出来形ヒートマップ作成で法面端部の色飛びを抑える6設定

出来形分布図は、3次元設計データと出来形評価用データの較差を面的に色分けし、施工面のばらつきを確認する資料です。一般にはヒートマップとも呼ばれ、「出来形 ヒートマップ 作り方」や「差分の作り方」を調べる際の中心となる成果物です。

法面全体の傾向を把握しやすい一方、法肩、法尻、小段、構造物との取り合いなどの端部には、実際の施工形状だけでは説明しにくい極端な色が現れることがあります。本記事では、このような端部の局所的な極端表示を便宜上「色飛び」と呼びます。これは公的な管理基準上の用語ではなく、原因も一つではありません。

端部の強い色は、実際の施工誤差を示す場合もあれば、評価範囲、設計面の境界、較差の算出方向、点群密度、グリッド化、補間、色凡例などの設定によって生じる場合もあります。重要なのは、色を見えなくすることではなく、元の計測点、設計面、算出条件を追跡し、実形状による較差と処理上の見かけを切り分けることです。

以下では、法面端部の色飛びを抑えるための6設定と、公開・提出前に確認したい実務手順を解説します。なお、出来形管理の合否判定は、対象工事の契約図書、特記仕様書、適用される出来形管理基準・要領、監督職員との協議結果を優先してください。

目次

• 法面端部でヒートマップの色飛びが起こる理由

• 出来形ヒートマップの差分を作る基本手順

• 設定1 評価対象範囲に端部除外幅を設ける

• 設定2 法肩・法尻・小段で設計面を分割する

• 設定3 管理項目に合った差分の比較方向を選ぶ

• 設定4 メッシュサイズと代表値の求め方をそろえる

• 設定5 点群不足部の補間と外挿を制限する

• 設定6 色階調と表示上限を固定する

• 6設定を適用する実務フロー

• 色飛びが残ったときの原因別確認方法

• 出来形管理資料を出力する前の最終確認

• まとめ 法面端部は削除ではなく評価条件を整える

法面端部でヒートマップの色飛びが起こる理由

法面中央部では、計測点の近くに同じ法面の設計面が連続しているため、比較関係を保ちやすくなります。一方、法肩や法尻では、法面、天端、平場、小段、既設地形など、向きの異なる面が接近します。設計面の境界線がずれていたり、隣接面を一体の面として処理したりすると、端部の計測点が意図しない面に対応し、較差が急に変化することがあります。

ただし、国土交通省の土工面管理で使う標高較差や水平較差は、それぞれ算出方法が定められています。単に「最も近い三角形までの3次元距離」を使うことと同義ではありません。ソフトウェアに複数の距離計算がある場合は、製品上の名称だけで判断せず、適用する管理項目の算出ロジックと一致しているかを確認する必要があります。国土交通省の現行要領は、面管理を3次元設計データと各計測ポイントとの離れ等で面的に判定する管理手法として整理しています。([国土交通省][1])

点群側にも原因があります。法面を一方向から計測すると、法肩や法尻の陰になる部分で点密度が落ちることがあります。草木、浮石、仮設物、重機、作業員などの点が残れば、端部の代表値に影響します。複数回の計測結果を合成した際に位置ずれがあれば、同じ施工面が二重に見え、赤と青が近接することもあります。

グリッド化やTIN作成でも見かけの差が生じます。法肩をまたぐ範囲から代表値を作る、離れた点同士を大きな三角形で結ぶ、実測範囲の外まで面を延ばすといった処理は、実際には計測していない形状を作る原因になります。さらに、自動色範囲を使うと、同じ較差値でも表示対象ごとに色が変わり、端部が実際以上に目立つことがあります。

したがって、色飛びを抑えるには、端部だけを消すのではなく、評価範囲、設計面、算出方向、評価用データの作り方、補間範囲、色凡例を順番に確認する必要があります。

出来形ヒートマップの差分を作る基本手順

最初に決めるのは、使用するソフトウェアではなく、対象工事に適用される管理基準と管理項目です。「差分」は検索上便利な表現ですが、提出用の出来形管理では、標高較差、水平較差、厚さなど、工種ごとに定められた項目で評価します。国土交通省の要領類は改定されるため、対象工事に適用される版と、発注機関の基準を確認してください。国土交通省の要領掲載ページでは、3次元計測技術を用いた出来形管理要領が令和8年3月改定として案内されています。([国土交通省][2])

次に、3次元設計データと計測データの座標条件を確認します。平面座標系、標高基準、単位、工事基準点、対象工区が一致していなければ、法面端部だけでなく面全体に偏りが出ます。複数スキャンを統合している場合は、重複部の断面を確認し、点群が二重になっていないかも確認します。

計測点群データからは、出来形と関係のない点を分離します。草木、重機、仮設材、作業員などを除くことは必要ですが、強い色が出たという理由だけで点を消してはいけません。原点群を保存し、除去対象、除去理由、処理日時、処理後データを追跡できる状態にします。

その後、3次元設計データから管理対象となる範囲を抽出し、出来形評価用データを作成します。国土交通省の要領では、実在点を必要密度に調整する方法と、内挿によりグリッドデータ化する方法が示されています。グリッド化の方法や代表値は任意ではなく、適用要領に示された方式と処理条件に合わせます。([国土交通省][1])

最後に、管理項目に従って較差を算出し、出来形分布図へ色分けします。提出用資料では、平均値、最大値、最小値、データ数、評価面積、棄却点数など、適用要領で求められる項目を出力し、分布図の凡例と正負の意味を明示します。ここでいう棄却点数は、結果を見て任意に削除した点数ではなく、規格値外となった点の扱いを基準に従って集計する項目です。([国土交通省][1])

設定1 評価対象範囲に端部除外幅を設ける

法肩や法尻は面の向きが変わる変化点であり、計測点を変化点そのものとして確実に取得しにくい場所です。そのため、適用する出来形管理基準に端部除外の規定がある場合は、指定された方向と幅で評価対象から除きます。

国土交通省地方整備局の令和8年3月版の出来形管理基準では、土工の一部の面管理について、法肩・法尻から水平方向に±5cm以内の計測点を標高較差の評価から除くことが示されています。水平較差を用いる対象では、標高方向に±5cm以内の計測点を水平較差の評価から除く規定もあります。工種や管理項目によって扱いが異なるため、「端部はすべて5cm」と一律に処理せず、対象行の測定基準を確認してください。([国土交通省CBRデータベース][3])

重要なのは、除外幅をヒートマップの見た目に合わせて広げたり狭めたりしないことです。提出用の合否判定では、適用基準または協議で定めた幅を使います。色飛びが残ったからという理由で除外範囲を拡大すると、本来評価すべき施工範囲まで外すおそれがあります。

除外は、原点群の削除とは分けて管理します。原点群は保存したまま、評価範囲ポリゴンや除外範囲を別データとして作成し、統計値と合否判定に含めない設定にします。ヒートマップ上でも、規格値内の色とは異なる「評価対象外」として表示すると、閲覧者の誤認を防げます。

除外範囲を作る基準線は、設計上の法肩線・法尻線です。平面表示だけでなく、縦断・横断でも線形を確認し、曲線部、拡幅部、すり付け部で境界が外れていないかを確認します。境界線自体が不明確な場合は、画面上で推定せず、設計データの修正または監督職員との確認を先に行います。

設定2 法肩・法尻・小段で設計面を分割する

法面、天端、小段、平場を一枚のTINとして連結すると、端部で意図しない三角形が作られたり、異なる管理区分の点が同じ面に含まれたりすることがあります。特に、法肩を横断する細長い三角形や、境界を越えて張られた面は、端部の較差を不安定にします。

設計面の分割は、見た目を整えるためではなく、管理上の部位と算出条件を明確にするために行います。国土交通省地方整備局の出来形管理基準では、評価範囲を連続する一つの面とすることを基本とし、規格値が変わる場合は評価区間を分割するか、最も厳しい条件を採用する考え方が示されています。([国土交通省CBRデータベース][3])

実務では、天端、法面、小段、平場で管理項目や規格値が異なる場合、またはソフトウェアが隣接面を誤って参照する可能性がある場合に、評価面と評価範囲を分けます。すべての境界を機械的に別ファイルへ分割する必要はありませんが、少なくとも部位、規格値、比較方向の対応が一意になる構成にします。

分割後は、面同士の隙間、重複、裏返り、自己交差、極端に細長い三角形を確認します。平面では正常に見えても、横断面で拡大すると、法肩をまたぐ三角形や、法尻から既設地形へ延びた面が見つかることがあります。自動TINが現地形状と異なる場合は、元の設計条件を確認したうえで結線を修正します。

小段に排水施設や別工種の構造物がある場合は、その部分を土工面として一律に含めないようにします。対象範囲と適用基準は、設計図書と協議結果に基づいて区分し、小段を挟む上下の法面を別の評価範囲とするかを決めます。

設定3 管理項目に合った差分の比較方向を選ぶ

較差の算出方向は、利用者が見やすさだけで自由に選ぶ項目ではありません。まず、対象工種の管理項目が標高較差か水平較差かを確認し、ソフトウェアの計算方式をその定義に合わせます。

国土交通省の要領では、土工の標高較差は、各評価点の標高値と、同じ平面座標にある設計面上の設計標高値との差として算出します。水平較差は、評価点を含み、法面等の位置をコントロールする線形に直交する平面上で設計横断を見たとき、評価点と同じ標高の設計横断上の点までの距離として算出します。([国土交通省][1])

このため、ソフトウェアに「鉛直距離」「面直角距離」「最近傍距離」「3次元最短距離」などの選択肢があっても、名称が似ているだけで提出用の標高較差や水平較差に置き換えることはできません。面直角距離や3次元最短距離は、形状確認の補助には使えても、適用基準や協議で認められていない限り、正式な管理項目の代替にはしないほうが安全です。

設定後は、法面中央、法肩付近、法尻付近の代表点で計算を検証します。点の平面座標、設計面上の参照点、比較線の向き、算出値を断面で確認し、手計算または別表示と整合するかを見ます。法肩付近だけ参照面が切り替わる場合は、比較方向ではなく、評価範囲や設計面の構成に原因がある可能性があります。

正負の定義も確認します。標高較差なら上側・下側、水平較差なら線形に対する左右や内外の扱いが、ソフトウェア設定や法面の向きによって変わることがあります。左右法面や向きが反転する区間を別々に確認し、帳票の凡例に正負の意味を明記します。

設定4 メッシュサイズと代表値の求め方をそろえる

出来形評価用データは、実在点を必要密度に調整して作る方法と、グリッドデータ化する方法があります。どちらを使うかで、端部の見え方と統計値が変わるため、途中で方法を混在させないことが重要です。

国土交通省の現行要領では、土工等のグリッドデータ化について、1㎡以内の平面グリッドを設定し、実計測点と設計面との差の最頻値または平均値を設計値に加える方法が示されています。最近隣法、平均法、TIN法、逆距離加重法も例示され、平均法や逆距離加重法の検索範囲はグリッド間隔の2倍程度を限度とする考え方が示されています。([国土交通省][1])

したがって、平均値、中央値、最高値、最低値、中心最近傍点など、ソフトウェアに表示される方式を自由に選ぶのではなく、適用要領で認められた方法と一致させます。試験的な比較で別方式を使う場合は、提出用結果と明確に分け、正式な統計値へ混在させません。

法肩をまたぐグリッドには、天端と法面の点が同時に入る可能性があります。境界付近では、先に評価範囲を分け、同じ部位に属する点だけで評価用データを作ります。グリッドの平面位置、範囲、原点、向きを固定し、再処理しても同じ評価点が作られるようにします。

計測密度は、点群全体の総点数ではなく、評価範囲内で必要な密度を満たしているかで確認します。土工の面管理では、適用基準に1点／㎡以上などの条件が示される場合がありますが、工種により条件は異なります。端部だけ実測点が極端に少ない場合は、補間で見た目を埋める前に、遮蔽、不要点除去、計測方向、追加計測の必要性を確認します。

急勾配法面では、平面投影上の1㎡と斜面上の実面積が一致しません。適用基準が平面投影面積を用いる場合は、その定義に従い、斜面上の見かけの点間隔と混同しないようにします。

設定5 点群不足部の補間と外挿を制限する

補間は、実測点に囲まれた範囲の値を推定する処理です。外挿は、実測点の外側へ形状を延長する処理です。法面端部では、この二つを区別しないまま面を作ると、実測していない法肩外側や法尻外側に架空の面が生成されることがあります。

グリッドデータ化で認められた内挿を使う場合でも、検索範囲、対象点、境界ポリゴンを確認します。天端と法面、法面と既設地形など、異なる面をまたいで点を集めないようにします。平均法や逆距離加重法の検索範囲を無制限にせず、適用要領の条件に合わせます。

点群からTINを作る場合は、最大辺長、境界線、穴埋め、外周延長の設定を確認します。自動で作られたTINが現場形状と異なる場合に結線を修正できる考え方は国土交通省の要領にも示されていますが、実測根拠のない面を作ってよいという意味ではありません。([国土交通省][1])

ヒートマップだけでなく、実測点のみの単色表示も確認します。点サイズを小さくし、TINや補間面を一度非表示にすると、実測点がある範囲と、処理で埋められた範囲を区別できます。端部の評価点が少数の実測点だけで決まっている場合は、その点の妥当性を原点群と現場記録で確認します。

必要密度を満たさない範囲は、無理に補間して提出可能な面に見せるのではなく、追加計測、評価範囲の確認、監督職員との協議を行います。検討用表示で欠測を空白にすることは原因把握に有効ですが、正式な出来形管理では、適用基準が求める計測範囲と密度を満たす必要があります。

複数回の計測結果を合成した場合は、重複部の断面を確認します。二重面や段差があるときは、色階調を調整する前に、座標変換、標定、合成誤差、使用データの選択を見直します。

設定6 色階調と表示上限を固定する

較差計算が正しくても、色範囲が自動設定されると、同じ値が帳票ごとに別の色で表示されることがあります。比較可能な出来形分布図にするには、合否判定に使う凡例を固定し、規格値との関係を明確にします。

国土交通省の現行要領では、出来形分布図について、較差を規格値に対する割合で－100％から＋100％の範囲に色分けし、±50％と±80％の前後を別色で区別し、規格値外を別の色で示すことが求められています。凡例も明示します。([国土交通省][1])

したがって、提出用ヒートマップでは、画面ごとの最小値・最大値に合わせる自動色範囲を避け、適用要領に合う固定凡例を使います。表示上限を狭くして端部の値を同じ色にまとめても、較差そのものが改善したわけではありません。反対に、上限を広げすぎると、規格値に近い重要な変化が見えにくくなります。

規格値外の色と、表示上限を超えた色の扱いも確認します。色が飽和して同じに見える場合でも、元の数値を確認できる状態を残します。無効点、欠測点、評価対象外点は、規格値内・規格値外の色と混同しない表示にします。

凡例には、単位、管理項目、正負の意味、規格値、色区分、評価対象外・欠測の表示を記載します。画像として書き出した後も、凡例が切れていないか、色が変換されていないか、白黒印刷時に判別不能にならないかを確認します。

6設定を適用する実務フロー

• 適用条件を確定する 契約図書、特記仕様書、適用する出来形管理基準・要領、協議事項を確認し、工種、管理項目、規格値、計測密度、端部除外の条件を整理します。

• 原データを保全する 原点群、3次元設計データ、工事基準点情報を複製し、検証用データセットを作ります。原点群は上書きせず、処理履歴を残します。

• 座標と合成状態を確認する 平面座標系、標高基準、単位、工区範囲を確認します。法面全体が同じ方向へずれている場合は、端部設定より先に座標や標定を疑います。

• 設計面と管理区分を整理する 天端、法面、小段、平場、構造物の範囲を確認し、規格値や算出条件が変わる箇所を分けます。隙間、重複、裏返り、細長い三角形を平面・縦断・横断で確認します。

• 端部除外と比較方向を設定する 法肩線・法尻線を基準に、適用基準で指定された方向と幅の除外範囲を作ります。次に、標高較差または水平較差の算出ロジックを設定し、代表点で検算します。

• 出来形評価用データを作成する 実在点方式または認められたグリッド方式を選び、グリッドサイズ、代表値、検索範囲、点密度を固定します。短い検証区間で再現性を確認してから全工区へ適用します。

• 補間範囲を確認する 最初はTINや補間面を非表示にして実測範囲を確認します。境界をまたぐ補間、実測外への外挿、大きな三角形がないかを断面で確認し、必要なら追加計測します。

• 固定凡例で出力し、統計値を照合する 規格値に対する固定色区分を設定し、平均値、最大値、最小値、データ数、評価面積、棄却点数などを確認します。検証区間と全工区で同じ条件が使われているかも確認します。

この順番にすると、較差計算上の問題を色設定で隠したり、点群不足を補間だけで埋めたりするリスクを減らせます。設定を一度に変更せず、変更前後の結果と設定値を保存すると、原因を説明しやすくなります。

色飛びが残ったときの原因別確認方法

除外境界の内側に帯状の色が残る場合 除外幅をすぐに広げず、法肩線・法尻線の位置、設計勾配、比較方向を断面で確認します。帯が境界線と平行に続くなら、設計境界のずれ、評価面の取り違え、比較ロジックの不一致が疑われます。

強い色が点状に散らばる場合 孤立点、草木、浮石、仮設物、反射ノイズなどを確認します。原点群と現場写真を照合し、出来形と無関係だと判断できる点だけを、根拠を残して評価用データから分離します。

赤と青が細かく交互に並ぶ場合 複数面への参照切替、重複面、裏返ったTIN、複数スキャンの位置ずれを疑います。天端と法面を別の評価範囲にして再計算し、模様が消えるかを比較すると原因を切り分けやすくなります。

端部から三角形状に色が伸びる場合 大きなTIN、穴埋め、実測外への外挿を確認します。三角形の辺を表示し、離れた点同士が結ばれていないかを見ます。最大辺長や境界設定を見直し、実測根拠のない面を評価に使わないようにします。

法面上部と下部で色が連続的に反転する場合 単なる色飛びではなく、設計勾配と出来形勾配の差、法肩・法尻位置のずれ、点群全体の傾きが表れている可能性があります。法長方向の複数断面で、法肩、法尻、中間点の較差を確認します。

帳票を開き直すと色が変わる場合 自動色範囲や表示対象に連動する凡例が有効になっていないかを確認します。較差値が同じなら同じ色になる固定凡例へ変更し、画像出力後の凡例も照合します。

端部が空白または点数不足になる場合 補間で埋める前に、計測範囲、遮蔽、不要点除去、グリッド検索範囲を確認します。必要密度を満たさない場合は、追加計測または協議が必要です。

一つの処理結果だけで判断せず、端部除外前、面分割後、比較方向確認後、評価用データ作成後、補間制限後、色固定後の結果を保存すると、色飛びの原因と修正根拠を説明できます。

出来形管理資料を出力する前の最終確認

完成したヒートマップを出力する前に、まず適用する基準の版、工種、管理項目、規格値、計測密度を確認します。別年度・別発注機関の数値を流用しないよう、帳票名や設定記録に適用資料を残します。

評価範囲は、施工範囲と一致している必要があります。工区外、未施工部、既設構造物、植生部、排水施設などが混入していないかを平面表示で確認します。法肩、法尻、小段の評価対象外範囲は、統計値に含まれていないことと、図上で対象外と判別できることを確認します。

較差の正負と色の意味を確認します。設計面より高い・低い、内側・外側の定義が凡例と一致しているか、左右法面や向きが変わる区間で符号が反転していないかを見ます。

出来形評価用データの作成方法も確認します。実在点かグリッドか、グリッドサイズ、代表値、検索範囲、点密度、補間方法が、適用要領と処理記録に一致している必要があります。ソフトウェアの初期値を使用した場合も、その値が基準に合うことを確認します。

最大値・最小値・規格値外点が端部に集中している場合は、該当点を原点群と断面で確認します。統計値が悪いという理由だけで点を削除せず、異物点、対象外点、実際の施工形状のどれに当たるかを判定します。

提出用資料には、平均値、最大値、最小値、データ数、評価面積、棄却点数など、適用要領が求める項目を表示します。出来形分布図には、評価範囲全体、固定凡例、規格値外の色、管理項目、単位、正負の意味を示します。国土交通省の要領では、これらの集計結果と出来形分布図を出来形管理資料として整理する考え方が示されています。([国土交通省][1])

最後に、原点群、処理後点群、出来形評価用データ、3次元設計データ、評価範囲、除外範囲、設定記録、ヒートマップ、集計結果を関連付けて保存します。第三者から端部の色について質問されたときに、どの点を、どの基準で、どの処理により評価したかを説明できる状態が完成形です。

まとめ 法面端部は削除ではなく評価条件を整える

法面端部の色飛びは、施工形状の差だけでなく、設計面の境界、評価範囲、較差の算出方向、点群密度、グリッド化、補間、TIN、色凡例によっても発生します。強い色が出た点を直ちに削除したり、除外幅や表示上限を見た目に合わせて変えたりすると、出来形評価の根拠が不明確になります。

最初に行うべきことは、対象工事の管理基準と管理項目を確定し、法肩・法尻の位置と端部除外条件を正しく設定することです。そのうえで、天端、法面、小段、平場の管理区分を整理し、標高較差または水平較差の定義に合う方法で計算します。

次に、適用要領に沿って出来形評価用データを作り、境界をまたぐグリッド化や、実測範囲外への外挿を避けます。最後に、規格値に対する固定凡例を使い、規格値内、規格値外、評価対象外、欠測を区別します。

この6設定を順番に確認すれば、法面端部に現れる処理上の見かけと、実際に確認すべき施工形状の差を切り分けやすくなります。出来形ヒートマップの目的は、色をきれいに整えることではありません。計測点と設計面の関係、評価条件、判断根拠を第三者が再確認できる状態にすることです。