点群をもっと身近に！土木現場が変わるLRTK技術の力

土木現場における点群活用の意義と課題

土木工事の現場では近年、3次元の「点群データ」が注目されています。点群とは、レーザースキャナーや写真測量によって得られる無数の点の集合で、現場の地形や構造物を高密度にデジタル記録したデータです。従来の2次元図面や紙の記録とは異なり、点群データは高さや形状を含めた詳細な3D情報を提供するため、測量や出来形（できがた）管理、施工計画など様々な場面で活用が進んでいます。例えば、点群を使えば工事前後の地形変化を正確に把握でき、土量計算や出来形の確認も効率的に行えます。また、遠隔地から現場の3D状況を共有し、関係者全員が同じ情報をもとに協議できるようになるため、施工の精度や安全性の向上にも寄与します。

しかし、一方で点群活用には課題も存在します。一般的な3Dレーザースキャナーは高価で大型な機材が多く、専門のオペレーターが必要でした。また、取得される点群データは容量が非常に大きく、パソコンでの処理や管理に時間がかかるという問題もあります。さらに、現場で点群を扱うためには高度なソフトウェアやスキルが要求され、「データは貴重だが扱いづらい」という声も少なくありません。つまり、点群技術の有用性は認識されていても、従来は「機器が高価・専門的」「データ処理が大変」といったハードルがあり、日常の現場業務で気軽に使えるものではありませんでした。このような課題を解決し、点群をもっと身近な技術にすることが土木業界の大きなテーマになっています。

現場作業のどこで非効率が生じているか

では現在の土木現場では、具体的にどんな作業に非効率が潜んでいるのでしょうか。従来のやり方を振り返ると、いくつかの場面で無駄や手間が生じています。

• 測量作業の手間: 現場の高低差や構造物の位置を測るためには、従来トータルステーションやレベルといった測量機器を用い、複数人で作業することが一般的でした。重い機材を据えて測点ごとに読み取り、スタッフ同士で声を掛け合いながら位置出しをするため、時間と人手がかかります。また、地形断面を取る際には一定間隔でポールを立てて測る「横断測量」を行いますが、この方法だと詳細な形状把握に時間がかかり、取りこぼしも発生しがちです。

• データ共有の遅れ: 測量した結果や現場の写真などを関係者間で共有するのにも時間がかかることがあります。例えば、測量担当者が現場で得たデータは、事務所に戻ってパソコンに取り込み加工してからでないと他の部署と共有できません。紙の図面や写真をわざわざ持ち帰って整理し、メール送付や打ち合わせで確認するといったプロセスは、リアルタイム性に欠け非効率です。

• 出来形管理・検測の負担: 出来形管理とは、設計通りに施工できているかを確認する作業です。従来は完成した構造物の要所要所を巻尺やスタッフで測り、設計値との誤差をチェックしていました。この方法では点検箇所が限られる上、高所や危険箇所での計測は作業員の負担やリスクが大きくなります。また、記録も紙の帳票に手書きで行うケースが多く、後でデータ化する二度手間も発生します。

• 現場確認・調査の煩雑さ: 埋設物や既存構造物の位置確認も課題です。例えば地下に埋まっている管やケーブルの位置を把握する際、従来は埋設前に写真を撮ってCAD図面に起こすなど複雑な手順が必要でした。現地で「図面上ではこの辺りに管があるはずだが…」と勘を頼りに試掘するような非効率も発生しがちです。同様に、定期点検箇所の現場特定にも時間を要することがあり、「図面で示された地点を現場で探す」という無駄な動きが生じています。

以上のように、測量から情報共有、出来形管理や各種確認作業に至るまで、現場の様々なプロセスで無駄な手間やタイムラグが積み重なっているのが実情です。これらを解消するには、現場で即座に高精度のデータ計測・共有ができるしくみが求められています。

スマホ×LRTK技術による改善ポイント

こうした非効率を解決する切り札として登場したのが、スマートフォンとRTK測位技術を組み合わせた「LRTK」です。LRTK（エルアールティーケー）は、レフィクシア社が開発した超小型のRTK-GNSS受信機をスマホに取り付けて利用するシステムで、スマホがそのままセンチメートル級の精度を持つ万能測量機になるというものです。従来の課題を踏まえ、スマホ×LRTK技術は次のような改善ポイントを現場にもたらします。

• 持ち運びの容易さ（携帯性）: スマホ装着型のLRTKデバイスは非常に小型軽量で、ポケットに入れて常に携帯できるサイズです。重量はわずか125g程度でバッテリーも内蔵されており、煩雑な配線や重い三脚も不要です。これにより現場作業員それぞれが「1人1台」の測量ツールとして常時持ち歩き、必要なときにすぐ取り出して使うことができます。大掛かりな機材を運ぶ手間がなくなり、狭い現場や山間部でも機動的に測量が可能になります。

• 一人で完結する測量: スマホとLRTKがあれば単独作業で高精度測量が実現します。従来は2人1組で行っていた観測も、スマホ画面でリアルタイムに位置を確認しながら1人で測れるため、人員を割く必要がありません。例えば測量ポイントの読み取りや杭打ち（墨出し）もスマホ上のガイダンスに従って行えるため、人手不足の現場でも効率よく作業継続できます。誰かの手を煩わせることなく、思い立ったときにすぐ測るスタイルが可能になります。

• 即時クラウド共有: LRTKシステムでは取得した測位データや点群データをその場でクラウドにアップロードできます。専用アプリからボタン一つでLRTKクラウドに送信すれば、オフィスにいるスタッフも即座にウェブ上でデータを確認可能です。これにより、現場と事務所間で測量結果や現況をリアルタイムに共有し、離れた場所からでも指示や協議がスピーディーに行えます。USBメモリで持ち帰ったりメール添付する手間がなく、情報伝達のタイムラグを大幅に削減します。

• 高精度な撮影＋座標取得: スマホのカメラで対象物を撮影すると、自動的にその写真にRTK精度の位置座標タグを付与できます。例えば現場にある標識や埋設物を撮影すると、緯度・経度・高さの情報がセンチメートル単位で記録されます。これにより写真が単なる画像ではなく精密な測量情報となり、後でクラウド上で地図と一緒に閲覧したり、図面に直接取り込むことも可能です。紙にメモを取ったり位置を推測する必要がなく、現場の記録作業をデジタルに完結できます。

• AR活用による直感的確認: LRTKで取得した点群データは、スマホの画面を通じてその場でAR表示することが可能です。例えば埋設管をiPhoneでスキャンしておけば、埋め戻し後でも道路上からスマホ越しに地下の管の位置や深さを透視して見ることができます。特殊なARゴーグルや複雑なデータ変換をしなくても、現地のiPhoneひとつで計測から3Dモデル化、AR表示まで完結する手軽さが実現しました。図面や想像力に頼らず、直感的に現場状況を把握できるため、確認作業の精度とスピードが飛躍的に向上します。

• ユーザーフレンドリーな操作性: スマホアプリとして提供されるLRTKは、現場作業員が特別な研修なしでも使いこなせるよう設計されています。従来の測量機器に比べてインターフェースが分かりやすく、点群スキャンや測位の操作もボタンタップで直感的に行えます。実際に導入した現場では事前説明程度で作業員が次々と活用できているそうで、デジタル機器に不慣れな人でも扱いやすい点は重要なメリットです。誰でも扱えることで現場全体のICT活用度が上がり、属人化していた測量作業を組織全体でシェアできるようになります。

図1: スマートフォンに装着するLRTK Phoneデバイスの例。ポケットに収まる小型軽量サイズで、必要な時にすぐ取り出して測量や点群計測に利用できます。従来の専用測量機器と比べ携帯性に優れ、1人でも手軽に運用可能です。

以上のように、スマホ×LRTK技術は「誰でも・すぐに・高精度な」測量と点群活用を可能にします。高性能なGNSSとクラウド連携、そしてスマホのカメラやAR機能を組み合わせることで、今まで専門家や高価な機材に頼っていた作業を現場の人間が自前で行えるようになった点が革命的です。価格も従来の測量機器に比べると格段に手が届きやすく、コスト面のハードルも下がっています。では、この技術導入によって実際の現場業務はどのように変わるのでしょうか。

実際の現場の業務がどう変わるか

スマホLRTKを導入すると、土木現場の働き方には具体的にどんな変化が起こるのでしょうか。従来との比較で、現場業務フローが大きく様変わりするポイントを見てみます。

• 業務フローの簡素化・一体化: 従来は測量班がデータを取得し、事務所で解析してから現場監督者が判断を下す、といった分業と待ち時間が発生していました。LRTK導入後は、現場担当者自らがその場で計測・クラウド共有まで行い、オフィス側も即座にフィードバックできるため、測る→伝える→判断するのサイクルが一体化します。例えば、ある箇所の出来形を測ってクラウドに上げれば、数分後には事務所で上司が確認し指示を返すことが可能です。結果として、段取り待ちの時間が減りリアルタイムに近い施工管理が実現します。

• 測定・検査作業の時間短縮: 高速な点群計測と自動処理により、各種計測業務にかかる時間が劇的に短縮されます。例えば、法面の形状確認に従来半日かかっていたものが、スマホで数分スキャンするだけで完了するといった具合です。ある事例では、点群データを活用することで現場作業を約8時間効率化できたケースも報告されています。また、配筋検査ではiPad点群計測への切り替えにより従来比60%以上の省力化を達成した例もあります。このように、一つ一つの作業時間が短くなることで全体の工期短縮や作業の平準化にもつながっています。

• 人員配置の最適化・省力化: 測量や出来形管理を少人数でこなせるようになるため、人員の有効活用が可能になります。従来は測量のために他の作業を中断してチームを組む必要がありましたが、LRTKなら現場監督一人で測量が完結する場面も増えます。これによって、他の作業員は本来の施工業務に専念でき、現場全体の生産性が向上します。人件費の削減というよりは、少ない人数でも回る現場作りができる点で、今後深刻化する人手不足への対策としても有効です。さらに専門オペレーターへの依存が減ることで、技術の属人化を防ぎ組織全体でノウハウを共有できるようになります。

• 安全性の向上: 危険な場所での計測作業も非接触かつ短時間で終えられるため、現場の安全性が高まります。例えば、従来は高所作業車で人が上って測っていた橋桁の高さ確認も、下からスマホで点群スキャンすれば済みます。災害現場の調査でも、小型のLRTKなら大きな機材が搬入困難な場所でも持ち込めて被害状況を計測・共有できました。実際、2023年の能登半島地震では通信インフラが途絶した中でも圏外対応のLRTKが活躍し、小さな端末1台で被災状況の迅速な記録・共有に大きな威力を発揮しています。また、埋設管の位置をAR表示できることで「誤って管を掘り当ててしまう」といった事故リスクも減らせます。このように、人が危険に晒される機会を減らし、ミスによる事故を防止する効果は計り知れません。

• 品質・精度の向上: 点群データによる高精度な出来形管理は施工品質の底上げにもつながります。例えば、点群から得られた正確な3Dモデル上で勾配や寸法をチェックすれば、見落としや計算ミスが起きにくくなります。新旧設備の干渉チェックもデータ上で自動化でき、手戻りや不具合のリスク軽減が報告されています。現場で即座に計測→検証→修正というサイクルが回せるため、ミスが早期に発見・是正され、結果として出来栄えの確かさが増すのです。

このようにスマホLRTKは、現場業務の進め方そのものを変革します。測る・記録する・共有するといった一連の流れがデジタル化されシームレスにつながることで、これまで無駄に浪費していた時間と労力が大幅に削減されます。そして削減されたリソースをより付加価値の高い作業（施工の段取りや創意工夫、安全管理など）に振り向けられるようになるため、現場全体の生産性と安全水準が底上げされるのです。

ユーザー事例や定量的効果

実際に点群技術やLRTKを導入した現場からは、定量的な効果を示す報告も上がっています。いくつか具体的な事例や数字を見てみましょう。

• 橋梁工事の配筋検査の効率化: 橋梁の鉄筋が設計通り配置されているか検査する作業では、従来手作業と写真による方法では多大な時間と労力を要していました。そこでiPadによる点群計測を導入したところ、鉄筋の状態を3Dで可視化して自動でデータ処理できるようになり、検査作業の効率が飛躍的に向上しました。その結果、従来手法に比べて60%以上の省力化を実現しています。これは、点群データにより奥行方向の情報まで正確に取得でき、一度の計測で必要な検査情報が揃うことが効いた好例です。

• プラント改修工事での活用: 古い設備のリニューアル工事では、図面が残っていない現場での現況採寸に時間がかかり、安全面のリスクも伴っていました。新菱冷熱工業ではこれに対し3Dレーザースキャナーでの点群計測と専用ソフトによるモデリングを導入し、採寸作業時間を大幅に短縮しました。高所や高温部の計測も非接触で行えるため作業員の安全性が向上し、点群から精密な3Dモデルを作成して新旧設備の干渉を事前にチェックすることで、工事後の手戻りや不具合を減らす効果も得られました。この事例では、作業時間短縮と安全確保、品質向上を同時に達成しています。

• 埋設管工事でのAR活用: あるインフラ工事では、スマホLRTKで埋設中の配管を点群スキャンしクラウド保存する運用を試みました。その結果、埋設完了後でも誰でもスマホをかざすだけで地下の管の位置・深さを把握でき、後続工事での掘削時に経験や勘に頼らず確実に管を避けることが可能になりました。現場での管探しや図面作成の手間が省け、生産性向上や掘削ミス防止に大いに役立つと期待されています。さらに、この点群から自動生成された3Dメッシュモデル上で土量を算出したり寸法計測したりすることで、埋め戻し作業の効率化や資材手配の精度向上も実現しています。

• 災害現場での迅速な状況共有: 前述の能登半島地震のケースでは、通信圏外対応のLRTKが投入され、大きな機材を持ち込めない被災地でも測位と記録が可能となりました。基地局ダウンでネットが使えない状況でも、日本の測位衛星「みちびき」のCLAS信号を使ったRTKによりセンチメートル精度を確保し、被害状況を即座にデジタル記録しています。小型機ならではの機動力で余震下でも素早く安全に計測でき、得られたデータは後にクラウド経由で関係者に共有されました。災害対応という極限の現場で、LRTKが情報収集と共有のスピードを飛躍的に高めた実例と言えます。

以上の事例から、スマホ×点群技術の導入効果は定量面でも明確です。作業時間の短縮（最大で数十%〜大幅削減）、人員削減（1人作業化）、安全性の向上（高所作業の代替、誤掘削防止）といった成果が現場の声として挙がっています。ある現場監督者は「LRTKがあれば現場の記録用のメモ帳すら不要だ」と述べています。それほどまでに現場業務のデジタル化が進み、紙や従来機器に頼らない効率的なワークフローが実現できているのです。

スマホLRTKが今後の土木現場にもたらす可能性

スマホLRTKのような技術は、今後の土木現場にどんな可能性をもたらすでしょうか。最大のインパクトはやはり「点群データの普段使い化」です。これまで特別なシーンでしか使われなかった高精度3D計測が、現場の日常業務で当たり前に使われるようになると、現場管理の考え方そのものが変わってきます。例えば、施工管理者だけでなく作業員一人一人が自分のスマホで測量・記録・確認を行う未来が想像できます。レフィクシア社の高安代表も「1人1台の現場ツールを目指して開発している」と語っており、まさに現場スタッフ全員がポケットに測量機を持つ時代が現実味を帯びています。

将来的には、以下のような展開が期待できます。

• リアルタイム施工管理とデジタルツイン: 現場で常時取得される点群データをクラウド上で統合し、設計データと重ね合わせることで、リアルタイムのデジタルツインが構築できます。工事の進捗や出来形をデジタル空間に再現し、設計とのズレを即検知したり、遠隔地からVR的に現場状況を把握することも可能になるでしょう。スマホLRTKが現場を丸ごとスキャンするセンサー網の一翼を担い、施工管理の高度化に寄与します。

• 技術継承と人材育成: 直感的に使えるスマホ測量ツールは、ベテランの知恵と若手のデジタルスキルの橋渡しにもなります。経験豊富な技術者がLRTKで測量し、そのデータを若手が解析・活用することで、お互いの強みを活かした協働が生まれます。また、複雑な測量理論を一から教えなくとも現場で体感的に精度の高いデータ収集ができるため、新人教育のハードルも下がるでしょう。結果として、技術者不足の解消や技能承継にも貢献します。

• 行政DXや規格標準化への対応: 国土交通省が推進する*i-Construction*では3次元データ活用が重要テーマです。スマホLRTKは中小企業や地方自治体でも導入しやすい価格帯と手軽さから、業界全体のDX底上げに寄与すると期待されます。将来、検査書類や出来形図書は点群データ提出が標準になっていくかもしれませんが、そうした動きにも現場レベルからスムーズに適応できるでしょう。実際、LRTKで取得したデータは公共測量の座標系への対応や既存CAD・BIMソフトとの連携も考慮されており、標準化された情報基盤の中で活用できる素地が整いつつあります。

• さらなる機能拡張: スマホ自体の性能向上やIoT技術との融合で、LRTKも進化していくでしょう。例えば、将来的に施工機械にスマホLRTKを搭載し、自動で地盤高を検知して整地する、といったスマートマシンガイダンスへの応用も考えられます。あるいは、点群データをAI解析して施工不良をリアルタイムに検出するシステムも可能になるでしょう。スマホLRTKは現場DXプラットフォームの一端を担う存在として、今後も新たな価値創出が期待できます。

総じて、スマホLRTK技術は「現場を丸ごとデジタル化する力」を秘めています。点群データという強力な武器を誰もが扱える形で提供することで、土木現場の生産性・安全性・創造性は今までにないレベルに引き上げられるでしょう。これからの時代、点群技術は単なる測量の手段に留まらず、現場のコミュニケーションツールや意思決定ツールとしてますます重要な役割を担っていくはずです。その最前線に立つスマホLRTKの登場は、土木の世界に新風を吹き込み、現場の常識を変える大きな一歩と言えるでしょう。

現場のDXに関心のある方や、本記事で紹介したLRTK技術について詳しく知りたい方は、ぜひ[LRTK Phone公式サイト](https://www.lrtk.lefixea.com/lrtk-phone)もご覧ください。