中小企業向けICT施工導入ステップガイド：スマホを測量機に変える方法

ICT施工とは何か（公共仕様に基づく定義）

ICT施工とは、建設工事の生産プロセス全体でICT（情報通信技術）を活用する施工手法を指します。国土交通省は2016年からi-Construction政策の一環としてICT施工（特に土工分野）を推進してきました。その定義によれば、測量・設計・施工・出来形管理・検査のすべての段階で3次元データやICT機器を活用する工事をICT施工（別名「ICT土工」）と言います。

具体的には、ドローンや地上レーザースキャナーによる現況の3次元測量、3D設計データの作成と施工計画への活用、GNSS搭載のICT建設機械による自動施工、施工後の出来形を3D計測して電子納品を行う——といった一連の流れをデジタル技術で実施します。これにより従来工法に比べて測量や施工の効率化・精度向上、省力化を図れることが期待されています。ICT施工の取り組みは当初は土工事が中心でしたが、近年では舗装工事や法面工事、構造物工事などにも適用が拡大しつつあります。

ICT施工導入の準備と要件整理

ICT施工を導入するにあたっては、技術面と組織面の両方で十分な準備が必要です。以下の観点で社内の要件整理を行っておきましょう。

• 人材の育成・確保: ICT技術を扱える人材の育成または確保が重要です。自社の技術者に3次元測量やデータ処理の研修を受けさせたり、経験者を採用したりして、デジタル機器を現場で使いこなせる体制を整えます。また、現場ごとにICT担当者を決めて推進役に据えるとスムーズです。

• 機材・デバイスの準備: 導入するICT施工の範囲に応じて必要な機材を揃えます。例えば、スマホやタブレット端末とGNSS受信機、ドローン、3Dレーザースキャナー、対応ソフトウェア（測量アプリや3D設計ソフトなど）を検討します。自社の目的に合った機器を選定し、現場環境でも問題なく使えるか事前に確認しておきましょう。

• 社内体制と制度整備: デジタルデータを扱うための社内体制づくりも大切です。取得した点群データや設計データの管理方法を決め、クラウド等を活用して現場・事務所間で共有できる仕組みを用意します。また、発注者から提示される「ICT活用工事」要領・基準類に沿った成果品を作成できるよう、社内の品質管理ルールを整備しましょう。経営層が現場のICT化を支援し、社内全体でデジタル活用を促進する姿勢を示すことも重要です。

• 補助金・支援制度の活用: 中小企業がICT施工に取り組む際は、公的な補助制度を積極的に活用して初期投資負担を下げましょう。代表的なものに「ものづくり補助金」（設備導入費用の補助）や「IT導入補助金」（ソフトウェア導入費用の補助）があります。また、自治体によっては先端設備等導入計画の認定による固定資産税軽減や、低利融資制度なども用意されています。最新の支援策を調べ、条件に合えば申請してコスト負担の軽減に繋げることが賢明です。

スマホ測量の技術的仕組み

近年では、スマートフォンを活用した新しい測量手法が注目されています。従来のGNSS測量機やトータルステーションに比べて格段に手軽でありながら、工夫次第で高い測位精度と豊富な計測データを得ることが可能です。その中核となるのがGNSSのRTK技術とスマホの高度なセンサー群の組み合わせです。

GNSS+RTKによるセンチメートル測位: スマホに内蔵されたGPSなどのGNSSだけでは通常、5～10m程度の誤差が生じます。これでは測量には不十分ですが、RTK（Real Time Kinematic）という補正技術を使うことで誤差を数cmまで縮小できます。RTKとは、近くにある基準局と移動局（測量側）の2点で同時にGNSS観測を行い、基準局から送られる誤差補正情報を用いてリアルタイムに高精度な位置を算出する方式です。このRTK補正情報はインターネット経由のGNSS基準局ネットワークや、日本ではQZSS（みちびき）衛星からの補強信号などで得られます。最近ではスマートフォンに装着できる超小型のRTK-GNSS受信機（例：LRTK Phone）も登場しており、手持ちのスマホをそのままcm級精度の測量機器に変えることが可能になっています。

スマホによる3Dスキャン（点群計測）: スマホのカメラやLiDARセンサーを活用すれば、周囲の3次元形状をスキャンして点群データを取得することも容易です。特に最新のiPhoneなどに搭載されたLiDARは、数メートル先までの対象物を短時間で点群化できます。これにRTKによる高精度位置情報が組み合わされば、取得した点群に正確な地理座標を付与することができ、まさにスマホ一台で測量と3D記録を同時に行える状況が現実になっています。例えば、スマホをかざして掘削箇所の形状をスキャンすれば、その場で出来形の3Dモデルを記録できますし、取得した点群から体積を算出して埋戻し土量を見積もることも可能です。

アプリ活用とデータ共有: スマホ測量を支える専用アプリの存在も見逃せません。測位用のスマホアプリを使えば、ボタン一つでRTKによる測位を開始し、求めた座標値や点群データを自動でクラウドにアップロードできます。現場で取得した情報を即座に社内で共有し、オフィスのスタッフが確認・解析できるため、フィールドとオフィスの連携が飛躍的に高まります。また、スマホ画面上で3DモデルをAR表示し、設計データと現況を重ねて確認するような高度な機能も実現されています。このように、スマホ＋GNSS＋アプリ＋クラウドの組み合わせが、これまで別々の機器で行っていた測量・記録・共有を一体化し、「誰でもすぐに測れる」環境を作り出しています。

LRTKを軸にした段階的ICT導入ステップ

中小建設企業がICT施工を導入する際には、いきなりすべてをハイエンドな機器で揃えるのではなく、手軽なスマホ測量（LRTKなど）から段階的にステップアップする方法が現実的です。以下では、スマホを活用した測量技術を軸に、3段階でICT施工を浸透させていくステップを紹介します。

• 測量作業へのICT活用から開始: まずは現場の測量・計測業務にデジタル技術を取り入れることから始めます。従来は職人技に頼っていた丁張の設置や高さ測定なども、スマホ＋RTKによる電子的な位置出しで置き換えることが可能です。例えば、着工前に現場を歩いてスマホで要所の座標を測定すれば、短時間で基準点や地形データを取得できます。測った点は即座にクラウド上の地図にプロットされるため、後から事務所で図面化したり重機オペレーターと情報共有したりできます。こうしたスマホ測量の導入は比較的簡単でコストも低く、一人でも作業できるため、ICT施工の第一歩として最適です。

• 出来形管理への3D技術適用: 次のステップでは、施工後の出来形管理にスマホ測量を応用します。従来、盛土や掘削の完了後に測量班が来て形状を確認していましたが、スマホとLRTKがあれば施工直後に担当者自ら出来形を計測し、その場で設計データと合致しているか確認できます。スマホで取得した出来形の点群データや高さ情報は、図面と重ね合わせてずれを可視化することも可能です。不整合があれば即座に検出できるため、手戻り工事の防止や品質管理の精度向上につながります。また、記録した出来形データはクラウドで共有でき、離れた事務所の管理者もリアルタイムに確認・指示が行えます。3D技術を出来形管理に取り入れることで、検査や納品書類作成の時間も短縮され、施工管理サイクル全体のスピードアップが期待できます。

• 工程・数量管理のデジタル連携: 最終ステップでは、測量データを工程管理や数量管理へと活用範囲を広げます。現場で取得した3D測量データを使えば、施工の進捗を定量的に把握し、工程表と実績を照合することが容易になります。例えば、毎週スマホで現場の土量をスキャン計測してクラウドにアップすれば、出来高（出来形数量）の推移がデータで蓄積されます。そのデータを分析することで、予定工期に対する進捗遅れや余剰・不足の土量を早期に発見でき、工程の是正措置を前倒しで講じられます。また、出来形の点群から出来高数量を自動算出すれば、出来高報告や発注者への精算業務も簡便になります。このように、日々の測量データを工程・数量管理に結び付けることで、現場マネジメントが数字に基づく「見える化」へと進化します。最終的には、施工状況の把握から品質・出来形検査、工事数量の確定までデジタルに連携する体制が整い、ICT施工が社内に定着するでしょう。

他方式（TS、UAV、TLS）との技術比較と適用領域

ICT施工に用いられる測量・計測手段はスマホRTK以外にも様々あります。それぞれ特徴が異なるため、用途に応じた使い分けや組み合わせが重要です。主な手法を比較し、その適用領域を整理してみましょう。

• トータルステーション（TS）: 赤外線やレーザーを用いて角度と距離を測定する光学式の測量機器です。ミリ単位の高精度で点の座標を測れるため、建物の基準出しや細部の変位測定などに適しています。ただし測定には原則として反射プリズムを据える相手作業が必要で、見通しの確保も求められます。高精度ながら1点ずつの観測に時間がかかるため、広範囲を面的に測るには不向きです。

• UAV（ドローン測量）: 小型無人航空機にカメラやLiDARを搭載し、空中から現場全体を測量する手法です。短時間で広い範囲の地形を3次元データ化でき、土量計算や出来形の全体把握に威力を発揮します。写真測量の場合は数cm程度の精度が期待できますが、高精度に仕上げるには地上に既知点となる標定点を配置する必要があります。また、飛行には法規上の許可や操縦者の資格が必要で、天候や電波環境によっては作業が制約されます。

• TLS（地上型レーザースキャナー）: 三脚に据えたレーザー計測器から放つレーザービームで周囲の3D点群を取得する方式です。100m以上離れた対象でも数mmの精度で測定可能で、非常に高密度な点群データが得られます。トンネルやプラント設備の形状記録、変位計測など精密さが求められる用途に適しています。一方で機器自体の価格が高額で、1台でカバーできる範囲も限られるため、大規模な現場では複数地点からの計測とデータ統合が必要です。そのため、データ処理の負荷や専門オペレーターの確保も含めてコストと手間がかかります。

• スマホ＋RTK測量: 上記の技術に比べて簡易・安価でありながら、実用十分な精度と即時性を備えた手法です。広い空が見渡せる屋外環境であれば、スマホに取り付けたGNSS受信機で±数cmの測位が可能です。1人で端末を持って歩き回るだけで任意の点を観測でき、現場の「ついで測り」にも適しています。短時間に面的なデータ取得という点ではドローンに劣りますが、必要なときにすぐ細部を計測できるフットワークの軽さが強みです。高精度なTSやTLSとは用途が補完関係にあり、日常的な測量はスマホで手軽に行い、精密測定が必要な部分だけ他の機器でフォローするといった使い分けがコスト面でも有効です。

各手法にはこのような特徴があり、一長一短です。中小企業が最初に導入するなら、汎用性が高く費用対効果に優れるスマホ＋RTK測量から始めるのが現実的でしょう。必要に応じてドローンやTS等も組み合わせ、プロジェクトの規模や目的に応じた最適な技術選択を行うことがポイントです。

中小企業でも実現可能なローコストICT導入パターン

大型投資が難しい中小企業でも、工夫次第で低コストにICT施工を始めることができます。以下に、比較的ハードルの低い導入パターンの例を挙げます。

• スマホ＋小型GNSSデバイスで手軽に測量: 現在お持ちのスマートフォンに対応アプリとRTK-GNSS受信機を組み合わせ、安価に高精度測量環境を整えるパターンです。LRTKのような端末を用いれば初期投資を抑えつつ、従来は専門業者に委託していた測量を自社内でこなせるようになります。まず1セット導入して効果を検証し、順次台数を増やすことで「一人一台」の運用も夢ではありません。

• 必要に応じたドローン活用（レンタル・外注）: 広範囲の3D測量が必要な場面では、ドローンを自社保有せずともレンタルや外部サービスでスポット的に活用する手があります。月数回程度の飛行であれば、専門業者への委託や機体レンタルの方が購入より経済的です。社内にドローン操縦の技能がなくても、外注すれば最新の機材と技術で成果を得られます。無理に高額機材を買い揃えず、必要な時だけ利用する柔軟な姿勢がコスト削減に繋がります。

• フリーソフト・クラウドサービスの利用: 3次元設計や点群処理には高価なソフトウェアが必要…というイメージがありますが、最近では無料または低価格で使えるツールやクラウドサービスも増えています。例えば、点群データのビューアや簡易解析はフリーのソフトで十分可能ですし、図面作成や写真管理もクラウド型サービスを利用すれば初期費用をかけずに始められます。有料ソフトが必要な場合もサブスクリプション（月額課金）のプランを活用すれば、一度に大きな出費をせず段階導入できます。IT投資のコストを平準化・最小化する工夫も、ローコスト導入には欠かせません。

• 公的支援のフル活用: 前述の補助金や助成金、税制優遇をフルに活用することも重要です。補助金を活用できれば実質的な自己負担は半分以下になるケースもあります。例えば、総事業費数百万円のICT機器導入でも、ものづくり補助金で2/3が補助されれば負担は1/3で済みます。交付申請や書類作成には手間がかかりますが、中小企業の導入を後押しする制度は積極的に利用しましょう。

スマホを測量機に変える：LRTK活用事例と導入のすすめ

いま建設現場では、スマホをセンチメートル精度の測量機に変えるソリューションが現場実務者の間で静かに広まりつつあります。東京工業大学発のスタートアップが開発した「LRTK Phone」は、iPhoneに装着できる重さ125gほどのRTK-GNSS受信機です。これ一台で測位から点群計測、墨出し（位置出し）やAR表示までこなし、測定データは即座にクラウド共有できます。その性能と手軽さに対し価格は従来の測量機器の数分の一と非常に手頃であるため、「1人1台を現場に配備して生産性を上げたい」という声も出ています。実際、LRTKを導入した現場では、丁張の省略や写真記録の効率化などにより施工管理の負担が軽減したとの報告もあります。

さらに、このスマホ測量技術は非常時にも威力を発揮しています。2023年に発生した能登半島の地震災害では、通信圏外となった被災現場においてLRTK端末付きのiPhoneが活躍しました。携帯の電波が届かなくても、LRTKは日本の衛星測位システム（QZSS）の補強信号を受信してcm級測位を可能にします。そのため、重機や測量班を投入できない被災直後の現場でも、スマホだけで地形や被害状況を高精度に記録し、後に迅速に関係者と共有できました。大掛かりな機材を持ち込めない状況でも、手のひらサイズのデバイスが現場の「目」として機能したのです。

このような事例が示す通り、スマホを測量機に変える技術は中小企業でも手が届く実用段階に来ています。まずは身近なスマートフォンからICT施工の活用を始めてみませんか。小さな一歩かもしれませんが、その効果は現場の効率と精度の飛躍的な向上となって表れるでしょう。LRTKをはじめとする最新技術の導入によって、ぜひ「スマホを測量機に変える」体験を現場で実践してみてください。デジタルの力で、貴社の施工現場を次のステージへと進化させる絶好の機会です。