目次

• はじめに

• RTK測量とは何か

• 測量における断面図の役割

• 従来の断面測量手法とその課題

• RTKを活用した断面測量の方法

• RTK断面図の圧倒的な効果（従来法との比較）

• なぜ今RTK断面図なのか

• LRTKで実現する簡易測量

• よくある質問

なぜ今RTK断面図なのか？従来測量との比較でわかる圧倒的効果

はじめに

近年、測量や施工管理の現場では RTK（リアルタイムキネマティック）と呼ばれる衛星測位技術が大きな注目を集めています。特に地形の断面図を迅速かつ正確に取得する手法として、RTKの活用が広がっています。従来の測量方法で断面図を作成するには多くの手間と時間がかかりましたが、RTK技術の進歩により劇的な効率化が実現しました。本記事では、RTKによる断面図作成がなぜ今求められているのか、その背景と従来手法との比較による圧倒的な効果について解説します。

RTK測量とは何か

RTK測量とは、GNSS（全地球測位システム）を利用してリアルタイムに高精度な位置座標を取得する測位方法です。通常のGPS測位では数メートル程度の誤差が生じますが、RTKでは基地局からの補正情報を用いることで誤差を数センチ程度まで抑えることができます。具体的には、既知の位置に設置した基準局と、移動しながら測位する移動局（ローバー）との間で衛星信号の差を計算し、誤差要因を打ち消すことで高精度な測位を行います。通信によって補正データをリアルタイムに受け取るため、現場で即座に高精度の緯度・経度・高さを知ることができる点が特徴です。

従来の測量では、高精度な位置出しにはトータルステーションや光波測距儀といった機器を使い、熟練した作業と複数人の人手が必要でした。それに対しRTK測位では、小型のGNSS受信機と移動通信（モバイルネットワークなど）さえあれば、一人でもセンチメートル級の測位が可能です。近年は日本全国に電子基準点が整備され、インターネット経由で補正情報を提供するネットワーク型RTK（例: VRS方式）も普及しています。そのため自前で基地局を用意しなくても、手軽にRTK測量を始められる環境が整いつつあります。

測量における断面図の役割

断面図とは、地形や構造物を垂直に切断した面的な形状を表した図面のことです。土木測量の現場では、道路や河川、造成地の地盤形状を把握したり、設計断面と施工後の出来形を比較したりするために、断面図の作成が欠かせません。例えば道路建設では、路線に沿った一定間隔で地表面の断面を測定し、設計計画とのズレを確認します。また、堤防や法面の施工では所定の勾配になっているかを検証するために、施工前後で断面図を描いてチェックします。

断面図を得るためには、測線（横断ライン）上の複数の地表点の高さと位置を測量し、それらをつないで縦断面のプロファイルを描く必要があります。こうした断面測量は、地形の起伏や土量計算にも直結する重要な工程です。しかし、正確な断面図を作るには多数の点を測らなければならず、広範囲に及ぶ場合はその分作業量も増大します。次章では、従来の手法で断面図を作成する際に直面していた課題を見ていきましょう。

従来の断面測量手法とその課題

従来、断面図を作成するための測量には主に光学測量機器が用いられてきました。典型的な方法の一つがレベル（オートレベル）とスタッフを使った高さ測量です。測線に沿って一定間隔ごとにスタッフ棒を立て、オートレベルで覗いて各点の高さを読み取ります。得られた標高データをもとに断面図を描き、必要に応じて体積（盛土・切土量）を計算していました。この方法は比較的シンプルですが、測れるポイントが限られるため、点と点の間の細かな地形変化を見落とす可能性があります。より高い精度や広範囲の測量が必要な場合、トータルステーション（TS）による手法も使われます。TSとプリズムを用いれば3次元座標を高精度に取得できますが、オペレーターと補助者の2名以上の人手が必要で、広い現場では機器の据え直しを繰り返す手間が発生します。

従来手法の課題としてまず挙げられるのが、人力と時間の負担が大きいことです。断面ごとに多数の点を測るため、測量作業に半日〜1日以上かかることも珍しくありませんでした。現場で取得したデータを事務所に持ち帰って図面化・計算する手間もあり、結果が出るまでにタイムラグが生じます。また、山間部の急斜面など危険な場所での測定では、作業員が直接斜面に登って計測するリスクも伴いました。ドローンを用いた写真測量や地上レーザースキャナー等の新しい技術も登場しましたが、飛行制限や高価な機材、データ処理に専門知識が必要などの制約があり、誰もが手軽に使えるものではありませんでした。

RTKを活用した断面測量の方法

RTKの登場により、断面測量の手法は大きく変わりました。RTK対応のGNSS受信機を用いれば、1人で測線上の各ポイントの三次元座標をどんどん取得していくことができます。具体的な手順としては、測りたい断面線に沿って作業者がポール先端のGNSS受信機（ローバー）を地表に当て、ポイントごとに測位ボタンを押すだけです。その場で緯度・経度・標高が記録されるため、メモを取ったり後で座標計算をする必要もありません。ポイント間隔も任意に設定でき、必要とあれば従来より細かいピッチで測定して細部の起伏まで捉えることが可能です。

広い現場で複数の断面を測る場合でも、RTKなら機器を据え直す必要がありません。測線間を移動してもリアルタイムに位置がわかるため、連続的な測定がスムーズに行えます。例えば従来は50mおきに設定した横断ラインごとにレベルを据えていたようなケースでも、RTK機器を持って歩くだけで次々とデータ取得ができます。またネットワーク型RTKを利用すれば、広域の基準局ネットワークから補正情報を受信できるので、自前の基地局を設置せずに精度の高い測量が行えます。これは都市部や遠方の現場でも大きな利点です。

さらにRTK計測データはデジタル形式で即座に蓄積されるため、現場でタブレットやPC上に断面形状をリアルタイム表示することも可能です。その場で得られた断面線を設計図と重ね合わせて誤差を確認したり、必要に応じて追加の測定点をすぐ取得したりと、柔軟な対応ができます。従来のように一旦持ち帰って処理する待ち時間がないため、現場で即時に判断を下せる点もRTK測量の大きな強みです。

RTK断面図の圧倒的な効果（従来法との比較）

RTKを活用した断面図作成は、従来手法と比べて様々な面で圧倒的な効果を発揮します。以下に主な比較ポイントを挙げ、その違いを見てみましょう。

• 作業時間の短縮: 従来は測量と図面作成に半日〜1日以上を要した断面測量が、RTKなら現地計測がわずか数十分〜数時間程度で完了するケースもあります。測位からデータ保存まで自動化されているため、取得した情報をその日のうちに解析して断面図を生成できます。実際、「以前は1日がかりだった作業が当日中に完了した」という報告もあり、大幅な時間短縮が可能です。

• 必要人員の削減: 従来のTS測量では2人1組（場合によっては3人）が基本でした。しかしRTK測量では基本的に1人で作業が完結します。補助スタッフを手配する必要がなく、人員不足の現場でも支障なく測量を実施できます。1人1台の機器で各自が測量できれば、他の作業を中断して手伝ってもらう必要もなくなり、プロジェクト全体の効率も向上します。

• データ処理の迅速化: 従来は現場で取得した数値を持ち帰り、オフィスでCADソフト等に入力して断面図を描き起こし、計算する流れでした。RTKでは測定データが自動で電子化され、クラウドサービスと連携すればアップロード後すぐに結果を得ることも可能です。手作業による転記ミスもなく、現場から即座に関係者とデータ共有・報告ができるため、フィードバックのサイクルが飛躍的に短縮されます。

• 精度とカバー範囲: レベルやTSでは点の測定間隔が粗いと細部の凹凸を捉えきれない場合がありました。RTKでは高密度にポイントを取得しやすく、さらには後述する3Dスキャン技術と組み合わせることで、広範囲を高精細にカバーできます。最新のRTK-GNSS機器は水平・鉛直ともに数センチの精度を実現しており、従来機器に匹敵する測定精度で広域を素早く測れるのです。

• 安全性の向上: 急斜面や重機稼働中のエリアでの測量は、従来法では危険と隣り合わせでした。RTKによる測量では、測定者は安全な場所から届く範囲をリーチして測るだけで済み、危険個所への立ち入り時間を最小限にできます。さらに、もしRTK機器に小型のLiDARセンサー等を組み合わせれば、直接立ち入れない斜面も遠隔でスキャンして断面形状を取得することも可能です。これにより安全確保と効率化の両立が図れます。

以上のように、RTK断面図の手法は作業効率・精度・安全性のすべてにおいて従来手法を大きく上回るメリットをもたらします。特に測量作業の生産性向上と迅速な結果フィードバックは、工期短縮やコスト削減にも直結する重要な効果です。まさに現場の働き方を変革する「圧倒的効果」と言えるでしょう。

なぜ今RTK断面図なのか

では、なぜ今このタイミングでRTK断面図が注目されるのでしょうか。その背景にはいくつかの要因があります。

第一に、技術の成熟と普及です。RTK-GNSS技術自体は以前から存在していましたが、従来は機器が大型・高価で専門の測量技術者でなければ扱えないものでした。それが近年、ハードウェアの小型化・低価格化や通信インフラの発達により、一般の施工現場でも導入しやすい技術へと進化しています。高精度なGNSS受信機が手のひらサイズになり、スマートフォンと連携して使える製品も登場しました。こうした技術的ブレイクスルーにより、「RTKを使ってみよう」という現場が増えてきています。

第二に、業界全体のDX（デジタルトランスフォーメーション）推進があります。国土交通省が提唱する「i-Construction」などの取り組みにより、建設業界ではICTを活用した効率化・高度化が求められています。3次元測量データの活用や出来形管理の省力化といった文脈で、RTKによるデジタルな断面図作成はまさに時代に合った手法です。紙の図面や手計算に頼っていた従来型のやり方から脱却し、リアルタイムで正確なデータに基づいて施工管理を行うことが品質向上や工期短縮につながると期待されています。

第三に、人手不足と働き方改革の流れも見逃せません。測量の担い手となる技術者の高齢化や人材不足が進む中、少人数でもこなせるRTK測量は現場の救世主となりえます。一人で測れるため人件費削減や要員調整の負担軽減になり、加えて作業時間短縮により長時間労働の制約にも寄与します。安全性の向上も含め、現場スタッフに無理を強いないスマートな働き方を実現できる点で、RTK断面図は「今まさに」導入すべきソリューションと言えるでしょう。

LRTKで実現する簡易測量

以上のようにRTKによる断面測量は多くの利点がありますが、「具体的にどのような機材を使えばよいのか？」と疑問に思う方もいるでしょう。そこで最後に、手軽にRTK測量を実現するソリューションとしてLRTKシリーズをご紹介します。LRTKは、東京工業大学発のスタートアップ企業Lefixea（レフィクシア）が開発した高精度GNSS測位システムです。ポケットに収まる小型端末をスマートフォンやタブレットに取り付けて使用する設計で、特殊な技能がなくても誰でも簡単にセンチメートル級測位が行えます。

例えば「LRTK Phone」は、iPhoneに専用受信機を装着することでスマホをそのまま高精度の測量機に変える画期的なデバイスです。重量約125gのアンテナをワンタッチで取り付けられ、現場では測りたい地点に先端を当ててスマホ画面でボタンを押すだけで測点の座標を記録できます。取得データは即座にクラウドのLRTKクラウドへアップロードでき、オフィスにいる同僚ともリアルタイムで共有可能です。また、オプションのLiDARユニット（LRTK LiDAR）を利用すれば、一人で広範囲の地形点群を取得して後から任意の断面図を切り出すこともできます。

従来の据え置き型RTK機器と比べ、LRTKは「いつでも・どこでも・誰でも」使える利便性を追求しています。現場で邪魔にならないコンパクトさと操作性の良さに加え、最新の多周波GNSSや日本の準天頂衛星システム（みちびき）の補強信号にも対応しており、安定した精度を確保できます。測位精度はプロ用の大型機器に匹敵しながらも、導入コストは従来に比べ格段に抑えられているため、小規模な事業者でも手にしやすいでしょう。LRTKを活用すれば、これまで専門の測量班に頼んでいた断面図の作成を、現場の施工管理スタッフ自らがサッと行えるようになります。

最先端のRTK技術を取り入れたLRTKシリーズは、まさに簡易測量の新時代を切り拓くツールです。もし断面測量の手間や日程調整にお悩みなら、一度このLRTKによるスマート測量を体験してみてはいかがでしょうか。圧倒的な効率と精度で、現場の生産性向上と業務改善につながることは間違いありません。

よくある質問

Q: RTK断面図とは何ですか？ A: RTK断面図とは、RTK測位を用いて得られた高精度な位置データに基づいて作成された地形の断面図のことです。従来はレベルやトータルステーションで測った点の情報から断面図を描いていましたが、RTKを使えばリアルタイムに取得した多数の点群データから断面図を作成できます。精度の高い横断面を迅速に得られるため、設計との比較や施工管理に威力を発揮します。

Q: RTK測量を行うには何が必要ですか？ A: RTK測量を行うには、移動局となるGNSS受信機と、補正情報を提供する基準局（またはネットワークサービス）が必要です。具体的には、RTK対応のGNSSアンテナ一式と、基地局から補正データを受け取るための通信手段（無線機やモバイル通信）が基本構成となります。ただし現在は国土地理院の電子基準点を利用したネットワーク型RTKサービスが普及しており、これを利用すれば自前の基地局を置かずに測量可能です。例えばLRTKのようなスマートフォン連携型GNSS受信機を使えば、特別な専用機材がなくても手軽にRTK測量を始められます。

Q: RTKによる測量の精度はどの程度ですか？ A: RTK測量では、一般に水平位置で数センチメートル、鉛直方向でも数センチメートル程度の精度が得られます。これは従来の単独GPS測位と比べて桁違いに高精度であり、土木測量で要求される精度を十分に満たします。ただし精度は衛星受信状況や基準局との距離に左右されるため、上空の開けた環境で使用する、基準局からあまり離れない等の条件を守ることが望ましいです。最新のRTK機器ではマルチGNSSや衛星補強により安定したセンチ精度が得られるため、適切に使えば従来の光学測量機器と遜色ない成果が期待できます。

Q: RTK測量に弱点や注意点はありますか？ A: RTK測量は衛星信号を利用するため、周囲に高い建物や樹木が茂る環境では電波が遮られたり反射して測位が不安定になる場合があります。また、リアルタイム補正情報を得るには通信環境が必要なため、携帯電波の届かない場所では工夫が必要です（その場合は移動式の簡易基地局を設置する方法もあります）。これらの点に注意しつつ、視界の開けた場所でアンテナをできるだけ高く掲げるなどの対策を取れば、多くの現場で問題なくRTK測量を活用できます。天候に関しては、雨天でも電波は届きますが、雷の恐れがある場合は安全のため使用を避けるべきです。

Q: RTKの導入コストが心配です。小規模な現場でも利用できますか？ A: 従来、RTK対応の測量機器は非常に高価で、一部の大規模プロジェクトでしか使われない印象がありました。しかし最近では、リーズナブルな価格帯の製品やサービスが登場し、小規模な現場や中小企業でも導入しやすくなっています。特にスマートフォンを活用するLRTKのようなシステムは、既存のスマホ・タブレットを利用できるため初期投資を抑えられます。人件費削減や作業効率アップによるコストメリットも大きく、総合的に見れば十分元が取れるケースが多いでしょう。まずはレンタルやトライアルから試して、効果を実感してみるのもおすすめです。