LRTKで実現！ドローン点群からDXF断面図をワンクリック出力

目次

• はじめに

• ドローン点群と断面図の基礎知識

• 点群断面図の重要性

• 従来の断面図作成手法と課題

• LRTKとは？

• LRTKによるワンクリック断面図出力

• LRTKによる簡易測量のすすめ

• FAQ

はじめに

ドローンで取得した点群データから必要な断面図をDXF形式で出力してみたい――そう考えたことはありませんか？近年、3次元の点群計測技術が身近になり、ドローンを使えば誰でも広範囲の高密度な地形データを取得できるようになりました。しかし、その大量の点群データから必要な断面図を作成し、汎用CADフォーマットであるDXFファイルとして出力するのは専門的で難しい作業だと思っていませんか？実は、最新のツールを使えば点群断面図のDXF出力は驚くほど簡単で、高い精度も両立できます。本記事では、ドローン等で取得した点群データから断面図を作成してDXF形式で出力する方法について、従来手法との比較や最新技術の活用事例を交えながら解説します。

ドローン点群と断面図の基礎知識

まず、「点群データ」と「断面図」について基本を整理しておきましょう。点群データとは、対象物や地形をレーザースキャナーや写真測量（フォトグラメトリ）によって取得した多数の点の集合体です。各点には3次元座標（X・Y・Z）や色情報が含まれ、点の集まりによって対象の形状を立体的に表現します。例えば、建物内部をレーザーでスキャンして得られた点群や、ドローンで撮影した写真から生成した地形点群などがあります。近年ではスマートフォンに搭載されたLiDARを使い、手軽に周囲の点群を取得することも可能になりました。

一方、断面図とは、地形や構造物などの対象をある平面で垂直に切った際の内部形状（プロファイル）を示す図面です。土木分野では道路の横断面図や河川堤防の縦断面図、建築分野では建物の断面図など、設計や施工の現場で広く利用されています。点群データから断面図を作成すれば、現場の実際の形状を正確に2次元図面化できるため、設計図との比較や出来形（完成形状）の検証に役立ちます。

またDXF形式（Drawing Exchange Format）は、多くのCADソフトでサポートされる標準的な図面データ交換フォーマットです。断面図をDXFファイルで出力すれば、さまざまなCADソフトや測量ソフトにその線データを読み込んで活用できます。つまり、「点群による3Dデータ」から「誰もが扱える2D図面データ」へ橋渡しをするのがDXF出力だと言えるでしょう。

点群断面図の重要性

建設・土木の現場では、出来上がった地形や構造物の形状を把握・検証するために断面図が非常に重要です。例えば道路工事では、仕上がった路面の高さや横断勾配を示す横断図が求められ、河川工事やダム施工では堤防や護岸の内部構造を示す縦断図が必要になります。断面図は、設計段階の計画ラインと現地で計測した実測ラインを比較し、施工結果が設計通りかどうかを検証するための基本資料となります。さらに、断面図から盛土・切土量（掘削や盛土の体積）を算出したり、構造物の安定性を評価したりすることもでき、工事の品質管理や出来形証明に欠かせません。

従来はこうした断面図を得るため、測量担当者が現地で直接測定を行いデータを集める必要がありました。しかし現在では、ドローンによる写真測量や地上型の3Dスキャナー、スマホのLiDAR計測など、3次元の点群データを取得する手法が普及しています。これらの点群データを使えば、現場をまるごとデジタル記録し、後から任意の位置で断面を切り出すことが可能です。点群には地表や構造物の微細な起伏まで全ての情報が含まれるため、抽出された断面図にも細かな地形変化が忠実に反映されます。そのため、効率的かつ網羅的に現場形状を取得できる点群計測による断面図作成が今、注目されているのです。

従来の断面図作成手法と課題

断面図を作成する従来手法では、主に人力による現場測量と手作業の図面化が行われてきました。典型的には、測量士がトータルステーション（TS）やレベルといった機器を用いて断面を切りたい線上のポイントを一定間隔で測り、その点の高さデータをもとに事務所でCAD図面を起こす、という流れです。この方法にはいくつもの課題がありました。

• 人手と時間の負担：断面1本を測るにも最低2人（機器操作とスタッフ配置）が必要で、長い区間の横断測量では三脚や機材を移動しながらの作業となるため非常に時間がかかりました。大規模な現場では断面測量だけで数日〜数週間要することもあります。

• 危険を伴う作業：急斜面の法面や川岸などでの測量作業では、作業員が危険な場所に立ち入らねばならず、安全上のリスクが高くなります。足場の悪い場所での測量は転落など労働災害の危険とも隣り合わせでした。

• 精度と網羅性の限界：人力測量では数メートルおきにしか点を取得できないため、測点間の細かな起伏を見落とす場合があります。限られた点から作図する以上、断面線に現場の細部までは反映しきれないことがありました。また一般的なハンディGPSでは誤差が5〜10m程度と大きく、高さ確認には使えないため、高精度なTS測量が欠かせませんでした。

• 図面化の手間：現場で取得した数値を一旦メモし、事務所に戻ってからCADソフトに手入力して線を引く作業は煩雑でミスも起こりやすい工程でした。複数の断面図を作成する場合、同じ作業を何度も繰り返す必要があり、熟練技術者でも大きな労力を要しました。

• 機材コストの問題：より高精度で詳細な断面図を得るには、高価な3Dレーザースキャナーの導入や専門業者への委託が必要になるケースもあり、中小規模の現場では予算的に難しいことが多々ありました。

このように、従来の断面図作成は手間と時間がかかるうえ、安全性や精度にも課題がありました。「もっと効率的に、しかも正確に断面図を作成したい」というニーズは以前からありましたが、それに応える決定打はなかなか存在しなかったのです。

LRTKとは？

こうした課題を解決するソリューションの一つが、スマートフォンと高精度GNSSを組み合わせた LRTK です。LRTKは手のひらサイズのRTK-GNSS受信機（GNSSとは人工衛星を利用した測位システム）をスマホやタブレットに装着して使うことで、どこでも簡単にセンチメートル級の測位を可能にする最新の測量システムです。専用アプリ上でスマホのカメラやLiDAR機能と連携し、位置情報だけでなく周囲の3D点群データも同時に取得できるため、従来の測量機器では実現が難しかった効率と利便性を両立しています。

LRTKによるワンクリック断面図出力

では、LRTKを使うとどのように点群から断面図を作成しDXFファイルを生成できるのでしょうか。従来は多くの手順を踏んでいたプロセスも、LRTKならわずか数ステップで完結します。具体的な流れを見てみましょう。

• 現場データの取得：スマートフォンにLRTK受信機を装着し、現地を歩き回ってスキャンするだけで、高密度な3D点群データを取得できます。スマホのカメラで周囲を撮影しながら移動すると、地形や構造物が無数の点の集合体（点群）として記録されます。しかもLRTKの高精度GNSSにより各点には正確な座標が付与されるため、取得された点群全体が実空間の位置と寸分違わず一致します。

• クラウドで自動処理：計測が終わるとデータはリアルタイムでLRTKクラウドにアップロードされ、クラウド側で自動的に不要点の除去や位置合わせ、色付けなどの処理が行われます。特別な高性能PCや複雑なソフトを用意しなくても、わずか数分で現場全体の3Dモデルが生成されます。インターネット圏外の場合は後で同期することも可能で、オフィスのPCからブラウザ経由でデータを確認することもできます。

• 断面の抽出：クラウド上の3Dビューワで任意の位置に断面を設定できます。画面上の点群モデルに対し「ここで断面を見たい」という線を2点クリックで指定すると、そのラインに沿った断面図が自動的に生成されます。法面（斜面）を垂直方向に切った断面や、道路に直交する横断面など、自由な角度・位置で切り出すことが可能です。従来は見逃しがちだった細かな起伏も、点群に基づく断面図には正確に描かれます。

• DXFデータとして出力：抽出した断面図はそのまま画面上で確認できるだけでなく、DXF形式のCADデータとしてワンクリックでダウンロード可能です。DXFはほぼ全てのCADソフトで互換性がある標準フォーマットなので、出力したファイルはすぐに設計図や報告書に取り込んで活用できます。PDFや画像形式でのエクスポートにも対応しており、印刷用の図面として保存することもできます。

このようにLRTKを用いれば、現場で取得した点群から高精度な断面図を短時間で作成できます。従来は作業に数日〜数週間かかっていた断面図作成も、LRTKなら測量から図面化までを現地で完結できるため、リードタイムを劇的に短縮可能です。

LRTKによる簡易測量のすすめ

最後に、点群からの断面図作成と併せて知っておきたい新しい「現場での簡易測量」について紹介します。従来、現場でちょっとした寸法や高低を確認する場合は、巻尺やハンディGPSといった簡易な道具で済ませることが多く、精度にはある程度目をつむる必要がありました。しかし現在では、LRTK というソリューションを使って手軽さはそのままに精度だけ飛躍的に向上させることが可能になっています。

LRTKはスマートフォンに取り付けて使用できる超小型の高精度GNSS受信機と、スマホ内蔵のカメラ・LiDAR機能を組み合わせた最新の測量ツールです。特別な重機や大型スキャナーを使わずとも、スマホひとつでセンチメートル級の精度の測位と点群計測が行えるため、現場での 簡易測量 が劇的に効率化されます。例えば、断面図を作成するために広大な範囲をレーザースキャンしなくても、LRTKを用いて必要な地点の高さや幅を現場で直接計測し、その場で断面プロファイルを把握するといったことも可能です。

このようにLRTKを現場に導入すれば、これまで測量の専門部署や外注に頼っていた作業の一部を現場スタッフ自身が迅速に行えるようになります。断面形状の確認や高さチェックを、測量班を待たずに即座に実施できるため、施工の進捗管理もスムーズに進みます。精度が求められる場面でもLRTKなら安心して簡易測量を任せることができるでしょう。

高精度測位を誰もが手軽に活用できるようになると、点群データの取得や断面図の作成も含め、測量の民主化 が進みます。専門知識がない初心者でも扱えるLRTKは、まさに「ポケットに入る測量機」。点群からの図面化で培ったデジタルデータ活用のスキルと合わせて、ぜひ次世代のスマート測量にも挑戦してみてください。現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）を力強く推進する心強いパートナーとして、LRTKが皆さんの業務を支えてくれるはずです。

FAQ

Q: 点群断面図とは何ですか？ A: 点群断面図とは、3次元の点群データから特定の断面（垂直に切った平面での輪切り）を抽出し、2次元の図面として表現したものです。地形や構造物の内部形状を示す横断面図・縦断面図を、点群データをもとに作成したものと考えると分かりやすいでしょう。

Q: DXF形式とは何ですか？ A: DXF形式はCADデータの標準的なファイル形式の一つで、図面データを異なるソフト間でやり取りするために策定されたフォーマットです。互換性が高いため広く使われており、点群から作成した断面図をDXFで出力しておけば、多くのCADソフトにそのまま取り込んで活用できるという利点があります。

Q: 点群から断面図を作成するのに高価なソフトウェアが必要ですか？ A: 必ずしも高額な専用ソフトを購入する必要はありません。オープンソースの点群処理ソフトや、一部のフリーウェアでも断面抽出やDXF出力は可能です。また最近では、クラウド上で点群データを処理して断面図を自動生成してくれるサービスも登場しています。有償のプロ向けソフトは高度な機能を備えますが、初心者が基本的な断面図を得る程度であれば無料ツールで十分対応できます。

Q: レーザースキャナーがなくても点群データを取得できますか？ A: はい、レーザースキャナーを持っていなくても点群データを得る方法はあります。代表的なのは写真測量（フォトグラメトリ）で、デジタルカメラやドローンで撮影した多数の写真を専用ソフトで解析し点群化することが可能です。また最近のスマートフォンにはLiDARスキャナーを搭載したモデルもあり、アプリを使って周囲を手軽にスキャンできます。さらに、LRTKのようなスマホ連携型の測量ツールを使えば、自分で高精度な点群計測を行うことも容易です。

Q: 大規模な点群データでも普通のパソコンで断面処理できますか？ A: 点群データは膨大なポイントを含むため容量が大きくなりがちですが、工夫すれば一般的なPCでも断面抽出は可能です。ポイントは必要な範囲だけ扱うことです。膨大な点群全体を一度に処理しようとすると高性能なマシンが欲しくなりますが、断面図に使う部分はデータ全体の一部に過ぎません。ソフト上で対象断面付近の点群だけを絞って読み込んだり、間引き処理でデータ量を減らしたりすれば、標準的なスペックのPCでも軽快に動作します。また、クラウドサービスを活用してサーバ上で点群処理を行い、結果の断面データのみダウンロードするといった方法も有効です。

Q: LRTKの操作には専門知識が必要ですか？ A: いいえ、LRTKは測量の専門知識がない方でも扱いやすいよう設計されています。スマートフォンにデバイスを装着し、画面の指示に従って操作するだけで精密な測定が可能です。現在位置や精度もアプリ画面上にわかりやすく表示され、難しい設定を意識する必要はありません。短時間のトレーニングで誰でもセンチメートル級の点群計測が行えるようになります。

Q: 本当にひとりで断面図の作成までできますか？ A: はい、LRTKを使えば一人で現場計測から断面図のDXF出力まで行えます。従来は複数人がかりだった測量作業も、スマホを持って現地を歩き回るだけで完了します。取得したデータはクラウドで自動処理されるため、事務所に戻ってからの図面化作業も大幅に削減されます。

Q: オフラインの現場でもLRTKは使えますか？ A: LRTKは基本的にクラウドと連携してデータ処理を行いますが、インターネット接続がない環境でも利用可能です。通信圏外の現場ではスマホ本体で点群処理を行うローカルモードが用意されており、後でネットに繋がった際にクラウドへ同期できます。そのため山間部や地下空間など電波状況が悪い場所でも安心して測量が行えます。

Q: DXF以外の形式で断面図を出力できますか？ A: はい、DXFのほかCSV（座標データ）やPDF、PNG画像など、ニーズに応じてさまざまな形式でエクスポート可能です。例えば、数値データとして解析したい場合はCSV形式、紙図面として配布したい場合はPDFや画像として保存できます。ただしCAD上で編集や設計に活用するなら、DXF形式での出力が最も便利でしょう。

Q: LRTKについてもっと詳しく知りたい場合はどうすればよいですか？ A: LRTK公式サイトでは、製品の詳細仕様や導入事例、最新のアップデート情報などを公開しています。またLRTKシリーズは国土交通省が推進するi-Constructionにも対応しており、建設業界のDX（デジタル化）に最適なソリューションです。興味のある方はぜひ[LRTK公式サイト](https://lefixea.com)をご覧ください。また、ご不明な点があればお問い合わせフォームからお気軽にご連絡いただけます。LRTKを活用して、あなたの現場を次のステージへアップデートしてみませんか？