SLAM技術を活用した山岳景勝地の自然景観を生かした砂防DXの取り組み
なかむら ゆ う た

さとうこうじほりかわたけのぶ

かわさき こ と のに っ た ひろ や中村有汰・佐藤厚慈・堀川毅信・川﨑琴乃・新田寛野
アジア航測株式会社

九州国土保全コンサルタント技術部（〒812-0011 福岡市博多区博多駅前4-9-2）

梓川上流に位置する上高地は特別名勝・特別天然記念物に指定されているため，砂防工事等により現状を変更する際は，事前に関係機関より同意を得る必要がある．そのため，砂防施設の設計段階において，施工前から完成後までの景観変化及び周辺環境への影響度を評価することが重要となる．従来はイラストやフォトモンタージュ等による検討が行われてきたが，単一視点からの景観イメージに留まっていた．そこで，近年活用が進んでいるLidar SLAM計測による色付き点群データとCIMモデルにより現地空間を再現し，ゲームエンジン等の活用により砂防施設整備前後の景観状況を効果的かつ自由な視点で確認できる手法を確立した．
Key Words : BIM/CIM，砂防DX，景観シミュレーション，SLAM計測，ゲームエンジン，VR

１はじめにN

対象渓流である中千丈沢 (図-2)は霞沢岳から押し出された砂礫が堆積した扇状地形を呈しており，上高地への唯一のアクセスである県道上高地公園線を横断している．昭和54年8月の台風11号災害では土石流が発生し，約4,000人の観光客が孤立した．
近隣の八右衛門沢(S50)，産屋沢(H23)でも土石流が発生しており，観光客の安全を確保するための砂防設備整備が望まれる．一方で，中千丈沢がある上高地は，特別名勝・特別天然記念物に指定されており年間100万人以上（コロナ禍前）の観光客が訪れる
観光名所である上高地に位置するため，砂防工事等により現状を変更する際は，文化庁，環境省，林野庁などの関係機関へ工事に伴う影響や景観変化を詳細に伝えて同意を得る必要がある．このような背景により実施した，砂防施設整備前後の現地状況を効率的に確認できる景観検討手法を紹介する．

霞沢岳

六百⼭

中千丈沢
産屋沢

上千丈沢八右衛門沢
上⾼地
バスターミナル

梓川

上⾼地帝国ホテル

⼤正池歩道

割⾕⼭⼭頂付近からの眺望（地理院地図を使⽤）

図-2

松本市街→

下千丈沢

大正池

⽥代湿地
梓川

計画施設

上々堀沢
（峠沢）

上堀沢

焼岳→

対象範囲の位置図（中千丈沢）

２．景観検討の実施概要
景観検討は，二時期におけるLidar SLAM計測により取得した色付点群データ，UAV測量データ，航空測量データ，及びCIMモデルを使用して実施した．
データ

SLAMデータ・UAVレーザデータ・広域DEMデータ・計画施設のCIMモデル

統合モデル作成
合意形成のために統合モデルを活⽤❶統合データを確認および閲覧⽬するためのツー的ルとして提供❷特定の⽬的に応じた効果的な視点を提⽰可能なコンテンツの提供❸異なる2時期の景観を⽐較し、時間経過による変化を視覚的に分析❹ゲームエンジンを活⽤し、より簡易かつ⾃由な視点場から施設施⼯後の景観を把握❶AECコレク⼿ションソフト法ウェアへ搭載❷フライ・ウォークスルー
動画の作成❸α-Flumen3D
へ搭載❹Unreal EngineとMeta QuestでリアルなVR空間を再現

図-3
図-1

中千丈沢の土石流(S54)

計測データの作成フロー

３．SLAM計測

SLAM点群(夏季計測)

SLAM(Simultaneous Localization And Mapping)とは，自己位置推定（localization）と地図作成（mapping）を同時に（simultaneous）行う技術である．歩行しながら簡易的に地物や森林等の三次元データを取得することが可能であり，GNSS測位などを利用することなく移動経路の位置情報を推定することができる．また，1秒前後の取得データ間で自動マッチングされるため，点群のズレが生じず，短時間でデータの取得が可能である．
(1) 計測内容
レーザ計測器はHovermap（Emesent社製）を使用し，取得した点群へ色を付与するために計測時にはカメラ（GoPro）により動画を取得した．1回の計測は，堰堤や堆積物の配置状況に応じて，20分/回程
度で計測可能な範囲とし，27回に分けて実施した（図-5）．また，異なる時期の景観を表現するために，夏季及び秋季の二時期において地上SLAM計測を実施した．
SLAM計測の結果，CIMモデルのみでは表現困難である河床礫の堆積状況や植生，既存砂防設備等の現地状況を再現可能となった（図-6，図-7）．

SLAM点群(秋季計測)

図-6

SLAM点群（上図：夏季，下図：秋季）

現地写真

色付き点群

図-7

図-4

使用機材の諸元

土石流痕跡の点群取得状況(2) 点群データの調整及び補完
地上SLAM計測の課題として，樹頂付近の点群が上空の色に着色されることで白色化し，地上からの距離が離れている樹頂付近の色付き点群が取得できないことが確認されている1)．この対策として，夏季の樹頂付近のデータは，対象範囲で施設設計に利用するために取得されたUAVレーザ計測データで補間した．さらに，計画する砂防堰堤，道路のCIMモデルを作成し，Autodesk社のAECコレクションソフト
ウェアで統合モデルを作成した．CIMモデルとの統合にあたり，砂防堰堤や道路の施工時に伐採が実施されると想定される範囲の点群を除去することにより，施工後の現地状況を再現した（図-8）．

頂点付近

SLAM点群

UAV点群

CIMモデル

統合モデルの補完

図-5

SLAM計測ルート（夏季）

図-8

統合モデル

４．景観シミュレーションの実施(1) 動画を用いた景観検討
目的別に設定し作成した施設完成前後のフライス
ルー動画（渓流沿い），ドライブスルー動画（観光バス目線からの動画），ウォークスルー動画（登山道沿いの登山客目線，渓流内、現況道路沿い）により，施設整備による景観変化をさまざまな視点から効果的に確認した（図-9，図-10）．UAVレーザ計測のデータを活用することで植生全体を表現することが可能となり，観光客目線からは計画施設が植生に覆われることで視認されにくいことを確認できた．

(2) 3次元ビューワーを用いた2時期の景観検討
砂防施設の「整備前後」や，「季節」等の異なる状況の景観を同一画面上で同時に確認するため，DXデータセンターに格納されているα-Flumen3Dへ三次元データを搭載した．異なる表示条件の複数の画面を同時に表示可能であるα-Flumen3Dを活用する
ことにより，植生により構造物を視認しにくい夏季，落葉により構造物を視認しやすくなる秋季において，任意の視点場からの景観を同時かつ同視点から比較することが可能となった（図-11）．

植生あり

図-11

植生なし

図-9

フライスルー動画（同一視点）

植生あり

α-Flumen3D上での夏季・秋季の景観比較(3) ゲームエンジンを活用した景観検討
プラットフォームに依存せず，効率よく高品質なデータを提供可能なゲームエンジンを活用し，より簡易かつ自由な視点場から施設配置後の景観を把握するためにゲームエンジンとして代表的なUnreal
Engine，Unityで3次元空間を構築した（図-12）．
また，流通性の高いVRゴーグルであるMeta Quest3を用いることにより，Unreal Engine上に作成した統合モデルに入り込むような体験を可能とした．VR
空間上で現地状況を再現することにより，コントローラーで地上や上空などに自由に移動することが可能となり，施設配置後の景観をよりリアルに確認可能となった（図-13）．
ゲームエンジン
キャラクター操作画⾯

1.8m

植生なし
図-12

図-10

ウォークスルー動画（同一視点）

キャラクター操作画面（Unreal Engine）

図-13

VR空間における景観シミュレーション

５．SLAMデータの利活用

６．今後の展望(1) 大径木の把握と工事の支障木や架空線の確認
SLAM計測により取得したデータは，任意の範囲や地盤からの高さで容易に除去することができる．そこで，施設施工前に計画範囲の大径木（胸高直径90cm以上）を把握するために，地盤から1.2m（胸高）までのデータを作成し，樹木の胸高直径を計測した．さらに，計画施設範囲における点群の抽出や除去等の処理をすることで，工事の際に支障物となり得る樹木や架空線などを効果的に把握し，施工後の伐採樹木を反映した．

SLAM点群やUnreal Engineの活用により，詳細で簡易な景観検討コンテンツを作成可能となった．特にUnreal Engineはゲームエンジンであるため，さらなる活用が期待できる．現在検討中の活用法としては，天候変化や物理シミュレーションによる災害再現，PLATEAUデータによる都市モデル活用コンテンツ，複数人での三次元空間共有等が挙げられる．

地盤から胸⾼までの点群表⽰

胸⾼直径測定0.86m
胸⾼直径を計測

10cm~
20cm~
50cm~

1.2m

図-17

複数人で同時参加可能なコンテンツの表示例

岩図-14

胸高直径計測の例

流水

4.6ｍ
図-18
図-15

架空電線への影響確認(2) 道路形状の妥当性確認
計画道路を取り付ける県道上高地公園線には，観光客を送迎するバスが頻繁に通行する．観光バス同士の離合のために検討した進入口の拡幅形状について，統合モデルにバスモデルを配置することにより離合時の妥当性を確認した．点群データによる道路状況の再現により，詳細な検討が可能となった．

物理シミュレーションの試行

７．まとめ
本稿では，地上でのLidar SLAM計測により詳細な現地状況を再現し，UAVレーザデータ，DEMデータ，CIMモデル等の各種データを組み合わせた統合モデルを活用して目的に応じた複数の景観シミュレーションを実施した．Unreal EngineによりVR空間を再現することで，手軽に自由な視点場から砂防工事完了後の景観を没入体験できるようになった．ゲー
ムエンジンであるUnreal Engine上では，豪雨や土石流，火山噴火等の現象を再現することが可能であるため，今後は，砂防堰堤の配置根拠資料や砂防事業の学習コンテンツとしての活用が期待される．

2.5ｍ
2.5ｍ

謝辞：検討にあたり，ご協力いただいた国土交通省
北陸地方整備局松本砂防事務所の関係者の皆様方に，深く御礼を申し上げます．

図-16

中千丈沢管理用道路の進入口拡幅部の確認

参考文献
1) 新田ら：上高地におけるSLAM技術を用いた新たな景観DXへの取り組み，砂防学会研究発表会概要集，
p. 313-314，2023