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建設の施工企画

CMI 報告’11. 9差等から距離を計測して，レーザースキャナーから被計測対象までの相対位置の座標点群を取得する装置である。最大の特徴は，大量の点群を短時間で取得できレーザースキャナーによる出来形・出来高管理の実現へ向けて（その 2）ることや被計測地域に作業員を配置せずに測量が可能であることである。
一般的な適用課題は，以下の事項があげられる。
①指定した範囲の高密度なデータを短時間で計測できるが，計測対象物の端部や突部などを計測できないことがある。
②計測部から視通できない箇所は計測できない。

藤島崇・椎葉祐士③レーザーの反射が得られない対象物（水面等）や環境下（降雨，降雪）での計測ができない。
④計測結果のデータ群に精度の異なるデータが含まれる。
⑤計測結果のデータ群に計測対象以外のデータが含まれる。
⑥一般的に，データ計測の生データから成果物として1．はじめにの計測結果となるまでに，データの処理が行われる
国土交通省は，情報化施工推進戦略を策定し，ICTを工事施工等に活用し，従来の施工技術と比べて高いが，上記④，⑤の特徴から，利用用途や適用範囲に応じた処理を行う必要がある。

生産性と施工品質を実現する情報化施工の積極的な普及促進を図っている。平成 22 年 8 月には，技術の確

これらの課題に対応するため，最近では，地上型の立している①トータルステーション（以下，TS という）

他に，航空機への搭載や自動車に車載した GNSS とを用いた出来形管理，②マシンコントロール（モータ組合せた移動型などが多数開発されている。

グレーダ）技術について平成 25 年度に一般化するという目標を発表している。
今後は，上記以外にも，建設施工に利用できる ICT

さらに，データ処理においても，不要なデータの簡易的な削除や 3D モデル作成技術が研究・開発されており，端部や突部を演算処理で作成できるものもある。

について現場適用性の検証を行うことにより，さらに建設施工や施工管理の効率化を実現することが期待されている。これを実現するためには，① ICT 開発者へのニーズ提示により必要な機能を簡易に操作できるシステムの開発，②利用者への導入効果の公表，③利用者が適切に ICT を利用するための要領書や手引き書の整備が必要である。
九州地方整備局

九州技術事務所では，その取組みの一つとして，地上型のレーザースキャナーを活用し図─ 1

レーザースキャナーの主な利用形態た現況把握，出来形管理，出来高管理の効率化の実現に向けた検討を実施している。

3．主な利用場面

本報告では，本検討のうち，平成 22 年度までにとりまとめた施工時の利用方法や留意点，主なデータ処理手順について紹介する。

本検討では，地上型レーザースキャナーを対象に，土工における主な利用場面と現状の課題を表─ 1 にまとめた。また，図─ 2 は主な利用場面でのレーザー

2．レーザースキャナーの主な特徴
レーザースキャナーは，特定の間隔（縦・横）にレーザーを発信し，発信時の角度と受信までの時間や位相スキャナーの導入メリットをまとめたものである。

建設の施工企画 ’11. 983

表─ 1

図─ 2

主な利用場面と現状課題

レーザースキャナーの適用メリット

4．施工管理手法（素案）とデータ処理事例
レーザースキャナー本体および得られるデータ群の利活用手法に関する研究は活発に行われているが，これらの利活用には専門の技術が必要である。また，機器本体やソフトウェアも高価であり，現状では，汎用的に扱える機器ではないため，専門業者による計測が行われると想定される。
そこで，本要領（素案）では利用者がレーザースキャナーを用いた適切な施工管理を行うために把握してくべき内容や利用時に留意すべき事項を中心にとりまとめた。
さらに，レーザースキャナーの特徴を踏まえ，土木施工で活用を促進するために，土工での代表的なデータ処理例を本要領（素案）に記載した。図─ 3 に素案の目次を示し，以下に本要領（素案）の主な記載事項をまとめた。
①レーザースキャナーの特徴

図─ 3

施工管理手法（素案）の目次

レーザースキャナーの機構や特徴（長所・短所）を整理するとともに，計測距離と精度の観点から適切な機種選定を行うための留意点をまとめた。
②機器の性能確認
レーザースキャナーの機器仕様に関する試験方法や仕様の表記方法の標準化が検討段階であり，現状ではメーカ間で統一されてない。そこで，現場毎にその適用可否を確認することが必要である。
また，土木施工の現場においては計測対象や環境が多様であることから，当該現場で所定の性能を発揮できるかを事前に確認しておくことが重要である。
③現場計測時の留意点
レーザースキャナーの特徴を活かし効率的に計測す84

建設の施工企画’11. 9るための計画が重要である。効率的な計測そのためのb）断面の近傍点を抽出し，横断上に 2 次元変換して準備事項，計測精度確保のための留意点などをとりまプロットし，これを用いて交点計算を行う方法。たとめた。

だし，計測点の密度が少なくなると算出精度も劣化④データ処置（処理）の留意点
土工では地形データを取得する場合などが多いことするので留意が必要である。写真などと比較して著しく形状が異ならないこと等を確認する必要がある。

から，草や工事車両，安全柵などが含まれていることが多い。データのクリーニング段階では，取得時に想さらに，今後の活用方法として，面データを活用し設定される不要点と計測対象の関係に着目した処理が必

計面との高さの差を面的に比較する方法をまとめてい要となるが，地形計測時の代表的な処理として，計測る。ただし，面的な評価に際しては，現状では規格データの最下点を選択する手法を例示した。

値や基準値がないことから参考値としての扱いとしている（図─ 6 参照）。

図─ 4

地形データのクリーニング手法例⑤出来形の算出方法
レーザースキャナーでは，従来の出来形管理のような端部を指定して計測することができない。そこで，従来の管理手法を代替する方法として，計測結果から面データを作成し断面形状を抽出する方法（2 案）を例としてまとめた（図─ 5 参照）。
a）面データを管理断面で抽出した後，横断方向の変化点を利用者自らが判断・指定する方法。特殊な演算機能がなくても実施できるが，計測点密度が少ないと変化点を捉えられない。

図─ 6

面データの活用方法例⑥出来高の算出方法
従来の出来高管理では手間を省くために平均断面法などを用いていたが，レーザースキャナーでは，断面の間も高頻度にデータを取得することが可能で，このデータを用い，3 次元 CAD を活用することで高精度かつ容易に数量が算出できる。
しかし，CAD の仕様によって，測定範囲外周部の演算条件が異なることが誤差要因と想定される。
そこで，本検討において，これらの 3 次元 CAD による数量算出手法について，表─ 2 に示す代表的なソフトウェアを用いて計算方式を比較し，0.5 m 間隔
表─ 2

図─ 5

面データから横断形状を抽出する方法

3 次元 CAD の違いによる数量算出結果

建設の施工企画 ’11. 985

図─ 7

チェックリスト（案）の作成例（機器準備編）

程度のデータを用いることで，1%程度の差で算出できることを確認できた。

用性が確認できている。
しかし，土木施工現場における認知度が低いことや，以上より，本要領（素案）では，メッシュを十分小機器（ハード・ソフト）費や機器本体およびデータ処さくすることで，3 次元 CAD による数量算出を行う理ソフトウェアの操作性の問題など，汎用化するため方法を記載した。の課題もまだまだ多い。
さらに，実工事での普及に向けては，3 次元データ

5．チェックリストの標準的な処理や演算方法の整備も必要である。
本検討が，この課題解消に向けて，レーザースキャ

レーザースキャナーを利用する際の主な手順を整理し，ナーの特徴や優位性を利用者に示し，かつ，汎用的な作業フローに対して計測結果の品質を確保するうえで利用方法（機能）を示すことでソフトウェアの操作性留意すべきポイントをチェックシートとして整理した。

改善の一助となることを期待している。

チェックシートは，①機器準備編，②現場準備編，③現場計測・データの基準処理編，④出来形・出来高管理値算出編で構成されている。図─ 7 にチェックリスト例を示す。

6．おわりにレーザースキャナーの計測距離，精度の向上と計測時間の短縮によりレーザースキャナーの適用範囲は広がりを見せている。また，これまでの検証結果から，作業の安全性向上，出来高管理の妥当性の検証により，レーザースキャナーを用いた本要領（素案）の現場適［筆者紹介］
藤島 崇（ふじしま たかし）
㈳日本建設機械化協会
施工技術総合研究所
研究第三部
技術課長

椎葉 祐士（しいば ゆうし）㈳日本建設機械化協会
施工技術総合研究所
研究第三部
研究員