土木設計における Civil3D の活用について
エンジニアリング本部空間情報部

小平 進

１． はじめに③造成地検討（造成範囲作成）

本稿では、3 次元土木設計支援ツール④

標高５ｍ造成による土量算出

AutoCAD Civil3D 2012 の使用方法例を説明する。

⑤

必要土量の確保（仁田山から土量確保）

Civil3D は、3 次元を意識せずに、2 次元の操作で、2 次元土木設計図面、解析結果などが容易に２． 陸前高田市の 3 次元地形作成作成できる。また、作成データを 3 次元で保有して２．１ 基盤地図情報 縮尺レベル 25000 の利用いるため、設計変更などによる土木設計図面、解①

国土地理院のホームページより、基盤地図析結果などの修正が自動で反映されるので、作業情報 25000 岩手県と宮城県のデータの海時間の短縮に繋がる。

岸線、水涯線図形(JPGIS 形式、XML ファ

Civil3D には、3 次元地形図が必要であるが、3イル)をダウンロードする。

次元地形図をより容易かつリアルに作成するため②

海岸線、水涯線図形を「平面直角座標 10の機能が多くある。また、現在は、国土地理院の標系」の座標系で、shp ファイルに変換する。

高データ、DEM の活用、3 次元レーザースキャ（国土地理院 基盤地図情報ビューアー・ナーの利用などにより、容易に 3 次元地形の作成コンバーターの使用）（図１）が可能になっている。
本稿では、題材として、東日本大震災で被害に遭われた陸前高田市の標高 5m 以下の土地を標
高 5m に上げる造成計画図面を、Civil3D を使用することにより、容易に作成する方法を紹介する。
また、地形などのデータは無償で公開されている国土地理院 基盤地図情報を使用する。

③

大まかな作業手順は、下記のような流れになる。

土交通省仕様 100m 測点.dwt」テンプレー[作成手順]①

トを開き、「ワークスペース」→「計画と解析」

国土地理院 基盤地図情報より、海岸線、メニュー（Map メニュー）に変更する。

水涯線図形、10m 標高データ取得②

図１
Civil3D2012 を起動し、「新規図面」で「国④現況の 3 次元地形（サーフェス）作成②で作成した海岸線、水涯線図形のｓｈｐファイルを読み込む。

－35－

⑤

「挿入」リボンタブ→「マップを読込み」メに変換する。

ニューで、ｓｈｐファイルを読み込む。

「J ツール」リボンタブ→「基盤地図情報

3 次元地形を作成する陸前高田市の範囲(DEM)」メニューで、ダウンロードした zip（矩形）を設定する。

フ ァ イ ル よ り 、 584134 、 584235 、 584144 、

本稿では、2 次メッシュの 584134、584135、584145 データを「XYZ 形式（CSV 形式）」584144、58414 の範囲で設定する。（図２）に変換して点群ファイルを作成する。
④

陸前高田市は、震災の影響により、30cm～70cm の地盤沈下が発生している。そこで、本稿では、一律 50cm 沈下したものとして、作成した点群ファイルの高さ情報をEXCEL などで 0.5m を引いて変更する。

図２⑥

２．３ 陸前高田市の現況サーフェスの作成

海岸線図形、水涯線図形、範囲図形より、①点群ファイルを取込む。

陸域図形と水域図形を「閉じたポリライン」「ホーム」リボンタブ→「地盤データ作成」→で作成する。（図３）「点群作成」メニューより、点群ファイルを取込む。（図４）

図３
図４２．２ 基盤地図情報 数値標高モデル 10m メッ①②

シュ の利用「ツールスペース」ウィンドウ→「点群」→「陸国土地理院のホームページより、基盤地図前高田市」右ボタン→「サーフェスにポイン

情報 数値標高モデル 10m メッシュ の 2トを追加」メニューより、点群データから、現次メッシュ 584134,584135,584144,584145

況サーフェスを作成する。

を含む ZIP ファイル（JPGIS 形式)をダウン②③

点群図形で、サーフェスを作成する。

③

サーフェスのブレークライン(海岸線図形)をロードする。

設定する。

「ワークスペース」→「Civil3D」メニューに「ツールスペース」ウィンドウ→「サーフェス」変更する。

→「陸前高田市」を展開→「定義」を展開→

10m 標高データを Civil3D 用点群ファイル「ブレークライン」右ボタン→「追加」メ－36－ニューで、海岸線(0m)ブレークラインを設定する。
④

サーフェスの境界(陸域図形)を設定する。
「ツールスペース」ウィンドウ→「サーフェス」→「陸前高田市」を展開→「定義」を展開→「境界」右ボタン→「追加」メニューで、陸域の境界（外側）を作成し、また、同様に、水図６域の境界（内表示）を作成する。
⑤

サーフェスを 3 次元表示にする。
越前高田市のサーフェス図形を選択し、カーソル右ボタン→「オブジェクト ビューア」メニューより、陸域の 3 次元地形を確認する。 （図５）図７３． 陸前高田市の標高５ｍ造成①

造成範囲図形を造成計画線に変更する。
「ホーム」リボンタブ→「計画線」→「オブ

図５

ジェクトから計画線作成」メニューより、造成

２．４ 陸前高田市の造成範囲検討

範囲図形（3 図形）を選択して、造成計画① 等高線を表示する。

線に変更する。

「ツールスペース」ウィンドウ→「サーフェス」②②造成地の標高を設定する。

→「陸前高田市」右ボタン→「サーフェス

造成計画線選択→「計画線」リボンタブ→

スタイルを編集」メニュー→「等高線」タブと、「標高エディター」メニューより、「標高」列の「表示」タブで、等高線（間隔：5m）の表示を値を 5m に変更する。また、残りの造成計設定する。（図６）

画線も同様に標高 5m に設定する。

造成範囲図形を作成する。

③

造成の法面を作成する。

5m 等高線のトレース図形、及び水域図形「ホーム」リリボンタブ→「グレーディング」→と海岸線図形の 5m 陸側オフセット図形を「グレーディング作成ツール」メニューより、繋げて造成範囲図形（閉じたポリライン）を「グレーディング グループを設定」アイコン作成する。（5m オフセットは、法面を作成

で、グレーディング名を設定、「ターゲットするエリアとして使用する）（図７）

サーフェスを設定」アイコンで、基準サー－37－

フェスを設定し、「グレーディングを作成」ア

右ボタン→「オブジェクト ビューア」より、陸イコンで、造成面（3 面）の河川、海岸側の前高田市を 3 次元表示にする。（図９）

法面を切土勾配 1:1.2、盛土勾配 1:1.8 で作成する。（図８）

図９⑤④③

陸前高田市の断面図を作成して、造成前の形状と比較する。

図８
造成面を土量計算の対象にする。

造成面を通過する断面線(ポリライン)を作「ホーム」リボンタブ→「グレーディング」→成し、「ホーム」リボンタブ→「縦断」→「ク「グレーディングの中詰めを作成」メニュー

イック縦断」メニューより、造成前後の仁田より、全ての造成面の内側を指定する。

山の断面図を作成し、違いを確認する。

土量計算を行うために、造成形状のサー（図 10）フェスを作成する。
「ツールスペース」ウィンドウ→「サイト」→「グレーディング」→「陸前高田市_造成」右ボタン→「プロパティ」メニュー→「情報」タブ より、自動サーフェスと土量基準サーフェスを設定する。
④

図 10

土量計算結果を表示する。
「ツールスペース」ウィンドウ→「サイト」→

４． 仁田山からの土量の確保「グレーディング」→「陸前高田市_造成」右①

ボタン→「プロパティ」メニュー→「プロパ7,004,830.78m3 の土が必要である。

ティ」タブ より、土量結果を表示する。

そこで、仁田山を水平に切取り、水平面[土量結果]から頂上までの土量が 7,004,830.78m3 に切土量：3,070.94m3なる水平面の高さを算出する。

盛土量：7,007,901.728m3②

ネット土量：盛土 7,004,830.78m3⑤

陸前高田市の標高５ｍの造成を行うには、仁田山の 3 次元表示を行う。
陸前高田市のサーフェス図形を選択して、造成面の 3 次元表示を行います。

右ボタン→「オブジェクト ビューア」より、仁

陸前高田市のサーフェス図形を選択して、田山を 3 次元表示にする。（図 11）－38－を設定し、「グレーディングを作成」アイコン
で、仁田山計画線の全ての範囲に、切土勾配を水平、盛土勾配を水平で、法面を作成する。（図 14）
図 11③仁田山の等高線を表示する。
「ツールスペース」ウィンドウ→「サーフェス」→「陸前高田市」右ボタン→「サーフェス
スタイルを編集」メニュー→「等高線」タブと、
図 14「表示」タブより、主曲線を 10m、計曲線を50m で設定し、等高線の表示を ON にして、⑦仁田山付近を表示する。（図 12）

造成面内の「中詰め」処理を行う。
「ホーム」リボンタブ→「グレーディング」→「グレーディングの中詰めを作成」メニュー
より、造成面の内側を指定する。

⑧

土量計算を行うために、造成形状のサーフェスを作成する。

④「ツールスペース」ウィンドウ→「サイト」→

図 12
造成の計画線を作成する。

「グレーディング」→「仁田山_造成」右ボタ「ホーム」リボンタブ→「計画線」→「計画ン→「プロパティ」メニュー→「情報」タブより、線を作成」メニューより、仁田山頂上に八角

自動サーフェスと土量基準サーフェスを設形程度の計画線を標高 200m で作成する。

定する。

（図 13）⑨土量バランスを算出する。
「解析」リボンタブ→「グレーディング土量ツール」メニュー→「グレーディンググルー
プ選択：仁田山_造成」→「土量バランスから自動的に標高を調整」より、切土量が、陸前高田市の標高 5m 造成に必要な土量

図 13⑥

標高 200m で山を切取る水平の法面を作

7,004,830.78m3 になる水平造成面の高さ成する。

を算出する。（図 15）「ホーム」リボンタブ→「グレーディング」→「グレーディング作成ツール」メニューより、グレーディング名を設定、基準サーフェス－39－図 15⑩

造成面の高さを確認する。

図 17

５． まとめ「ツールスペース」ウィンドウ→「サイト」→

陸前高田市街を標高 5m 以上の土地にす「計画線」→「仁田山」右ボタン→「プロパるためには、7,004,830.78m3 の土量が必要にな

ティ」メニュー→「統計情報」タブ より、造成ることが解かった。この土量を仁田山から確保する面の高さを表示する。

ことになると、標高 250m の仁田山が、標高 180m[造成面標高結果]になってしまう。
実際は、このような方法をとることはないが、本

標高：180.2190m⑪

仁田山造成図形を現況サーフェスに張り付

稿では、Civil3D を利用することにより、土量の算けて、仁田山を 3 次元表示する。

出が容易にできることを説明している。

「修正」リボンタブ→「サーフェス」→「サー

実際に土量をより高い精度で求める場合には、フェスを編集」→「サーフェスを貼り付け」メ

高精度の 3 次元地形図が必要になるが、土量のニューより、基準サーフェス：陸前高田市、オーダーを把握する程度であれば、今回紹介した貼り付けサーフェス：仁田山_造成を選択しように、一般に無償で提供されている国土地理院て、3 次元地形を変更する。（図 16）の基盤地図情報の利用で十分な精度が得られる。

＜使用データ＞
1）

国土地理院 基盤地図情報（ 縮尺レ ベ ル25000） 岩手県、宮城県（海岸線、水涯線）

図 16⑫2）

国土地理院 基盤地図情報 数値標高モデ

仁田山の断面図を作成して、造成前の形

ル 10m メッシュ 岩手県 2 次ﾞﾒｯｼｭ：584134、状と比較する。

584135、584144、584145 のデータ

仁田山の頂上を通過する断面線(ポリライ＜使用ソフト＞ン)を作成し、「ホーム」リボンタブ→「縦断」

1）

AutoCAD Civil3D 2012 オートデスク(株)→「クイック縦断」メニューより、造成前後の2）

基盤地図情報ビューアー・コンバーター

仁田山の断面図を作成する。（図 17）

Ver.3.19 国土地理院－40－