日本情報地質学会シンポジウム 2015, 講演論文集, 77-107, 2015
地形・地質三次元モデリングの最前線

三次元地質解析システム「GEO-CRE(ジオクリ)」の紹介
西 山

昭 一*

Introduction of 3D geologic analysis system" GEO-CRE "Syoichi Nishiyama **応用地質株式会社 社会システム事業部

OYO Corporation,

Social System Business Division,

URL:http://www.oyo.co.jp/. E-mail: nisiyama-syoichi@oyonet.oyo.co.jp

キーワード：三次元地質解析，三次元地質モデル，三次元 CAD，CIM
Key words : Three-dimensional (3D) ground analysis, 3D geological model, 3D CAD,CIM

77

【構

成】

１．はじめに
２．新しいツールの紹介
2.1 GEO-CRE（ジオクリ）
2.2 OCTAS（オクタス）
2.3 COREROKU（コアロク）
３．GEO-CREの開発
3.1 開発経緯3.2 開発目標
3.3 機能と性能
４．弊社における三次元地質解析
4.1 適用した事業分野
4.2 経験から言えること
5. 三次元地質モデルの活用へ（CIM対応）

１．はじめに“高品質ボーリングの情報を記録・分析する”、“地盤情報を三次元で解析する”、n৉ೕ嵒崡崗峼ৄ岲峵化する”、これらを実現するにはソフトウェア岶ਂ૭ಳ峑峃岽島峳峘৉ೕੲਾ峘ৈ২৲ 峼੍ର峃峵峉峫ਰৣ峘ਕ峎峘崬嵤嵓峼৫৅峁峨峁峉◆三次元地質解析システム GEO-CRE （ジオクリ）◆地盤リスク情報ビュア
OCTAS （オクタス）◆高品質ボーリング情報化ツール
COREROKU （コアロク）※URL http://www.oyo.co.jp/business_field/three-dimensional-soil-information-service/78

顧客２．新しいツールの紹介

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）（１）GEO-CREとは

GEO-CRE（ジオクリ）は、地質
踏査データや高品質ボーリングデータ、
物理探査データ、地形データ等を速やかに⾒える化し、リアルタイムで現実的感覚のある三次元地質モデリン
グを可能とします
構築した地質モデルを用い、構造物への影響分析や、各種シミュレー
ションへの利⽤、CAD図面の作成、CGアニメーション作成等が可能です
CIMに対応する地盤モデルデータの提供も可能です

名称由来： Creation of Geological Engineering（地質工学の創造）
機能：高品質地質解析～三次元地質モデル構築～地盤リスク情報提供

２．新しいツールの紹介

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）（２）GEO-CREにおける地質モデル構築の૴島【GEO-CREの機能】

79

２．新しいツールの紹介

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）‫كگق‬ਈ੺峘হ୻

脆弱部の性状と三次元地質モデル

脆弱部上面地盤モデル
サーフェスモデル

脆弱部
陥没
Hirok,H.Shoichi,N.Kazuo,K.Toshiro,O（2015）
Visualization of geologic model for a cut slope using 3D geological analysis system

２．新しいツールの紹介

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）‫كگق‬ਈ੺峘হ୻

脆弱部の性状と三次元地質モデル
既往ボーリングコアから堅岩部と脆弱部の三次元分布を整理

脆弱部

堅岩部
Hirok,H.Shoichi,N.Kazuo,K.Toshiro,O（2015）
Visualization of geologic model for a cut slope using 3D geological analysis system

80

２．新しいツールの紹介‫كگق‬ਈ੺峘হ୻

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）
西山他 （2015） ILC関連施設設計・施工・維持管理に資する地盤情報DBシステムの開発 日本加速器学会年会講演要旨集

約50㎞

5㎞

２．新しいツールの紹介‫كگق‬ਈ੺峘হ୻

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）
ボクセルデータの断面可視化

竹島・西山・森・多田・田原・柿澤・飯山 （2015） 「地圏流体モデリング技術による国土
地中熱ポテンシャルデータベースの開発」 日本地熱学会平成27年度学術講演会

81２．新しいツールの紹介

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）‫كگق‬ਈ੺峘হ୻※下図はデモ用に作成したもの（１）斜面三次元モデル作成（２）地質構造モデル構築②地質や不連続面の三次元モデル構築

・既存の電子化された地形情報：地形CADコンター等より作成する・既往調査資料より読み取れる地質構造を三次元で再現し、基本的な地質情報として整備する（３）斜面安定性評価モデル構築①不安定ブロックの推定（２）地質構造モデル構築①既存の地質調査情報を整理・三次元化

・地層モデルおよび不連続面モデル
より当該斜面の不安定ブロックモデ
ルを推定する２．新しいツールの紹介

2.1 GEO-CRE（ジオクリ）‫كگق‬ਈ੺峘হ୻

全地連「CIM対応ガイドブック」

82

２．新しいツールの紹介

2.2 OCTAS（オクタス）

地盤リスク情報ビュア

OCTAS
oyo From Field !
商標出願中

オクタス
名称由来： OCTA（八方位）
地盤情報の見える化で地質・探査・計測・環境
建築・土木・維持管理・学術の八分野をサポート
機能：地盤CIM情報のビュア

２．新しいツールの紹介

2.2 OCTAS（オクタス）◆無償の三次元地盤モデルビュア
OCTAS（オクタス）は、地盤リスク情報を簡単な操作で⾒える化するツールです
様々な地盤リスク情報を三次元地盤モデルに重ねて示したり、自由な位置で地質断面を作成し、CAD
出⼒することが可能です
今後、様々なオプション機能を開発予定です

簡単な操作で地盤リスクを見える化！
※1 本ソフトの著作権は応用地質(株)に帰属します※2 利⽤規約の詳細は「操作ガイド」を参照ください

ダウンロードURL：http://www.oyo.co.jp/business_field/three-dimensional-soil-information-service/83

２．新しいツールの紹介

2.2 OCTAS（オクタス）

任意の位置で断面表示⇒DXF崯嵤崧峕峐লৡ２．新しいツールの紹介
岩級モデル

2.2 OCTAS（オクタス）
断面表示

ルジオンモデル

点群データ可視化

登録情報表示84２．新しいツールの紹介

2.3 COREROKU（コアロク）

コアロク

地質情報記録/可視化/分析ツール

COREROKU
oyo From Field !

名称由来：ボーリングコア情報の記録
機能：高品質地質情報解析の支援

商標出願中

２．新しいツールの紹介

2.3 COREROKU（コアロク）

高品質ボーリングから読み取れる岩盤組織の変形

せん断構造も読める

すべり層のサンプリングと認定方法に関する研究（土木研究所共同研究報告書 2013）85

２．新しいツールの紹介

2.3 COREROKU（コアロク）嵄嵤嵒嵛崘崛崊峘༄৲

正確な情報記載・記録が必要

岡崎・伊東（2012）掘削後のボーリングコアにおける岩石性状の変化と特徴について

２．新しいツールの紹介

2.3 COREROKU（コアロク）

高品質ボーリング情報を速やかに見える化！
ボアホール情報の記録と解析

ボーリングコア情報の記録と可視化

COREROKU（コアロク）は、高品質ボーリングコアやボアホール孔壁の情報を記録し、リアルタイムに可視化して分析に用いることを実現するソフトウェアです86２．新しいツールの紹介

2.3 COREROKU（コアロク）＜COREROKUの機能＞
項

目

内

容

区分情報：地質、色調、硬軟、形状、割れ目状態、岩級、風化、変質、土軟硬
データ入力 面構造：各種不連続面
点情報：針貫入などの試験情報
ポリゴン情報：混入礫などの形状
コアグラフによる可視化
可視化
棒グラフ、散布図、コア写真重ね図（区間区分テープ、面構造、点情報位置）
不連続面の傾斜角計算
解析
ポリゴン集計（統計データ出力）
区間集計（細区分集計グラフ）

他に・ボアホール孔壁画像（可視光・超音波）の解析
・地質構造解析・堆積相解析
・電子納品柱状図との連携など

３．GEO-CREの開発

3.1 開発経緯（１）弊社における三次元地質解析システムの変遷
年 度
平成10～13年
平成14年
平成15年
平成16年
平成17年
平成18年

三次元地質解析システム（OYO）
GISS(UNIX)
64bit

IG-Info
（PC）
32bit

ICT環境
OS
Win98

CPU

WinXP

32bit

Rhino
（PC）
32～64bit

平成19年

Georamafor
Civil3D
（PC）
32
～
64bit

平成20年
平成21年
平成22年
平成23年
平成24年

WinVista
Win7

iPad
販売開始

Win8

平成25年
平成26年
平成27年

ｽﾏｰﾄﾌｫﾝ
販売開始

Win8対応

64bit タブレット

販売開始

GEO-CRE◆本格的に実務に使われ始めたのは平成15ফ岵峳‫ق‬15〜30件／年間）

87

Win10

３．GEO-CREの開発

3.1 開発経緯（２）これまでの三次元地質解析システム
３次元地質解析支援システム（GISS）構成概要※※原・小川(2000)：３次元地質解析支援システム,応用地質技術年報

３．GEO-CREの開発

23

3.1 開発経緯（２）これまでの三次元地質解析システム
GISSのインターフェース※

UNIXの衰退、操作が分かり難い
ローカライズできない、高価。。。

※原・小川(2000)：３次元地質解析支援システム,応用地質技術年報

88

24

３．GEO-CREの開発

3.1 開発経緯（２）これまでの三次元地質解析システム

CADのようにঽ૓峕ඞ岲峔岮岝૪৶岶೚岮
64bit非対応、やや高価

西山・原・小川(2002)：地質情報の統合化ツールの開発
日本応用地質学会 平成1４年度研究発表会講演論文集

３．GEO-CREの開発

3.1 開発経緯（２）これまでの三次元地質解析システム

安価、使いやすさ嵣૪৶ச২峙ண峁ী峔岮
IG-Info峘嵊崯嵑嵤峒峁峐ਹ৷峃峵
地質解析の機能が無い

GEO-CREのコアツールに採用

89

３．GEO-CREの開発

3.1 開発経緯（３）既存三次元地質解析ツールの問題点◆地質解析作業の限界嵣崯嵤崧ତ৶峮嵊崯嵓ੑ઴૪৶峕ৎ৑峼ਏ峁岝৉ସ౷ਪ峕岴岻峵nਠৃ峑અ岲峔岶峳地質図を作る”プロセスと馴染みにくい・データや図面のਯ岶੗岹峔峵峒ੰ๸峘岹岮ୀ岮峮௕એ৑峘ਂତ়岶ে峂ಔ岹なり、これを解消させる“作図作業”だけで相当な時間が必要になる・二次元の地質図を三次元で可視化するだけの“作図ツール”に過ぎない◆操作性の難解さ
・ツール側の੃়峑ৰਜ峘૴島峕ป峹峔岮嵓嵤嵓岶ੌ峩য়峐峳島峐岮峵・余計な機能が多く操作が複雑で直感的に使えない◆リソースの無駄遣い
・最も作業時間を要する画面が二次元であり，三次元の画面は単なるモデルのプレビューでしかない
・リアルタイムに可視化・分析が可能な三次元ツールのਹਡ峼ણ岵峁岷島峐いない◆地質技術者の思考補助や作業負荷を軽減させるツールとは言い難い◆評価が急がれる実務には積極的に使いにくい

３．GEO-CREの開発

3.2 開発目標（１）目指した三次元地質解析システムの性能
三次元地質解析システムの要求性能※① 地質解析機能と可視化性能
・簡単に（直感的に）使えること
・技術的判断を短時間に行えること【既存ツールの改善すべき点】①技術者の考えるスピードに追従できる
地質解析機能と可視化機能②作業フローとデータ構成の峹岵峴ಔ岿
③ソフトウェアとしての柔軟性と拡張性

・高度な編集機能を持つこと・CADの精度で測定・分析を行えること
・地質境界面モデルの計算・演算を行えること
・表現力、表示処理速度、高度な表示機能、時にはリッチな表現（アニメーションなど）も可能とする②
作業フローとデータ構成
・仕組みが自然であり容易に理解できること
・トレーサビリティを明確にすること
・標準的なCADデータフォーマットに対応すること③

柔軟性と拡張性・長期的に使える将来性があること・開発が比較的容易であること
・高品質コア情報などの情報化にも対応できること
・メンテナンス性が高いこと※西山（2015） 「次世代の三次元地質解析システムの開発」 応用地質技術年報

90

３．GEO-CREの開発

3.2 開発目標‫كڮق‬ਕઃ੪৉ସ嵊崯嵓ଡണ崽嵕嵤峘੄ৡ৲①モデリング計画
目的・用途により三次元地盤モデルの構築方法を設計②資料収集・整理と三次元データ化
・地形データ電子化
・柱状図電子化・地質図面電子化システムで省力化する部分
地盤モデル
構築に十分
なデータか？

No

YES③三次元地盤情報解析
・データクロスチェック
・地質対比作業・地質構造検討作業
・地質モデル構築作業④成果品作成・三次元可視化資料
・二次利用データ
・各種図面作成システムで省力化する部分

西山（2015） 「次世代の三次元地質解析システムの開発」 応用地質技術年報

３．GEO-CREの開発

3.2 開発目標（３）三次元図形要素と地質調査情報との対応
三次元モデルの図形要素とデータ構造※
図形 要素

モデ ルイメー ジ

点

地質調査情報と三次元モデルの対応※

データ 構造位 置 座 標 と 点 ( ﾉ ｰﾄ ﾞ) の 属 性

結線
線

点 の 位 置座 標 、 結 線 情 報 、
点お よび結線中心 の属性

結線 中心の属 性【構 造型】
１ 枚 の 格子 状 に 並 ん だ 点 の
位置 座標と属性面【非 構造型】
１ 枚 の ３角 形 ・ ４ 角 形 の 形状に配置する点の位置座
標 、 結 線情 報 、 点 ・ 結 線 中点・ 形状中心の 属性【構 造型】
立 体 的 な格 子 状 に 並 ん だ 点の位 置座標と属性 。

ソリ ッド【非 構造型】
３ 角 錐 ・立 方 体 等 の 形 状 に
配 置 す る点 の 位 置 座 標 、 結線 情 報 、点 ・ 結 線 中 点 ・ 形
状中 心の属性※西山・小川・原（2003） 「地盤技術者のための３次元地質モデル構築とその利用―IG-Infoによる地質情報表現を例にして―」 応用地質技術年報

91

３．GEO-CREの開発

3.2 開発目標（４）三次元地質情報を表現するために必要な要素
グリッドモデル※

物性値の三次元分布※

テクスチャマッピング

曲面モデル※
不連続⾯

トレース※西山・谷川（2014） 「三次元地盤情報解析技術の現状と展開」中部地質調査業協会 土と岩 No.62

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（１）GEO-CREのインターフェース

92３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（２）GEO-CRE峕岴岻峵崯嵤崧ଵ৶
１階層

２階層

３階層

５階層

４階層
(ボーリング ).3dm

ボーリング名

作業名.rws
ボアホールカメラ情報
boreholeboring_*map

outcrop_*

設定ファイル
ボーリング名

コア情報
core

Data

(露頭 ).3dm（コア写真）.jpg

Config柱状図電子データ
xml

Master

ボーリング名.xml

plan_*

６階層
孔壁画像

ボーリング名.ca

モデルを
作るための
“材料”

（集計・統計）.csv(平面図 ).3dm
section_*

絞り込み地質区分.csv(断面図 ).3dm

プロジェクト名解析
データ(走向傾斜).csv

data3dコアグラフ設定.csv(地質モデル ).3dm

model

geo_*

走向傾斜データ
dipstrike_export
grid

grid_*.txt

point
land_*

point_*.txt(地形モデル ).3dm

bshorizon.txt

grid

凡例
単一ファイル

単一フォルダ

複数ファイル

複数フォルダ

grid_*.txt

point
structure_*

モデル
データ

（各種マスタ）.csv

geogrid.txt

point_*.txt(構造物 ).3dm
bshorizon.txt
ステレオネット設定.csv

model_master

種別マスタ.csv

・赤文字は設定ファイルと固定フォルダ
・（_*）は任意名称を付けることができるフォルダ
・斜め文字は三次元作業用のデータファイル※西山（2015） 「次世代の三次元地質解析システムの開発」 応用地質技術年報

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（３）モデリング機能

93

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（４）地形モデル作成
点群データ所得
コンター上に等距離にノード配置⇒Tinにより地形面モデル作成

地形面モデル作成（コンター図化）

点群：国⼟地理院数値標⾼等の
x,y,z配列のテキストデータ

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（５）ボーリングデータの三次元化

三次元柱状図モデル

柱状図XML作成

情報抽出
三次元オブジェクト化
三次元解析に必要な項目を表示

94

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（６）スケルトンモデル（三次元地質モデルの推定根拠（骨格）となる情報を配置したもの）◆国土庁水資源局土地分類垂直地盤調査結果の地質断面図
・深度-30〜-50mまでの地質解釈に使用可能◆東京都⼤深度地盤図の地質断面図
・深度-100〜-250mまでの地質解釈に使用可能※縦縮尺を10倍に強調※地形モデルは「基盤地図情報（数値標高モデル）5mメッシュ ［標高］」を使用

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（７）スケルトンモデルのチェック
オブジェクト交差判定

ズレ
3.47m
例えば、紙図面をCAD化した断面図では、元の紙図面のゆがみやデジタイズ精度などの様々な要因で誤差が生じることがよくある。いざ、このような誤差を持つ複数の断面図を三次元化しても、断面図の交点で境界線がずれてしまうので、作成したサーフェスモデルは良い結果とならない。整合性が合わない部分で極端な段差や歪が生じてしまう。
これらの不具合は、三次元化し断面図同士の交点チェックを行って初めて明らかになることが少なくない。モデリングに使用できる状態まで修正する為に、この時点
で多くの時間を費やすことになる。
しかしながら、整合性チェックのプロセスは、断面図自体のケアレスミスの発見に役立つ。複数の交差する断面図を三次元化した際には、必ず交点チェックを行わなければならない。

95

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能‫كڴق‬ਕઃ੪৉ସੰෲ‫ق‬嵄嵤嵒嵛崘ৌૻ峘୻‫ك‬・三次元地層対比作業（基本的に地質断面図を作る作業と同じ）嵣৉஄嵊崯嵓峮৉ସ૵એ௕岝ใ༼ৱમಉ峼૞અ峕峁峔岶峳৸嵄嵤嵒嵛崘峼ৌૻ峃峵
口元を結ぶ線上の中点に対比線を擦り付ける

三次元でみた地層対比例←人工物・表土下面←ローム層下面

N値の傾向が周囲のボーリングと類似しているため砂層に対比←粘土～シルト層下面

N値

地層境界点を抽出し境界面作成←砂層下面

礫層の中の挟み層と判定←礫・砂礫層下面（岩盤上面）←岩盤下面

両孔の中間付近で消失する対比線を、上下層の地質構造を参考に作成

礫層下面（ボーリングの孔底であり、この深度以深も連続する）

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能‫كڴق‬ਕઃ੪৉ସੰෲ‫ق‬嵄嵤嵒嵛崘ৌૻ峘୻‫ك‬【一度に扱ったボーリング最大数】◆石油プラント：約２,０００本程度◆広域浅層地盤：約５８,０００本⇒地域毎に3分割で処理
40

96

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能‫كڵق‬崝嵤崽崏崡嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻‫ك‬◆境界面モデルの制約条件

・⼊⼒データに制約条件を設定して⾯の形をコントロールする・制約条件に対応するアルゴリズム「BS-Horizon※」を採用した【਑৺૖੯峘୻‫ق‬嵄嵤嵒嵛崘‫】ك‬【਑৺૖੯峘୻‫ق‬୆ੀਜ਼઼岶ਂ৥峔嵓嵤崰嵆崫崿峘ৃ়‫】ك‬

a
下

a層

下

上
b
下

上
下

b層

c

下
上

上
c層

※野々垣他(2008)：「3次B‐スプラインを用いた地層境界面の推定」 情報地質３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能‫كڵق‬崝嵤崽崏崡嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻‫ك‬
地層対比結果や露頭
情報から境界面のコントロール
ポイントを整理する

補間処理の詳細な設定

入力データの内容
確認「境界面推定」を実行

計算領域設定計算する境界面を選択する
パラメータ設定

出力設定

地質境界面のコントロール
ポイントデータ

露頭における地質境界面の走向傾斜データ

補間範囲の詳細な設定をする
実行ボタンを押すと境界面を計算する計算した地質境界面

各地質境界面のグリッドデータを出力

境界面モデルを推定

地層解析機能へ97

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能‫كڵق‬崝嵤崽崏崡嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻‫ك‬◆東京低地の沖積基底面モデル

南西方向より俯瞰※縦縮尺を10倍に強調

千葉県

埼玉県

東京都

木村・花島・西山・石原（2014）「ボーリングデータ解析による浅部地下地質構造の三次元モデリング：東京低地北部から中川低地南部の例」（独）産業技術総合研究所 地質調査総合センター 2014
「関東平野中央部の地下地質構造とその応用」

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能‫كڵق‬崝嵤崽崏崡嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻‫ك‬
全ポイントデータの俯瞰図＜ハイブリッド方式＞
形成時代・営力の異なる境界面を作る方法
古地形面
古地形面
古地形面
古地形面（谷底）

処理前のモデルハイブリッドのモデル

98

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（10‫ك‬ਕઃ੪嵊崯嵓峘崩崏崫崗ਃચ୻
コンターマップ

断面作成

ゼブラマップ

事例は20枚の段丘底面境界面モデルを作成するため、約100断面を作成したもの

サーフェスの歪みを確認する方法
NURBSモデルのみに適用可能

点と面モデルの誤差表示

非接続エッジの検出

法線表示

面の裏表を表示し切り替える方法

入力点とサーフェスモデルの誤差を確認する方法
NURBSモデルのみに適用可能

３．GEO-CREの開発

ソリッドモデルのエッジが閉じているかを確認する方法

3.3 機能と性能（11）地層嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻）◆グリッドサーフェスの演算により地層モデルを作成する

地質帯毎のグループ
上位よりナンバリング

右図プレビューの側線位置

99

地層断面のプレビュー画面

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（11）地層嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻）

東京都区部(8区)の地盤モデル◆沖積層より下の地層（50mメッシュモデル）※縦縮尺を10倍に強調

都市における地中熱⼤規模利⽤可能性の総合評価 平成25年3月
委託者：独⽴⾏政法⼈新エネルギー・産業技術総合開発機構
受託者：応用地質株式会社 (株)地圏環境テクノロジー 東京大学

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（11）地層嵊崯嵒嵛崘‫ق‬崘嵒崫崱崝嵤崽崏崡峘୻）‫ٷ‬৐ᅚ峘৉ಽ嵊崯嵓峲峴ભਔ෇೧峼જ峴ল峁峉峬峘

東京駅周辺の地盤

東京駅

上総層群
東京礫層

100

N

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（12‫ك‬ଡୗ੟嵊崯嵒嵛崘峘୻

スウィープによるトンネルモデル

自由曲線による堤防の外形

自由曲面による堤防モデル

ソリッドモデルの演算による複合モデル

現堤

３．GEO-CREの開発

旧堤

3.3 機能と性能（13）少し高品質なレンダリング

101

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（14）負荷テストとモデリング実績＜点群データによるTin地形モデルの計算負荷＞＜サーフェスモデル数とファイルサイズ＞◆某施設地質モデル
範囲：約400m×220m
地形：1枚
地質境界：56枚
ファイルサイズ(Rhino)：約200MB

800
760※

700

処理時間(秒)600※32bitでは
計算不能

500
400
300

◆某施設地質モデル
範囲：800m×600m
地形：2パターン
断層：45枚
地質境界：618枚
ファイルサイズ(Rhino)：680MB

255

200
130

100
0

4

0

34

50

100

150

200

250

点数（×万点）

テスト環境: Win7(64bit)
Corei5 2.6GHz 8GBRAM

・32bit環境では300MB以上から৿੿岶ਂ਍৒峕峔峴ಔ岮
・64bit環境では500MBでも安定稼働する（実績は900MBまで確認）⇒モデルの対象に応じてファイルを分割すべき

３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（15）GEO-CREの主な特徴①地質モデリング・三次元空間でリアルタイムなモデリング作業を実現
・モデリングアルゴリズムを柔軟に適用（連携するソフト次第）
・様々な地質モデルに対応可能
・数m〜数10㎞の幅広い規模に対応し、同一空間に混在も可能②構造物モデリング
・三次元CADの能⼒を⽣かしたモデル精度確保
・汎用的CADデータ（⼆次元・三次元）の利⽤が可能③モデル分析機能
・モデル精度チェック
・モデル同士の干渉チェック
・コンター図作成④CG・可視化機能
・断面図作成・高品質レンダリング
・⾯積／⼟量計算
・アニメーション作成
・層厚分析⑤運用面の機能・階層型レイヤマネージャにて、⼊⼒データ管理から
モデル管理まで⼀貫対応⑥データ⼊出⼒・様々なフォーマットの⼊出⼒機能搭載
・汎用的CADデータ（DXF／DWG）の⼊出⼒
・シミュレーション⽤形状モデルデータの出⼒

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３．GEO-CREの開発

3.3 機能と性能（15）GEO-CREの主な特徴【⼊⼒データ（地盤情報）】
ボーリングXML、サウンディング、物理探査（Geoplot）、各種地質図面画像・CAD図
国⼟地理院数値標⾼（5m,10m,50m,250m）、ボクセルモデルの等値面【地層の論理モデル】
階層型レイヤ管理で十分対応可能【境界面推定方法】
BS-HORIZON、NURBS、Tin
他ソフトで推定したデータを点群として取り込み可能【属性値情報】
研究中（RhinoにIFC等の⼊出⼒プラグインあり）【座標系】
ｍ系（平面直角座標、UTM座標）※明確に座標系としては定義していない【ソフトウェア構成】
OS：Windows7/8 64bit/32bit（64bit推奨）
RhinocerosVer5 rev9以降対応（三次元機能の利用に必須）【ハードウェア構成】
CPU：Intel Corei5以上搭載メモリ：8GB以上
GPU：グラフィックボード利用を推奨
HDD：20GB以上の空き容量
モニタ：画面解像度1920×1080以上を推奨

４．弊社における三次元地質解析

4.1 適用した事業分野（１）事業分野の傾向
システム納品
1%
地盤DB
最終処分場
地盤汚染
1%
広域地盤解析 2% 火山防災
1%
3%
3%
地震関連
7%

地盤災害
0%

トンネル・道路建設
28%

ダム関連
5%
河川・港湾関連6%
施設維持管理7%

資源・エネルギー関
連
19%

斜面防災関連17%※H15年4月～H27年10月：計322件の事業分野割合

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４．弊社における三次元地質解析

4.1 適用した事業分野‫ిكڮق‬৷হ୻峒৯৓峘ীథ
目的分類

事 業分野毎の適 用例

可視化【 道路 、トンネル 】
・多数の二次元地質断面図の整合性検証および地質構造の妥当〇性検討、岩盤分類モデル作成
・トンネルルート変更の根拠についての説明資料、トンネルルートの〇フライスルーアニメーション制作
・トンネル建設による地下水障害を予測する三次元地下水シミュ〇
レーション
・三次元地下水シミュレーション解析結果のポテンシャル分布およ〇び地下水流動状況の可視化
・坑口岩盤斜面の地質構造説明資料作成、不安定岩盤のブロック〇
区分、重心・体積算定、CAD断面図作成
・不安定岩盤の遠心裁荷試験用三次元モデル作成（様々なパター〇ンの分離面をモデル化）
・住民説明会用のブロックダイアグラムやポスター制作〇
・トンネル崩落事故検討委員会資料作成、施工履歴と地盤観察結〇
果、対策工計画の三次元可視化
・地盤モデルの構築と様々な対策工ケースの検討、対策一連プロ〇
セスのアニメーション制作
・施工時の地下水湧水原因究明、施工ステップ毎のシールド・掘割〇
構造と地質構造の関係可視化
・CIM対応の地層モデル・支持層モデル・構造物モデル構築〇
・掘割部の液状化層三次元分布推定〇
・道路斜面の不安定性評価に用いる地盤モデル〇
・亜炭採掘空洞の三次元分布把握と道路補修計画〇【 ダム】
・大規模貫入岩体のダムサイトの亀裂系解析および透水性状把握〇
・ダムサイトの亀裂分布三次元モデルと亀裂分布断面図作成
・貫入岩と断裂断層分布のモデル化、切取り斜面の断層分布の可〇視化
・岩級区分ルジオンマップの三次元モデル作成
・ダム漏水原因究明と地下水観測各種試験データの三次元可視化〇
・貯水池地滑り調査に用いるLP高精度DEMによる地形解析〇【 斜面 災害】
・LPデータによる微地形判読用地形解析図作成〇
・複数の地滑り面モデル化とアンカー定着有無の検討用資料、アン〇カー荷重試験結果の可視化

解析

二次利 用

〇

〇

・三次元斜面安定解析用の地盤モデル構築
・地上レーザー測量による斜面末端崩落の変状把握
・斜面崩落現象の再現アニメーションーション制作【 エ ネルギー施設 】

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西山（2015） 「次世代の三次元地質解析システムの開発」
応用地質技術年報

・斜面崩落現象の再現アニメーションーション制作
事業分 野毎の適用例〇 目的分類
可視 化 解析 二次利 用【 エ ネルギー施設】
・耐震性検討に用いる地盤モデル・岩盤分類モデル構築〇〇
・ボーリング/露頭調査による不連続面の三次元分布把握〇〇〇
・CCSにおける注入シミュレーションに用いる地中貯留層の三次元
〇
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モデル構築
・長大トンネルおよび付帯施設と地形地質構造三次元可視化、デー〇〇〇タベース作成【 地盤汚 染・ 廃棄物】
・最終処分場の地盤モデル作成と各種図面作成
・最終処分場の景観シミュレーション
・移流拡散シミュレーションに用いる地盤モデル構築
・生鮮食料品市場移転地の地盤汚染の可視化と地盤モデル作成【 空港】
・地盤沈下予測システムに用いる三次元地盤モデル構築
・滑走路の地盤構造把握と地盤沈下シミュレーション用地盤モデル
構築
・敷地内大型駐車場建屋の支持層モデル化と各種図面作成【 地中熱 開発】
・都心部の地中熱ポテンシャルマップ作成に用いる三次元地盤モ
デル構築およびデータベース構築
・三次元地層モデルおよび地下水モデルのデータベース構築
・三次元陸水シミュレーション用の地盤モデル提供【 建築】
・新規建設マンションの基礎地盤可視化
・マンション基礎地盤沈下調査結果の可視化
・液状化対策区域の三次元地盤モデル構築【 橋梁基 礎】
・施行中の橋梁基礎沈下原因調査に用いる地盤モデル構築
・地盤構造と支持層のCIMモデル提供【 地下水 資源】
・地下水資源保全目的の広域地下水流動場の把握
・地下水資源利用目的の地下水解析【 環境保 全】・湿原保全目的の地下水シミュレーション
・農地保全目的の地下水シミュレーション【 火山災 害他】
・火山地下構造調査成果の可視化および各種図面作成
・空中探査成果の可視化アプリケーション開発
・室内試験供試体破断面のレーザースキャン結果の可視化

４．弊社における三次元地質解析

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4.2 経験から言えること‫كڭق‬ਕઃ੪৉ସ嵊崯嵓峘ਹ৷ৃએ◆地質モデルが必要とされる場面‫ٵ‬ଵ৶峃峵‫ق‬৅ି঻‫ك‬ડ峘ੲਾ峒峁峐◎使う側（設計施工者）の情報として◎考える側（調査者）の情報として◆地質モデル構築の目的◎地盤情報の三次元可視化◎三次元地質解析そのもの‫ٵ‬嵊崯嵓崯嵤崧峘੸ઃਹ৷◆地盤モデルは目的と用途に応じる性能重視型である◎そのためどんな現場にも適用できるような万能なモデルはない◎地盤モデルの৯৓ਗਹ৷峕ିਔが必要◎地盤リスクを明確に伝えることが⼤切【地盤（地質）リスクの定義】①地盤（地質）の不確実性そのもの・不可視で⼗分な情報が得られない・地質の成り⽴ちや分布・構造に地域性がある②事業に損失をあたえる地質事象「望ましくない地質事象の⽣起確率とその事象の大きさの組み合わせ（脇坂 2008）」

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４．弊社における三次元地質解析

4.2 経験から言えること（２）三次元地質モデルを作るための着目点（Keywordのみ）◆成層地盤 ⇒ グルーピング、大境界と小境界、層相区分、時代区分、ତ়嵣ਂତ়岝঱に凸、下に凸、互層、ダウンラップ、オフラップ◆漸移帯 ⇒ 平均的配置、安全側の視点、シーケンス層序、曖昧さの表現◆逆転構造（褶曲・オーバーハング） ⇒ 軸の設定、構造断面の照査（まだ二次元の思考が基本）◆断層 ⇒ ૵ಽఝ岝ᇜষ਀ਠ岝ഈ৖૪৶◆地質ゾーニング ⇒ 岩級区分、土軟硬区分、変質帯区分、帯水層区分、物性モデルからの解釈◆人工地盤 ⇒ 盛土、埋土、જଅ岝地盤改良範囲◆地下水 ⇒ 変動幅、水圧਀ਠ岝૴線◆地盤強度 ⇒ ボクセル、三次元補間、区分層毎の補間・合成◆複合面 （一連峘৊ৎ৻એ峑஄ਛ੾ৡ岶౮峔峵‫ ⇒ك‬データの分類、地形面の認定、ハイブリッド◆貫入岩 ⇒ 火道位置・方向、断裂系◆レンズ⇒ チャネル、ଡਛ੟૗৲ 岝ਗ໿৖૪৶

◆谷底・谷壁 ⇒ 現地形の示唆するもの、斜面脚部の形状◆旧河道・埋没谷 ⇒ 旧河道中心の認定・推定、河川勾配の反映◆分離⾯ ⇒ 嵄崊嵃嵤嵓৹ਪ岝ী௞એ਀ਠ岝જ峴়岮岝గೕ崾嵕崫崗岝ᦽෟ峴岝ଁੑ৓૪৶
◆岩盤斜面 ⇒ 崒嵤崸嵤崷嵛崘岝৉঱嵔嵤崞嵤岝୼ઌ೾୤岝ਕઃ੪崡崙崫崩岝ਂ਍৒ブロック抽出◆信頼性の表現 ⇒ 嵆崡崗୩ୠ岝崯嵤崧ഡ২岝崛嵉嵛崰਀੶岝૭ഭਙ峘岬峵੶ஈ্ૄ岝ଁੑ৓௬੼、オーバレイマップ◆インタラクション（干渉） ⇒ 掘削形状、地形改変
他৉ସহ଴൐峕ା৯ਡ岶౮峔峵 ⇒ 地質モデル構築マニュアルが必要

４．弊社における三次元地質解析

4.2 経験から言えること（３）三次元地質モデル作成者の資格（弊社における）◆৉ସ௕峙岝়৶৓峔৉ସ৹ਪ峮๶৉஄ਖ਼ഭ嵣ใோৱમীෲ嵣૚ர૥ୡੑ೾ಉに基づく
複眼・統合的考察により導かれる＜ 調査結果 → 三次元考察・解析 → 二次元図面表現（地質平面・断面図）＞◆地質図の品質は地質屋の経験と技術に依存する（百人の地質屋がいれば百通りの地質図ができると揶揄される所以）◆地質図作成はフィールドワークの経験が必要であり、相応の経験と資格を持つ専門技術者が実施するか監督するべきもの◆三次元地質モデル作成の思考は土木地質図作成の思考とあまり変わらない
三次元地質モデル作成も地質図作成と同等の資格が必要と考えられる【資格の目安】嵣ૼ୒૒‫ૢق‬৷৶৾ 地質）あるいはRCCM（地質）＋地質情報管理⼠
・上記の資格と同等と認められる者

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5. 三次元地質モデルの活用へ（CIM対応へ向けて）（１）CIMに提供できるデータ①スケルトンモデル
・三次元化(座標付け)したデータ(੟৶ർਪੲਾ峮ใ༼৉ସ௕એஅ峪)嵣嵊崯嵓ଓ৑ੑ઴峕৷岮峉োৡ崯嵤崧（グルーピングされたデータ）
・地質対比情報（地質学的関係性の情報）②推定地質モデル・地質図面(平面図、断面図、パネルダイアグラム)
・三次元地質モデル(サーフェス、ソリッド、ボクセル)③属性情報
・地盤リスク、嵊崯嵓৯৓嵣৷ಥ岝ਹ৷਑଒・推定範囲、推定方法(アルゴリズムのパラメータ含む)
・信頼性指標（推定根拠、地史）
・੟ਙ崮嵤崾嵓岝ტ୻

5. 三次元地質モデルの活用へ（CIM対応へ向けて）（２）CIMへ提供する三次元地質モデルの問題①事業段階のニーズに応じたモデルが必要嵣হ঵஺మ‫ق‬໪റਝੑ嵣ถ಍ਝੑ嵣施工等）によりモデルのਏ੷෇೧嵣ಖ২岶૗峹峵

LODの観点が必要
LOD：Level of development②三次元モデルデータだけが独り歩きしかねない・作成方法の記録が無いと、モデルの信頼性峮ಌৗ方法がわからない
・モデルデータだけでは地盤リスクがわからない

属性情報は必要不可欠③地盤情報岶ಌৗ嵣૗৲ ※するৃ়岝ిજ峔崧崌嵇嵛崘峑嵊崯嵓ಌৗ岶૑ਏとなる※変化：強度変化、風化、地盤຿ৣ岝࿿એ変動、地下水変動など

トレーサビリティが重要

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5. 三次元地質モデルの活用へ（CIM対応へ向けて）（３）モデルの信頼性をどう担保するか？

①“三次元地質モデリング”マニュアルを整備する②相応しい資格のある地質技術者が地質モデル構築に関与する③崡崙嵓崰嵛嵊崯嵓峼૞ස嵣ਹ৷峑岷峵峲岰峕峃峵⋊ രਙੲਾ峼૞ස嵣ਹ৷峑岷峵峲岰峕峃峵⑤再現性のある地質モデルを作る

ご清聴ありがとうございました

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