専門知識不要の3次元測量：LRTKで始める建設業DX

建設業界では、3次元測量によるDX（デジタルトランスフォーメーション）が大きな注目を集めています。 ICTやAI活用が進む建設業DXの中でも、現場の状況を正確にデジタル化する3次元測量はその土台となる重要な技術です。 従来は高価な測量機器と専門知識を要した3次元の計測も、近年の技術革新によって専門知識がなくても誰もが扱えるものへと進化しつつあります。

本記事では、3次元測量の基礎やメリット、従来手法の課題を解説し、建設業DXにおける役割を考察します。さらに、専門知識不要で導入できる新技術の一例として「LRTK」を紹介し、現場にもたらす変革について述べます。

3次元測量とは何か

3次元測量（3D測量）とは、対象物や地形の位置・形状を三次元（縦・横・高さ）の座標データとして計測する手法です。従来の平面的な測量（2次元測量）では得られなかった立体的な形状を捉えられる点が大きな特徴です。具体的には、レーザースキャナーやカメラなどのセンサーを用いて対象物の表面から点群データ（多数の座標点の集合）を取得し、その点群から地形や構造物の3Dモデルを生成します。ドローンを使った空中写真測量や、地上型の3Dレーザースキャナーによる計測、さらには最近ではスマートフォン搭載のLiDARセンサーによるスキャンなど、3次元測量の方法はいくつか存在します。それらはいずれも対象の形状をデジタルな三次元データとして取得できるため、土木施工やインフラ維持管理において非常に有用です。

3次元測量のメリット

3次元測量には、従来の手作業中心の測量にはない多くのメリットがあります。第一に、短時間で広範囲を効率的に計測できることです。ドローンやレーザースキャナーを用いれば、広い現場でも短時間で大量の点群データを取得でき、平面的な測量では数日かかっていた作業が大幅に短縮されます。実際、ある現場では従来2日かかっていた測量がドローン測量によって半日で完了したとの報告もあります:contentReference[oaicite:0]{index=0}。第二に、高精度かつ網羅的なデータが得られる点も利点です。点群データとして対象物全体を記録するため、人力で一つ一つ点を測る場合に比べ、見落としが減りミリ単位の微細な差異まで検出可能です:contentReference[oaicite:1]{index=1}。例えば従来は難しかった深い基礎坑内の構造物の測定も、点群計測によって安全にかつ精度高く行えるケースが報告されています。第三に、安全性の向上も見逃せません。

第四に、やり直し防止によるコスト削減効果も挙げられます。高精度の計測によって施工ミスを早期に発見し、手戻り工事を未然に防ぐことで、結果的に工期短縮と余分なコストの削減につながります。

危険な場所や人が立ち入れない箇所でも、リモートで3D測量すれば直接作業する必要がなくなり、作業員の安全確保につながります。また取得したデータはデジタル記録としてクラウドで共有でき、関係者全員が同じ三次元情報を確認できるため、現場とオフィス間で情報共有がスムーズになるというメリットもあります。

3次元測量の主な活用シーン:

• 土量管理: 切土・盛土の体積計算や土砂搬出入量の算出

• 出来形検査: 点群データと設計モデルを比較し所定の精度内かを判定

• 施工進捗管理: 定期的に現場をスキャンして工事の進行状況を3Dで記録

• インフラ点検: 橋梁やトンネル等の変位や損傷を点群で把握し、経年変化を分析

• 災害調査: 災害直後の現場を空撮・スキャンして被害状況を迅速に把握

従来測量の課題と専門知識の壁

従来の測量手法にはいくつかの課題があり、それが「専門知識がないと扱えない」という印象を与える一因でした。以下に主な課題を挙げます。

• 時間と労力の負担: 手作業による測量は、一点一点を巻尺やトータルステーションで測り記録する必要があり、広範囲を測るには膨大な時間と人手を要しました。人手不足の現場では十分な測点を確保できず、測量頻度が減るケースもありました。

• 測定ミスや精度限界: 手作業ゆえにヒューマンエラーのリスクが常につきまとい、経験に依存した精度確保には限界がありました。また、得られるデータも限定的で、構造物全体の形状を点でしか把握できないため細部のズレを見落とす可能性があります。

• データ管理の非効率: 測定結果は紙の図面や表に手書き記録し、写真帳と照合するなど管理が煩雑でした。データのデジタル共有が進まず、後から必要な情報を探すのも容易ではありませんでした。

このように、人力任せの従来測量は「手間がかかる」「測りきれない」「活かしきれない」という課題を抱えており、高度化・効率化が求められる現代において抜本的な改善が必要とされていました。従来、現場でミリ単位の高精度測位を行うには専用機材と熟練技術者が不可欠で、機材自体も数百万円クラスと非常に高価でした:contentReference[oaicite:2]{index=2}。このようなハードルの高さが、3次元測量を「専門家の仕事」として敷居の高いものにしていたのです。

また、ドローンやレーザースキャナーを用いた3次元測量では、取得したデータを正確な座標系に合わせ込むための標定点（既知の基準点）測定や、点群データの歪み補正など高度な後処理が必要でした:contentReference[oaicite:3]{index=3}。こうした作業にも専門的な知識と多大な時間が要求され、3次元測量のハードルをさらに高くしていた要因です。

建設業DXが後押しする3次元測量

上述の課題を解決するため、建設業界では 測量DX（デジタルトランスフォーメーション）と *スマート施工* による革新的な取り組みが進んでいます。国土交通省が提唱する*i-Construction*（現場のICT活用による生産性向上策）やインフラDX推進策のもと、調査・測量から設計、施工、検査、維持管理まで建設生産プロセス全体を3次元データで一元化する流れが加速しています:contentReference[oaicite:4]{index=4}。具体的には、ドローン空撮や地上レーザースキャナーで取得した点群データや、設計時に作成されたBIM/CIMモデルを現場管理に活用する手法が普及しつつあり、それによって施工精度の向上と業務効率化が飛躍的に進みました:contentReference[oaicite:5]{index=5}。先述のようにドローン測量で作業時間を大幅短縮した例や、建設機械の自動制御・IoTによるリアルタイム可視化によって生産性が約30%向上した事例も報告されています:contentReference[oaicite:6]{index=6}。3次元測量技術の導入により、広範囲を非接触で高速に計測し、得られた詳細データをソフトウェアが自動解析して品質チェックや数量計算まで行うことが可能となりました。これにより、人手による測量では困難だった微小な変位の検知や即時の合否判定、出来形図表の迅速な作成までが現実のものとなっています。まさに測量DXによって、施工管理の在り方が根本から変わりつつあるのです。

専門知識不要にする最新技術の登場

近年登場したテクノロジーによって、「専門知識不要」の3次元測量が現実のものとなりつつあります。その代表的なものがスマートフォン対応の高精度測量デバイスです。例えば、スマホに取り付けて使える小型GNSS受信機と専用アプリの組み合わせにより、誰でも簡単にセンチメートル精度の測位ができるようになりました:contentReference[oaicite:7]{index=7}。従来、センチ級のRTK-GNSS測量（リアルタイムキネマティック測位）は高価な機器と熟練者が欠かせませんでしたが、スマホと手のひらサイズの受信機さえあればボタン一つで即座に測位を開始でき、複雑な設定も不要です:contentReference[oaicite:8]{index=8}:contentReference[oaicite:9]{index=9}。取得した測位データは自動でクラウド保存・共有され、現場とオフィスでリアルタイムに共有可能です。最近の製品では、日本の衛星測位補強サービス「みちびき」のCLAS信号に対応したモデルもあり、山間部や災害時で通信圏外でも衛星から補正情報を直接受信して精度を維持できるものも登場しています。こうした先端技術の登場によって、測量の専門知識や高度な機器操作がなくても現場担当者自らが3次元測量を行える時代が到来しています。

また、スマートフォンのカメラやセンサーを活用した直感的な3Dスキャン技術も発展しています。例えば、特殊な訓練を受けなくてもスマホを手に「歩くだけ」で現場の点群を取得できるソリューションがあります:contentReference[oaicite:10]{index=10}。カメラを向けて現場内を移動するだけで、自動的に位置座標付きの高精度な点群データが生成され、クラウド上で距離・面積・体積の計測まで完了します:contentReference[oaicite:11]{index=11}。従来は煩雑だった標定点の設置も不要で、取得した点群は国交省の定める成果基準に準拠した形式で利用可能なため、正式な出来形図書として提出できる品質を備えています:contentReference[oaicite:12]{index=12}。このように「歩くだけスキャン」が可能な技術により、現場スタッフが直感的に3次元測量を実践できるようになりました。

さらに、現場での応用に合わせて様々な3D測量機器が登場しています。例えば、高精度GNSSデバイスの中には360°カメラを搭載し、ヘルメットやベストに薄型アンテナを装着してハンズフリーで測位できるタイプも存在します:contentReference[oaicite:13]{index=13}。自分の正確な位置がリアルタイムで把握できるため、作業員が誤って立入禁止エリアに侵入した際にアラームを発するなど、安全管理にも役立ちます:contentReference[oaicite:14]{index=14}。このように新技術は単に測量効率を上げるだけでなく、現場の安全性向上にも貢献しています。

さらに、取得した3次元データを現実空間に重ねて表示するAR（拡張現実）技術の活用も進んでいます。スマホやタブレットの画面に3D設計モデルを映し出し、実際の現場映像に重ねることで、設計図と現況の違いを直感的に確認可能です。例えば、事前にスキャンしておいた地下埋設物の位置をAR表示すれば、掘削作業時にそれを避けた施工が誰にでも容易に行えます:contentReference[oaicite:15]{index=15}。こうしたAR機能は発注者と受注者間で完成イメージを共有するのにも有用で、コミュニケーションロスの削減に役立ちます。

LRTKで始める建設業DX

:contentReference[oaicite:16]{index=16} *iPhoneに装着した小型のLRTK測位デバイス（LRTK Phone 4C）。手のひらサイズでスマホを高精度測量機に変えることができる。*

数ある最新技術の中でも、建設現場での実用に特化して生まれたのが LRTK です。LRTKは東京工業大学発のスタートアップ企業が開発したスマートフォン装着型のRTK-GNSS受信機デバイスおよびクラウドサービスからなるソリューションで、スマホを“一人一台の測量機”に変身させることを可能にします:contentReference[oaicite:17]{index=17}:contentReference[oaicite:18]{index=18}。重さ約125gの小型受信機をiPhoneやiPadに取り付け、専用アプリを起動するだけで複雑な設定なしにリアルタイム測位が開始され、基地局からの補正情報を受信してスマホ上で自位置をセンチ単位で算出します:contentReference[oaicite:19]{index=19}。従来はトータルステーションや高額なGNSS機器が必要だったセンチメートル精度測位が、LRTKによって誰でも行える業務へと変貌しました:contentReference[oaicite:20]{index=20}。現場監督や施工管理担当者が自らスマホ片手に測量できる手軽さは、まさに「現場で誰もが使えるDXツール」と言えるでしょう。

LRTKの導入による効果も絶大です。例えば、スマホで写真を撮影すればその写真に緯度・経度・高さとカメラの向きが自動記録され、位置情報付きの写真台帳がワンタップで作成できます:contentReference[oaicite:21]{index=21}。土工事では取得した点群データから盛土・掘削の体積を即座に算出し、設計モデルとの差分を色分け表示することで出来形のズレを一目で検知できます。さらに、得られた3次元データはクラウド上で管理・共有されるため、現場で測った情報を即座にオフィスや発注者と共有し、迅速な意思決定につなげることができます。通信圏外の山間部でもCLAS衛星信号対応モデルであれば単独測位が可能であり、災害直後の被災地調査のような場面でもLRTK端末さえあれば高精度の測量と情報共有が行えます:contentReference[oaicite:22]{index=22}。価格面でも従来機器に比べて非常に手頃で、一人一台配備も現実的になってきました:contentReference[oaicite:23]{index=23}。高価な機材を限られた専門部署だけが使うのではなく、現場の各作業員がポケットからLRTKを取り出して必要な時にすぐ測量できる時代が始まりつつあります。

実際、LRTKを含む高精度測位技術は建設コンサルタントや測量会社、建設会社、インフラ関連企業、地方公共団体など幅広い分野で活用が広がっており、その小型・高精度かつ手頃な価格という特徴が普及の追い風となっています:contentReference[oaicite:24]{index=24}。これら革新的なソリューションは国土交通省が推進するi-Constructionや建設分野のDXの進展にも大きく寄与すると期待されています:contentReference[oaicite:25]{index=25}。

以上のように、3次元測量はもはや測量士だけのものではなくなりました。DXを追い風に、専門知識不要の3次元測量が現場の生産性と品質を飛躍的に向上させています。また、建設業に迫る2024年問題（残業時間の上限規制）や慢性的な人手不足に対しても、スマート測量技術による効率化は大きな助けとなるでしょう。

もちろん、デジタル技術の導入には人材育成や従来業務の見直しも求められます。しかし現場の技術者がこうしたICTツールに習熟し、データを十分に活用できるようになれば、DXの効果は最大限に発揮されるでしょう。これから3次元測量を導入したいと考えている方は、まず手軽に始められるLRTKのようなソリューションを検討してみてはいかがでしょうか。LRTKで始める建設業DXに踏み出すことで、誰もが使えるデジタル測量の力を現場に取り入れ、施工の効率と精度を次のレベルへ引き上げることができるはずです。

先進技術を味方につけ、3次元測量で現場にデジタル変革の波を起こしましょう。行動を起こすのは早いほど、大きな成果と競争力向上につながるはずです。

デジタル化の波は既に押し寄せています。遅れを取ることなく、積極的にテクノロジーを現場に取り入れていきましょう。