はじめに
建設現場の施工管理では、工程・品質・出来形・安全・原価など多くの情報を正確に把握する必要があります。近年はドローンやレーザースキャナーによる3次元データ活用が広がり、国土交通省のICT施工でも利用が進んでいます。一方で、従来の進め方のままでは次のような課題が生じやすくなります。
| 場面 | よくある課題 |
|---|---|
| 現況の把握 | TSやGNSSで測量した結果は「点」「線」にとどまり、地形全体をつかむには経験が必要になります。 |
| 進捗・土量の確認 | 写真や日報、帳票の照合が中心となり、施工前後の変化を数量として比べにくくなります。 |
| 関係者との共有 | 図面・写真・帳票では現場全体の状況が伝わりにくく、確認のたびに説明が必要になります。 |
本記事では、従来の施工管理と3次元データを活用した施工管理の違い、具体的な活用方法、そしてSmart Construction Edgeによる効率化について解説します。
現場で稼働中のSmart Construction Edge
建設現場の施工管理はどう変わっている？
施工管理では工程・品質・出来形・安全・原価など多くの情報を正確に把握する必要があります。近年はドローンやレーザースキャナーによる3次元データ活用が広がり、国土交通省のICT施工でも利用が進んでいます。
従来の測量とドローン・3次元データ活用のイメージ
従来の施工管理ではどのように現場を確認していた？
従来はTSやGNSSで地点を測量し、図面・帳票と照合して状況を確認します。盛土工事であれば「測量 → 高さ確認 → 設計値比較 → 帳票整理」という流れですが、測量結果は「点」や「線」にとどまるため、地形全体の把握には経験が必要になります。
従来の施工管理で行われる確認フローのイメージ
3次元データを使った施工管理との違い
ドローンやレーザースキャナーで多数計測すると「点群データ」として現場を3次元的に再現でき、法面・盛土・掘削範囲などを立体的に確認できます。従来の「点」計測に対し、3次元計測は現場を「面」で記録する方法です。
点群を使った面的・立体的な施工管理のイメージ
従来の施工管理と3次元データを活用した施工管理
| 項目 | 従来の方法 | 3次元データを活用した方法 |
|---|---|---|
| 現況確認 | 現場巡回・写真・測点 | 点群・オルソ画像 |
| 地形把握 | 点・線で把握 | 面・立体で把握 |
| 土量確認 | 測量結果から算出 | 施工前後の点群比較 |
| 出来形確認 | 管理断面・測点 | 面的な確認が可能 |
| 進捗確認 | 写真・日報など | 時系列の3次元データ比較 |
| 情報共有 | 図面・写真・帳票 | 3次元データを共有 |
| 過去の現場確認 | 写真や帳票を確認 | 過去の3次元データと比較 |
3次元データの利点は、現場を「その時点の状態」として保存できることです。定期的に計測すれば、変化もそのまま比較できます。
ドローンを活用した施工管理
ドローンは上空から撮影した写真をSfM解析することで点群を生成でき、広範囲の土工・造成・道路工事などの把握に適しています。点群に加えてオルソ画像・DSM・DTMも生成でき、土量管理や進捗確認に利用できます。
ドローン計測と生成できる3次元関連データ
レーザースキャナーを活用した施工管理
レーザースキャナー（LiDAR）は距離を測って高密度な点群を取得する方法です。地上型（TLS）は構造物の詳細な計測に向いています。機器の優劣ではなく、現場条件に応じて選ぶことが重要です。
レーザースキャナーによる高密度な点群取得のイメージ
ドローン・レーザースキャナー・従来測量はどう使い分ける？
それぞれの計測方法には特徴があります。一つの機器ですべてを置き換えるのではなく、目的に応じた組み合わせが重要です。
| 計測方法 | 得意な場面 | 主な特徴 |
|---|---|---|
| TS・GNSSなど | 特定地点の計測 | 必要な地点を正確に確認しやすい |
| ドローン写真測量 | 広範囲の現場 | 上空から効率的に面的データを取得 |
| TLS | 構造物や一定範囲の詳細計測 | 高密度な点群を取得可能 |
| MMS・移動体計測 | 道路など線状の現場 | 移動しながら広範囲を計測 |
| 3次元データ共有 | 複数関係者での施工確認 | 現況を立体的に確認・共有 |
3次元データを施工管理に活用する5つの方法
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施工進捗を確認する
ドローンで定期的に計測すれば、着工から掘削・盛土・完成までの変化を時系列で把握できます。点群同士を比較すれば地形の変化も確認しやすくなります。
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切土量・盛土量を把握する
施工前後の点群を比較することで、切土量・盛土量・残土量を確認できます。Smart Construction Edgeには土量や標高差を確認する機能があります。
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出来形を面的に確認する
法面・盛土形状・高さ・勾配などを面的に把握でき、設計データと比較して施工結果を視覚的に確認できます。対象工種は土工だけでなく舗装工・法面工にも広がっています。
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離れた場所から現場を確認する
発注者や本社など複数の関係者が確認する場合、写真だけでは全体像が伝わりにくくなります。3次元データをクラウドで共有すれば、現場全体を同じ画面で確認できます。
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施工履歴を3次元データとして残す
定期的な計測により、起工から掘削・盛土・仕上げまでの履歴を3次元で残せます。過去の地形を後から確認することもできます。
3次元施工管理にも課題がある
ドローンや3次元計測を導入しても、すべてが自動化されるわけではありません。撮影後には次のような工程が必要になります。
| 課題 | 内容 |
|---|---|
| 大容量データの移動 | 高解像度の写真を多数撮影するためアップロードに時間がかかり、通信環境が十分でない現場では負担になりやすくなります。 |
| 点群生成までのタイムラグ | SfM処理が必要なため「撮影 → 解析 → 翌日以降に確認」となり、計測と施工判断の間に時間差が生まれます。 |
| 地形以外の写り込み | ダンプトラックや養生シートなどが点群に含まれることがあり、土量計算にはデータ編集が必要になる場合があります。 |
Smart Construction Edgeで「計測後」の施工管理を効率化
Smart Construction Edgeは、ドローン画像から3次元データを生成するエッジコンピューターです。RTK・PPK解析、SfM処理、点群生成までを本体で実行するため、「撮影 → 本体処理 → 点群確認」まで工程を短縮できます。
※製品の詳細について知りたい方はイメージをクリック
AIによる不要物除去で使いやすい点群へ
Smart Construction EdgeはAIで車両や植生などを判定し、不要物を自動で除去できます。土量管理に使いやすい点群データの作成を支援する機能です。
点群だけでなくオルソ画像・DSM・DTMも活用
Smart Construction Edgeは点群・オルソ画像・DSM・DTMを生成でき、目的に応じて使い分けられます。
点群
地形や法面の形状把握に利用します。設計データとの差異確認や土量計算の基礎データになります。
オルソ画像
現場全体や重機配置の把握に利用します。現況確認や施工記録としても使えます。
DSM
建物や樹木など対象物を含む高さ情報の把握に利用します。
DTM
地表面の標高解析や土量計算に利用します。
これからの施工管理は「測る」から「継続的に把握する」へ
3次元計測の価値は、節目ごとの計測によって施工の変化を継続的に把握できることにあります。重要なのは測量をデジタル化することではなく、計測から共有・出来形確認までを含めて継続的に活用できる状態をつくることです。
計測して終わりにせず、同じデータを進捗・土量・出来形の確認へつなげることが、施工管理の効率化につながります。
3次元施工管理を効果的に活用するポイント
計測目的を明確にする
目的によって必要なデータの種類や計測の頻度が変わります。
現場条件に合わせて計測方法を選ぶ
広範囲はドローン、構造物の詳細計測はTLSなど、使い分けが重要です。
定期的に計測する
一定のタイミングで計測すれば、変化を比較しやすくなります。
データ生成までの時間を短縮する
計測から共有までを一つのワークフローとして考えることが重要です。
i-Construction 2.0でも施工管理のデジタル化が進む
i-Construction 2.0では、施工の自動化に加えて「施工管理のオートメーション化・リモート化」も柱の一つとされています。施工管理は現地確認中心から、データでの取得・共有・判断へと変化しつつあります。
よくある質問
ドローンを導入すれば施工管理をすべて置き換えられますか？
ドローンは広範囲の計測に適していますが、すべてを置き換えるものではありません。特定地点の確認にはTS・GNSS、構造物の詳細計測にはTLSが向いており、現場条件に応じた組み合わせが重要です。
3次元データは施工進捗の管理にも使えますか？
はい。定期的に点群を取得することで、進捗や土量の変化を数量として把握できます。時系列で比較すれば、計画との差異も確認しやすくなります。
ドローン測量では撮影後に何が必要ですか？
位置情報の処理、SfM解析、点群生成などが必要です。生成したデータは進捗確認や土量管理に利用できます。Smart Construction Edgeを使えば、これらの処理を現場で完結できます。
施工管理には点群とオルソ画像のどちらが適していますか？
地形や土量の確認には点群、現場全体の視覚的な把握にはオルソ画像が適しています。併用することで、より多面的に現場を把握できます。
参考情報
- 国土交通省「i-Construction 2.0」関連資料
- 国土交通省／地方整備局「3次元計測技術を用いた出来形管理」関連資料
※公開時には、最新の公式資料・製品仕様に合わせて内容をご確認ください。
