“紙と写真”にさようなら｜点群で施工管理はここまで変わる！

はじめに

建設現場の施工管理はこれまで紙の図面と工事写真帳（アルバム）に頼るのが当たり前でした。しかし今、現場ではそれら“紙と写真”にさようならを告げる変革が起きつつあります。国土交通省のi-Construction推進なども後押しし、3次元の点群データ（ポイントクラウド）を活用した新しい施工管理手法が普及し始めているのです。点群データとは何か、従来の管理手法と何が違うのか、導入によって現場管理がどう変わるのか、本記事では初心者にもわかりやすく解説します。また実際の導入事例や得られた効果、導入時のポイント、さらに今後の展望（クラウド連携やBIM/CIM統合、AI活用）についても紹介します。現場監督やICT担当者から経営層、技術初心者まで、誰もが理解できる内容となっています。紙図面や写真帳に煩わしさを感じている方は、ぜひ最後までお読みください。

点群データとは何か？写真・図面との違い

点群データ（ポイントクラウド）とは、レーザースキャナーや写真測量（フォトグラメトリ）によって取得される無数の「点」の集まりで表現された3次元データのことです。各点には位置を示すX・Y・Zの座標値（場合によっては色の情報も）が含まれ、まるで現実そのものを精密にコピーしたような立体モデルをコンピュータ上に再現できます。一見すると点の集合体なので写真より粗く見えるかもしれませんが、点群はそれ自体が測量データであり、現実の形状をありのまま詳細に記録している点が最大の特徴です。写真は見た目こそリアルでも寸法や位置の情報を持たず、図面も人が測った一部の点や寸法から起こした概略に過ぎません。複雑な形状では図面だけで再現しきれない部分も多いですが、点群データなら現場の形を丸ごとデジタル保存できるのです。

要するに点群は、「計測できる3D写真」のようなものです。例えば建物や地形を点群化すると、何百万もの点が表面を覆い、360度どの角度からでも観察できます。紙の図面や平面写真では把握しづらい高低差や奥行き、複雑な曲面形状も、点群なら一目瞭然です。しかも各点に実座標が付いているため、後から距離や面積を測ったり、断面図を切り出したりといった解析も自在に行えます。まさに現場を丸ごとデータ化して手元に持ち帰るイメージです。

近年こうした点群技術が注目される背景には、レーザースキャナーやドローンなど機器の低価格化・高性能化と、データ処理技術の進歩があります。以前は特殊で高価だった3D計測が、今や手頃な機材で誰でも扱える時代になりました。それに伴い、土木・建設分野でも点群データの利活用が一気に広がっています。次章では、従来の紙図面・写真による管理と比べて具体的に何が便利になるのか、課題点を交えながら見ていきましょう。

従来の紙図面・写真管理の課題

点群導入の効果を理解するため、まずは従来の施工管理が抱えていた課題を整理します。紙の図面と工事写真を使った従来手法では、以下のような問題が指摘されてきました。

• 現場記録が部分的で漏れがち: 従来の出来形管理では、現場スタッフがメジャーや測量機で要所要所の寸法を測り、紙の図面と照合して品質確認を行っていました。しかし人手で測れる点は限られるため、どうしても記録が部分的になり、細部の把握や記録漏れのリスクがありました。また工事写真も撮影した断片的な視点の2D情報しか残りません。例えば埋設配管工事では、埋め戻し前に配管の写真撮影と主要寸法のメモ程度しか記録が残せず、後で正確な位置や形状を把握するのは困難でした。完成後に地中に隠れてしまう情報は、従来法では「見えないがゆえの管理の盲点」になりがちだったのです。

• 比較や変化の把握が困難: 紙の資料では過去との比較が容易でない点も課題でした。例えば工事の進捗や出来形の変化を把握するにも、以前の写真や測定データと見比べるのは手間がかかり、主観的な判断に頼らざるを得ませんでした。図面同士を重ね合わせることもできないため、地形や構造物の経年変化を定量的に捉えるのも難しい状況です。結果として、「変化を見逃す」リスクが常に伴っていました。

• 記録や報告に手間と時間がかかる: 写真整理や報告書作成における負担も大きな課題でした。工事写真は撮影日ごと・箇所ごとに台紙に貼り付けたりファイリングしたりと膨大な手間がかかります。紙の図面も変更箇所に赤線で追記するなど煩雑な作業が必要でした。出来形数量の算出では、工事前後の地盤高を一定間隔で測って横断図を起こし平均断面法で土量を計算するのが一般的でしたが、この方法だと多数の測点での現地測量と図面作図が必要で非常に時間がかかりました。測点間の細かな起伏を拾いきれず誤差が出るケースもあり、手計算や作図作業に人的ミスのリスクもありました。

• 迅速な意思決定が難しい: 紙ベースの情報ではリアルタイムな状況把握が難しく、施工中に問題が発覚しても対策が後手に回りがちでした。特にコンクリート打設後や埋戻し前など一度きりのタイミングでは、短時間で必要な計測・確認を終えなければなりません。従来手法ではその場で断面形状の不足や超過を即座に判断するのは困難で、後日図面を確認してから手直し工事…といった非効率も生じていました。

以上のように、紙の図面と写真帳に頼った施工管理には煩雑さや見落としのリスク、スピードの限界があったのです。では、点群データを導入するとこれらの課題がどう解決されるのでしょうか？次のセクションで詳しく見てみましょう。

点群導入による施工管理の変化

出来形管理：**高精度な品質チェックと省力化**

出来形管理とは、施工した構造物や地形の出来栄えが設計どおりか確認し品質を保証する工程です。点群導入により、この出来形管理が劇的に変わります。まず、品質確認の精度が飛躍的に向上します。従来は限られたポイントしか測れませんでしたが、点群データなら構造物全体をミリ単位まで網羅的に計測可能です。例えばコンクリート構造物をスキャンすれば、表面のごく細かな凹凸まで記録され、設計モデルとの差異を自動色分け表示することで微小な寸法ズレも見逃しません。人間の目や手作業測定では見落としていたズレも、点群なら一目で検出できるのです。

加えて、作業の効率化・省力化も大きなメリットです。3Dレーザースキャナーやドローンによる写真測量を使えば、広い範囲を短時間で一度にスキャンでき、従来は多数の人手と日数を要した出来形測定が劇的に効率化されます。取得した点群から寸法チェックや合否判定を自動で行うことも可能で、手計測や図面への記録作業が減り検査業務の負担も軽減します。実際、ある大手建設会社の事例では従来4人で7日間かかった土量出来形の測量・計算作業が、ドローン空撮写真の点群化によって2人で1日で完了したと報告されています。人手と日数を大幅削減しても精度は従来法と遜色なく誤差約1%以内に収まったとのことで、作業時間と労力の劇的な削減が実現しています。

また点群を使うことで、出来形記録の信頼性と活用幅も向上します。点群データはデジタル形式で保存できるため、完成時の形状そのものを将来まで残せます。後からパソコン上で自由に視点を変えて確認したり、必要な断面図を切り出すことも容易です。紙の写真台帳では平面的にしか残せなかった情報も、点群なら立体データとして証拠資料にできます。出来形管理の書類や報告書に点群モデルをそのまま添付すれば、紙の写真帳より信頼性の高い記録として活用可能です。発注者（施主）にとっても、紙の図面では見えない細部まで点群データから確認でき、出来栄えを立体的に検証できるため安心感が高まります。

さらに、副次的な効果として安全性の向上も見逃せません。レーザースキャンは非接触で計測できるので、人が立ち入れない危険箇所でも遠隔から安全に出来形を取得できます。例えば橋脚の高所や急斜面上の構造物でも、足場をかけずにスキャン可能です。測定時のリスクが減ることで、作業員の安全確保にもつながります。後述するように、点群導入は精度・効率・安全すべての面で従来手法を上回る新常識になりつつあります。

進捗管理：**現場状況の3D“見える化”**

工事の進捗確認にも点群データは威力を発揮します。従来は工程ごとに現場写真を撮ったり口頭報告を受けたりして進捗を把握していましたが、点群を使えば現場全体を定期的に3D記録して施工の進み具合を立体的に捉えることができます。例えば大規模な造成工事では、週1回ドローンで現場を空撮し点群化することで、土工事の進捗（土量の増減）を定量的に計測できます。前回スキャン時からどれだけ掘削・盛土が進んだかを差分計算すれば、一目で全体の進捗率がわかるのです。従来は現場監督の経験や感覚に頼っていた部分も、点群データに基づく数値で客観的に把握できます。

点群活用による進捗管理のメリットは、リアルタイム性と情報共有にもあります。最近のソフトウェアやクラウドサービスは現場でスキャンした点群データを即座に処理・共有できるものが多く、オフィスにいながらでも最新の現場状況を把握可能です。実際に株式会社大林組の事例では、ドローンで取得した点群を現場で即座に解析し、施工の進捗を即時に把握して迅速な対応判断ができたと報告されています。日々刻々と変化する現場ではタイムリーな進捗把握が重要ですが、点群＋クラウドなら担当者が現地に赴かなくてもデータ上で状況を把握し、的確な指示を出せるようになります。

さらに点群の3Dモデルは、進捗状況の社内外共有ツールとしても優れています。平面図や写真では伝わりにくい現場全体の様子も、点群から生成した3Dビュー画像や動画を使えば直感的に共有可能です。例えば遠方にいる発注者や設計者に対しても、クラウド上の点群モデルを見てもらえば「今どこまで工事が進んでいるか」を一目瞭然で共有できます。ある現場ではスマホのLiDARスキャンで取得した点群や360度写真をクラウドに集約し、本社オフィスからVR空間上で仮想現場を巡回する試みも行われました。その結果、担当者は現地に行かずとも施工状況を把握でき、移動時間の削減につながったといいます。このように点群データは現場の進捗を“見える化”し、関係者間のコミュニケーション円滑化と意思決定のスピードアップに寄与します。

安全管理：**非接触計測でリスク低減**

建設現場の安全管理にも点群技術が活用されています。従来、危険個所の計測や巡視は作業員が直接現地に入り行っていたため、常に転落や重機との接触などリスクが伴いました。点群を使えばレーザーやドローンによる非接触での遠隔計測が可能なため、危険エリアでの作業を大幅に減らすことができます。たとえば、崩落の恐れがある法面や水深のある河川工事でも、人が近づかずに安全に地形を記録できます。株式会社愛媛建設コンサルタントの例では、地上レーザースキャナーとUAVを併用してデータ取得を行い、危険な現場への立ち入りを最小限に抑えて安全かつ効率的な作業を実現しています。

また、点群データによる安全記録という観点も注目されています。例えば大規模足場や重機周辺の状況を点群スキャンしておけば、後から「当時どこに何があったか」を立体的に検証できます。万一事故が起きた際も、点群記録があれば現場の状況を詳細に再現して原因分析に役立てることが可能です。最近では災害対応でも点群が活用されており、崩落現場を緊急計測して被災前後の地形を比較し崩壊土量を正確に推定するといった使い方もされています。このように、点群は「安全をデータで守る」新たなツールとしても期待されているのです。

写真・図面の“不要化”：**施工記録のデジタルシフト**

 *点群データから自動生成された道路の図面例（TREND-POINTの画面）。複雑な道路形状も3Dスキャンから正確に図面化できる*。

点群導入のインパクトとして特筆すべきは、紙の写真帳や図面の大幅な削減です。前述のとおり点群データ自体が高精度な出来形記録になるため、従来は大量の写真や紙図面で残していた情報をデジタルデータで一括管理できるようになります。例えば出来形管理では、点群データをそのまま納品物の一部として提出し、従来の写真帳や測定記録表に代わる「3次元出来形データ」として扱う動きが出てきました。発注者側も3Dデータを受け取れば、紙では把握できなかった細部まで確認できるため、図面と写真だけの報告よりも安心できるというメリットがあります。実際に国土交通省でも要領を整備し、ICT活用工事では点群データを出来形管理の書類として認める動きがあります（出来形管理要領（案）など）。

さらに、点群データは図面作成や書類作成自動化にも寄与します。専用の点群処理ソフトを使えば、点群から任意の断面を切り出してCAD図面化したり、地形の等高線図を自動生成したりすることが可能です。例えば法面工事では、完成した法面の点群から縦横断図を即座に作成して出来形図書に添付するといったことも容易です。従来は手作業で描いていた図面がワンクリックで得られるイメージであり、図面作成の時間を大幅に短縮できます。上の画像は、道路の点群計測データから平面図を起こした事例ですが、このように複雑な線形も自動で正確に図化できるのです。

報告書作りにも点群は威力を発揮します。例えばコンクリート構造物のひび割れ調査では、文章や2次元写真だけでなく点群化した3Dモデル上にひび割れ位置を色分け表示すれば一目瞭然です。関係者全員が3Dモデルをぐるぐる回して確認できる3D PDF形式の報告書も登場しており、施工内容を立体的に振り返る使い方もされています。このように点群を活用すれば、煩雑だった写真整理・図面作成の手間を減らしつつ、より直感的で分かりやすい記録資料を作成できるようになります。まさに施工管理のペーパーレス化・デジタルシフトが現実のものとなりつつあるのです。

実際の導入事例と効果

ここまで述べた点群活用のメリットは、実際の現場でどのような成果を上げているのでしょうか。国内の事例から、いくつか導入効果を見てみます。

• 大林組（ゼネコン） – ドローン写真測量×点群による出来形管理: 大手ゼネコンの株式会社大林組では、UAV（ドローン）で空撮した写真を点群化して土量計算や出来形管理に活用する手法を採用しました。従来は4人×7日かかっていた大規模造成工事の土量測定が、点群導入後は2人×1日で完了し、労務と時間を大幅に削減できました。また現場で点群データをリアルタイム処理できるようになり、施工状況を即座に把握して迅速な意思決定が可能になったと報告されています。点群技術により工期短縮とコスト削減、そして情報共有の迅速化が実現した好例と言えるでしょう。

• ジオテクニカル株式会社（測量会社） – 3D点群計測×クラウド共有: 測量業のジオテクニカル社では、MMS（移動計測システム）や地上レーザースキャナーを駆使して高精度の3D点群を取得し、福井コンピュータ社の「TREND-POINT」を活用して詳細解析を行っています。その成果として、従来は現地踏査が必要だった道路台帳の更新業務などで効率化と精度向上を達成しました。また点群データを基にしたコンサルティングサービスを新たに提供し、事業領域の拡大にもつなげています。注目すべきは、クラウドサービスを利用したデータ共有とリモート協議により遠隔でも迅速に合議・意思決定できる体制を整え、業務効率が格段に向上した点です。このように点群＋クラウド活用は、新たなサービス創出や働き方改革にも寄与しています。

• 愛媛建設コンサルタント（建設コンサル） – 点群データ×住民説明・安全管理: 愛媛建設コンサルタント社では、測量・設計・地質調査に点群データと「TREND-POINT」を活用し、各業務の精度を飛躍的に向上させています。特に道路計画の住民説明会では、従来の平面図に代えて点群から作成した3Dモデルを用いて視覚的に説明することで、非専門家の住民にもプロジェクトの全体像が直感的に伝わり理解が深まったといいます。この取り組みにより合意形成がスムーズになり、説明に要する時間も短縮されました。また、地上レーザーとUAVを組み合わせた計測によって危険な現場への立ち入りを極力減らし、安全かつ効率的な作業を可能にしています。点群導入がコミュニケーション面や安全面でも大きな効果を上げた好例と言えるでしょう。

これらの事例から、点群技術の導入によって時間短縮・省力化（効率化）、品質向上（精度向上）、安全性向上、さらには新たな価値創出（サービス展開や合意形成支援）など多方面の効果が得られていることが分かります。単に現場の負担軽減に留まらず、ビジネスモデルやコミュニケーションの革新にもつながっている点が注目されます。

点群技術導入のポイントと注意点

メリットの大きい点群技術ですが、導入にあたって検討すべきポイントもいくつかあります。機器やソフトの準備から人材育成、コストまで、事前にしっかり計画しておくことが成功のカギです。

• 計測機器の選定: 一口に点群計測といっても手法はいくつかあります。代表的なのは据置型の3Dレーザースキャナーと、ドローンや一眼カメラを使った写真測量（フォトグラメトリ）です。レーザースキャナーはミリ精度の高密度点群が得られますが、機器が高価で操作に専門知識を要します。一方ドローン写真測量は広範囲を短時間でカバーできコストも比較的低いですが、精度は数cm程度になります。現場の規模や要求精度に応じて適切な手法と機材を選ぶことが重要です。また最近ではiPadやiPhoneのようにLiDARセンサー搭載のデバイスも登場し、小規模な点群計測であればスマホで手軽に行うケースも増えています。まずは自社の用途に合った計測手段を見極めましょう。

• 点群処理ソフト・システム: 点群データは容量が非常に大きく、生データのままでは扱いにくいため、現場での活用には専用の点群処理ソフトやクラウドサービスが不可欠です。例えば国産ソフトの「TREND-POINT」は土木向け機能（出来形チェックや土量計算、設計データとの差分解析等）が充実しており、多くの導入事例があります。他にも海外製の点群処理ソフトや、BIM/CIMソフトと連携できるプラットフォームなど選択肢は多数あります。自社の既存業務フローや他システムとの互換性を考慮し、必要な機能を備えたソフトを選定しましょう。またクラウド連携に対応したシステムであれば、点群データをアップロードして関係者で共有・閲覧することも容易です。社内ネットワーク環境やPCのスペック（大容量データを処理できるCPU・メモリ）も含めて、ITインフラを整備することが大切です。

• 人材育成・教育: 新しい技術を定着させるには、現場で扱う人材の育成が欠かせません。幸い若手を中心に3次元やPC操作に慣れた人も多く、ゲーム感覚で抵抗なく受け入れられるケースも増えています。とはいえ現場全員が点群のエキスパートになる必要はなく、まずは社内に技術推進のリーダー役を設けて研修や勉強会を実施するとよいでしょう。実際、埼玉県県土整備部では点群処理ソフト導入に際して職員向けの操作研修会を開催し、各事務所から集まった担当者にノウハウを共有しています。研修後も「まだまだ我々は点群について素人。同ソフトを運用していく中できっと様々な疑問が出るだろう。ベンダーにはより手厚いフォローを期待したい」とコメントしており、継続的なサポート体制の重要性を述べています。ベンダーや外部の力も借りつつ、現場で困ったときに相談できる体制を整えておくと安心です。

• 導入コストと投資効果: 点群技術導入には初期投資が伴います。高性能レーザースキャナーは数百万円以上、ドローンも機体や高解像度カメラ・測位装置を揃えるとそれなりの費用です。加えてソフトウェアのライセンス費用やクラウド利用料、場合によっては高性能PCの購入費も見込む必要があります。システム導入時には価格やランニングコストの面で慎重になるのは当然ですが、近年は中小企業でも手が届きやすい価格帯の製品が増えています。例えば国産ソフトの標準セットが約144万円程度から提供されており、必要に応じて高機能オプションを後付けできるライセンス体系になっています。自社の業務規模（どの程度の範囲をどれくらいの頻度で測量・解析するか）に見合った構成を選べば、過剰投資を避けられるでしょう。

導入コストを判断する際は、初期費用だけでなく長期的な投資対効果を見ることが重要です。点群導入によって日々の業務効率が上がり、検査不備のリスクや手戻り工事が減ることで得られるメリットは計り知れません。また国交省はじめ公共工事で3Dデータ活用が主流化しており、将来的には対応必須となる可能性も高いです。早めに導入しノウハウを蓄積しておくことは、他社との差別化や受注競争力の強化にもつながります。どうしても予算が厳しい場合は、まず一部工程だけ外部の測量会社に点群計測を委託して効果を検証し、徐々に社内展開するといった段階的導入も一案です。いずれにせよ、費用対効果を総合的に見極めた上で導入計画を立てることが成功への近道です。

今後の展望：クラウド連携・BIM/CIM統合・AI活用

点群技術による施工管理は、今後さらに進化していくと予想されます。特にクラウド活用、BIM/CIMとの統合、そしてAI（人工知能）の活用がキーワードとなっていくでしょう。

• クラウド連携とデジタルツイン: 点群データは一現場で数GBにも及ぶことがありますが、高速通信環境の整備とクラウドサービスの発展によって、これら大容量データをクラウド上で共有・活用することが容易になっています。今後は現場の点群データやBIMモデル、GIS情報などをクラウドで一元管理し、関係者全員が最新の3Dデータにアクセスできる「デジタルツイン」型の施工管理が主流になるでしょう。実際、国土交通省も2025年度に向けて「3次元モデルや点群データを統合管理することで現場を仮想空間に再現する」取り組みを推進しています。クラウド上で常に更新される仮想現場＝デジタルツインを実現できれば、遠隔地からのモニタリングや複数プロジェクトの同時管理も飛躍的に効率化します。将来的には、現場にいなくてもリアルタイムに施工状況を把握・指示出しできる体制が一般化し、働き方も大きく変わるかもしれません。

• BIM/CIM統合による業務効率化: BIM（Building Information Modeling）やCIM（Construction Information Modeling）は、3次元モデルに属性情報を付加して設計から施工・維持管理まで活用するデジタル手法です。点群データとBIM/CIMを組み合わせることで、さらに効率的なプロセスが期待できます。例えば、点群を元に既存構造物の正確な3Dモデル（アズビルトBIM）を自動生成する技術が登場しており、リノベーションや改修工事の効率化につながります。また新設工事でも、施工中に取得した点群を設計BIMモデルと付き合わせて出来形のずれをリアルタイム検知し、その場で是正するといった活用も進むでしょう。国土交通省は2023年度から原則BIM/CIM適用をスタートさせましたが、点群はその現場実装を支える重要データとして位置付けられています。BIM/CIMモデルと点群計測データを統合し、計画から施工、維持管理まで一貫して3Dで情報連携することで、業務の抜本的効率化と品質保証が実現すると期待されています。

• AI活用と自動化: 将来的に最もエキサイティングなのが、AI技術の活用による点群データ処理の自動化です。現在でも一部研究・製品で、AIが点群から構造物の部位（壁・床・柱など）を認識しBIMモデルを自動生成するといった試みが行われています。無秩序に見える点の集合から規則性を見出し、「ここが壁、ここが梁」といった要素に分類していく技術で、将来は設計図の無い既存構造物でも点群さえあれば自動で3D図面を起こせるようになるかもしれません。また、AIによる点群の差分検出や異常検知も期待されています。例えば定点観測したインフラの点群データから、AIがひび割れや変形の兆候を自動判別しアラートを上げる、といったシステムが実用化されれば、維持管理の在り方も一変するでしょう。施工中の進捗もAIが点群データから判読し、工程の遅れを予測したり必要資材を算出したりといった応用も考えられます。AIの力で点群活用のハードルがさらに下がり、自動化が進めば、省人化・高度化した施工管理が現実のものとなります。

このように、点群を取り巻くテクノロジーは日進月歩で発展しています。クラウド、BIM/CIM、AIというキーワードは単なる流行ではなく、建設業界の生産性革命に直結する潮流です。今後はこれらをフル活用し、現場とデジタルをシームレスにつないだスマート施工管理が実現していくでしょう。

おわりに

写真と紙図面が中心だったこれまでの施工管理は、3D点群という新たな技術によって大きく様変わりしようとしています。点群活用により、出来形確認は精密かつスピーディーになり、進捗や変化はデータで“見える化”され、現場記録は丸ごとデジタルに残せるようになりました。現場の負担軽減と品質向上を両立できる点群技術は、労働力不足や熟練技術者減少といった課題への有力な解決策でもあります。実際、「紙と写真」に頼っていた時代から一歩進み、誰もが3次元データを使いこなす時代がすぐそこまで来ています。

もっとも、新技術の導入には戸惑いや困難も伴うでしょう。しかし、本記事で紹介した事例が示すように、早期に点群活用に踏み出した企業・団体は生産性や競争力で大きな成果を上げつつあります。ポイントは、小さく始めて徐々に範囲を広げること、そして社内でノウハウを共有し合うことです。幸い国や業界からの支援情報も豊富に出ており、国内には信頼できるベンダーも存在します。ぜひ研修や提案資料などで本記事の内容を活用いただき、社内外の理解を深めながら点群活用の第一歩を踏み出してみてください。

最後に、点群技術の導入はゴールではなくスタートです。デジタル技術を味方につけて現場力を高め、より安全で効率的な施工管理を実現していきましょう。“紙と写真”にさようならし、未来の標準となるスマート施工管理への扉を開くのは、他でもない現場の皆さん自身です。そのチャレンジを後押しする一助になれば幸いです。