(57)【要約】【課題】河川に施工する堤防を設計すること。【解決手段】  堤防設計装置１００は、現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータに対して、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線の指定を受け付ける計画堤防法線指定受付手段と、河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報に基づいて、計画堤防法線指定受付手段によって指定を受け付けた計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高を特定する計画堤防高特定手段と、計画堤防高特定手段によって特定された計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高と、あらかじめ記録装置に登録されている堤防断面の情報を使用して、計画堤防法線の開始点から終点までの範囲を対象として、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する３Ｄモデル生成手段と、３Ｄモデル生成手段によって生成された施工堤防の３Ｄモデルを表示装置に表示する３Ｄモデル表示手段とを備える。【選択図】図１
2020067791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
河川に施工する堤防を設計するための堤防設計装置であって、
現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータに対して、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線の指定を受け付ける計画堤防法線指定受付手段と、
河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報に基づいて、前記計画堤防法線指定受付手段によって指定を受け付けた前記計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高を特定する計画堤防高特定手段と、
前記計画堤防高特定手段によって特定された前記計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高と、あらかじめ記録装置に登録されている堤防断面の情報を使用して、前記計画堤防法線の開始点から終点までの範囲を対象として、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する３Ｄモデル生成手段とを備えることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項２】
請求項１に記載の堤防設計装置において、
前記３Ｄモデル生成手段は、前記計画堤防法線の開始点における２次元で表した堤防断面を設定し、これを前記計画堤防法線の終点に向けてスイープさせることにより、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成することを特徴とする堤防設計装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の堤防設計装置において、
前記３Ｄモデル生成手段によって生成された前記施工堤防の３Ｄモデルを表示装置に表示する３Ｄモデル表示手段をさらに備えることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の堤防設計装置において、
前記３Ｄモデル生成手段によって生成された前記施工堤防の３Ｄモデルに基づいて、前記施工堤防の縦断図や横断図を生成し、表示装置に表示する図面表示手段をさらに備えることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の堤防設計装置において、
前記施工堤防を施工するために必要な土量を表す土工数量を算出して表示装置に表示する土工数量表示手段をさらに備えることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の堤防設計装置において、
前記計画堤防法線指定受付手段によって指定を受け付けた前記計画堤防法線の開始点から終点までの区間の現況地形を示すデータを取得する現況地形データ取得手段と、
前記計画堤防法線の開始点から終点までの区間を対象として、該区間の施工天端高、計画堤防高、計画高水位、及び現況地形を表示した縦断計画表示画面を表示装置に表示する縦断計画表示画面表示手段とをさらに備えることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項７】
請求項６に記載の堤防設計装置において、
操作者によって前記縦断計画表示画面上で開始点から終点までの間の任意の位置が指定されて、指定された位置の現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高を確認するための確認画面の表示が指示された場合には、指定された位置の現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高を演算して、表示装置に表示する確認画面表示手段をさらに備えることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の堤防設計装置において、
操作者から堤防の境界を示す用地境界線の指定を受け付ける用地境界線指定受付手段をさらに備え、
前記３Ｄモデル生成手段は、用地境界線が指定された場合には、堤防の施工法面を前記用地境界線の位置で止めることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の堤防設計装置において、
前記堤防断面の情報は、施工する堤防の天端、法面、部品によって定義されることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の堤防設計装置において、
前記天端は、堤防の最上部が歩道になる場合は、計画断面の高さに舗装の厚さを加えて施工断面を定義されることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の堤防設計装置において、
前記部品は、天端または法面に設けられる縁石、側溝、水路、ブロック擁壁であることを特徴とする堤防設計装置。
【請求項１２】
河川に施工する堤防を設計するための堤防設計プログラムであって、
現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータに対して、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線の指定を受け付ける計画堤防法線指定受付手順と、
河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報に基づいて、前記計画堤防法線指定受付手順で指定を受け付けた前記計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高を特定する計画堤防高特定手順と、
前記計画堤防高特定手順で特定した前記計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高と、あらかじめ記録装置に登録されている堤防断面の情報を使用して、前記計画堤防法線の開始点から終点までの範囲を対象として、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する３Ｄモデル生成手順とをコンピュータに実行させるための堤防設計プログラム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記３Ｄモデル生成手順は、前記計画堤防法線の開始点における２次元で表した堤防断面を設定し、これを前記計画堤防法線の終点に向けてスイープさせることにより、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成することを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記３Ｄモデル生成手順で生成した前記施工堤防の３Ｄモデルを表示装置に表示する３Ｄモデル表示手順をさらに有することを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記３Ｄモデル生成手順で生成した前記施工堤防の３Ｄモデルに基づいて、前記施工堤防の縦断図や横断図を生成し、表示装置に表示する図面表示手順をさらに有することを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記施工堤防を施工するために必要な土量を表す土工数量を算出して表示装置に表示する土工数量表示手順をさらに有することを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記計画堤防法線指定受付手順で指定を受け付けた前記計画堤防法線の開始点から終点までの区間の現況地形を示すデータを取得する現況地形データ取得手順と、
前記計画堤防法線の開始点から終点までの区間を対象として、該区間の施工天端高、計画堤防高、計画高水位、及び現況地形を表示した縦断計画表示画面を表示装置に表示する縦断計画表示画面表示手順とをさらに有することを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項１８】
請求項１７に記載の堤防設計プログラムにおいて、
操作者によって前記縦断計画表示画面上で開始点から終点までの間の任意の位置が指定されて、指定された位置の現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高を確認するための確認画面の表示が指示された場合には、指定された位置の現現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高を演算して、表示装置に表示する確認画面表示手順をさらに有することを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項１９】
請求項１２〜１８のいずれか一項に記載の堤防設計プログラムにおいて、
操作者から堤防の境界を示す用地境界線の指定を受け付ける用地境界線指定受付手順をさらに有し、
前記３Ｄモデル生成手順は、用地境界線が指定された場合には、堤防の施工法面を前記用地境界線の位置で止めることを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項２０】
請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記堤防断面の情報は、施工する堤防の天端、法面、部品によって定義されることを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記天端は、堤防の最上部が歩道になる場合は、計画断面の高さに舗装の厚さを加えて施工断面を定義されることを特徴とする堤防設計プログラム。
【請求項２２】
請求項２０または２１に記載の堤防設計プログラムにおいて、
前記部品は、天端または法面に設けられる縁石、側溝、水路、ブロック擁壁であることを特徴とする堤防設計プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、堤防設計装置、および堤防設計装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次のような現況堤防評価装置が知られている。この現況堤防評価装置では、三次元現況堤防モデルと三次元計画堤防モデルを求め、現況河川堤防の流線に沿った任意位置において、三次元計画堤防モデルの断面形状をその位置における三次元現況堤防モデルに対してスライドし、三次元計画堤防モデルの断面形状が、その位置における三次元現況堤防モデルにおける断面形状に最近接して内包する位置状態になるまでの高さを減少する方向の移動量を現況堤防の高さの不足量とする（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１１５３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の現況堤防評価装置では、現況堤防の高さを評価するために、流線に沿った任意位置での流線に垂直な方向の断面形状を三次元現況堤防モデルとして求め、流水量と三次元現況堤防モデルからその位置における水位を計画高水位として求め、流水量と計画高水位とから、理想上の幅と高さを有した堤防断面形状を求め、流線に沿った任意位置での流線に垂直な堤防断面形状を、三次元計画堤防モデルとして求めている。しかしながら、河川においては、一定区間ごとに設置されえた距離標ごとに、国や地方自治体によって計画堤防高が設定されており、この情報を用いて新たに施工する堤防を設計することが好ましいが、従来の装置ではこの点について何ら検討されえていなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による堤防設計装置は、河川に施工する堤防を設計するための堤防設計装置であって、現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータに対して、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線の指定を受け付ける計画堤防法線指定受付手段と、河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報に基づいて、計画堤防法線指定受付手段によって指定を受け付けた計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高を特定する計画堤防高特定手段と、計画堤防高特定手段によって特定された計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高と、あらかじめ記録装置に登録されている堤防断面の情報を使用して、計画堤防法線の開始点から終点までの範囲を対象として、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する３Ｄモデル生成手段とを備えることを特徴とする。
本発明による堤防設計プログラムは、河川に施工する堤防を設計するための堤防設計プログラムであって、現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータに対して、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線の指定を受け付ける計画堤防法線指定受付手順と、河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報に基づいて、計画堤防法線指定受付手順で指定を受け付けた計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高を特定する計画堤防高特定手順と、計画堤防高特定手順で特定した計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高と、あらかじめ記録装置に登録されている堤防断面の情報を使用して、計画堤防法線の開始点から終点までの範囲を対象として、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する３Ｄモデル生成手順とをコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報を用いて、計画堤防法線によって指定された範囲を対象として、新たに施工する堤防の３Ｄモデルを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】堤防設計装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】河川における距離標の設置例と、距離標ごとに定義された計画堤防高、計画高水位、余裕高、計画高水敷高、計画河床高の例を模式的に示した図である。
【図３】現況堤防モデルデータ上に設定された計画堤防法線３ａの一例を示す図である。
【図４】縦断計画表示画面の一例を示す図である。
【図５】計画堤防高の算出方法を模式的に示した図である。
【図６】確認画面の一例を示す図である。
【図７】施工堤防の３Ｄモデルの作成方法を模式的に示した図である。
【図８】施工法面を用地境界線の位置で止めた場合の状態を模式的に示した図である。
【図９】施工堤防の縦断図の一例を示す図である。
【図１０】施工堤防の横断図の一例を示す図である。
【図１１】堤防設計装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、本実施の形態における堤防設計装置１００の一実施の形態の構成を示すブロック図である。堤防設計装置１００としては、例えば、サーバ装置やパソコン等が用いられ、図１は、堤防設計装置１００としてパソコンを用いた場合の一実施の形態の構成を示している。堤防設計装置１００は、操作部材１０１と、制御装置１０２と、記録装置１０３と、表示装置１０４とを備えている。
【０００９】
操作部材１０１は、堤防設計装置１００の操作者によって操作される種々の装置、例えばキーボードやマウスを含む。
【００１０】
制御装置１０２は、ＣＰＵ、メモリ、およびその他の周辺回路によって構成され、堤防設計装置１００の全体を制御する。なお、制御装置１０２を構成するメモリは、例えばＳＤＲＡＭ等の揮発性のメモリである。このメモリは、ＣＰＵがプログラム実行時にプログラムを展開するためのワークメモリや、データを一時的に記録するためのバッファメモリとして使用される。
【００１１】
記録装置１０３は、堤防設計装置１００が蓄える種々のデータや、制御装置１０２が実行するためのプログラムのデータ等を記録するための記憶媒体で構成される記録装置であり、例えばＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｒｉｖｅ）等が用いられる。なお、記録装置１０３に記録されるプログラムのデータは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて提供されたり、ネットワークを介して提供され、操作者が取得したプログラムのデータを記録装置１０３にインストールすることによって、制御装置１０２がプログラムを実行できるようになる。
【００１２】
表示装置１０４は、例えば液晶ディスプレイなどであって、制御装置１０２によって出力された表示用データを表示するための装置である。
【００１３】
本実施の形態における堤防設計装置１００では、制御装置１０２は、河川の距離標ごとにあらかじめ設定されている計画堤防高、計画高水位、余裕高、計画高水敷高、計画河床高等の情報に基づいて、新たな堤防を設計するための処理を行う。一般的に、河川の両側に設けられた両側堤防は河道、河川の片側に設けられた片側堤防は堤防と呼ばれている。本実施の形態では、片側堤防すなわち堤防と、両側堤防すなわち河道と区別し、以下の説明では堤防を対象とする。
【００１４】
計画堤防高、計画高水位、余裕高、計画高水敷高、計画河床高などは、国や地方自治体などの管理者によって、あらかじめ距離標ごとに定義されている。なお、距離標は、河口や合流点からの距離を標示する標識であって、一般的には概ね１００〜５００ｍごとに河川の堤防に設置されている。各距離標には下流から順番に距離標番号が振られており、距離標番号は河川の左岸と右岸とでセットになっている。
【００１５】
図２は、河川における距離標の設置例と、距離標ごとに定義された計画堤防高、計画高水位、余裕高、計画高水敷高、計画河床高の例を示している。本実施の形態では、例えば、図２に示すように、距離標番号２ａごとに、距離標の基準点から距離２ｂ、計画堤防高（ｍ）２ｃ、計画高水位（ｍ）２ｄ、余裕高（ｍ）２ｅ、計画高水敷高（ｍ）２ｆ、計画河床高（ｍ）２ｇを含んだ距離標情報が設定されており、この距離標情報は記録装置１０３に記録されている。
【００１６】
図２に示す例では、距離標番号２ａが１の距離標は、基準点から１ｋｍの位置に設置されており、計画堤防高は２５ｍ、計画高水位は２４ｍ、余裕高は１ｍ、計画高水敷高は０ｍ、計画河床高は１５ｍとなっている。また、距離標番号２ａが２の距離標は、基準点から１．１ｋｍの位置に設置されており、計画堤防高は２６ｍ、計画高水位は２５ｍ、余裕高は１ｍ、計画高水敷高は０ｍ、計画河床高は１５．５ｍとなっている。
【００１７】
堤防設計装置１００の操作者は、操作部材１０１を操作して、新しい堤防の設計開始を指示することができる。制御装置１０２は、設計開始が指示されると、あらかじめ記録装置１０３に記録されている現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータを表示装置１０４に表示する。現況堤防モデルデータは、例えば３Ｄサーフェスデータであって、図３に示すように、現在の堤防を上空から撮影したモデルデータまたは現在の堤防を上空から見たように描かれたモデルデータのいずれかとする。なお、図３は、図２に示した左岸の２つの距離標を含む範囲の現況堤防モデルデータである。
【００１８】
操作者は、操作部材１０１、例えばマウスを操作して、表示装置１０４に表示された現況堤防モデルデータ上で、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線を設定する。例えば、図３においては、現況堤防モデルデータ上に開始点ＢＰから終点ＥＰまでの間に計画堤防法線３ａが設定されている。
【００１９】
操作者は、操作部材１０１を操作して、計画堤防法線３ａを設定した開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間の現況地形の取得を指示することができる。現況地形のデータは、あらかじめ記録装置１０３に記録されており、制御装置１０２は、現況地形の取得が指示されると、記録装置１０３から計画堤防法線３ａを設定した開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間の現況地形のデータを取得する。
【００２０】
操作者は、操作部材１０１を操作して、計画堤防法線３ａを設定した開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間を対象とした縦断計画の表示を指示することができる。制御装置１０２は、縦断計画の表示が指示されると、あらかじめ記録装置１０３に記録されている情報を取得することによって、図４（Ａ）に示すように、開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間の施工天端高（ｍ）４ａ、計画堤防高（ｍ）４ｂ、計画高水位（ｍ）４ｃ、及び現況地形（ｍ）４ｄ等を表示した縦断計画表示画面を表示装置１０４に表示する。なお、図４（Ａ）においては、操作者は、ボタン４ｅをクリックすることによって、図４（Ｂ）に示す表示設定ダイアログを表示させることができる。表示設定ダイアログ上では、操作者は、縦断計画表示画面への情報の表示・非表示や、表示色などを設定することができる。
【００２１】
操作者は、縦断計画表示画面上で開始点ＢＰから終点ＥＰまでの間の任意の位置を指定してボタン４ｇをクリックすることによって、指定した位置の現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高等を確認するための確認画面の表示を指示することができる。制御装置１０２は、ボタン４ｇがクリックされたことを検出した場合には、以下に示す演算処理を行って、指定された位置の現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高等を表示する。
【００２２】
ここでは指定された位置の計画堤防高の算出方法について図５を用いて説明する。制御装置１０２は、計画堤防法線３ａを含んだ２つの距離標を対象として、右岸と左岸の距離標間を複数の区間に等分し、右岸と左岸の距離標間と、右岸と左岸の分割点間を分割線で結む。図５では、距離標番号２ａが１の距離標と距離標番号２ａが２の距離標の間を４つに等分し、分割線５ａ〜５ｅを設定した例を示している。
【００２３】
制御装置１０２は、距離標番号２ａが１の距離標と距離標番号２ａが２の距離標との間の計画堤防高の差を按分して各分割点に標高を算出し、算出した標高を分割線と計画堤防法線３ａの交点の標高として付与する。図５に示す例では、距離標番号２ａが１の距離標の計画堤防高が２５ｍで、距離標番号２ａが２の距離標の計画堤防高が２６ｍとすると、分割線５ａと計画堤防法線３ａの交点５ｆの標高は２５ｍ、分割線５ｂと計画堤防法線３ａの交点５ｇの標高は２５．２５ｍ、分割線５ｃと計画堤防法線３ａの交点５ｈの標高は２５．５０ｍ、分割線５ｄと計画堤防法線３ａの交点５ｉの標高は２５．７５ｍ、分割線５ｅと計画堤防法線３ａの交点５ｊの標高は２６ｍとなる。これによって、交点５ｆ〜５ｊにおける標高を計画堤防法線３ａ上の点５ｆ〜５ｊにおける計画堤防高として算出することができる。
【００２４】
制御装置１０２は、計画堤防法線３ａ上の任意の指定された点場合には、計画堤防法線３ａの交点５ｆ〜５ｊの標高値に基づいて、計画堤防法線３ａ上に標高を比例按分することにより、指定された点の標高を算出して、指定された点の計画堤防高を算出する。例えば、計画堤防法線３ａ上の点５ｋが指定された場合には、計画堤防法線３ａ上に標高値を比例按分した結果、例えば点５ｋの計画堤防高を２５．６７８２ｍと算出する。また、開始点ＢＰが指定された場合には、計画堤防法線３ａ上に標高値を比例按分した結果、例えば開始点ＢＰの計画堤防高を２４．８７８２ｍと算出する。また、終点ＥＰが指定された場合には、計画堤防法線３ａ上に標高値を比例按分した結果、例えば終点ＥＰの計画堤防高を２６．３５７６ｍと算出する。
【００２５】
なお、指定された地点の施工堤防高、計画高水敷高、計画高水位、計画河床高についても、上述した計画堤防高と同様の処理を行うことにより算出が可能である。制御装置１０２は、算出処理が完了すると、図６に示すように、指定された位置の現況地盤高、堤内地盤高、堤外地盤高、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、計画高水敷高、計画河床高等を表示した確認画面を表示装置１０４に表示する。
【００２６】
操作者が計画堤防法線３ａの確定を指示すると、制御装置１０２は、記録装置１０３に登録されている堤防断面の情報を使用して、開始点ＢＰから終点ＥＰまでの範囲を対象として新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する。本実施の形態では、堤防断面は、天端、法面、部品によって定義される。なお、堤防断面の情報は、あらかじめ入力されたデータが記録装置１０３に記録されているものとする。
【００２７】
天端は、堤防の最上部を指し、通常はこの部分が歩道となることが多い。天端は、設計上は計画断面が定義されるが、本実施の形態では、この部分に歩道にするための舗装を施す場合を想定し、計画断面の高さに舗装の厚さ等を加えた施工断面を定義することとする。このため、天端の情報としては、例えば、舗装の厚さ（ｍ）の情報があらかじめ登録される。なお、天端情報として、横断勾配を設定したり、水路や縁石などの部品も定義できるようにしてもよい。天端情報に部品を定義する場合は、横断勾配（％）や水路や縁石の幅（ｍ）の情報があらかじめ登録される。
【００２８】
法面は、堤防の表側（河川側）、裏側（用地側）の傾斜地を指す。法面も、天端における計画断面と施工断面のように、設計法面と施工法面がある。なお、堤防は、一般的には法面と呼ばれる傾斜地部分と小段や高水敷と呼ばれる平地部分で構成されているが、本実施の形態では、これらを総称して法面と呼ぶ。法面の情報としては、例えば、法面の直高（ｍ）、法面の勾配（１：ｎ）などの情報があらかじめ登録される。また、法面においても天端と同様に水路やブロック擁壁等の部品を配置することができ、法面情報に部品を定義する場合は、水路やブロック擁壁の幅や高さ（ｍ）の情報があらかじめ登録される。
【００２９】
部品は、縁石、側溝、水路、ブロック擁壁の４種類がある。部品の情報は、あらかじめ登録されているものとする。部品の情報としては、例えば、縁石、側溝、水路、ブロック擁壁のそれぞれについて、形状やサイズを示す情報が登録される。なお、部品は、上述したように、天端と法面に設置可能である。
【００３０】
以下、天端、法面、部品によって定義される堤防断面の情報を用いて、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成する方法について図７を用いて説明する。ここでは、図７（Ａ）に示すように、計画堤防法線３ａの開始点ＢＰにおける現況地形７ａに対して、計画堤防高７ｂと計画堤防面７ｃとに基づく計画断面があらかじめ設定されているものとする。なお、開始点ＢＰにおける計画堤防高７ｂは、図５を用いて上述した方法によりあらかじめ演算されているものとする。
【００３１】
この場合、制御装置１０２は、開始点ＢＰの計画堤防高７ｂに天端情報に含まれる舗装の厚さを加えて開始点ＢＰにおける施工堤防高を算出することにより、施工堤防の開始点ＢＰにおける天端７ｄを設定する。制御装置１０２は、計画堤防面７ｃに法面情報を加味して施工法面を算出することにより、施工堤防の開始点ＢＰにおける法面７ｅを設定する。これによって、天端７ｄと法面７ｅとからなる開始点ＢＰにおける堤防断面が設定される。なお、制御装置１０２は、天端情報や法面情報に部品の情報が含まれる場合は、設置される部品も加味して堤防断面の設定を行う。
【００３２】
制御装置１０２は、図７（Ｂ）に示すように、図７（Ａ）に示した２次元で表された堤防断面を終点ＥＰまでスイープ（押し出し）するようにスライドさせることにより、計画堤防法線３ａの開始点ＢＰから終点ＥＰまでの施工堤防の３Ｄモデルを生成する。このとき、制御装置１０２は、図５を用いて説明した方法により、計画堤防法線３ａの終点ＥＰにおける計画堤防高をあらかじめ算出しておく。そして、制御装置１０２は、この情報を加味して計画堤防法線３ａの終点ＥＰにおける天端７ｄを求め、開始点ＢＰの天端と終点ＥＰの天端の高さが異なる場合には、開始点ＢＰの天端から終点ＥＰの天端に向けて傾斜を付けながらスライドさせればよい。また、法面の下端、すなわち法尻は、現況地形との交点と接する位置までとする。この接する位置の事を堤内地盤高、あるいは堤外地盤高と呼ぶ。これによって、図７（Ｃ）に示すような、計画堤防法線３ａの開始点ＢＰから終点ＥＰまでの範囲を対象とした施工堤防の３Ｄモデルが作成される。なお、本実施の形態では、法面は伸縮法面とし、高水敷の標高値を固定すると法面が自動的に延縮するようにしてもよい。
【００３３】
また、堤防設計においては用地境界位置が重要となるため、あらかじめ操作者が用地境界線を作図により指定しておくと、制御装置１０２は、図８に示すように、施工法面をその用地境界線の位置で止めるようにしてもよい。
【００３４】
操作者は、施工堤防の図面の出力を指示することができる。制御装置１０２は、操作者からの図面出力指示を受け付けると、施工堤防の３Ｄモデルに基づいて、施工堤防の縦断図や横断図を生成し、表示装置１０４に出力する。図９は施工堤防の縦断図の一例を示し、図１０は施工堤防の横断図の一例を示している。横断図では、施工堤防の３Ｄモデルに基づいて作成しているので、水路や縁石など、部品モデルも正確に描画することができる。
【００３５】
また、操作者は、施工堤防を施工するために必要な土量、すなわち土工数量の演算を指示することができる。制御装置１０２は、操作者からの土工数量の演算指示を受け付けると、公知の点高法により必要な土量を算出して、表示装置１０４に出力する。本実施の形態では、例えば、現況地形や出来高計測結果等からなる２つの面データに重ね合わせたメッシュ交点で標高を算出し、標高差にメッシュ間隔の面積を乗じた値を必要な土量として算出すればよい。このとき、メッシュ間隔は５０ｃｍ以内とし、標高差の算出には、メッシュ交点の四隅の標高差を平均する４点平均法や、メッシュ交点にて標高差を算出する１点法を用いればよい。
【００３６】
図１１は、本実施の形態における堤防設計装置１００で実行される処理の流れを示すフローチャートである。図１１に示す処理は、堤防設計装置１００の操作者によって新しい堤防の設計開始が指示されると起動するプログラムとして、制御装置１０２によって実行される。なお、図１１においては、あらかじめ記録装置１０３に記録される情報、すなわち距離標情報、現況堤防モデルデータ、現況地形のデータ、堤防断面の情報などのデータは、既に記録されているものとする。
【００３７】
ステップＳ１０において、制御装置１０２は、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線が設定されたか否かを判断する。ステップＳ１０で肯定判断した場合には、ステップＳ２０へ進む。
【００３８】
ステップＳ２０では、制御装置１０２は、現況地形の取得が指示されたか否かを判断する。ステップＳ２０で肯定判断した場合には、ステップＳ３０へ進む。
【００３９】
ステップＳ３０では、制御装置１０２は、記録装置１０３から計画堤防法線３ａを設定した開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間の現況地形のデータを取得する。その後、ステップＳ４０へ進む。
【００４０】
ステップＳ４０では、制御装置１０２は、開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間を対象とした縦断計画の表示が指示されたか否かを判断する。ステップＳ４０で肯定判断した場合には、ステップＳ５０へ進む。
【００４１】
ステップＳ５０では、制御装置１０２は、あらかじめ記録装置１０３に記録されている情報を取得することによって、開始点ＢＰから終点ＥＰまでの区間の施工天端高４ａ、計画堤防高４ｂ、計画高水位４ｃ、及び現況地形４ｄを表示した縦断計画表示画面を表示装置１０４に表示する。その後、ステップＳ６０へ進む。
【００４２】
ステップＳ６０では、制御装置１０２は、操作者によって縦断計画表示画面上で開始点ＢＰから終点ＥＰまでの間の任意の位置が指定されてボタン４ｇがクリックされることにより、上述した確認画面の表示が指示されたか否かを判断する。ステップＳ６０で否定判断した場合には、後述するステップＳ８０へ進む。これに対して、ステップＳ６０で肯定判断した場合には、ステップＳ７０へ進む。
【００４３】
ステップＳ７０では、制御装置１０２は、指定された位置の現況地盤高、計画堤防高、計画高水敷高、計画河床高を上述した算出方法によって算出し、算出した結果を表示装置１０４に表示する。その後、ステップＳ８０へ進む。
【００４４】
ステップＳ８０では、制御装置１０２は、操作者によって計画堤防法線３ａの確定が指示されたか否かを判断する。ステップＳ８０で肯定判断した場合には、ステップＳ９０へ進む。
【００４５】
ステップＳ９０では、制御装置１０２は、図７を用いて説明したように、開始点ＢＰから終点ＥＰまでの範囲を対象として新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成して表示装置１０４に出力する。その後、ステップＳ１００へ進む。
【００４６】
ステップＳ１００では、制御装置１０２は、操作者から図面の出力指示を受け付けたか否かを判断する。ステップＳ１００で否定判断した場合には、後述するステップＳ１２０へ進む。これに対して、ステップＳ１００で肯定判断した場合には、ステップＳ１１０へ進む。
【００４７】
ステップＳ１１０では、制御装置１０２は、施工堤防の３Ｄモデルに基づいて、施工堤防の縦断図や横断図を生成し、表示装置１０４に出力する。その後、ステップＳ１２０へ進む。
【００４８】
ステップＳ１２０では、制御装置１０２は、操作者によって施工堤防を施工するために必要な土量、すなわち土工数量の演算が指示されたか否かを判断する。ステップＳ１２０で否定判断した場合には、処理を終了する。これに対して、ステップＳ１２０で肯定判断した場合には、ステップＳ１３０へ進む。
【００４９】
ステップＳ１３０では、制御装置１０２は、上述したように、公知の点高法により必要な土量を算出して、表示装置１０４に出力する。その後、処理を終了する。
【００５０】
以上説明した本実施の形態によれば、以下のような作用効果を得ることができる。
（１）制御装置１０２は、現在の堤防の状況を示す現況堤防モデルデータに対して、新しい堤防の基準線となる計画堤防法線の指定を受け付け、河川に設けられた距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報に基づいて、指定を受け付けた計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高を特定し、特定した計画堤防法線の開始点と終点における計画堤防高と、あらかじめ記録装置に登録されている堤防断面の情報を使用して、計画堤防法線の開始点から終点までの範囲を対象として、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成するようにした。これによって、操作者によって設定された計画堤防法線によって指定された範囲を対象として、距離標ごとに設定されている計画堤防高の情報を加味して新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成することができる。
【００５１】
（２）制御装置１０２は、計画堤防法線の開始点における２次元で表した堤防断面を設定し、これを計画堤防法線の終点に向けてスイープさせることにより、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成するようにした。これによって、簡易な処理により施工堤防の３Ｄモデルを作成することができる。
【００５２】
（３）制御装置１０２は、３Ｄモデル生成手段によって生成された施工堤防の３Ｄモデルを表示装置１０４に表示するようにした。これによって、操作者は、施工堤防の３Ｄモデルを視覚的に把握することができる。
【００５３】
（４）制御装置１０２は、生成した施工堤防の３Ｄモデルに基づいて、施工堤防の縦断図や横断図を生成し、表示装置１０４に表示するようにした。これによって、３Ｄモデルに基づいて生成した施工堤防の縦断図や横断図を操作者に提供することができる。
【００５４】
（５）制御装置１０２は、施工堤防を施工するために必要な土量を表す土工数量を算出して表示装置１０４に表示するようにした。これによって、操作者は、堤防を施工するために必要な土量を把握することができる。
【００５５】
（６）制御装置１０２は、計画堤防法線の開始点から終点までの区間の現況地形を示すデータを取得し、計画堤防法線の開始点から終点までの区間を対象として、該区間の施工天端高、計画堤防高、計画高水位、及び現況地形等を表示した縦断計画表示画面を表示装置１０４に表示するようにした。これによって、操作者は、計画堤防法線を設定した範囲について、施工天端高、計画堤防高、計画高水位、及び現況地形等を把握することができる。
【００５６】
（７）制御装置１０２は、操作者によって縦断計画表示画面上で開始点から終点までの間の任意の位置が指定されて、指定された位置の現況地盤高、計画堤防高、計画高水敷高、計画河床高を確認するための確認画面の表示が指示された場合には、指定された位置の現況地盤高、計画堤防高、計画高水敷高、計画河床高を演算して、表示装置１０４に表示するようにした。これによって、操作者は、指定した位置の現況地盤高、計画堤防高、計画高水敷高、計画河床高を把握することができる。
【００５７】
（８）制御装置１０２は、操作者から堤防の境界を示す用地境界線が指定された場合には、堤防の施工法面を用地境界線の位置で止めるようにした。これによって、用地境界線を加味して、現地の状況に沿った３Ｄモデルを生成することができる。
【００５８】
―変形例―
なお、上述した実施の形態の堤防設計装置１００は、以下のように変形することもできる。
【００５９】
（１）上述した実施の形態では、堤防設計装置１００としては、例えば、サーバ装置やパソコン等が用いられる例について説明した。しかしながら、上述した処理を実行することができる装置であれば、サーバ装置やパソコンには限定されない。また、操作者が操作する操作用端末を図１１に示した処理を実行する堤防設計装置とは別装置とし、これらを通信回線を介して接続した堤防設計システムとしてもよい。
【００６０】
（２）上述した実施の形態では、制御装置１０２は、新たに施工する施工堤防の３Ｄモデルを作成してた場合には、表示装置１０４に出力して表示する例について説明した。これに加えて、制御装置１０２は、３Ｄモデルに対してＩＣＴ施工で使用できる属性情報を自動付与、公知のＬａｎｄＸＭＬ形式で出力することができるようにしてもよい。
【００６１】
（３）上述した実施の形態では、制御装置１０２は、３Ｄモデルを生成するに当たり、図７（Ｂ）に示したように、図７（Ａ）に示した２次元で表された堤防断面を終点ＥＰまでスイープ（押し出し）するようにスライドさせるようにした。このとき、制御装置１０２は、図５を用いて説明した方法により、計画堤防法線３ａの終点ＥＰにおける計画堤防高をあらかじめ算出しておき、この情報を加味して計画堤防法線３ａの終点ＥＰにおける天端７ｄを求め、開始点ＢＰの天端と終点ＥＰの天端の高さが異なる場合には、開始点ＢＰの天端から終点ＥＰの天端に向けて傾斜を付けながらスライドさせるようにした。このとき、制御装置１０２は、終点ＥＰだけでなく、計画堤防法線３ａ上の複数の点、例えば図５に示した点５ｆ〜５ｊにおける計画堤防高もあらかじめ算出しておき、この情報を加味して計画堤防法線３ａ上の各点における天端７ｄを求め、各点における天端７ｄの高さに合わせながら開始点ＢＰから終点ＥＰに向けて堤防断面をスライドさせるようにしてもよい。
【００６２】
なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、本発明は、上述した実施の形態における構成に何ら限定されない。また、上述の実施の形態と複数の変形例を組み合わせた構成としてもよい。
【符号の説明】
【００６３】
１００  堤防設計装置
１０１  操作部材
１０２  制御装置
１０３  記録装置
１０４  表示装置
【図１】
2020067791.tif 000003
【図２】
2020067791.tif 000004
【図３】
2020067791.tif 000005
【図４】
2020067791.tif 000006
【図５】
2020067791.tif 000007
【図６】
2020067791.tif 000008
【図７】
2020067791.tif 000009
【図８】
2020067791.tif 000010
【図９】
2020067791.tif 000011
【図１０】
2020067791.tif 000012
【図１１】
2020067791.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成30年11月9日(2018.11.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、堤防設計装置、および堤防設計プログラムに関する。