LRTKが切り拓く3次元測量の未来：高精度・省力化で建設DXを加速

昨今、建設業界ではデジタルトランスフォーメーション（DX）が急速に進展し、その中核技術として「3次元測量」が注目を集めています。従来の測量は熟練の技術者と多くの時間を要する作業でしたが、新たな3次元測量技術の登場により現場の生産性向上が期待されています。本記事では、3次元測量の基本と従来手法の課題を振り返り、スマートフォンとRTK（リアルタイムキネマティック）技術を融合した最新ソリューションLRTKがどのように業界の常識を変え、省力化と高精度化を両立して建設DXを加速するかをご紹介します。ぜひ最後までお読みいただき、3次元測量導入の検討にお役立てください。

3次元測量とは何か？

3次元測量とは、対象物の形状や位置を縦・横・高さの三方向（X・Y・Z軸）から計測し、立体的なデータを取得する測量手法です。従来の平面的な測量では得られなかった地形の起伏や構造物の形状を詳細に把握できる点が大きな特徴です。3次元の計測結果は多数の点の集まり（点群データ）や3Dモデルとして表現され、現場の「ありのまま」をデジタルに再現します。非接触で遠隔から計測できる方法が多いため、人が立ち入りにくい急峻な地形や大型構造物の測量にも適しています。この技術により、施工前の地形把握から施工後の出来形管理まで、一貫して高精度なデータに基づく工程管理が可能となります。

建設DXが求める3次元測量の重要性

建設業界では深刻な人手不足や生産性停滞の課題を抱えており、これを解決する切り札としてDX（デジタル変革）が推進されています。国土交通省が提唱する[i-Construction](https://www.mlit.go.jp/tec/i-construction/index.html)では、ICTの全面活用によって2025年までに建設現場の生産性を2割向上させる目標が掲げられました。さらに、近年策定された「i-Construction 2.0」では2040年度までに建設現場の作業員数を3割削減（省人化）することが目指されており、一層の自動化・DXが推進されています。

3次元測量はこの流れの中で特に重要な役割を担っています。現場で取得した3Dデータは、設計段階のBIM/CIMモデルと連携した施工計画や、完成後の維持管理に活用できます。平面的な図面や紙の報告だけでは見落としがちな課題も、立体データであれば直感的に把握でき、発注者・施工者間のコミュニケーションも円滑になります。加えて、2022年には国土交通省により3次元測量技術を用いた出来形管理要領（案）の改訂版が策定され、3次元測量の現場導入が業界標準として動き出しました。

また、リアルタイムに現場をデジタル記録・共有できることで、リモートでの進捗管理や品質確認も可能となり、業務プロセスが大きく変革されつつあります。こうした背景から、「高精度な3次元測量をいかに効率よく行うか」がDX推進の鍵となっているのです。

従来の測量手法と3次元化の課題

従来、建設現場の測量といえばトータルステーションやレベル（測量用水平器）といった専用機器を用い、複数人でポイントごとに座標や高さを測定するのが一般的でした。トータルステーションはミリ単位の精度で点の位置を測れるものの、測定対象ごとに機械を据え付けて一地点ずつ視準・読取りを行う必要があり、大面積の地形や複雑な構造物を計測するには莫大な手間と時間がかかります。当然、計測点と計測点の間はデータが存在しないため、現場全体の形状を把握するには測点間を補間するか、非常に多くの点を測る必要がありました。また測量作業には2人1組での作業（機械操作とスタッフの受光器保持）が必要で、人件費もかさみます。

近年はドローン（UAV）による写真測量や3Dレーザースキャナーによる点群測量など、より効率的に現場全体の3次元データを取得できる技術も登場しました。ドローン写真測量は上空から撮影した多数の写真を解析して地形や構造物の3Dモデルを作成する手法で、従来より大幅に省力化できます。しかし、精度を確保するには地上に既知点（標定点）を設置する必要があり、また気象条件や飛行規制の制約も受けます。レーザースキャナーは自動で高密度な点群を取得でき精度も高い反面、機材が大型で高価なうえ、定点ごとに三脚を据えてスキャンするため広範囲の現場では複数地点からの計測データを合成する手間が発生します。さらには、RTK-GNSS測位機や写真測量用カメラなど用途別に異なる機器を揃えると、初期投資や機器の取扱訓練、データ統合の作業が大きな負担となっていました。

このように従来技術にも一長一短があり、「高精度な3次元データを手軽に取得する」という点ではまだ課題が残されています。より簡便でオールインワンの測量ソリューションが求められていたのです。

スマホ＋RTK：進化する3次元測量ソリューション

こうした中、近年登場したのがスマートフォンと小型RTK測位デバイスを組み合わせた新しい3次元測量ソリューションです。高性能なGPSやカメラ、LiDARセンサーを搭載した最新のスマホに、手のひらサイズのRTK-GNSS受信機を装着することで、驚くほど簡単にセンチメートル級の測位と3Dスキャンが実現できます。受信機はアンテナ・バッテリー内蔵のオールインワン設計で、重量も100数十グラムと非常に軽量です。スマホケースのように端末に装着し、Bluetooth等で無線接続するだけで準備が整うため、煩雑な配線や大がかりな据え付けも必要ありません。従来は据え置き型の基地局や重たい三脚が必要だったRTK測量も、スマホ＋小型デバイスなら現場で片手に収まる範囲で完結します。

このLRTKと呼ばれるソリューションでは、スマホの画面上で専用アプリを起動し、GNSS受信機から高精度な位置データをリアルタイムに取得します。基地局から配信される補正情報や日本のGNSS基準網（電子基準点）を利用したネットワーク型RTK（VRS方式など）に対応しており、装置の電源投入から測位が「FIX」確定するまでわずか数秒程度という高速さです。山間部やトンネル付近で一時的に衛星を見失った場合でも、再度短時間で高精度測位が復旧するため、移動の多い現場でもストレスなく測量を継続できます。

さらに特筆すべきは、スマホ＋RTKデバイスの組み合わせが1台で複数の役割を果たすオールインワン測量機になる点です。LRTKシステムを活用すると、以下のような多彩な機能を現場で即座に実現できます：

• 3D点群スキャン：LiDAR搭載スマホで周囲を歩き回るだけで、地形や構造物を短時間でレーザースキャンし、高密度な点群データを取得可能です。各点にはRTKによる絶対座標（全球測位座標）が付与されるため、得られた点群はすぐに現実の座標系に合致した3Dモデルとして利用できます。従来の大型レーザースキャナーに匹敵する精度で現況をデジタル化し、土量（土工量）の算出や出来形管理にもそのまま活用できます。

• 測位＆単点計測：測りたい地点に端末をかざしボタンを押すだけで、緯度・経度・標高を含む点の座標値を記録できます。測定した点は自動で番号や日時と共に保存され、平面直角座標系への変換やジオイド高の算出も即座に行われます。紙と鉛筆で野帳に記録したり後で座標換算する手間がなく、現場で思いついたポイントを次々と記録しても管理が煩雑になりません。

• 写真計測（高精度ジオタグ写真）：スマホで撮影する現場写真に、撮影位置の高精度な座標とカメラの向き（方位）情報を自動付加できます。例えば埋設物の調査でマンホール内部を撮影した場合でも、その写真がどの地点からどの方向を向いて撮られたかが正確に地図上にプロットされます。後から写真整理をする際も、撮影場所を推測する必要がなくなるため報告書作成が効率化します。

• 杭打ち・設置位置の誘導：事前に設定した基準点や設計図上の座標に対し、スマホ画面を見ながらナビゲーション（誘導）する機能も備えています。画面上に矢印や距離が表示され、目的の位置まで誘導してくれるため、熟練者でなくとも指定座標に杭打ちや設置を行えます。ARモードに切り替えれば、現実のカメラ映像に目標位置のマーカーが重なって表示され、まるでそこに目印が見えているかのように直感的に位置出しが可能です。従来は測量士が機器を操作し補助者が杭を動かすなど常に複数人での作業が必要でしたが、LRTKなら1人で素早く正確に位置を出せるのです。

• ARによる可視化：LRTKの高精度位置情報を活かし、設計モデルや地下埋設物の位置を現場でAR表示する最先端の使い方も可能です。従来はGPS誤差で仮想モデルと現実とのズレが課題でしたが、センチ精度のRTKであれば図面上の設計ラインや完成予想モデルを現地にピタリと一致させて重ね表示できます。これにより、施工者と発注者が完成イメージを共有したり、掘削前に地下管の位置を透視するように確認したりと、DX時代ならではのコミュニケーションツールとしても機能します。

このように、スマートフォンとLRTKデバイスの連携によって、測量・計測・位置出し・検証といった工程を1台でこなせる時代が到来しました。しかも専用機器に比べて初期コストが抑えられ、手軽に持ち運べて誰でも扱いやすいため、現場への普及に弾みがついています。そして、同じシステム内で取得された点群・写真・測位データは初めから統一座標系上に揃っているため、異なる機器で測った成果を後から合わせ込む手間もありません。現場で取得した情報を即座にCAD図面やBIMモデルに反映でき、データ活用のスピードも格段に向上します。

現場にもたらす効果：精度向上と省力化の両立

スマホ＋RTKによる3次元測量ソリューションがもたらすメリットは計り知れません。まず、測量作業の省力化です。大掛かりな機材を運搬・設置する必要がなくなり、1人でも広い現場を効率よく測定できます。従来は測量班が数日かけて行っていた地形測量も、LRTKを活用すれば短時間で完了するケースもあります。実際に、従来は数日を要した道路工事現場の地形測量が、LRTKを使った3Dスキャンによって半日足らずで完了した例も報告されており、現場での大幅な効率化が実証されています。人員削減だけでなく、短期間で測量を終えられることで工期全体の短縮にもつながります。

次に、データ精度と信頼性の向上があります。RTKによるセンチメートル級の位置精度は、トータルステーション測量や固定式レーザースキャンにも匹敵します。従来の写真測量では後処理で数十cmの誤差確認が必要なケースもありましたが、LRTKで取得した点群や座標は即座に高精度な絶対座標系にマップされています。これにより、測り直しや手戻りのリスクが低減し、出来形管理でも測定値をそのまま成果として信頼できます。

また、安全性と作業効率の向上も見逃せません。従来、崖地や災害現場など人が立ち入るのが危険な場所の測量には大きなリスクが伴いましたが、小型デバイスとスマホによる計測であれば、危険個所に長時間留まらず迅速に状況を記録できます。例えば、大規模な崩落現場でも、離れた安全な場所から3Dスキャンを行い、崩壊範囲や土砂量を即座に把握することが可能です。必要に応じてドローンや伸縮ポールと組み合わせることで、離れた場所からでも高精度の位置データを取得可能です。作業時間が短縮されることで、作業員の危険曝露時間も減少します。

さらに、データ活用の幅が広がる点も重要です。3次元の点群データや測位情報はクラウド上に即時アップロードして共有できるため、現場とオフィス間でデータをタイムリーに連携できます。離れた拠点にいる技術者が即座に現場の3Dデータを確認し、指示を出すことも容易になります。蓄積した点群から体積計算や変位検出を行ったり、進捗の比較をしたりと、施工管理の精度が飛躍的に高まります。DX推進下ではデータに基づく意思決定が重視されますが、高精度な3Dデータが頻繁に得られるようになることで、現場主導の迅速なPDCAサイクル実現にも寄与します。

加えて、導入コスト低減のメリットも見過ごせません。LRTKのように市販のスマートフォンを活用できる測量機器は、専用の3Dレーザースキャナーや高精度GNSS機器と比べて圧倒的に低コストです。従来は数百万円単位の投資が必要だった高精度測量も、スマホ＋小型デバイスであればその数分の一以下の予算で始められるため、中小規模の現場でも導入しやすくなりました。コストハードルが下がったことで、「一人一台」の携帯型測量ツールとして現場作業員各自がLRTKを携行し、必要なときにすぐ測量・記録を行うという新たなワークスタイルも現実的になっています。このように、LRTKはそれまで一部の専門技術者に委ねられていた高精度測量を、現場の誰もが扱える日常的なツールへと変えつつあるのです。

おわりに：LRTKが切り拓く未来

3次元測量技術の進化と普及は、今まさに建設業界のDXを力強く後押ししています。その最前線にあるLRTKソリューションは、高精度・省力化という二つの価値を両立し、現場の測量スタイルを一新しつつあります。従来は専門技術者に委ねられていた測量作業が、スマホ片手に誰もが行えるものとなりつつあるのは画期的なことです。これにより、世代交代で技術者が減少しても、現場の測量品質を維持・向上させることが期待できます。また、こうした先端技術の活用は建設業のイメージアップにもつながり、若い世代の人材参入促進や熟練技術の継承効率化といった波及効果も期待できます。

最後に、高精度な3次元測量を手軽に導入したいと考えている企業・技術者の方は、LRTKによる簡易測量ソリューションを検討してみてはいかがでしょうか。既存のスマートフォンを活用できるため初期導入のハードルも低く、自社のDX推進の一環としてすぐに現場で活用し始めることができます。先進的な建設現場では、すでにこうしたスマホ測量技術の導入が始まっています。この流れに乗り遅れないよう、日々進化するテクノロジーを味方につけ、LRTKが切り拓く新時代の3次元測量をぜひ現場で体感してみてください。