オルソ外」「リンク外」などの札が付きます。重なり不足でつながらなかった写真を見つける手がかりになります
- 位置情報で間引く: ホバリング中などに撮れた重複写真を、撮影位置の経路に沿った目標間隔で自動的に除外できます。除外は元に戻せます
なお、CRITIR の画像リンクは可視画像で行い、赤外線画像は位置合わせした可視画像をもとに温度のオルソや3Dにします。そのため重なりは可視画像を基準に考えますが、前の章のとおり、赤外線の写る範囲に隙間ができない間隔にしておくことが大切です。
撮影の詳しいポイントはドキュメントの 撮影 TIPS、オルソの作り方は オルソ生成 と オルソビューワー、間引きは 位置情報で間引く で解説しています。オルソそのものの仕組みは オルソ画像とは？、3Dモデルについては ドローン写真から3Dモデルを作る もあわせてどうぞ。CRITIR の全体像は 製品ページ をご覧ください。
よくある質問
- ラップ率と重複率、重複度は同じ意味ですか？
- 同じものを指します。国土地理院のマニュアルでは「重複度」、現場では「ラップ率」「重複率」と呼ばれることが多く、進行方向をオーバーラップ（OL）、隣のコースをサイドラップ（SL）と区別します。
- オーバーラップを増やせば、サイドラップは少なくてもよいですか？
- 代わりにはなりません。オーバーラップを増やしても、隣のコースとのつながりは強くなりません。サイドラップが足りないと、コースごとにばらばらに復元されたり、コースの間に穴があいたりします。両方を目標の値に保ちます。
- 地上から手持ちで撮るときも同じ考え方ですか？
- 同じです。1枚に写る幅は距離と画角で決まり、隣の写真と重ねながら少しずつ移動して撮ります。地上からは壁との距離が短いことが多いので、こまめに移動する必要があります。
- アプリの自動飛行で重なりを設定すれば十分ですか？
- 自動飛行アプリの重なりは、多くの場合「設定した高さや距離にある平らな面」に対して計算されます。手前に張り出した部分や、地面より高い所では実際の重なりが小さくなるので、いちばん手前に出ている所を基準に余裕を持たせて設定します。
まとめ
- ラップ率は写真どうしの重なりの割合。進行方向がオーバーラップ、隣のコースがサイドラップ
- 1枚では方向しか分からないので、同じ点を複数の写真に写す必要がある。80%なら1つの点がおよそ5枚に写る
- 目安は進行方向75〜80%以上、隣のコース60%以上。森林・無地・赤外線ではもっと多く（赤外線は Pix4D の推奨で90%以上）
- 撮影間隔は W = 2D·tan(θ/2)、B = W(1 − 重なり率) で計算できる。重なりは手前に出ている所ほど減る
- 赤外線は画角が狭く、可視で十分でも赤外線に隙間ができることがある
- 無地・反射・動くもの・光の変化は重なりだけでは解決しない。撮りすぎの重複は処理前に間引く
出典
- Pix4D「Image acquisition」（一般的な対象・農地・森林・赤外線の重なりの推奨値、建物を回る撮影の角度間隔）
- Pix4D「Selecting the image acquisition plan type」（赤外線画像の重なり・解像度・ブレの要件）
- Agisoft「Metashape User Manual, Professional Edition, Version 2.0」 Chapter 2 Capturing scenarios
- 国土交通省国土地理院「UAVを用いた公共測量マニュアル（案）」平成28年3月（平成29年3月改正）（国土交通省 北陸地方整備局 掲載版）
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