RTK断面図活用事例：出来形管理を劇的に効率化した土木現場

目次

• はじめに：出来形管理における断面図の重要性

• 従来の出来形管理と断面測定の課題

• RTK測位とは？高精度な断面計測への新技術

• 現場事例：RTK断面図導入で出来形管理はこう変わる

• RTK導入による主なメリット（効率化・精度向上・安全性など）

• まとめ：LRTKで誰でも始められる簡易測量

• FAQ

はじめに：出来形管理における断面図の重要性

土木工事の現場では、完成した構造物や造成地が設計どおりの形状になっているか確認する 出来形管理 が欠かせません。中でも、道路や法面（のりめん）などの横断形状を示す断面図は、出来形を評価する上で重要な図面です。断面図を見れば、現場の高さ方向の情報や傾斜、厚みなどを直感的に把握できます。そのため道路工事では路面幅・法面勾配の確認、造成工事では盛土・切土量の算出、橋梁やトンネルでは変形の有無のチェックなど、断面図は施工前の計画から施工中の管理、完了後の検査や維持管理まで幅広く活用されています。

しかし、従来の断面図作成には非常に手間と時間がかかっていました。レベルやトータルステーションなどを用いて一定間隔で地形を測り、点と点を結んで断面形状を描く必要があるためです。例えば100メートル区間の道路横断を10メートルごとに測定して横断図を作成する場合、測点の設置と観測に半日、事務所での図面化に半日、といった具合に延べ作業時間は数日にも及びます。急斜面や足場の悪い場所では測量自体が危険を伴い、小規模な現場では専門の測量技術者がいないため外注せざるを得ないケースも珍しくありません。このように、出来形管理の断面測定は現場技術者にとって大きな負担でした。

そこで今、注目されているのがRTK測位技術の活用です。RTK（Real-Time Kinematic）を使えば誰でもセンチメートル級の精度で測位・測量が可能となり、出来形管理の横断測定プロセスが大きく変わりつつあります。本記事では、RTKの基本原理から従来手法の課題、そしてRTK断面図の活用によって現場業務がどう改善されるかを具体的に解説します。さらに、スマートフォンRTKを用いた最新ソリューション「LRTK」の特長にも触れ、現場で劇的に効率化を実現するポイントをご紹介します。記事の最後では、LRTKによる簡易測量を始める方法についてもご案内します。

従来の出来形管理と断面測定の課題

まず、従来の出来形管理における横断測定（断面図作成）の流れと、その課題を整理してみましょう。従来は人力による測量と手作業での図面作成が中心でした。典型的には、測量スタッフが丁張り（高さ基準）を設置し、巻尺やレベルで基準点からの高さを一点一点測定します。道路や法面であれば、10mや20m間隔、あるいは地形が変わるポイントで高さと位置を測り、その点群を結んで断面線を描き起こします。複数の横断面を測って土量を計算する場合は、各断面の面積を算出して平均断面法で体積を推定する、といった作業も必要です。これらの工程を経てようやく出来形の断面図や報告書が完成します。

手間と時間の大きさこそ、従来手法最大の課題です。熟練の測量員が光学式のトータルステーションで精密に測る場合、機器の据え付け・後処理まで含めて複数人が丸一日以上かかることも決して珍しくありません。人手に頼る測量では一度に取得できる点の数が限られるため、広い範囲を隈なくカバーしようとすると日数も人員もかさんでしまいます。人手不足に悩む現場では、この測量作業が大きな負担でした。また小規模な現場では専任の測量士がいないため、測量業務を外部に委託しなければならず外注費用や日程調整の面でもコストがかかりました。

精度と網羅性の問題も無視できません。どうしても代表的なポイントしか測れないため、点と点の間の細かな起伏や凹凸は見落とされがちです。出来形図面に描いた断面線が実際の地形と微妙に異なり、「規格内だと思っていた箇所が実は盛土不足だった」「一部傾斜が緩く設計値を満たしていなかった」といった誤差が後で発覚することもあります。主要な測点は測っていても、肝心な箇所を“測り忘れ”してしまい、完成検査で「ここが設計と違う」と指摘されて慌てて追加施工…というケースも起こりがちです。事前に十分確認したつもりでも、検査の場で思わぬ指摘を受けて冷や汗をかいた経験がある方もいるのではないでしょうか。

さらに安全面のリスクもあります。測量スタッフが斜面の下や重機の稼働エリアに立ち入って作業する必要があるため、転落や接触事故の危険と常に隣り合わせでした。足場の悪い場所や高さのある構造物では、測量自体が作業員の負担になります。また、出来形管理では写真撮影などの記録作業も伴いますが、忙しい現場では写真の撮り漏れや記録ミスなどヒューマンエラーが起きやすい点も課題でした。

このように従来の出来形管理手法には、「時間と労力がかかる」「測定点が限られ精度に不安が残る」「記録や共有が煩雑でミスが起きやすい」といった問題がありました。現場の品質管理を確実にするためにも、より効率的で精度の高い測定方法が強く求められていたのです。

RTK測位とは？高精度な断面計測への新技術

こうした課題を解決する切り札として登場したのが、RTK測位という高精度測量技術です。RTK（リアルタイム・キネマティック）測位とは、複数のGNSS衛星からの信号を利用し、基準局（固定局）と移動局（ローバー）の間で位置誤差を補正することで、リアルタイムにセンチメートル級の測位精度を得る方式です。簡単に言えば、近くにある既知の基準点と比較することでGPSの誤差を打ち消し、現在位置を数cmの誤差範囲で特定できる仕組みです。一般的なGPS測位が数メートル単位の誤差を伴うのに対し、RTKを使えばほぼ数センチのズレにまで誤差を劇的に縮小できます。

この高精度化によって、土木工事における出来形管理（施工後の形状確認）や重機のマシンガイダンスなど、位置の正確さが要求される施工管理業務をデジタル化・効率化することが可能になりました。例えば従来はレベルやトータルステーションで測っていた出来形検測をRTK対応機器で行えば、必要な高さ・厚みをその場で即時に確認できます。i-Constructionなど国土交通省が推進する施工のICT化の流れの中でも、RTK-GNSSを使った高精度な出来形測定は重要な技術要素となっています。

かつてはRTK測量に専用の高価な機器や無線通信設備、熟練の技術が必要で、限られた専門業者しか扱えない時代もありました。しかし近年は技術の進歩により、RTK受信機や通信モジュールの小型化・低価格化が進んでいます。さらに、日本国内では準天頂衛星みちびきによる「センチメートル級測位補強サービス（CLAS）」も開始され、対応する受信機を使えば山間部などインターネットが届きにくい現場でも高精度なRTK測位が可能になりました。現在ではRTK測位は特別な専門家だけのものではなく、一般の施工管理担当者でも手軽に活用できる技術へとハードルが下がってきています。こうした背景から、現場の出来形管理にRTKを取り入れて省力化と精度向上を両立しようとする動きが広がっているのです。

現場事例：RTK断面図導入で出来形管理はこう変わる

それでは、実際にRTKを出来形管理の断面測定に導入すると現場はどう変わるのでしょうか。ここではある土木現場の事例を想定し、RTK断面図の活用によって劇的に効率化したケースを見てみます。

ケース：道路盛土工事における横断形状の出来形管理 郊外で行われた道路の盛土造成工事では、従来法による出来形管理に多くの時間を要していました。延長200mの道路区間に対し、担当者は10mごとに横断測定を行って法面勾配や路盤厚を確認する必要がありました。従来は2人1組の測量班がトータルステーションとスタッフ（標尺）を使い、一日がかりで測量を実施。さらに翌日、事務所で測点データを整理してCAD図面に起こし、出来形図と数量計算書を作成するという段取りでした。合計で延べ2～3日はかかる作業であり、天候不順で測量が中断すれば工期の遅延リスクも抱えていました。

そこで、この現場では試験的にRTKを用いた出来形測定を導入しました。具体的には、スマートフォンに取り付けた小型のRTK-GNSS受信機と専用アプリを活用し、担当者1名が現地を歩きながら盛土の法面全体をスキャンする方法を採りました。GNSSによる位置補正とスマホ内蔵のLiDARセンサーにより、盛土表面の3次元データ（点群）を短時間で取得します。200m区間をくまなく歩いて計測した時間は約1時間程度。取得した数十万点にも及ぶ点群データには、従来法では測れなかった細かな凹凸まで現場の形状が余すところなく記録されていました。

現場で即座に出来形断面図を確認・共有 RTK計測後、そのデータはクラウド上にアップロードされ、事務所に戻ることなく現場で即座に横断面の断面図を自動生成できました。担当者はタブレットの画面上で任意の位置に断面線を引き、盛土の現況断面と設計断面を重ねて表示します。結果、盛土厚が不足している箇所や勾配が緩い箇所が一目瞭然となり、その場で追加の盛土が必要な範囲を把握できました。点群データから断面図を切る作業はボタン操作ひとつで完了し、計10本以上の横断図面を数分で生成できました。

さらにクラウド上で共有リンクを発行し、オフィスにいる上司や発注者（監督職員）にも出来形点群と断面図を確認してもらいました。従来は検査直前にならないと出来形図が提出されず、指摘への対応が後手に回りがちでしたが、今回はクラウドを介して事前に出来形状況を確認・協議できたため、発注者との認識合わせもスムーズでした。担当者自身も、従来は図面と実地の齟齬がないか不安を抱えながら検査日を迎えていたところ、デジタルデータで細部まで検証済みという安心感を持って臨むことができたといいます。その結果、出来形検査では指摘事項はゼロ。断面図や数量報告書も自動作成されたものを提出し、検査手続きは滞りなく完了しました。

劇的な効率化と品質向上を実感 この事例では、RTKによる3D測量と断面図自動作成によって、従来延べ2日以上かかっていた出来形測定・図面化作業が、実質半日程度で完了しました。人員も2～3名必要だったところが1名で済み、他の作業に人手を回すことができています。また、取得データが現場全体を網羅しているため測り残しによる追加出勤も不要になり、手戻りゼロで業務を終えることができました。品質面でも、ミリ単位の凹凸まで把握した上で施工直後に是正を行えたため、完成物は設計図書どおりの精度を確保。検査段階でのやり直しや追加施工が発生せず、工期短縮とコスト節減にもつながりました。担当者からは「測量作業がここまで簡単になるとは驚き。データを見れば出来形の良否が誰の目にも明らかなので、発注者とのコミュニケーションも格段に楽になった」という声が聞かれ、現場全体でデジタル測量のメリットを実感する結果となりました。

RTK導入による主なメリット（効率化・精度向上・安全性など）

上述のように、RTKを活用した断面図作成は現場にもたらす効果が大きく、従来手法と比べて劇的な効率化と品質向上が実現します。ここでは特に重要なメリットをいくつか整理してみましょう。

• 作業時間の短縮と省力化：RTK測量では一度に大量の点を取得でき、図面化も自動化されるため、人力作業に比べて圧倒的にスピーディーです。これまで測量班を編成して丸一日かけていた出来形測定が現場スタッフひとりで短時間に完了します。測定後すぐにデータ処理が行えるため、オフィスに持ち帰って残業で図面を描く…という手間も不要です。人手不足が深刻化する中、熟練測量技術者に頼らずとも現場の担当者だけで測定業務が完結でき、作業の省人化にもつながります。

• 測定精度と網羅性の向上：RTKと3Dスキャンによって取得する点群データは、従来の「代表点だけを拾う測量」とは次元の違う情報量を含みます。現場の形状を余すところなくデータ化できるため、点と点の間に潜む微妙な凹凸まで把握可能です。ミリ単位の凹みも含めて設計とのズレを検出でき、追加の盛土や削り過ぎといった問題を早期に発見・是正できます。「後になって測り忘れに気づく」「図面化した断面が実物と違っていた」という事態がほぼ解消し、出来形管理の確実性・信頼性が飛躍的に高まります。また取得データはデジタルな座標値として残るため、必要に応じて任意の断面線で後から測り直しも可能です。一度データを取っておけば追加調査に現場へ出向く回数が減り、抜け漏れに悩まされることもなくなります。

• 安全性の向上：少人数・短時間で計測が完了することで、危険な場所に人が立ち入る時間も減少します。RTKなら重機の稼働しているエリアを離れた位置から測定できますし、遠隔でデータ取得できる場面では作業員のリスクを下げることができます。高所作業や急斜面での測量回数も少なくて済むため、転落や機械接触事故のリスク低減につながります。実際にLRTKのような軽装備システムを導入した現場では、計測作業の安全性が向上し「測量担当者の不安が減った」という声もあります。RTKによる出来形管理は単に効率化するだけでなく、現場の安全確保にも貢献すると言えるでしょう。

• データ共有と合意形成の円滑化：デジタル計測データの利点として、視覚的な情報共有が容易になる点も見逃せません。点群データや断面図は3次元モデルやグラフとして表示できるため、紙の図面や数値表だけでは伝わりにくかった現場の状況を直感的に示せます。例えば出来形点群に設計モデルを重ねて色の違いで過不足を示すヒートマップを作成したり、断面図上に設計線と実測線を重ねて表示したりすれば、専門知識のない発注者や近隣住民にも違いが一目で理解できます。現場でタブレット越しにAR（拡張現実）表示で完成モデルと実際の地形を比較することも可能で、「百聞は一見に如かず」の効果で関係者全員の共通認識を得やすくなります。クラウド上でデータを共有すれば、離れた場所からでもリアルタイムに出来形状況を把握できるため、打ち合わせや検査手続きの効率化にも寄与します。こうした可視化とデータ共有のメリットにより、出来形管理の結果を巡るコミュニケーションが円滑になり、合意形成のスピードアップにつながります。

• 報告書作成の効率化とデジタル納品への対応：RTKで取得した精密な出来形データは、そのまま出来形図面や数量計算書などの帳票作成に活用できます。点群データから任意の平面図・断面図を自動生成できるため、手作業で図面を清書する必要がありません。ソフトによっては設計データとの差分を自動計算して合否判定まで行う機能もあり、出来形検査の半自動化も現実味を帯びています。また、国土交通省の「3次元出来形管理要領（案）」では電子納品用にLandXMLやSIMA形式での断面データ提出が定められていますが、RTK活用で得られるデータはこうした形式に容易に変換・出力可能です。例えばLRTKのシステムでは点群から算出した土量や横断データをワンクリックでCSVやLandXMLに書き出せるため、従来はベテラン技術者が手間暇かけて作成していた出来形図面・写真帳・数量報告書もデジタルに簡素化できます。帳票作成の時間短縮と電子納品へのスムーズな対応という利点も、RTK断面図の活用がもたらす大きなメリットです。

まとめ：LRTKで誰でも始められる簡易測量

このように、RTKを活用した出来形管理は測量作業の生産性を飛躍的に高めると同時に、品質確保や安全性向上にも寄与する新しい手法です。3D点群データの活用によって、これまで人間の手作業では困難だった精密かつ広範囲な形状把握が可能となり、施工管理の現場は確実でスピーディーなデジタル計測へと移行しつつあります。そして近年登場したスマートフォン対応のモバイル測量システム LRTK によって、これまで専門家や高価な機材に頼っていたセンチメートル級測量が誰にでも手の届くものとなりました。LRTKシリーズは小型のGNSS受信機とスマホアプリ、クラウドサービスを組み合わせたオールインワン測量ソリューションです。高精度なRTK測位に加え、写真測量・LiDARスキャンやAR表示まで1台でこなせる「万能測量機」として、現場の出来形管理を一変させるツールとなっています。

特に中小規模の施工業者や地方の現場では、「高度な3D測量は自社にはハードルが高い」と敬遠されがちでした。しかしLRTKのような手軽で安価なソリューションは、専門の測量技術者がいなくても既存のスタッフで運用できるよう設計されています。スマホアプリの直感的な操作画面によって、経験の浅い技術者でも迷わず使いこなすことができ、「これなら自分たちでもできる」という自信につながります。国土交通省も現場DX推進にあたり「扱いやすい技術から導入を始めてほしい」としていますが、まさにLRTKは“始めやすいDX”の代表格と言えるでしょう。

今後ますます求められる施工の効率化・高度化に向けて、まずは身近なRTK測量から現場のデジタル化を始めてみてはいかがでしょうか。LRTKを活用すれば、誰でも簡易に高精度測量を実現でき、出来形管理の負担を劇的に軽減できます。作業時間の短縮による生産性向上や省人化、そして確かなエビデンスに基づく品質管理というメリットは、従来手法と比べて計り知れない価値をもたらすでしょう。ぜひこの機会に、新しい測量技術の導入を検討してみてください。詳しくはLRTKの公式サイトなどもご参照いただき、現場への適用方法をチェックしてみましょう。最先端のRTK活用によって、皆様の土木現場の出来形管理がより確実で効率的なものへと生まれ変わるはずです。

FAQ

Q: RTKと従来のGPS測位は何が違うのですか？ A: 通常のGPS測位は数メートル程度の誤差がありますが、RTK測位は基準局との相対測位によって誤差を数センチまで縮小できる点が大きく違います。リアルタイムに高精度な現在位置が得られるため、土木測量や出来形管理など精度が求められる作業でも即座に活用可能です。

Q: RTKを使った断面測定にはどんな機材や準備が必要ですか？ A: 基本的にはRTK対応のGNSS受信機（移動局）と、補正情報を提供する基準局が必要です。日本では移動局のみ用意し、国土地理院などの提供するネットワーク型RTKサービス（基準局網）に接続する方法が一般的です。またデータ収集・処理用の端末（コントローラやタブレット）と測量用アプリケーションも必要になります。例えばLRTKの場合、小型の受信機をスマホに装着し、アプリ上でネット経由で補正情報を受け取るだけで測位を開始できます。特別な据え置き機器を現地に設置する必要がなく、準備は比較的簡単です。

Q: RTK測量は初心者でも扱えますか？専門的なスキルが必要ですか？ A: 従来型の測量機器に比べると、近年のRTK測量システムは操作が簡素化されており初心者でも扱いやすくなっています。例えばLRTKのようなスマホアプリを用いるシステムでは、日本語のメニューでガイドに従って操作するだけで測位・点群取得が可能です。AR機能で設計データと比較しながら確認できるなど直感的な支援機能も充実しており、測量の専門知識が深くなくても問題ありません。基本的なトレーニングさえ受ければ、現場の担当者自身がRTK測量を活用できるようになります。

Q: RTKで取得した出来形データは検査や書類提出にそのまま使えますか？ A: はい、RTKによる出来形計測データは国の基準に適合した形式で活用できます。たとえば国交省の出来形管理要領（案）では3次元データを用いた出来形管理が推奨されており、LandXMLやSIMA形式での電子納品にも対応しています。RTKで取得した点群や断面データは必要に応じてこれらの形式に変換可能です。LRTKクラウド上でも断面図画像のダウンロードやCADデータ出力がワンクリックで行えます。精度面でも、RTK受信機と適切な測定方法によって公共工事の許容誤差を満たす高い精度が確保できますので、従来のレベル測量と同等以上に信頼できる成果として提出できます。

Q: 小規模な現場や予算が限られたプロジェクトでもRTK測量を導入できますか？ A: はい、RTK測量は近年特に手頃なコストで導入しやすくなっています。従来は専門の測量会社に依頼し高額な機材を使うイメージがありましたが、LRTKのようなシステムでは手持ちのスマートフォンと小型受信機でセンチ精度測量が実現できます。初期投資やランニングコストも従来機材に比べて抑えられており、むしろ外注測量を繰り返すより低コストで済む場合もあります。また、小規模現場では高度な測量スキルを持つ人材確保が難しいですが、簡易な操作体系のRTKツールなら既存の現場スタッフで運用可能です。規模の大小を問わず、まずは試験的に一部作業に取り入れて効果を検証し、順次拡大していく形で導入するのも良いでしょう。自社に合った形で無理なく始められるのも、最新のRTK測量ソリューションの魅力です。