ICT施工データ活用の新常識：スマホ測位データで施工管理を高度化

ICT技術を活用した施工（いわゆるICT施工）が建設現場で広く普及しつつあります。国土交通省の*i-Construction*施策の推進により、設計から施工、出来形計測・検査までデジタルな3次元データを用いる流れが新たな標準になりつつあります。典型的なICT施工のデータフローは、「3D設計データの作成」→「ICT建機等による施工」→「3D出来形計測」→「電子納品・成果品作成」という順序です。このプロセス全体を通じて高精度な位置データが重要な役割を果たしますが、近年特に注目なのがスマートフォンから得られる測位データの活用です。スマホを用いた測位は手軽でありながら精度が飛躍的に向上しており、現場のデータ取得や施工管理に新常識をもたらそうとしています。本記事では、ICT施工の基本データフローを踏まえつつ、スマホ測位データの取得方法や活用法、クラウド連携、そしてその具体的な導入例について詳しく解説します。

ICT施工における3Dデータフローとスマホ測位データの役割

まず、ICT施工におけるデータ活用の全体像を簡潔に整理しておきましょう。従来の土木施工では2次元図面と現場測量が中心でしたが、ICT施工では以下のように3次元データが一貫して活用されます。

• 3次元設計データの作成: 初期段階で現況の3D測量（起工測量）を行い、それを基に設計者が3Dモデルやデジタル地形を作成します。設計面や設計断面がデータ化され、施工の基準となります。

• 施工段階でのICT活用: 重機オペレーションや丁張り作業にもICTが導入されます。例えば、3D設計データを搭載したICT建機（マシンガイダンス・マシンコントロール機械）により、自動または半自動で切土・盛土が行われます。また、施工管理者もタブレットやGPS機器で常時位置と設計を照合しながら工程を進めます。

• 出来形の3D計測: 施工完了後、または工程途中で、出来形（完成した地形や構造物）を3次元計測します。ドローン写真測量や地上型レーザースキャナー、あるいは後述するスマホによる測位・スキャンなどで、出来形形状を高密度に取得します。これにより、設計データとの差分や品質を確認する資料を作成します。

• 電子納品（デジタル成果品）: 計測データは専用ソフトで解析され、出来形管理図書やヒートマップ（設計との差分を色分けした図）、数量計算書などの成果品を電子的に作成します。発注者への納品はこれら電子データと、必要に応じて図面や点群データそのものの提出となります。発注者側も3Dデータで検査を行い、効率化が図られています。

この一連の流れにおいて、スマホ測位データは新たなデータ取得手段として活用が期待されています。従来は測量士がトータルステーションや高価なGNSS測量機を使っていた場面で、手元のスマートフォンを使って精度の高い位置情報を即座に取得できるようになってきました。例えば、出来形計測の補助として、現場技術者がスマホで気軽にポイントの高さや位置を測ったり、施工中に怪しい箇所をその場で確認したりといったことが可能です。スマホ測位データをデータフローに組み込む意義は、「誰もがいつでも位置データを取得・共有できる」点にあります。これにより、3D設計～出来形のサイクルをより頻繁かつ密接に回し、品質管理や進捗管理の精度をさらに高められるのです。では、スマートフォンで高精度の測位データを得るにはどのような方法があるのでしょうか。

スマホで高精度測位を実現する方法（GNSS-RTKの基礎）

スマートフォンの位置情報というと、「地図アプリで現在地が数メートルずれることがある」というイメージを持つ方も多いでしょう。従来のスマホ内蔵GPS（単独測位）では誤差が数m～十数m程度生じ、精度面で高度な施工管理には使えませんでした。そこで登場したのがGNSS-RTKと呼ばれる高精度測位技術です。RTK（リアルタイムキネマティック）測位では、基地局となる受信機から誤差補正情報を配信し、それをスマホ側（移動局）が取り込むことで、誤差を打ち消した高精度な測位を行います。具体的には、既知の座標に設置した基準局（ベースステーション）が算出する誤差を、スマホのGNSS受信機がリアルタイムに補正として適用し、自位置を決定します。その結果、通常のGPSでは数メートルあった誤差が約1～3cm程度まで縮小されます。わずか数センチの誤差であれば、土木工事の出来形管理にも十分応用できる精度です。

近年、このRTK測位をスマートフォンで手軽に利用できる環境が整ってきました。スマホ内部のGNSSチップも高性能化し、GPSだけでなくGLONASSやGalileo、みちびき（QZSS）など複数衛星を同時利用できるようになっています。また、L1に加えてL5帯など複数周波数に対応することで電離層誤差の除去精度が上がり、安定してセンチ級精度を得られます。ただし高精度なRTK測位には補正情報が不可欠であり、一般にはインターネット経由で配信されるネットワーク型RTKサービス（Ntripなど）や、あるいは日本のQZSS衛星による広域補強サービスCLASの利用が考えられます。スマホ単体ではなく、これら補正情報を受信できる専用デバイスをスマホに取り付けたり、対応アプリを用いたりすることで、現場でも簡単にRTKを実現できます。要するに、「通信回線や衛星からの補正データ + スマホGNSS」という組み合わせで、従来専門機器が必要だった高精度測位がスマホでも可能になったのです。

測位データの精度・頻度と対応フォーマット

スマホ測位データの精度は前述の通り、適切なRTK補正を使えば水平位置で数センチ、高度方向でも数cm～数十cm以内に収まります。これは現場の出来形検査基準（許容範囲）にも概ね合致するレベルであり、少なくとも中間チェックや経過観察には十分な精度です。ただし電波状況や周囲の環境によっては誤差が大きくなる場合もあるため、開けた場所で衛星を捕捉しやすい状況で使う、測位を平均化して安定値を得る、といった現場での工夫も大切です。それでも、ちょっとした確認測量に毎回測量機を持ち出すよりは、手元のスマホで即座にポイント測定できるメリットは計り知れません。

測位データ取得の頻度については、スマホアプリの操作次第で柔軟に調整できます。任意のタイミングでポイントごとに測位することもできますし、あるいは連続測位モードで一定間隔ごとにデータを記録することも可能です。一般的なGNSS受信では1秒間に1回程度の測位更新ですが、歩きながら1Hzでログを取れば、軌跡や地形の輪郭を連続的に記録することができます。要所では立ち止まって数秒間測位を平均化すればより高精度な点が取得できます。例えば、施工箇所の周囲をぐるりと歩いて測位ログを取れば、その範囲の平面形状をほぼ連続した点の集まり（簡易な点群データ）として記録できます。このように単点でも連続軌跡でも柔軟にデータ収集できるのがスマホ測位の利点です。

取得した位置データのフォーマット（データ形式）も重要です。現場で測っただけではなく、後で設計図や他のシステムと照合・連携するためには、汎用的なファイル形式で出力する必要があります。スマホ測位アプリやクラウドサービスでは、計測データを以下のような形式でエクスポートできるものがあります。

• GeoJSON: 緯度経度や高さなどを含む位置データをJSON形式で記述したものです。地理情報システム（GIS）やWeb地図で扱いやすく、測点を地図上にプロットして共有するのに適しています。

• CSV（コンマ区切りテキスト）: 座標値や時刻、属性情報などを表形式で保存したテキストデータです。表計算ソフトや各種解析ソフトで読み込みやすく、シンプルゆえに社内資料用の加工にも向いています。

• DXF: AutoCADなどCADソフトで利用できる図面データ形式です。測点や測線をDXFにしておけば、設計図面上に実測点をプロットして比較検討することができます。出来形図の追記やBIM/CIMモデルへの取り込みにも活用できます。

このほか、スマホで取得した点群データ（多数の測位点の集合体）を専用のLASやPLY形式で出力したり、写真画像と合わせてレポート形式でPDF出力したりと、用途に応じた形式を選べる場合もあります。重要なのは、スマホ測位データが既存の土木CADやGIS、BIMツールのワークフローにスムーズに取り込めることです。適切なフォーマット変換が可能であれば、スマホで測った現場データをそのまま設計3Dデータとの比較や出来形図書の作成に利用でき、業務のデジタル化・効率化に直結します。

スマホ測位データの施工管理への具体的活用例

それでは、実際にスマートフォンで取得した位置データを現場の施工管理でどのように役立てられるのか、具体例を見てみましょう。スマホ測位データの活用により、以下のような施工管理上の判断・作業が効率化・高度化できます。

• 出来形進捗の可視化: スマホで取得した出来形の測位点や簡易点群を、設計データと重ね合わせることで進捗状況を見える化できます。例えば、盛土工事であれば、定期的にスマホで地表面を測定し、その高さを設計の完成モデルと比較します。出来高が設計通り達成されたエリアを色分け表示（ヒートマップ化）すれば、どこまで施工が完了し、どこが未達成か一目瞭然です。従来は工事後に断面ごとの出来形を測っていましたが、スマホ測位を使えば施工中から頻繁に現況を3Dで把握でき、リアルタイムに進捗管理が可能となります。

• 異常の検出（品質チェック）: 施工途中で設計とのズレや異常を早期に検出できるのも大きなメリットです。スマホで随時測った位置データを基に、設計値との差が大きい部分を洗い出すことで、施工誤差や不具合を初期段階で発見できます。例えば、路盤整正中にある箇所の高さが設計より数cm低い/高いといったケースでも、スマホ測量データをヒートマップで確認すれば即座に把握できます。これにより、後日の検査で「一部だけ規格を満たしていない」と指摘されるリスクを減らせます。現場では熟練者のカンに頼っていた品質チェックも、データに基づいて定量的に判断できるようになります。

• 写真データとの位置紐付け: スマホはカメラを内蔵しているため、写真記録と測位情報を一体化して活用できます。具体的には、高精度な位置座標とともに現場写真を撮影・保存しておけば、「どの地点の写真か」を正確に後から再現できます。出来形管理では埋設物など後で見えなくなる部分の写真記録が重要ですが、スマホ測位によって写真ごとに緯度・経度・高さ、さらには撮影方向までセットで残せます。これにより、図面上で写真の撮影位置をプロットしたり、クラウド上の地図でクリックして該当箇所の写真を確認したりといったことが容易になります。写真と位置が紐付いていれば、離れた事務所にいながら「〇〇の配筋状況を現場写真で見たい」と思ったときに、地図から該当箇所を選ぶだけで確認できるのです。精度の低いスマホGPSでは写真の位置が曖昧でしたが、高精度化したことで写真帳作成や維持管理にも信頼性の高い資料を提供できます。

• 体積算出（盛土・掘削量の把握）: スマホ測位データは土量計算や体積算出にも役立ちます。例えば、ある盛土材料の山（盛土ヤード）の体積を知りたい場合、スマホを持って周囲を歩いてポイント群を取得し、簡易的な地形モデルを作成すれば体積を算出できます。従来は体積算定のために多くの断面を測ったり、時間をかけて点を拾ったりする必要がありましたが、スマホによる計測なら短時間で密度高く形状を記録できるため、精度よく体積を求められます。また、設計地盤高と現在の地盤高を比較して残土量や埋戻し量を即座に算出するといった使い方も可能です。「あと何立方メートル盛れば設計どおりになるか」「掘削しすぎていないか」などを現場でその場に確認できるため、土工計画の修正や搬出入管理にも役立ちます。スマホ測位データを活用することで、数量管理がスピーディーかつ容易になり、無駄やミスの削減につながります。

以上のように、スマホから得た高精度位置データは、進捗の把握から品質管理、記録作業、数量計算まで幅広く活用できます。現場担当者が日常的に使えるツールとして位置情報を扱えるようになることで、施工管理のスタイルが大きく変わり始めています。

スマホ測位データのクラウド共有とBIM/CIM連携

スマホで集めた測位データは、そのまま端末内に保存するだけでなく、クラウドサービスを通じて即時に共有・活用できる点でも大きな価値があります。専用アプリからワンタップでクラウドにアップロードできる仕組みを使えば、現場で測った情報をオフィスや発注者と即座に共有可能です。クラウド上にデータを集約することで、以下のような利点が得られます。

• 遠隔確認と現場支援: 現場の測位データがクラウドに上がれば、離れたオフィスにいる管理者や発注者も即座に進捗状況や測定結果を確認できます。例えば、現場技術者が午前中にスマホで測量した出来形データをクラウド共有すれば、午後には所長や設計者がオフィスのPCでそれを見てアドバイスを送る、といったリアルタイムな連携が可能です。これにより、現地に出向かなくても遠隔から適切な指示や判断が下せるようになり、意思決定のスピードが向上します。特に複数現場を掛け持ちする管理者にとって、遠隔地からの確認ができることは大きな負担軽減となります。また、クラウド越しにデータを見せれば発注者検査の事前打合せもスムーズになるでしょう。

• 時系列での変化把握: クラウドにデータを蓄積しておけば、時系列で現場の変化を追跡することも容易です。日々や週次でスマホ測位データをアップロードしておけば、クラウド上で過去から最新までのデータを重ねて表示し、施工の進捗や地形変化をアニメーションのように比較できます。例えば、ある箇所の盛土が毎回どれだけ高くなっているか、掘削がどこまで広がったか、といった時系列変化を視覚化できるのです。これにより、計画に対する進行の遅れや、予期せぬ地形変動（崩落や浸食など）も早期に発見できます。クラウド上の履歴データは、出来形管理のエビデンスとして後から参照したり、工事報告書に経過を示す資料として活用したりすることも可能です。

• 簡易なBIM/CIM連携: スマホで取得した位置データや点群データは、設計時のBIM/CIMモデルと組み合わせて活用することもできます。例えば、クラウドプラットフォーム上で設計3Dモデルと現況の測位データを重ね合わせて表示し、食い違いをチェックする、といった簡易連携が考えられます。専門的なBIMソフトに詳しくなくても、クラウド上でモデルを参照できるサービスであれば、スマホで計測した座標群をアップロードして設計モデルと比較できます。これにより、「設計モデル通りに施工が進んでいるか」を直感的に確認できるほか、もし設計変更が生じた場合も現地実測データをすぐモデルに反映して調整するといった対応が可能です。また、スマホで得た位置情報を基にAR機能で設計CIMモデルを現場に投影するといった応用も進んでいます。要するに、スマホ測位データがデジタルツインの一部として機能し、BIM/CIMと現場をつなぐ架け橋になっているのです。

さらに、クラウド共有されたデータは閲覧用の専用ソフトを必要としない形で提供できる場合もあります。ブラウザ経由で地図や点群を表示し、権限を与えれば発注者や関係者も自分のPCで確認できるようにするなど、データ共有のハードルが下がっている点も見逃せません。これからの施工管理は、スマホで集めた現場データをクラウドに乗せ、関係者全員で共有・利活用する時代へと進んでいくでしょう。

スマホ高精度測位の実装例：LRTKによる効率化とその効果

最後に、スマホによる高精度測位を現場で実現する具体的なソリューションとして、LRTK（エルアールティーケー）の事例をご紹介します。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ホ装着型のRTK-GNSSシステムで、iPhoneなどに専用デバイスを取り付けることでスマートフォンをセンチメートル級測位が可能な万能測量機に変えるものです。ポケットに入る小型端末をスマホに装着し、専用アプリを起動するだけで、高精度な位置測定から点群スキャン、測量用の杭打ち誘導、さらにはARによる設計データの投影まで幅広い機能を実現します。取得したデータはワンタッチでクラウド同期され、先述のような遠隔共有や解析もすぐ行えます。

LRTK導入の大きなメリットは、その手軽さとコストパフォーマンスの良さにあります。専用の高精度GNSS機器やレーザースキャナーを揃えようとすると数百万円単位の投資になることもありますが、LRTKであれば数十万円程度の費用でスマホを高精度測位対応にグレードアップできます。現場技術者一人ひとりが自前の精密測量ツールを持つイメージで、「1人1台」の運用が現実的になるのです。実際にLRTKを使えば、これまで測量の専門班に依頼していた作業を自分たちで素早くこなせるようになり、大幅な生産性向上が期待できます。また、LRTKは日本のQZSS（みちびき）による衛星補強信号（CLAS）にも対応しており、山間部や通信圏外の現場でも安定してセンチ級測位が可能です。バッテリー内蔵で現場の持ち回りも容易なため、必要なときにすぐ取り出して測れる機動力も現場では好評です。

このように、LRTKのようなスマホ高精度測位ソリューションを導入すれば、ICT施工のデータフローにおける位置情報活用が一層身近になります。設計から施工、検査まで一貫したデジタル管理を行う上で、スマホ測位データの有効活用は今後の新常識となっていくでしょう。もし「自社でもスマホを使って出来形管理を効率化したい」「高精度測位に興味があるが予算が心配」という場合でも、比較的手頃なコストで始められるLRTKのような選択肢があります。ぜひ最新の技術を積極的に取り入れ、スマホ測位データ活用による施工管理の高度化にチャレンジしてみてください。現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）は、身近なスマホから着実に進み始めています。