iPhone スキャン活用事例｜出来形・体積

近年、iPhoneのLiDARスキャン（3Dスキャン）技術が土木・建設現場の出来形管理や土量・体積管理において注目を集めています。iPhoneを使った手軽な現場スキャンにより、施工後の地形や構造物を丸ごとデジタル計測し、設計図どおりに仕上がっているかを即座に確認できるようになりました。本記事では「iPhoneスキャン」と出来形・体積管理の親和性について、基本概念から具体的な活用シーン、現場の声、高精度化の最新動向まで詳しく紹介します。

出来形管理とは何か？土量・体積算出の重要性

まず、「出来形管理（できがたかんり）」とは、工事で出来上がった構造物や地形が設計どおりの形状・寸法になっているかを確認し、記録する施工管理のプロセスです。発注者（施主）が定めた出来形管理基準に対して、実際の仕上がりが許容誤差の範囲に収まっていることを測定データで証明する重要な作業でもあります。簡単に言えば、「図面どおりに施工できたか」をチェックし、問題があれば是正して品質を保証するのが出来形管理の目的です。特に土木工事など公共インフラの分野では、出来形管理の結果は検査合格や引き渡しの前提条件となるため非常に重視されます。

出来形管理においては土量・体積の算出も大きな意味を持ちます。例えば道路や造成の盛土・掘削では、所定の土砂量を確保または撤去できたかを正確に測る必要があります。土量は工事の進捗管理（出来高）や出来形の合否判定、さらには工事代金の算出にも直結するため、その算定精度がプロジェクトの公平性・経済性に影響します。従来、盛土の体積や掘削量は、工事前後の地形を測量して差分を計算するか、図面上での断面積と延長から手計算で求めていました。しかし点ごとの測定ではカバーしきれない誤差が蓄積しやすく、凹凸や余盛・掘り残しを見落として後から手戻りが発生するリスクもありました。特に大規模な土工では人力測定に限界があるため、より効率的で網羅的な体積計測手法が求められていたのです。

iPhoneスキャンの概要（LiDAR・フォトグラメトリと点群化）

スマートフォンを用いた現場計測が脚光を浴びる中でも、iPhoneは近年特に注目されています。その理由は、iPhone 12 Pro以降のモデルに搭載されたLiDAR（ライダー）センサーにより、高速な3Dスキャンが可能になったためです。LiDARとは赤外線レーザーを照射して対象物までの距離を測定する技術で、iPhoneでは約5m先までの距離データを取得できます。この深度センサーとカメラを組み合わせ、専用アプリ上で多数の測距点を合成することで、iPhone一台で周囲の環境を点群データ（Point Cloud）として記録できます。点群とはXYZ座標（場合によってはRGB色情報も含む）を持つ膨大な点の集まりで、現場の形状を写真のようにリアルな3Dモデルとして再現できるデータ形式です。

一方、LiDAR非搭載のiPhoneや、より広範囲・高精細な計測にはフォトグラメトリ（写真測量）と呼ばれる手法も活用されます。これは複数の写真画像から三次元形状を復元する技術で、ドローン空撮や一眼レフによる写真測量と同様の原理がスマホでも実現できます。専用アプリで動画を撮影し、クラウド上で画像解析して3Dモデル化することで、LiDARが届かない範囲でも点群を取得できます。LiDARはリアルタイムにその場で点群生成できる手軽さが魅力ですが、測定範囲が限定的です。フォトグラメトリは処理時間を要するものの、より広域や細部までカバーできる場合があります。状況に応じて両者を使い分けることで、iPhone一台から得られる3D計測データの可能性が広がります。

なお、iPhoneで取得した点群データには通常、絶対的な測位座標（緯度・経度・標高）は付加されません。そのため単体では設計図との照合や厳密な位置合わせに手間がかかる場合もあります。しかし近年、この課題はRTK-GNSS（リアルタイムキネマティック測位）との連携によって解決されつつあります。詳細は後述しますが、iPhoneスキャンに高精度測位を組み合わせることで、従来は高価な機器が必要だった正確な出来形計測をスマホで完結する道が開けています。

代表的なiPhoneスキャン活用シーン

続いて、iPhoneによる3Dスキャンが現場で具体的にどのように活用できるか、代表的なシーンを見てみましょう。出来形管理や土量算出に関して、以下のようなケースで効力を発揮します。

盛土工事の出来形測定（設計断面と点群比較、ヒートマップ）

道路や造成地の盛土工事では、盛り立てた土砂が設計通りの断面形状・高さになっているか確認する作業が欠かせません。従来は施工後にスタッフが盛土の上・下に回り込み、要所で高さを測って断面図と照合していました。iPhoneのLiDARスキャンを用いれば、盛土全体を短時間で面的に計測できます。取得した3D点群データを設計の3Dモデル（あるいは設計断面データ）と重ね合わせれば、仕上がりの状況を色分けしたヒートマップで直感的に把握可能です。凸部（設計より盛りすぎ）や凹部（盛り土不足）が一目瞭然となるため、検査前に不足箇所の追い込みや過剰盛土のカットを即座に是正できます。ヒートマップはそのまま出来形検査のエビデンス（証拠資料）として提出でき、発注者とのコミュニケーションも円滑になります。また、広範囲を歩いてスキャンするだけなので、人が立ち入るのが危険な急斜面でも最小限の立ち入りで測定可能となり、安全面の向上にもつながります。

掘削現場での土量算出（施工前後の点群差分）

土坑の掘削工事などでは、掘削土量の正確な算出が重要です。iPhoneを使えば掘削前後の現場をそれぞれスキャンし、得られた二つの点群データの差分から撤去土量（掘削量）を自動計算できます。例えば掘削開始前の地盤の点群と、掘削完了後の地形点群をクラウド上で重ねて比較することで、掘削範囲全体の体積差が即座に算出されます。従来は測量成果を事務所に持ち帰ってから土量計算を行っていたため、現場で即時に出来高を把握することは困難でした。スマホスキャンとクラウド解析を組み合わせれば、わずか数分〜数十分で体積算出まで完了し、その結果をその場で共有できます。 *iPhoneのLiDARスキャンを使って骨材（土砂）の山を計測し、体積を算出するARアプリ「GENBA-Scan」の画面例。点群から自動で体積（128.480立方メートル）や表面積が算出されている*

計測結果は数値だけでなく、3Dモデルとして保存・共有できるため、発注者や現場管理者への出来高報告も視覚的に行えるメリットがあります。実際、盛土や掘削の数量証明に点群データを活用すれば、従来の手計算と比べて格段に説得力のある説明資料となります。クラウド上で点群データから自動生成された体積レポートを共有すれば、離れた立場の関係者とも即座に情報を共有でき、認識のズレによるトラブルも防げるでしょう。

法面の体積・形状確認（3Dスキャン＋AR活用）

トンネル掘削や造成工事に伴って生じる法面（のりめん）でも、iPhoneスキャンが有効です。従来、法面の出来形を測るには斜面の上下に測量担当者が回り込み、何箇所も高さ・勾配を実測していました。これも点群スキャンを活用することで、斜面全体の形状を一度に記録できます。取得した点群を設計の法面モデルと突き合わせれば、こちらもヒートマップにより仕上がり状況を一望できます。さらにiPhoneやiPadのAR機能を使えば、設計上の法面ラインや勾配を書類上で確認するだけでなく、実際の現場映像に仮想の設計モデルを重ねて表示（ARシミュレーション）することも可能です。例えば法面の仕上がり具合をARで透視的に確認すれば、施工後の姿を関係者に直感的に示すことができますし、施工中であっても現在の掘削斜面に対して所定の勾配ラインまでどれくらい余裕があるか一目で把握できます。これにより切りすぎ・削り残しを防ぎ、出来形と設計とのズレをリアルタイムに修正していくことができます。ARによる重ね合わせ確認は将来の維持管理（変状モニタリング等）にも応用可能で、点群と組み合わせた現場確認の新しい形と言えるでしょう。

埋設物の記録と後施工との整合（AR透視で安全確保）

上下水道管やケーブルといった埋設物の施工においても、iPhoneスキャンは活用されています。地中に埋め戻してしまうと管やケーブルの位置・深さを後から直接確認することは困難です。そのため施工途中で埋設物の状況を記録しておくことが求められますが、iPhoneで開削中の配管をスキャンしておけば、管の通りや勾配、埋設深さを含めた3次元の記録が簡単に残せます。取得した地下埋設物の点群データはクラウド上に保存して「デジタル埋設図」として活用でき、必要に応じて図面や写真と紐付けて管理されます。

さらに数年後に別の工事でその場所を掘り返す際には、過去に取得した埋設管の点群を現場の位置座標に合わせ、スマホやタブレットの画面上でAR透視表示することが可能です。いわば「見えないはずの地下物が見える」状態となり、作業員は地中の管の存在を確認しながら安全に掘削できます。誤って既設管を損傷するといった事故リスクの低減に大きく寄与する技術であり、出来形管理で記録した点群データが将来的な安全管理にも役立つ好例と言えるでしょう。

建築基礎の出来形計測と3D報告資料作成

土木分野のみならず、建築工事の基礎コンクリートや躯体などの出来形計測にもiPhoneスキャンは応用できます。建物の基礎やピットを施工した際、その出来形（寸法・位置・形状）が設計図通りか確認するのは品質管理上不可欠です。従来は巻尺やレーザー距離計で要所の寸法を測り、図面値と照合していましたが、iPhoneで基礎全体をスキャンすれば、かぶり厚さやアンカーボルトの位置ズレといった細部まで一括して計測できます。得られた点群データ上で必要な寸法を任意に抽出できるため、あとから「やっぱりここも測っておけば良かった」という心配がありません。現場でその場に立ち会えない監督や設計者にとっても、3Dデータがクラウド共有されていれば遠隔から出来形を確認でき、判断を仰ぐことができます。

さらに、基礎コンクリートの出来形を点群で取得しておけば、そのデータをもとに3D報告資料を作成することも容易です。例えば点群データに色付けしてコンクリートの打設状況を示したり、断面図や平面図を任意の位置で切り出して図面化するといったことができます。発注者への出来形報告書も、テキストや2D写真だけでなく3Dモデル付きで提示すれば、検査時の説明がスムーズになるでしょう。最近ではこのような3Dスキャンデータを活用した電子納品や出来形報告を認める業務も増えてきており、iPhoneスキャンで取得した点群がそのままエビデンスとして役立っています。

点群データを使った体積証明と発注者説明（クラウド活用）

最後に、取得した点群データをクラウドサービスで活用するシーンです。iPhoneでスキャンした点群はスマホ上に保存するだけでなく、クラウドにアップロードして解析や共有を行うことができます。例えばLRTKのクラウドサービスでは、アップロードした現況点群と設計の3Dモデルや断面データを自動的に位置合わせし、設計との差分をヒートマップで表示するといった解析が可能です。これにより、オフィスに戻らなくても現場から即座に出来形の解析結果を得て関係者と共有できるようになります。大規模な盛土量の算出もクラウド上で自動化され、たとえば数百立米規模の土工でも不足・過剰の状況を現場で素早く把握できます。解析結果はウェブブラウザ経由で閲覧できるため、発注者や上層部も自席で最新の現場データを確認でき、説明のために現場担当者が奔走するといった手間も省けます。

クラウド活用の利点は、全員が同じデータをリアルタイムに共有できる点です。現場で取得した点群や写真・メモが即座にクラウド同期されれば、離れた支店や発注者とも常に情報が同期します。紙の図面や写真アルバムでは伝わりにくかった細部も、点群3Dモデルなら誰もが直感的に把握できます。出来形検査の事前打合せで点群を一緒に見ながら議論すれば、指摘事項の理解も早まり検査も円滑に進むでしょう。以上のように、クラウド上での点群データ活用は単なる保管にとどまらず、リアルタイムな協働ツールとして現場とオフィス、施工者と発注者を結ぶ架け橋となっています。

iPhoneスキャン活用がもたらす利点（精度・操作性・クラウド連携）

このように現場計測の様相を一変させつつあるiPhoneスキャンですが、その普及を後押ししている背景には技術的進歩だけでなく操作性や利便性の高さがあります。ここではiPhoneを用いた出来形・体積管理の主な利点を整理します。

• 計測精度と網羅性の向上: iPhoneのLiDARによる計測精度自体はレーザースキャナー専用機に及ばないものの、RTK-GNSSによる位置補正と組み合わせれば、公共事業の出来形管理基準（多くはセンチメートルオーダー）を十分満たす精度が得られます。実証では、RTKを用いて基準点測量を行った場合に1分間の観測で水平誤差8mmという結果も報告されています。また点群スキャンは「空間全体を丸ごと」計測するため、点測量では見逃しがちだった微小な凹凸も捉えられます。施工直後に表面全体を評価することで、後日の手戻りを未然に防ぎ、品質の均一性を確保できるようになりました。

• 誰でも扱える手軽さ: スマホでの3Dスキャンは直感的かつシンプルです。iPhoneをかざして歩くだけで高密度の点群が取得できるため、特別な技能がなくとも現場担当者自身で測量が行えます。実際、スマホ内蔵LiDARは毎秒数十万点ものポイントを取得しており、その間ユーザーはカメラで現場を撮影している感覚で操作できます。これまで測量班の到着を待っていた場面でも、手元のiPhoneですぐ計測対応できるため日常使いの道具として現場常備することも可能です。若手からベテランまで誰もが扱いやすいUIのアプリが多く、教育コストが小さい点も魅力です。

• 省力化とスピード: 人力で一つ一つ測っていた作業がデジタル計測で一括自動化されるため、出来形測定に要する人手と時間が大幅に削減されます。ある現場では「iPhoneスキャンにより実働5分以内で出来形計測が完了した」との報告もあります。また測定と同時に結果をその場で確認できるため、即時フィードバックによる迅速な施工管理が可能です。これにより、計測から是正・報告までのサイクルが短縮し、現場全体の生産性向上につながっています。

• クラウド連携と情報共有: iPhoneスキャンで取得したデータはそのままクラウドに自動アップロードできるアプリが増えており、現場とオフィス間でデータを即座に共有可能です。これにより、測量結果の整理や報告書作成のプロセスも効率化します。関係者全員が同じ最新データを閲覧できるため、認識の齟齬を減らし意思決定を迅速化できるメリットもあります。特に遠隔地の上司や発注者に対しても、クラウド上の3Dモデルを見せながら説明することで理解を得やすく、対話がスムーズになります。

• 低コストと既存機器との補完: スマホによる3D計測は、専用の3Dスキャナーや従来測量機器に比べて初期導入コストが格段に低い点も見逃せません。最新のiPhoneは安価ではありませんが、多目的に使える業務端末でもあるため、現場スタッフ全員に持たせても十分経済的です。一人一台の配備で、同時並行的に複数箇所の計測も可能になり、測量待ちによる工期ロスを削減できます。またiPhoneスキャンは従来の巻尺やレベル測量を完全に置き換えるものではなく補完する関係です。精度要求の高い局所的な測定（例えば重要構造物の変形計測やミリ単位の仕上がり確認など）には従来機器でクロスチェックしつつ、広範囲の概況把握や日常的な検測にはiPhoneスキャンを使うといった使い分けが効果的でしょう。

現場からの声：iPhoneスキャン導入の効果

実際にiPhoneスキャンを導入した現場では、どのような変化やメリットが感じられているのでしょうか。匿名の現場担当者の声をいくつかご紹介します。

_（※上記は架空の導入事例であり、実在の人物・団体とは関係ありません）_

LRTKと組み合わせた高精度かつ簡易なスマホ測量への展開

最後に、iPhoneスキャンをさらに進化させる新技術としてLRTKについて触れておきます。LRTK（エルアールティーケー）は、東京工業大学発のスタートアップ企業であるレフィクシア社が開発したソリューションで、スマートフォン＋RTK-GNSS＋クラウドによって誰でも高精度測量・出来形管理ができることを目指した製品です。中核となる「LRTK Phone」はiPhoneに装着する超小型のRTK-GNSS受信機で、重量約125g・厚さ13mm程度というコンパクトな筐体ながらセンチメートル級の測位精度を実現します。スマホとはBluetoothで接続し、内蔵バッテリーで約8時間駆動するため、現場でケーブルレス・単独で運用可能です。このデバイスを装着するだけで、普段使っているスマホがそのまま高精度測量機器に変身します。

LRTKシステムでは、スマホアプリ「LRTK」を使ってRTK-GNSSの補正情報をリアルタイムに取得しながら測位を行います。ネットワーク型RTK（Ntrip方式）に対応しており、基地局の電波が届くエリアでは水平±1〜2cm・鉛直±2〜3cmほどの精度でリアルタイム測位が可能です。携帯圏外の山間部などでも、日本の準天頂衛星「みちびき」による補強信号（CLAS）を直接受信して測位精度を維持できるため、トンネル内や災害現場でも威力を発揮します。要するに、RTKの精密測位とiPhoneの3Dスキャン能力を融合させることで、一人でも現場をセンチ精度で3D計測できる時代が現実のものとなりつつあるのです。

LRTKアプリは測位機能に加え、現場で必要とされる幅広い機能をオールインワンで備えています。単点の座標測定はもちろん、iPhoneのLiDARを組み合わせた点群スキャン計測、出来形確認のための面積・体積自動計算、墨出し（位置出し）サポートやARによる設計データの重畳表示など、その用途は多彩です。現場で取得した測位データや点群・写真はリアルタイムにクラウド同期されるため、離れたオフィスの担当者とも即座に情報共有できます。クラウド上では点群と3D設計モデルの自動位置合わせやヒートマップ解析も可能で、まさに1台のスマホ＋LRTKで測量から出来形検査まで完結する仕組みが提供されています。

さらに安心できる点として、LRTKによる出来形測定は国土交通省の「出来形管理要領（案）」に適合しており、公的基準と整合性が取れた手法になっています。従来法と同等の成果品が提出可能であるため、公共工事でも問題なく活用できます。価格面でも専用の測量機器に比べ導入しやすいレンジに設定されており、サブスクリプション型の利用プランによって初期コストを抑えることもできます。現場からは「いつでもポケットに入れて持ち歩け、必要な時にすぐ使える一人一台のツール」として高く評価する声も上がっており、既に各地のインフラ点検・施工管理で導入が進んでいます。

スマートフォン×計測テクノロジーによる施工管理のDXは、今まさに大きな潮流となっています。iPhoneスキャンを皮切りに、LRTKのような高精度かつ簡易なシステムを組み合わせれば、これまで数人がかりだった測量・出来形確認作業が一人で完結し、現場の効率と安全・品質は飛躍的に向上します。最新技術を上手に取り入れ、ぜひ皆さんの現場にもこの手軽さと精度を体感できるスマホ測量を導入してみてはいかがでしょうか。「iPhone×出来形・体積管理」という新たなソリューションが、施工管理の常識を変えつつあります。