RTK断面図とは？センチ精度の測量で実現する現場DX

目次

• RTKとは何か？

• 断面図とは何か？

• RTKを活用した断面図作成の新手法

• センチ精度の測量がもたらす現場DX

• LRTKによる簡易測量

• FAQ

RTKとは何か？

RTKとは「リアルタイムキネマティック」の略称で、GPSなどの人工衛星を用いた測位の誤差をリアルタイムに補正し、センチメートル級の精度で位置を測定できる技術です。通常のスマートフォン内蔵GPSでは数メートルの誤差が生じ、高さ方向の精度も十分ではありません。しかしRTKでは、基地局となる参照点からの補正情報を利用して衛星信号の誤差要因を打ち消すため、水平・垂直ともに数センチ程度の誤差まで測位精度を高めることが可能です。近年、このRTK技術が小型化・低コスト化され、スマートフォンと組み合わせて使えるようになったことで、専門機器がなくても手軽に高精度測位が行えるようになりました。

RTK測位を行うためには、基準局（既知の座標を持つポイント）からの補正データを受け取る必要があります。日本国内では、国土地理院の電子基準点ネットワークを利用したネットワーク型RTKや、準天頂衛星「みちびき」が提供するセンチメートル級測位補強サービス（CLAS）などが利用可能です。スマホに外付けのRTK-GNSS受信機を装着し、携帯回線経由でNtripという仕組みで補正情報を取得したり、対応デバイスであれば衛星から直接CLAS信号を受信したりすることで、場所を選ばずリアルタイムに高精度測位できます。このようにRTKに対応したGNSSデバイスとサービスを活用すれば、従来は数百万円規模の測量機器が必要だったセンチ精度の測量が、手のひらサイズの機器とスマホだけで実現できるのです。

断面図とは何か？

断面図とは、地形や構造物をある断面で垂直に切ったときの内部形状を示す図面です。例えば道路や堤防、トンネルなどでは、完成後に所定の位置で縦方向や横方向の断面形状を測定し、設計図と仕上がりが一致しているか確認します。土木・建設分野では横断図（横断面図）や縦断図と呼ばれる断面図が品質管理の上で欠かせません。断面図は、出来形（施工完了後の形状）管理や設計との差異チェック、さらには土量計算にも利用される重要な成果物です。たとえば道路工事では路面の高さや舗装厚を断面図としてまとめ、設計通りに施工されたか検証します。また、法面（斜面）の安定性評価や河川工事の断面形状確認など、さまざまな場面で断面図が活用されています。言い換えれば、断面図は現場の断面を切り出した信頼性の高い記録であり、施工管理・品質保証から設計変更の検討まで幅広く役立つデータなのです。

しかし、従来の断面図作成には多くの時間と手間がかかっていました。一般的な手法では、熟練の測量技術者がレベルやトータルステーションといった測量機器を用いて、断面線上の各ポイントごとに高さや距離を測定し、その点を結んで図面化します。断面1本ごとに2名以上のスタッフ（測定係とスタッフ棒の保持係など）が必要で、長い区間の測量では三脚や機材を何度も移動しながら作業する必要がありました。当然、複数の断面を取るにはその分繰り返し作業が発生し、現場での測量から図面作成まで数日〜数週間を要することも珍しくありません。さらに、急傾斜の法面や交通量の多い道路脇など測量箇所によっては、作業自体に転落や車両との接触といった安全リスクが伴いました。人力での断面測量では取得できる点の数にも限界があり、測定点の間にある細かな起伏や一部の不具合を見落としてしまう恐れもあります。加えて、フィールドで記録したデータを事務所でCAD図化する作業も煩雑で、手作業ゆえの記録ミス・描き写しミスが発生するリスクも抱えていました。人手と時間の負担、安全面の不安、データ精度・網羅性の限界など、従来法による断面図作成には様々な課題があったのです。

RTKを活用した断面図作成の新手法

こうした断面図作成の手法が、近年のデジタル技術によって大きく変わりつつあります。RTKによる高精度測位と3Dスキャン技術を組み合わせることで、断面図用のデータ取得が飛躍的に効率化されました。具体的には、スマートフォンに取り付けたRTK-GNSS受信機とスマホ内蔵のLiDAR（光検出・測距センサー）やカメラを用いて現場をスキャンし、広範囲の地形や構造物を点群データとして記録します。点群データとは、周囲の形状を無数の点の集合で表現した3次元データで、各点にX・Y・Zの座標値（東西・南北・高さ）が含まれます。RTK対応デバイスで取得する点群には、その場で世界測地系の正確な座標（絶対座標）が付与されるため、後の処理で設計図との比較や図面化が容易に行えます。

一度現場全体を点群スキャンしてしまえば、断面図作成のやり方が根本的に変わります。従来は「何メートル間隔で測線を設定し、その都度現地で測る」という手順でしたが、点群データさえ取得しておけば、必要な箇所の断面を後から自由に切り出せるのです。例えば取得した点群モデル上で任意の2点間を結ぶ線を指定すると、その位置での断面図をすぐに表示できます。現場で測り忘れた場所があって再調査…といった事態も避けられますし、完成後に設計図とのズレが見つかった場合でも、追加の断面をデータ上で詳細に確認することが可能です。要するに、「断面図を作るために測る」から「まず現場を3Dで記録し、必要な断面図は好きなだけ作る」という発想転換が起きるわけです。点と点をつなぐだけだった従来の断面測量に比べ、点群スキャンによる方法では現場の細部まで余すところなくデジタル記録できるため、断面図に反映される情報量と精度が飛躍的に向上します。

さらに、この新しい手法ではデータ処理や図面化のプロセスも簡略化されます。取得した点群データは専用アプリからクラウドサービスにアップロードして解析・可視化することが可能です。クラウド上で点群モデルを表示し、ブラウザ画面上で任意の断面線を指定すれば、自動的にその位置の断面図を生成できます。生成した断面図は画面で確認できるだけでなく、DXFといったCADソフトで扱える形式で即座にダウンロードできます。これにより、現場で取得した座標点をもとに一から手作業で断面線を描く必要がなくなり、図面作成のスピードは格段に上がります。もちろん、点群データには既に絶対座標系での位置情報が含まれているため、出力された断面図も公共座標系上で正確に位置付けられており、設計図との重ね合わせや数量計算にもそのまま利用できます。点群データとクラウド活用によって、断面図の取得から作成・共有までがワンストップで完結する時代が始まっています。

センチ精度の測量がもたらす現場DX

現場にデジタル技術を導入することで、測量・計測業務は飛躍的に効率化され、これまでにないスピードと品質でデータを活用できるようになります。RTKによるセンチメートル精度の測量と点群データの活用は、まさに現場DX（デジタルトランスフォーメーション）の推進力となっています。以下では、RTKを用いた新手法がもたらす具体的な効果を見てみましょう。

*スマートフォンにRTK受信機を取り付け、一脚（ポール）に固定して測量を行う様子。一人でも安全かつ効率的に高精度測位が可能になる。* 省人化・安全性向上: 高精度の断面データ取得が1人で可能になることは、大きな労働力改善につながります。従来は2～3人がかりだった横断測量も、RTK対応のスマホ測量なら作業者ひとりで完結します。人員手配の手間や人件費が削減できるだけでなく、少人数でも現場を回せるため、慢性的な人手不足の解消にも寄与します。また、測量のために危険な斜面や車道近くに立ち入る必要が減るため、安全面のリスク低減も大きなメリットです。離れた場所から地形をスキャンできるので、作業員が危険個所に長時間留まることなくデータを取得できます。現場DXによって「少ない人数で、安全に」測量・計測が行えるようになるのです。

スピードアップ（作業時間短縮）: 点群データを一度取得してしまえば、後から何度でも必要な断面図を生成できるため、「断面を確認するたびに現地へ出向いて測る」という手間がなくなります。従来は現場で測量を行い、事務所に戻って図面化・解析して結果を得るまで数日かかることもありましたが、デジタル化されたワークフローではその日のうちにデータ計測から図面化・共有まで完了することも可能です。例えば朝に現場をスキャンし、昼にはクラウド上で断面図を作成して設計担当者と共有、午後には必要な是正工事に着手するといったスピード感ある対応が実現できます。これにより工期短縮や即応性の向上が期待でき、現場の意思決定サイクル（PDCA）の高速化にもつながります。

品質向上・データ活用: デジタル測量によって得られる点群データは、人力による部分的な測量に比べて格段に情報量が多く、現場の網羅的な記録となります。そのため、出来形のばらつきや局所的な異常も見逃しにくくなり、断面図の精度と信頼性が向上します。また、測定データが自動でデジタル化されることで、記録漏れや書き写しミスといったヒューマンエラーも減少します。常に最新の現況データがクラウド上に蓄積されていくため、過去との比較や将来の維持管理にも活用できる価値の高い資産となります。さらに、クラウドを介したデータ共有により、現場とオフィス間でリアルタイムな情報共有が可能になりました。例えば断面図や点群モデルを関係者とオンラインで即座に共有し、発注者や設計者と現状を一緒に確認して議論するといったことも容易です。メールで図面を送ったり現地で集合したりする必要が減り、コミュニケーションや意思決定のスピードも上がります。このようにセンチ精度測量とデータ活用によって、効率化と品質向上を両立する現場DXが実現しているのです。

以上の効果は、国土交通省が推進する*i-Construction*（アイ・コンストラクション）にも合致するものです。i-Constructionとは、ICTやデータ活用によって建設プロセス全体の生産性向上を図る取り組みですが、RTKを用いた3D測量やクラウド活用はその代表的な施策と言えます。RTK断面図の導入は、従来の現場作業の「当たり前」を刷新し、施工管理の質と効率を一段高めるDXの好例と言えるでしょう。

LRTKによる簡易測量

最後に、これまで述べてきたRTKを活用した断面図作成を手軽に実践できるソリューションとして、「LRTK」というシステムをご紹介します。LRTK（エルアールティーケー）は、スマートフォンを高精度な万能測量機に変えることをコンセプトとした測位・点群計測システムです。スマホに装着する小型のRTK-GNSS受信機デバイスと、直感的に操作できる専用アプリから構成されており、誰でも簡単にセンチメートル級測量を始められます。

*ポケットサイズのLRTK受信機（黒色のデバイス）をスマートフォンに装着した様子。この小さな端末だけでスマホが高精度な測量機器に早変わりする。* 手軽な導入と操作性: LRTKの特長は、なんと言っても導入と運用の手軽さにあります。専用の大型機材を購入する必要はなく、手持ちのスマホに専用デバイスを取り付けるだけで、翌日からでも高精度測量を始められます。デバイス自体も軽量コンパクト（数百グラム程度）で携行しやすく、現場へ常に持ち歩いて必要な時にすぐ使えます。アプリのUIもシンプルでわかりやすく、測量の専門知識がない方でもガイダンスに沿って操作するだけでポイント測量や点群スキャン、さらにはARによる可視化までこなせます。トレーニングに長時間を要さないため、現場への浸透もスムーズです。これまで測量は専門部署や外部業者に任せていた作業も、LRTKを導入すれば現場の担当者自らが即座に高精度データを取得できるようになります。「ちょっと断面を確認したい」と思ったらスマホを取り出し、その場でスキャンして結果をチェックする──そんな迅速な対応が可能になるのです。

低コストで高機能: 従来、センチ精度の3D計測を行おうとすれば、高価なGPS測量機器やレーザースキャナーの購入、オペレーターの育成が必要でした。LRTKはそれらと比べて比較的低コストで導入でき、維持費も抑えられるため、中小規模の現場や部署単位での採用にも適しています。にもかかわらず、得られる測位精度は一級品で、水平・垂直ともに数センチの誤差範囲に収まる高精度を実現しています。また、LRTKアプリはクラウドサービスと連携しており、計測したデータはワンタップでクラウド同期されます。これにより現場で取得した点群や座標を即座に社内で共有したり、オフィスのPCで詳細に解析したりすることが可能です。専用ソフトがなくてもブラウザ上で断面図表示や距離・面積計測ができるため、データ活用の幅が広がります。LRTKはまさに「誰でも使えるDXツール」として、現場のデジタル化を力強く後押ししてくれる存在なのです。

FAQ

Q: RTKと通常のGPS測位は何が違うのですか？ A: 通常のGPS（単独測位）は衛星信号のわずかな誤差によって数メートル程度の位置ずれが生じます。一方、RTK測位では基地局からの補正データを用いてその誤差をリアルタイムに補正するため、数センチの誤差まで精度を高めることができます。つまりRTKは、GPSの精度を大幅に向上させた測位方式です。

Q: スマホと小型デバイスで本当にセンチメートル精度が出せるのですか？ A: はい、可能です。スマートフォンに取り付けた高精度GNSS受信機とRTK補正情報を組み合わせることで、従来は専用機器が必要だったセンチ級測位が実現できます。実際にLRTKのようなシステムでは、水平・高さ方向ともに2～3cm程度の精度で測位できることが確認されています。ただし、周囲の環境（空が開けているか、遮蔽物がないか）や衛星信号の受信状況によって精度は左右されるため、常に理想的な精度が出るわけではありません。それでも、スマホ単体のGPSとは比べものにならない高精度が得られます。

Q: 専門の測量技術者でなくても扱えますか？ A: 扱えます。LRTKではスマホアプリ上で操作ガイドや自動計算機能が充実しており、初めての方でも迷わず測量を進められる設計になっています。もちろん基本的な測量知識があるに越したことはありませんが、ポイントの測り方や断面図の生成はアプリが自動で行ってくれるため、現場の担当者レベルでも十分に活用可能です。実際に現場では、従来測量に縁のなかった施工管理担当者がLRTKを使って自ら出来形をチェックするといったケースも増えています。

Q: ドローンを使った測量（写真測量）と比べて、スマホRTK測量にはどんなメリットがありますか？ A: ドローンによる写真測量も現場DXを支える技術で、広範囲の3D地形データ取得に適しています。ただし、飛行許可や天候条件、操縦スキルなどのハードルがあります。一方、スマホとRTKを使った地上スキャンであれば現場でその場ですぐ計測できる手軽さがメリットです。狭いエリアや屋内、上空から見えにくい場所（トンネル内部や森林の下など）でも人が歩いて計測でき、ドローンが苦手とする細部の計測や即時性の要求される検測作業に向いています。もちろんドローンとスマホRTKを用途に応じて使い分けることで、より効率的な現場計測ワークフローを構築できます。

Q: 取得したデータはどのように活用できますか？ A: LRTKで取得した点群データや断面図データは多用途に活用できます。クラウド上で断面図を表示したり、DXFファイルとしてダウンロードしてCAD図面の作成に利用したりできます。点群データそのものもLASやPLY形式でエクスポート可能なので、専用の点群処理ソフトで地形解析を行うことも可能です。また、クラウド経由で関係者とデータ共有ができるため、発注者への報告資料に断面図を使ったり、施工前後の地形比較を行ったりといった幅広い現場シーンで役立てることができます。

Q: 現場DXの第一歩として何から始めれば良いでしょうか？ A: 初めてデジタル測量技術を導入する場合は、まずは簡易測量から試してみることをおすすめします。小規模な範囲でスマホRTKによる計測と断面図作成を行い、その効率性と正確さを体感してみてください。LRTKのようにスマホに装着するタイプのソリューションであれば初期投資も抑えられるため、トライアル導入にも適しています。実際に使ってみれば、短時間で高精度な断面図が得られ、従来方法には戻れないと感じるはずです。その実感が得られたら、ぜひ本格的に現場のDX推進に取り組んでみてください。スマホとLRTKが、新たな現場運用の扉を開いてくれるでしょう。