モバイルスキャンの最新活用事例｜橋梁・道路・法面スキャンまで

はじめに

近年、スマートフォンなどの 「モバイルスキャン」 技術が土木分野で注目を集めています。モバイルスキャンとは、スマホのカメラやセンサーで現場を撮影し、高精度GNSS（RTK測位）と組み合わせて3次元点群データを取得する新しい測量手法です。従来は大型かつ高価なレーザースキャナーや専門技術が必要だった3Dスキャンも、今や スマホ＋RTK の手軽な機材で誰でも行えるようになりました。橋梁・道路・法面といった土木構造物の維持管理でも、モバイルスキャンによる効率化・高度化の事例が増えています。本記事では 橋梁点検、道路測量、法面管理へのモバイルスキャン最新活用事例 を紹介し、それぞれの測量手順や効果、従来手法との差異を具体的に解説します。さらにモバイルスキャンを支える スマホ＋RTK＋点群 の技術的仕組みと現場適応力にも触れ、記事の最後ではLRTKソリューションによる簡単な導入ステップをご紹介します。

スマホ＋RTKが実現する高精度モバイルスキャン技術

モバイルスキャンの核となるのは、スマートフォンの3D計測機能と RTK（リアルタイムキネマティック）測位 など最新の高精度測位技術の組み合わせです。近年のスマホには高性能カメラやLiDARセンサーが搭載され、専用アプリで周囲の構造物や地形をスキャンして点群データ化できます。例えばiPhoneのProモデルでは、LiDARで半径5m以内を瞬時にスキャンしたり、複数の写真からフォトグラメトリ（写真測量）で遠方の対象物まで3Dモデル化したりできます。しかしスマホ単体の測位精度は数メートルの誤差があるため、そのままでは点群に正確な位置座標を与えることができません。

そこで威力を発揮するのが RTK-GNSS によるセンチメートル級の測位です。スマホに外付けする小型RTK受信機（例えばLRTKデバイス）を用いれば、スマホでもリアルタイムに位置誤差数cm以下という測量級の精度を得られます。RTKは基地局からの補正情報を使う技術で、基地局電波が届かない山間部でも日本の準天頂衛星みちびきによる CLAS 信号を受信すれば同等の精度を維持できます。つまり通信圏内でも圏外でも、スマホが一貫して高精度な位置情報を取得できる仕組みです。この スマホ＋RTK の組み合わせにより、撮影した写真やLiDAR点群データに地球座標系の絶対座標を即時付与できるようになりました。その結果、現場で取得する点群が測量座標に直結し、後から標定点を使って位置合わせする必要がありません。誰でも簡単に 「絶対座標付きの点群データ」 を取得できる環境が整ったことで、モバイルスキャンは実務で使えるレベルの精度と信頼性を備えています。

さらにクラウド連携やアプリの自動処理機能も現場適応力を高めています。スマホで撮影したデータはその場でクラウドにアップロードでき、数分で高密度点群や3Dモデルが生成されます。取得データはクラウド上で距離・面積・体積の計測や設計データとの比較解析がワンクリックで可能です。高精度測位により 複数回のスキャンデータもピタリと重なる ため、広範囲を分割スキャンしても統合処理がシームレスです。場所を選ばず安定した測位とクラウド自動解析が利用できるため、山間部の法面から都市部の道路まで現場を問わずモバイルスキャンが適用可能になりました。こうした技術基盤の上に成り立つモバイルスキャン活用事例を、以下で橋梁・道路・法面ごとに見ていきましょう。

橋梁点検におけるモバイルスキャン活用 – 支承部・桁下の効率調査

社会インフラである橋梁の定期点検にも、モバイルスキャンが新風を吹き込んでいます。従来の橋梁点検では、高所作業車や足場を組んで橋桁の下部や支承部（橋の支える継手部分）を近接目視し、ひび割れ幅をスケールで測定するといった人力作業が中心でした。これらは多大な手間と時間を要し、高所での危険も伴います。モバイルスキャン導入後の橋梁点検 は、このプロセスを大きく変革します。例えばiPhoneとRTKを装着したLRTKデバイスを用い、橋梁の構造全体を下から撮影すれば、高精度座標付きの3D点群モデルを構築できます。スマホを手に橋の歩道や河川敷から桁下を見上げるように動画撮影し、必要に応じて橋脚周りをぐるりと撮影することで、支承部や桁裏など従来アクセス困難だった箇所も含めて 橋梁全体を点群データ化できます。取得した点群には写真画像も紐づくため、オフィスで3Dモデルを詳細に解析しながら 劣化箇所のひび割れやコンクリート剥離位置を特定 し、実寸大でその規模を把握することが可能です。

モバイルスキャンを活用した橋梁点検の手順は次のとおりです。まず橋の近傍にてスマホ＋RTKで測位を確立し、橋桁下や支承部を中心にスマホカメラで撮影・スキャンします。十分な写真が撮れたらクラウドで点群合成し、出来上がった 橋梁のデジタルツインモデル 上で点検を実施します。点群モデルは橋全体を網羅しているため、これまで見落としがちだった微小なクラックも見逃しません。床版下面のたわみ や支承部の変位もモデル上で計測でき、変状があれば数ミリ単位で検出できます。また点群データを時系列で保存しておけば、次回点検時に 過去モデルとの比較 が容易になり、ひび割れの進展具合や部材の歪み変化を定量的に追跡できます。これは長期的な橋梁の維持管理において非常に有用です。

こうした 橋梁モバイルスキャン の効果をまとめると以下のようになります。

• 高所・狭所の非接触点検: 支承部や桁下など近寄りにくい箇所も、安全な位置から遠隔計測できるため、作業車や足場の使用を大幅削減できます。

• 点検作業の効率化: ドローンやスマホによる短時間スキャンで現地調査が完了し、従来比で3～4割の工数削減事例もあります。点検員の現場滞在時間が減り、夜間作業や交通規制の短縮にもつながります。

• データによる精密診断: 点群＋写真の3Dモデル上でひび割れ寸法や部材の寸法を正確に測れるため、補修要否の判断が客観的エビデンスに基づいて行えます。人力では検出困難な微細損傷もデジタル記録に残り、診断の信頼性が向上します。

• 安全性と記録性の向上: 危険な高所作業を減らしつつ、橋梁全容を網羅したデータを蓄積できます。データは将来の補修計画や耐久性評価にも活用でき、デジタルアーカイブ として橋梁管理に貢献します。

このようにモバイルスキャンは橋梁点検の 安全・効率・精度 を飛躍的に高めるソリューションと言えます。

道路測量におけるモバイルスキャン活用 – 舗装出来形から縦断・幅員測定まで

道路工事の出来形管理や維持にもモバイルスキャンが活躍しています。従来、道路の舗装後に行う 出来形測定 では、スタッフが路面の厚みや平坦性を定点ごとに測定し、図面通り施工できたか確認していました。また道路の 縦断断面（勾配）確認や 車線幅員 の計測も、レベルや巻尺で要所を測って断面図・平面図上で評価するのが一般的でした。こうした手法では 測定箇所が限られる ため、全体の勾配変化や局所的な凹凸を把握しきれないリスクがあり、作業も広範囲に及ぶため時間と手間がかかっていました。

モバイルスキャンを道路に導入すれば、これらの課題は一挙に解決します。舗装が完了した直後に スマホ搭載の3Dスキャナ で路面をスキャンすれば、道路表面を余すところなく記録した点群データが得られます。例えば担当者が安全を確保した上で路肩を歩きながらスマホで路面を撮影すると、わずか数分で道路全幅・延長にわたる 舗装面の高密度点群 を取得できます。クラウド上でこの点群と設計の仕上がり面を重ね合わせれば、 出来形の過不足を色分け表示するヒートマップ を即座に作成可能です。設計高さとの差が±何cm以内かを全地点でチェックでき、規格外箇所があれば一目で判別できます。さらに点群データから任意地点の高さを読み取れるので、従来は水準測量で作成した 縦断図 もデータから自在に生成できます。実際の舗装勾配を連続的に追跡し、たとえば縦断方向に局所的な逆勾配（水溜まり箇所）が生じていないかなども解析できます。

車線幅の確認 も点群データ上で効率化できます。点群には路面のペイント（車線ライン）の位置も反映されるため、ソフト上で車線間の横距離を計測すれば各車線幅員を正確に算出できます。複数レーンのある道路でも、全区間にわたり車線幅が規定値どおりか一括で検証可能です。これにより、人が車道に立ち入って巻尺で測る従来手法に比べ 格段に安全 かつスピーディーに幅員チェックが完了します。

道路分野でのモバイルスキャン活用による利点も整理してみましょう。

• 出来形管理の精度向上: 点群データにより舗装面を面的に計測でき、設計との高低差をミリ単位でチェック可能です。従来見逃していた局所的な不陸や厚み不足も検知でき、品質を100%確認できます。

• 迅速な縦断・断面解析: 道路の縦断勾配や横断面を、後から点群データ上で好きな場所を切り出して分析できます。現場で追加測定せずとも必要な断面図が得られ、変化点や不陸の把握が容易です。

• 測定作業の省力化: 従来は多数の測点を人力で測っていた作業が、一度のスキャンで完了します。例えば4人×数日かかっていた出来形測量が、1人が数十分歩くだけで済むなど、大幅な時間短縮と人件費削減につながります。

• 安全性の向上: 道路上での作業時間を最小化でき、夜間や交通規制の負担が軽減されます。非接触計測により作業員の被曝リスクも減り、安全確保に寄与します。また取得データはクラウド共有できるため、現地立会いなしにオフィスで出来形検査を行うことも可能です。

このようにモバイルスキャンは道路舗装工事や維持管理において、品質管理の精度と効率、安全性 を格段に引き上げる有力な手法です。完成後の道路形状を丸ごとデジタル保存できるため、将来の改良設計や変状調査への活用といった二次効果も期待できます。

法面管理におけるモバイルスキャン活用 – 変状計測・土量算定とAR安全管理

急傾斜地や盛土の 法面（のりめん） 管理にもモバイルスキャンが威力を発揮しています。豪雨や地震の後など、法面の崩壊や変形の兆候を早期につかむことは重要ですが、従来は巡視目視や限られた監視機器による点的な計測が中心で、面的な把握は困難でした。また法面崩落時の土砂量（体積）を見積もるにも、発災前後の地形を測量して断面図比較する手間がかかりました。作業員の安全確保のため危険箇所へ不用意に近づかない配慮も必要で、従来手法では迅速かつ詳細な状況把握に限界がありました。

モバイルスキャンなら、こうした法面管理の課題を解決できます。災害発生前に法面を一度スキャンして 基準の点群データ を残しておけば、災害後に再度同じ箇所をスキャンするだけで 変状の有無と量を即座に比較判定 できます。例えば大雨後にスマホ＋RTKで法面表面をスキャンし、事前データと重ね合わせれば「どの範囲で土砂が崩落し、何立方メートルの土量が失われたか」を自動算出できます。従来は数日がかりだった土量算定も、点群データ差分から 数分で正確に計算 でき、復旧工法の立案や原因分析の資料として活用できます。また定期点検ごとに法面点群を蓄積すれば、年ごとのわずかな地形変化（隆起や沈下）まで追跡可能で、危険な変状の兆しを見逃しません。例えば斜面に新たなクラック（亀裂）が発生し徐々に拡大している場合も、点群＋写真データでその位置・長さを正確に把握でき、早期の補修判断につなげられます。

AR（拡張現実）技術 の活用も法面安全管理に有効です。モバイルスキャンで取得した法面点群や3Dモデルをスマホ上でAR表示すれば、デジタル情報を現地の風景に重ねて直感的に確認できます。例えば崩壊の恐れがあるエリアを点群解析で抽出し、その範囲を赤色のポリゴンでAR表示すれば、現場でスマホ越しに 立入禁止エリアを可視化 できます。作業員は画面に映る実際の法面上に危険区域が重畳表示されることで、どこまで近づくと危ないか一目で分かります。同様に、設計した法面補強アンカーの位置や長さをAR上に表示して施工精度をガイドする、といった応用も可能です。従来はベテランの勘に頼っていた安全管理も、点群データ＋ARにより 科学的根拠に基づく見える化 が実現し、ヒューマンエラーの防止と安全意識の向上が期待できます。

法面管理へのモバイルスキャン適用により得られる主なメリットは以下のとおりです。

• 変状の定量的モニタリング: 法面全体を定期的に3Dスキャンしておくことで、過去データとの微細な差異から変形の兆候を捉えられます。崩落前の膨らみやクラック拡大などを数cmレベルで検知し、予防保全に役立ちます。

• 土量計算の高速化・高精度化: 点群データの差分計算により、崩壊土砂量や切土・盛土量を迅速かつ正確に算定できます。人力断面法に比べ誤差が極小化し、大規模な法面工事でも短時間で出来高数量を把握可能です。

• ARによる安全対策の強化: 危険箇所や設計情報をARで現地に重ねて表示し、作業員が直感的に状況を把握できます。「危険区域への立入り防止」「補強位置のガイド表示」など、安全管理と施工管理を現場で融合でき、事故防止と作業効率アップにつながります。

• 記録と共有による継続管理: 法面点群データをクラウドに蓄積すれば、経年変化を一元管理できます。関係者間で3Dデータを共有しつつ、将来の補修計画立案や原因分析にも活用できる デジタルツイン 基盤となります。

以上のように、モバイルスキャンとARを組み合わせた手法は法面の 変状監視・災害対応・安全管理 に新たな価値を提供します。従来の経験と勘に頼る方法からデータ駆動型の管理へとパラダイムシフトを促し、現場の安全・安心に貢献します。

LRTKを活用した簡単モバイルスキャン導入ステップ

最後に、スマホとLRTKデバイスを使って 高精度3Dスキャンを行う手順 を簡単にご紹介します。専門知識がなくても、以下のステップで誰でもスムーズに運用を開始できます。

• 機器の準備: お手持ちのスマートフォン（対応するiPhoneまたはAndroid）に小型の LRTK RTK受信機 を装着します。デバイスの電源を入れ、Bluetoothまたは専用ケーブルでスマホと接続します。専用のLRTKアプリをインストールし起動したら、使用する測位モード（ネットワークRTKやCLASなど）を選択します。

• 高精度測位の確立: アプリ上でGNSS衛星の受信状況を確認し、補正情報を取得します。通信圏内ではインターネット経由でRTK補正サービスに接続し、圏外ではCLASモードに切り替えて衛星から直接補強信号を受信します。約30秒ほどでRTKの初期化が完了し、スマホ画面に現在位置がセンチメートル精度で表示されます。

• 現場のスキャン撮影: 測位が安定したら、計測したいエリアや構造物をスマホで撮影していきます。広範囲を測る場合は動画撮影モードでゆっくり歩きながら全体を記録します。構造物なら周囲を回り込むように複数角度から写真を撮影します。LRTKアプリは各写真に高精度座標と撮影角度を自動記録 していくため、ユーザーはカメラワークに集中するだけでOKです。撮影漏れがないよう画面に表示される取得範囲を確認しながら進めます。

• クラウドで点群生成: 撮影後、アプリ上からクラウドにデータをアップロードします。クラウドサーバー側で写真群やセンサー情報を解析し、高密度な点群データや3Dメッシュモデルを自動生成します。処理は数分程度で完了し、出来上がった点群がスマホにダウンロードされます。初めから全球座標で位置合わせされた点群のため、その場で即座に計測や図面比較に利用できます。

• 結果の確認・活用: スマホ画面上で生成された点群モデルを確認し、必要に応じて距離・面積・体積の計測や断面抽出を行います。例えば現場にいながら「設計との高さ差○cmを色表示でチェック」「任意の2点間距離を測定」といった解析が可能です。得られたデータはクラウド経由で関係者と共有したり、PCにダウンロードして詳細レポートを作成したりもできます。

以上わずか5ステップで、従来は専門技術者が担っていた精密な測量・3Dスキャン作業が完結します。スマホとLRTKさえあれば、高価で大型な専用機器を用意せずとも 数十万円レベルの手軽な投資 で現場のデジタル計測が始められます。測位から点群化・解析まで自動化されているため、現場担当者自ら短時間で出来形確認や変状調査が行えるのが大きな魅力です。これからの建設・土木現場では、スマホでできる簡単3Dスキャン が日常の光景となり、作業効率と品質管理の向上に寄与していくでしょう。あなたの現場でもぜひモバイルスキャン技術（LRTK導入）による現場DXを検討してみてはいかがでしょうか。