点群データで土量計算を効率化：
迅速・高精度な出来形数量算出 

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2025年2月28日 掲載

点群データと土量計算の基礎知識 

点群データとは？ 

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点群データとは、空間内の多数の点（座標）とそれに付随する色情報や強度情報などから構成される3次元データです 。一般的には3Dレーザースキャナや写真測量（フォトグラメトリ）によって取得され、地形や構造物の形状を高精度に記録できます。膨大な点の集合で物体の形状をミリ単位まで表現できるため、土木建設や製造分野など幅広い業界で活用が進んでいます 。 

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土量計算における従来手法との違いとメリット 

従来の土量計算では、測量した地形から横断図を作成し平均断面法で体積を算出する方法が一般的でした。人が現地で一定間隔ごとに測点の高さを計測し、Excelなどで断面ごとの計算を繰り返す必要があり手間がかかる作業でした。これに対し点群データを用いる方法では、施工前後や盛土・掘削後の地表面をそれぞれ3次元の点群として取得し、その差分から体積を求めます。点群は地表面をすみずみまで測定したデータのため、細かな地形の凹凸まで把握でき高精度な計算が可能です 。また、一度取得した点群からメッシュ法で土量を算出できるため、追加の現地測量をせずに再計算や別範囲の算出にも対応できます。従来技術に比べ現地での測量作業や計算に要する時間も大幅に短縮され、迅速に数量算出を行える点も大きなメリットです 。 

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こうした効率化効果は実際の施工現場でも実証されています。例えば大手建設会社の現場では、従来4人がかりで7日間（延べ28人日）かかっていた土量計測・算出作業が、ドローン空撮による写真から点群データを作成し体積算出する手法に切り替えたところ、2人で1日（2人日）で完了したという事例があります 。このように点群データ活用により人手と時間を大幅に削減しつつ、出来形数量の算出精度も現場検証で従来手法と比べて遜色ない（誤差は約1%程度）ことが報告されています 。点群による土量計算は精度と効率の両面で優れており、近年その重要性が増しています。 

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施工管理・出来形管理・維持管理

への活用事例 

施工前後の土量比較による適正管理 

土木施工においては、掘削前後や盛土前後で地形の点群データを取得し、その差分から実際の土量を算出することで出来形管理に活用できます。例えば掘削工事では、設計図上の予定土量と実際に掘削・搬出した土量を比較し、過不足なく施工できているかを確認します。点群データを用いれば短時間で精度良く現地の地表面モデルが得られるため、施工直後に出来形（土量）の検証が可能です。これにより、不足土の追加手配や余剰土の処分計画を早期に立案でき、工事の進捗とコストを適正に管理できます。また出来形数量のエビデンスとして3次元データを保存しておくことで、発注者との数量確認もスムーズに行えます。従来は工事後に丁張りや測量機器でポイントごとの高さを測り断面図を起こす手間がありましたが、点群による自動算出で現場管理者の負担が大きく軽減されます。

iPhoneのLiDARスキャンを活用した

現場での迅速計測 

近年では、特殊な測量機器だけでなく iPhoneやiPadといった身近なデバイスで点群計測が可能 になっています。たとえばLiDARセンサー搭載のiPhone 12以降のモデルやiPad Proを使用すれば、専用アプリで周囲の地形や構造物をスキャンし数千万点規模の点群データを取得できます。スマートフォンを手に持って対象物の周囲を歩くだけで、わずか数十秒～数分程度で測量が完了します。「高価な専用3Dレーザースキャナがなくても、ポケットの中のデバイスでプロ並みの点群計測ができる」と言われるほど手軽であり 、実際建設現場の技術者自身が日常業務で点群スキャンを使い始めています。従来、詳細な3次元計測にはドローンの操縦や大型機器の設置が必要でしたが、スマホやタブレットによる計測は準備や技能習得のハードルが低く、「いつでも・誰でも・手軽に」点群データを取得可能にします 。例えば小規模な盛土や残土のボリューム測定であれば、現場監督がその場でサッとスキャンして土量を把握し、即座に重機の稼働調整やダンプの手配に役立てることができます。これまで現地でリアルタイムに行えなかった工程計画の見直しや土砂運搬計画も、点群計測によって可能になりつつあります 。 

タブレット画面上には取得した点群がリアルタイムに表示され、必要な部分の容積が自動計算されます。このように現場ですぐに土量を数値化できることで、日々の施工管理や出来形管理の精度向上だけでなく意思決定の迅速化にもつながっています。「足りない分の材料発注や、数量計算の根拠として利用できる」 ため、出来形数量の証拠をその場で関係者と共有し、追加の手配や是正措置を即時に講じることができます。 

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クラウドと連携したデータ管理と活用 

現場で取得した点群データはクラウドサービスと連携することで、さらに有効活用できます。例えばスマートフォンで撮影・計測した点群データや写真をクラウドにアップロードすれば、オフィスや離れた場所からでも即座にデータを確認したり解析したりできます。最近のソリューションでは、スマホで動画撮影したデータを自動的に点群化してクラウド上に3Dモデルを生成し、現場にいながらにして土量計測の結果を確認できるものもあります 。クラウド上に点群や出来形モデルを蓄積していけば、施工前から完成後、その後の維持管理期間まで時系列で地形の変化や土量増減を追跡することが可能です 。例えば施工中であれば定期的に点群を記録して工事進捗を可視化したり、施工後であれば竣工時データを基準に経年変化をモニタリングしたりできます。維持管理の場面では、土砂災害発生前後の点群を比較して流出土量を推定したり、法面の変状を把握したりといった用途にも応用されています 。クラウド連携により、こうしたデータの一元管理・共有が容易になるため、施工管理から維持管理まで関係者間でスムーズに情報活用できるメリットがあります。 

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LRTKの活用によるさらなる効率化 

LRTKの特徴と他システムとの違い 

点群データの現場活用をさらに手軽にするソリューションとして注目されているのが LRTK（※レフィクシア社の提供する高精度測位システム）です。LRTKはスマートフォン一体型のRTK測位デバイスで、専用の小型アンテナをiPhoneなどに装着するだけでネットワークRTKによるセンチメートル級の測位が可能になります 。これによりスマホのGPS精度が飛躍的に向上し、スマホ内蔵のLiDARスキャナやカメラで取得するデータに正確な位置座標を付与できます。従来はドローン＋GNSS基準局や高額なレーザースキャナが必要だった高精度な3D測量を、スマホ1台で実現できる点が他システムにはない特徴です。例えばiPhone ProでLIDARスキャンを行う場合でも、LRTKを併用すれば取得点群が測位誤差数センチの高精度データとなるため、そのまま出来形管理や検測に使える品質の地形データが得られます 。専用機器を操作するための専門知識が不要で、現場の技術者が日常的に扱える手軽さも大きな利点です。他の3D計測手法（TLS＝地上型レーザースキャナやUAV写真測量など）と比べても初期導入コストが低く、機動力に優れるため、必要なときにすぐ計測できる俊敏性で勝っています 。 

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現場で手軽にスキャンし、

リアルタイムで土量確認 

LRTKを活用すれば、現場での点群スキャンから土量算出までをリアルタイムで行うことも可能です。例えばLRTK対応アプリ上で盛土や残土の山をスマホでスキャンすると、取得された3D点群データから即座に体積が計算され、スマホ画面上やクラウド経由で結果を確認できます 。LRTKによる点群データははじめから高精度な位置情報付きのため、基準面との高低差や他の設計データとの比較もその場で正確に行えます 。従来は点群取得後にパソコン上で解析していた工程を大幅に短縮でき、現場でスキャンした直後に出来形数量を把握できることで、「その日のうちに残土処理が必要か判断する」「即座に埋戻し土量を確認して追加発注する」といった迅速な対応が可能となります。実際にLRTKのクラウドサービス上では、スキャンデータをアップロードするだけで3Dの点群モデル上に盛土・切土量が自動表示される機能が提供されており、「盛土をスキャンするだけで、簡単に計算結果が出ます」と紹介されています 。このようにLRTKは現場計測とデータ解析の時間差をほぼゼロに縮め、リアルタイムな出来形管理を実現するツールとして期待されています。

クラウド保存と活用のメリット 

LRTKは計測結果のクラウド連携にも優れており、現場で取得したデータを即座に共有・蓄積できます 。LRTKアプリで取得した点群データや測位写真（位置座標付きの現場写真）は、自動的にLRTKクラウドと同期されるため、オフィスのPCで詳細を確認したり、他のプロジェクトメンバーとデータを共有したりといったことが容易に行えます。クラウド上に保存された点群は時系列で管理できるため、施工の各段階で取得した複数の点群を比較して進捗を管理したり、将来的にリスク評価やメンテナンス計画に役立てたりすることも可能です 。LRTKクラウドは写真データとの連携もでき、点検現場の状況を位置情報付き写真と点群モデルの両方で記録・閲覧できるため、インフラ点検や資産管理にも有用です 。このようにLRTKは「測位・点群取得・クラウド共有」をワンストップで行える統合システムであり、現場のデジタル化と業務効率化を強力に後押しします。 

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今後の展望とまとめ 

点群データを活用した土量計算は、今後ますます土木業界で普及していくと見込まれます。国土交通省が推進するi-Constructionなども後押しし、3次元測量や出来形管理のICT化が標準的なプロセスとなりつつあります。将来的には、施工現場の常識として**「出来形数量は点群データから算出する」**のが当たり前になるでしょう。現場ではタブレットやスマートグラスを使って常時3Dスキャンを行い、施工状況をリアルタイムにクラウドへ蓄積・AI解析して即座にフィードバックを得る、といったスマート施工の姿も現実味を帯びています。点群データは単なる土量計算に留まらず、出来形検査の自動化や施工記録の高度化、さらには維持管理におけるデジタルツインの構築など、幅広い応用可能性があります。 

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そうした中で登場したLRTKのようなスマートフォン一体型測量デバイスは、“一人一台”の時代に向けた革新的なソリューションです。従来は専門部署や測量会社に依頼していた3次元計測を、現場スタッフ自らが日常的に実施できるようになることで、施工管理の精度とスピードは飛躍的に向上します。LRTKが普及すれば、現場で発生するあらゆる出来形データを即座にデジタル記録し、その場で意思決定に活かすワークフローが定着するでしょう。例えば朝一に前日の出来形点群を確認して施工計画を微調整するといったサイクルが可能になり、ムダな手戻りや材料ロスを減らせるようになります。加えて、点群データの活用拡大は安全面にも貢献します。人が立ち入りにくい急斜面や崩落の危険がある場所でも、遠隔でスキャンして土量を把握できるため、危険個所の測量作業を省力化し労働災害のリスク低減につながります 。 

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最後に、本記事で解説したように点群データによる土量計算は迅速かつ高精度な出来形数量算出を可能にし、施工PDCAサイクルを加速させます。従来手法との違いや具体的な活用事例、新技術LRTKの登場によるさらなる効率化について述べましたが、いずれも現場の生産性向上に直結するポイントです。今後はこうした3次元技術を上手に取り入れて、適正な出来形管理と効率的な施工管理を両立させることが、土木業界での競争力強化につながっていくでしょう。点群データ活用の裾野が広がることで、現場の見える化とDX（デジタルトランスフォーメーション）は一層加速していくと期待されます。あなたの現場でもぜひ一度、スマホでの点群スキャンやLRTKによる土量計測を試してみてはいかがでしょうか。高精度・高効率な出来形数量算出がもたらす新たな施工管理の形を実感できるはずです。