施工現場での点群リアルタイム活用：
タブレットで実現する3D現況確認 

1. はじめに 

 

近年、建設業界ではDX（デジタルトランスフォーメーション）が急速に進展し、土木施工の現場にもICT技術の導入が進んでいます。国土交通省が推進する「i-Construction」に代表されるように、測量から維持管理まであらゆるプロセスでデジタル技術を活用し、生産性向上や魅力ある現場づくりを目指す取り組みが行われています 。こうした中、現場の地形や構造物の状況を高精度に3次元データ化できる点群データが重要性を増しており、設計・施工から維持管理まで幅広く活用が広がっています 。点群データを用いた3D化は比較的手軽に導入でき、活用の幅も広いため、土木従事者であれば是非押さえておきたい技術となっています 。 

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2. 施工現場における

点群データのリアルタイム活用 

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現場で点群データをリアルタイムに活用することで、これまで平面的な図面だけでは把握しにくかった状況も直感的に把握できるようになります。近年はタブレット端末（例えばLiDAR搭載のiPadなど）を使い、その場で周囲をスキャンして現在の地形や構造物の3Dモデルを表示するといった3D現況の確認も容易になりました。タブレット画面上で実際の地形に設計データを重ねて表示すれば、設計と現況のズレを即座に視覚的に確認できるため、施工計画の見直しや安全確認にも役立ちます。また、点群データは設計図面の作成にも活用されています。例えば老朽インフラの補修設計では、現存する構造物をスキャンして設計図や復元図を作成するケースが増えています。従来は古い橋梁などで設計図が残っていない場合、現地計測から図面起こしまで大変な手間がかかりましたが、レーザースキャナ等で橋梁を丸ごと計測し高精度な3Dモデルを作成することで、補修設計に必要な寸法や形状を正確に把握できます 。実際、全国に約70万橋ある橋梁の多くで点群データによる3Dモデル化が活躍しており、損傷箇所の記録図や補強設計のベースとなる復元図作成に大きく貢献しています 。 

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施工中の出来形管理にも点群は有効です。例えば、現場で盛土の体積を即座に測定したい場合、ドローンや地上型LiDARで取得した点群から盛土の体積を算出したり、タブレット上で直接土量計算を行うことができます。近年はBIM/CIMモデルや点群データをクラウド上で統合し、現場のタブレットだけで誰でも簡単に盛土量・切土量を計測できるサービスも登場しています 。実際にクラウド上で基準面と比較面に2時期の点群データを指定して差分土量を計算し、施工前後でどれだけ土砂が増減したかを即座に把握することも可能です 。  

 

 例えば法面崩壊が発生した際にも、崩壊前後の地形点群から失われた土量を計測し、迅速に復旧計画を立てることができます 。このように点群データを用いれば、現場で発生する出来形の変化を即時に定量化でき、従来は時間を要した土量計算や出来形管理が飛躍的に効率化されています。 

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3. 点群データを活用するメリット 

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点群データの活用により、土木施工の様々な面でメリットが得られます。その主な利点を整理すると次のとおりです。 

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• 測量・施工管理の精度向上: 点群は現地の形状を無数の点で高密度に記録するため、従来の測量よりも詳細で正確な現況把握が可能です。これにより設計段階で土量を正確に算出でき、出来形管理でも人の勘や経験に頼らない定量的な評価ができます 。例えば、地形を点群で取得しておけば、設計と施工後の形状を比較してわずかな誤差も発見できるため、手戻りの防止や品質確保に寄与します。 

• 施工計画の最適化: 3次元の現況データを活用することで、施工計画を立案する際に地形や構造物の干渉を事前に検討できます。点群データと設計モデルを重ね合わせて検討すれば、重機の搬入経路の確認や仮設構台の配置計画なども効率的です。また、点群やBIM/CIMデータを組み合わせて情報を一元管理すれば、設計から施工、維持管理までプロセス全体を通じて最適な判断が可能になり 、結果的にムリ・ムダのない計画立案につながります。 

• コスト削減と時間短縮: 点群の導入によって調査・測量回数の削減や作業の省力化が実現できます。熟練者の勘に頼った反復作業を減らし、不要な手戻りを防ぐことで、施工全体のコストダウンに直結します。実際に、ある現場ではLiDAR搭載タブレットで構造物のひび割れ調査を行ったところ、写真合成や図化に従来1〜3日かかっていた作業がわずか5分程度で完了し、協力会社へ委託していた作業量も3〜4割削減できたという報告があります 。このように人的負担の大きかった業務も点群データで自動化・効率化することで、工期短縮と人件費削減の両面で大きな効果が得られています。  

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4. 今後の展望と課題 

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点群データの活用は今後さらに幅広い分野へと拡大することが期待されます。現在もドローン搭載LiDARやモバイルマッピングシステム（MMS）など、新たな計測手法の登場によって、これまで計測が難しかった現場（山間部の急斜面や長大トンネル内部など）でも効率的に3D計測が可能になりつつあります 。今後はAIを用いた点群データの自動解析による変状検知や、建機と連動したリアルタイムな施工自動化への応用など、点群データの持つ可能性は無限に広がっています。 

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一方で、点群データ特有の課題もあります。その一つがデータ共有の効率化です。点群データは写真や動画に比べて情報量が格段に多く、ファイルサイズも巨大になります。そのため、これまでは現場で取得した点群を関係者と共有するには記録媒体ごと事務所に持ち帰ったり、クラウドへアップロードするにも時間がかかり、即時の情報共有が困難でした 。しかし近年、この課題も解消されつつあります。高速通信環境の整備やクラウドサービスの発達により、現場の3Dデータをリアルタイムで遠隔地と共有する試みが進んでいます。例えば、ある施工現場では衛星通信（Starlink）を活用してトンネル工事現場の点群データをリアルタイム伝送することに成功しており、離れた事務所からでも即座に施工進捗や支保工のずれを確認できるようになりました。また、別の事例ではゲームエンジンを活用してBIMモデルと点群計測データを重ね合わせ、PCはもちろんタブレットやVR上で多人数・多拠点による遠隔臨場を実現しています 。この仕組みにより、現場に出向かずとも設計データと施工中の実際の状況を立体的に比較・確認でき、情報共有と進捗管理の精度向上に寄与したと報告されています 。今後はクラウド上で現場の点群データを即時に共有し、発注者や設計者、施工者がリアルタイムに協働できる環境がますます進化していくでしょう。 

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5. LRTKによる点群データの活用 

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本稿の最後に、点群データを現場で手軽に活用するためのソリューションとして注目されるLRTK（レフィクシア社）について触れます。LRTKは、GNSS（全球測位衛星システム）のリアルタイム測位（RTK）技術とLiDAR計測を組み合わせた独自のプラットフォームで、現場での高精度な点群取得・共有を強力に支援します。その特徴をいくつか紹介します。

 

• LRTK Phoneによる高精度点群取得: LRTK PhoneはiPhone/iPadに装着できる超小型のRTK-GNSS受信機です。これを利用することで、スマートフォンがセンチメートル級の位置精度を持つ測量機器に変身します 。スマホ内蔵のLiDARと組み合わせれば、現場を歩きながら手軽に3D点群をスキャン可能です。通常スマホのLiDARスキャンは座標が付与されず長距離を歩くと精度が歪む課題がありますが、LRTKを併用することで取得した全ての点にグローバル座標を付与し、自己位置を常にcm精度で補正しながらスキャンできるため、地形が歪む心配もありません 。ポケットに入る端末ひとつで誰でも簡単に座標付き点群が取得でき、任意の2点間距離や盛土の体積計測まで現場でこなせてしまう手軽さは画期的です 。 

• LRTK LiDARによる広範囲の3Dスキャン: LRTK LiDARはGNSS-RTKと高精度レーザースキャナを一体化した計測デバイスです。煩雑なターゲット（標定点）設置が不要で、スキャンと同時にセンチメートル級精度の座標値を自動取得できるため、事前準備にかかる時間を大幅に削減できます 。さらに200m先の構造物まで高精細に計測可能なレーザー技術を備えており、広範囲の地形測量や複雑な形状の構造物の計測にも対応します 。短時間で最大1500万点にも及ぶ膨大な点群データを取得でき、その場でスマホ画面上で仮計測結果をチェックして不足があれば即座に再スキャン…といった運用も可能で、誰でも効率的に漏れなく計測できるよう工夫されています。 

• リアルタイム活用におけるLRTKの優位性: LRTKプラットフォームでは、取得したデータをクラウドにアップロードして関係者と即時共有し、活用するための仕組みも充実しています。例えばLRTKアプリで取得した点群データはボタン一つでLRTKクラウドへ送信でき、専用ソフト不要でWebブラウザ上から点群を確認したり、任意地点の距離・面積・体積を計測したりすることができます 。現場で撮影した写真も高精度座標とともに自動的にクラウド上の点群にひも付けられるため、点群上で写真を閲覧し、ひび割れや変状の詳細を確認するといった使い方も可能です 。こうしたクラウド連携により、現場で取得した最新の3D情報を即座に社内外で共有し、遠隔から指示を出したり検討を行ったりできるため、リアルタイムな施工管理が現実のものとなっています。  

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以上のように、点群データのリアルタイム活用は土木施工の現場に大きな変革をもたらしつつあります。3次元の「今」を正確に把握し共有できることは、設計と施工のギャップを埋め、効率的で安全な現場運営につながります。

 

今後ますます進化する計測技術や通信技術と相まって、点群データの活用シーンは広がりを見せるでしょう。データを制する者が現場を制する時代——DX時代の施工管理において、点群データは欠かせない武器となるはずです。