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高低差とは?水準測量で標高を求めるときの計算方法

ソクタ

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「高低差」と「標高」、どっちがどっちかごちゃごちゃになりませんか?後視・前視の読みから高低差を求める計算の流れをここで整理します。

この記事の要点

高低差とは、2点間の標高の差のことです。水準測量で後視・前視から高低差を求める計算方法、標高・比高との違い、試験で問われるポイントをわかりやすく整理します。

水準測量では「高低差を観測する」という言葉がよく出てきます。しかし標高や比高と何が違うのかが最初はわかりにくいです。

ここでは高低差の意味、後視・前視を使った計算方法、標高・比高との違いを順番に整理します。

ザックリ言うと、2点間の高さの差のことで、「後視-前視」で計算します。プラスなら到達点(求める点)のほうが出発点より高く、マイナスなら低いことを意味します。符号の読み方を間違えやすいので注意しましょう。

高低差とは何か

高低差とは、2点間の標高の差のことです。

たとえばA点の標高が10.000m、B点の標高が10.700mであれば、AからBへの高低差は+0.700mになります。

高低差はプラスにもマイナスにもなります。出発点より到達点が高ければプラス、低ければマイナスです。

  • AからBへの高低差 = B点の標高 − A点の標高
  • プラス → Bのほうが高い
  • マイナス → Bのほうが低い

水準測量では、この高低差を複数の区間で積み上げることで、遠く離れた点の標高を求めます。

後視・前視から高低差を求める計算方法

水準測量で高低差を求めるときは、後視(BS)と前視(FS)の読み取り値を使います。

水準測量の作業方法は、作業規程の準則(下図)で規定されています。

作業規程の準則 第3章 レベル等による水準測量 要旨
出所:国土交通省「公共測量 作業規程の準則」p.30 第3章 レベル等による水準測量 第47条(要旨)

計算式はシンプルです。

高低差 = 後視(BS) − 前視(FS)

図で確認します。

A点 標高 H_A B点 標高 H_B レベル 器械高 BS FS 高低差 h

後視から前視を引けば直接高低差が求まります。器械高を経由して標高を求める器械高式でも結果は同じです。

高低差・標高・比高の違い

「高低差」「標高」「比高」は混同しやすい用語です。

用語 意味 基準
標高 ある点の海面からの高さ 東京湾平均海面(T.P.)
高低差 2点間の標高の差(相対値) 基準点からの差
比高 2点間の高さの差(高低差とほぼ同義) 2点間の相対的な差

標高は「海面からの絶対的な高さ」、高低差・比高は「2点間の相対的な差」と整理すると混乱しにくくなります。

試験では高低差と比高はほぼ同じ意味で使われます。どちらも「2点間の高さの差」を指します。

水準測量で高低差を使う場面

水準測量の目的は「各点の標高を求めること」ですが、直接標高を観測することはできません。

実際にやることは次の2ステップです。

  • ① 後視・前視の読み取りで高低差を観測する
  • ② 既知点の標高に高低差を足して新しい点の標高を求める

区間ごとの高低差を積み上げることで、どこまでも離れた点の標高を求めることができます。これが水準測量の基本的な仕組みです。

また、往路と復路の高低差を比べた差が較差、閉合路線を一周したときのずれが閉合差です。どちらも「観測した高低差」をもとに計算します。

試験で問われやすいポイント

測量士補の試験では、高低差の合計を使った環閉合差の計算問題(令和5年第13問など)が出題されます。閉合路線を一周した高低差の合計がゼロにならないずれ(閉合差)を求め、許容閉合差と比較する問題です。「高低差 = 後視 − 前視」の符号(プラスは登り、マイナスは下り)を正確に扱うことが重要です。

標高の最確値の計算問題(令和4年第12問・令和3年第13問)では、複数の路線から求めた観測高低差が表で与えられます。各路線の観測距離の逆数を重量として重み付き平均を計算します。

高低差と比高はほぼ同義として扱ってかまいません。「標高(海面からの絶対値)と高低差・比高(2点間の相対値)の違い」は試験の正誤問題で問われます。

混同しやすい用語

高低差 と 標高

標高は「海面(T.P.)からの絶対的な高さ」です。高低差は「2点間の標高の差(相対値)」です。標高は1点で決まる値、高低差は2点が必要な値です。

高低差 と 比高

ほぼ同じ意味です。どちらも2点間の高さの差を指します。試験では区別を問われることはほぼなく、同義として扱ってかまいません。

試験での問われ方|ソクタの一言

「高低差 = 後視 − 前視」この1式を確実に覚えてください。後視を足す・前視を引く、という操作は器械高式でも昇降式でも共通です。

プラス・マイナスの符号を間違える人が多いです。「後視の方が大きければ登り(到達点が出発点より高くなる)」と覚えておくと符号ミスが減ります。

一問一答

問題:高低差と比高は、水準測量では別の計算式を使って求める。

〇か×か。

答え:×

高低差と比高はほぼ同じ意味で、どちらも後視 − 前視で求めます。別々の計算式はありません。

問題:閉合水準測量で閉合路線を一周したとき、高低差の合計は理論上ゼロになる。

〇か×か。

答え:

出発点に戻るため、往路で登った分と復路で下がった分の合計はゼロになるはずです。実際の観測値との差が閉合差です。

まとめ

今回は高低差について説明しました。

高低差とは2点間の標高の差で、後視 − 前視で求めます。標高は海面からの絶対値、高低差は2点間の相対値という違いを押さえてください。

水準測量の計算は「高低差を積み上げて標高を求める」という流れです。後視・前視・器械高・閉合差など関連する用語と合わせて整理してください。

後視と前視の違い・計算への使い方

器械高式と昇降式の違い

閉合差とは?較差との違い

参考法令・規格

  • 測量法(昭和24年法律第188号)
  • 公共測量作業規程の準則(国土交通省)第3章 水準測量
初心者が学ぶ測量士補 編集部

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測量士補試験の用語・計算・法規を、国土地理院の公式情報と作業規程の準則に照らして整理しています。

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