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最新測位技術×3Dスキャンでコスト削減＆効率アップ

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万能の測量機LRTKの説明

建設現場では近年、深刻化する人手不足に対応しつつ生産性向上やコスト削減を図るため、デジタル技術を活用する動きが加速しています。特に、従来は時間と手間がかかっていた測量や施工管理の分野で、3Dスキャンと高精度な測位技術を組み合わせることで大幅な効率化が可能になっています。紙の図面や手作業中心だった作業フローが、タブレットやスマートフォンを使ったデジタルトランスフォーメーション（DX）により変革しつつあります。この記事では、最新の測位技術（RTK・ネットワークRTK・CLAS）と3Dスキャンを活用したソリューションが、建設・土木の現場にもたらすメリットについて解説します。現場管理者や測量士の方々が抱える課題をどのように解決し、具体的にどの程度のコスト削減と効率アップが実現できるのか、実例を交えながら紹介します。


最新測位技術RTK・ネットワークRTK・CLASとは

まず、正確な位置情報をリアルタイムに取得できる最新の測位技術について整理します。測位には人工衛星を利用したGNSS（全球測位衛星システム）が広く使われていますが、一般的なGPS測位では誤差が数メートル程度発生し、建設現場で求められる精度には不十分です。そこで登場したのがRTK（Real Time Kinematic）と呼ばれる高精度測位技術です。RTKでは、既知の位置に設置した基地局と移動局（ローバー）との間でGNSS信号の誤差情報をやり取りすることで、センチメートル級の測位精度を実現します。従来は自前で基地局を用意する必要がありましたが、現在ではネットワークRTKと呼ばれるサービスが普及しつつあります。ネットワークRTKでは、地域に設置された複数の基準点（電子基準点など）をネットワークで結び、その補正情報を移動局へ配信します。これにより、現場に基地局を置かなくてもインターネット経由で高精度な測位が可能になりました。


さらに日本独自の最新技術として注目されているのがCLAS（Centimeter Level Augmentation Service）です。CLASは日本の準天頂衛星「みちびき」によって提供されるセンチメートル級測位補強サービスで、対応する受信機を用いれば携帯通信が届かない山間部などでも衛星からの補強信号だけでリアルタイムに高精度測位が行えます。RTKやネットワークRTK、そしてCLASといった技術の登場によって、水平精度で±1〜2cm、垂直方向でも±3cm程度の測位が、専用の高価な測量機器がなくても達成できる時代になりました。高さ方向の精密な測位が容易になったことは、土木工事における高さ管理や出来形確認において非常に重要です。


このような最新測位技術を活用すれば、これまで困難だった正確な位置情報のリアルタイム取得が可能となり、現場のあらゆるデータに座標という価値を付加できます。次に、この高精度位置情報と組み合わせて活用される3Dスキャン技術について見てみましょう。


3Dスキャン技術のメリットと活用シーン

3Dスキャンとは、対象物や地形の形状を多数の点の集合（点群データ）としてデジタルに記録する技術です。レーザースキャナーやカメラを用いて物体の三次元座標を高速に取得し、点の雲（Point Cloud）として表現します。近年、この3D点群データを施工管理や測量に活用する動きが広がっています。


3Dスキャン技術の大きなメリットは、短時間で大量の計測点を取得できることです。従来、人手で測量しようとすれば莫大な時間を要するような広範囲の地形でも、レーザーや写真測量によって一度に面として記録できます。これにより、地表の微妙な起伏や構造物の複雑な形状まで漏れなく捕捉でき、測り忘れによる手戻りを防げます。取得した点群データからは、後から任意の断面図を作成したり、体積や面積を算出したりすることが可能です。また、3Dで現況を記録しておくことで、工事前後の比較や進捗の見える化、完成後の出来形管理記録としても有効に活用できます。


以前は、高精度な3Dスキャンを行うには専門の計測会社に依頼したり、高額な専用機器（大型の地上型レーザースキャナーなど）を導入したりする必要がありました。しかし近年では、ドローン搭載カメラによる写真測量や、iPhoneやiPadに内蔵されたLiDARセンサーによるスキャニングなど、より手軽に3D点群を取得できる手段が増えてきています。特にスマートフォンのLiDARは数メートル先までの形状を瞬時にスキャンできるため、狭い室内や構造物周辺の計測に威力を発揮します。こうしたモバイル機器による点群取得と先述の高精度測位を組み合わせれば、位置情報が付与された3D点群を容易に作成することが可能です。これは、点群データを現実の座標系に合わせるための複雑な後処理（ターゲット設置や基準点との照合など）を簡素化し、迅速に利活用できる点で画期的です。


従来手法との比較: トータルステーション・ドローン・TLS

新技術の有用性を理解するために、従来の測量・出来形管理手法と比較してみましょう。それぞれの方法における特徴や課題を整理すると、最新技術を導入するメリットがより明確になります。


• トータルステーション（TS）による測量: