第 24 回 国土技術開発賞 入賞

地すべり災害対応のBIM/CIM モデル

地すべり災害対応への BIM/CIM モデルの活用技術〔受賞者〕 国立研究開発法人土木研究所
すぎもと〔本稿執筆者〕 杉本

ひろゆき

たけした宏之，竹下わたる

航

以下に，第 24 回 国土技術開発賞で入賞した「地すべり災害対応の BIM/CIM モデル」を紹介します。

1.

はじめに

BIM/CIM（Building/Construction Information
Modeling，Management）は，3 次元モデルを活用して一連の建設生産・管理システムを高度化し，インフラ分野における DX を推進する重要写真− 1

地すべり災害対応の BIM/CIM モデルなツールとなりうる。現在，土木構造物の設計・施工を中心に BIM/CIM の活用が進んでいるが，いて紹介する。

土木研究所では，災害時においても BIM/CIM を活用して迅速・効率的に緊急対応を実施できるよ2.

災害対応時の課題

うに「地すべり災害対応の BIM/CIM モデル」を地すべり災害が発生した場合は，緊急的な対応開発した（写真− 1）。
この BIM/CIM モデルは，地すべり全体を俯瞰として，現地調査を行った上で警戒避難対策や応できる「鳥の目」の視点では，全体の状況を様々急対策工事等の検討が行われる。その際には，地な位置・方向から確認でき，「虫の目」の視点ですべり周辺の斜面地形や地すべりによる変状発生は，各部分の詳細な状況がよく分かる。現地調査

状況，保全対象の位置等の 3 次元的な関係を踏までは，全体を俯瞰できる場所がない場合や，確認え，地すべり災害の全体像を的確に把握した上でしたい場所が危険なために近づけない場合もある検討を行うことが重要である。

が，BIM/CIM モ デ ル で は，
「 鳥 の 目， 虫 の 目 」

しかし，大規模な地すべり災害では，現地状況で全体から細部まで確認することができる。本稿の情報不足や，逆に情報過多によって収集・整理では，この BIM/CIM モデルの概要と活用等につが追いつかないなどの理由で，地すべり災害の全80

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体像の把握が難しい。また，災害時の対応は，国・都道府県・市町村の土木部局や防災部局，民間の調査会社，建設会社等の多数の関係機関が連携する必要があることから，地すべり災害の状況について十分に情報伝達・情報共有することが重要であるが，それらを地形図や写真だけで発災直後に迅速に行うことは難しい。
このような，「全体像把握が難しい」，「情報伝達・情報共有が難しい」という災害対応の現場での課題を解決するため，土木研究所では「地すべり災害対応の BIM/CIM モデル」を開発した。

3.

‌BIM/CIM モデルの‌基本コンセプト

図− 1 地すべり災害対応の BIM/CIM モデルの構成

タ（災害後に UAV で撮影した空中写真から SfM解析で作成するカラー点群データ）とオープンデ

地すべり災害対応の BIM/CIM モデルは，発災ータ等のデータ（基盤地図情報の DEM や建物等直後の地すべり災害の全体像の 3 次元的把握や警の周辺の地形・地物等を表現するデータ）を基本

戒避難対策，応急対策工事への活用を目的としてとし，必要に応じて，変状発生域の部分的な詳細おり，1 日程度の短期間で作成できることを重視

地形データや緊急時の調査結果のデータ，応急対している。

策の検討結果のデータ等を組み合わせる。

そのため，測量のような精度は求めず，地すべり災害の全体像の把握に必要なレベルの精度で作5.

BIM/CIM モデルの作成方法成することとし，迅速性を優先している。また，実施できる者が限定されないよう，一般的な技術概略地形モデル（カラー点群データ）とオープの組み合わせによって作成可能な BIM/CIM モデ

ンデータを組み合わせた基本的な地すべり災害対ルとなっている（表− 1）。

応の BIM/CIM モデルを作成する場合，作業手順は表− 2 のとおりである。災害後に UAV で撮影

表− 1

地すべり災害対応の BIM/CIM モデルの基本コンセプト

目的 ・‌発災直後の地すべり災害の全体像の 3 次元的把握・発災直後の警戒避難対策，応急対策工事の検討
要件 ・短時間で作成できること
外業＋内業：1.0 日程度が目標
・一般的な技術で対応できること
UAV 写真撮影，SfM 解析，GIS/CAD 処理
・全体像が把握できる概略精度で可迅速性を優先し，精緻な精度は求めないした空中写真から作成するカラー点群データにより，災害の状況を「バーチャル現場」として表現することができ，地すべり周辺の地形・地物等についてはオープンデータを用いることで，1 日程度の短時間で作成することが可能である。
地すべり全体の概略地形データは，UAV を用いて災害後の空中写真撮影を行い，SfM 解析ソフトにより 3 次元点群データの生成を行う。この際，撮影範囲は地すべり全体を含めた地形と保全対象域が含まれるよう，広めに撮影できると望ま

4.

BIM/CIM モデルの構成

しい。また，GPS 位置情報付きの静止画として撮影すると，SfM 解析の際に精度を確保しやす

地すべり災害対応の BIM/CIM モデルは，図− 1に示すように，地すべり災害全体の概略地形デー

くなり，オープンデータ等の地図データとの重ね合わせが容易になる。
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表− 2

地すべり災害対応の BIM/CIM モデルの作成方法

作成手順

作業イメージ

必要な機材

ステップ①
UAV による空中写真撮影

点検等で用いる
一般的な UAV

ステップ②
SfM による点群データ作成

点群作成に用いる
SfM ソフトステップ③
オープンデータのダウンロード

解析やモデル作成等に用いる PC

ステップ④
GIS/CAD によるデータ重ね合わせモデルの作成
表示に用いるGIS/CAD 等ソフト

らの資料を参考にしていただきたい。

6.
⑴‌BIM/CIM モデルの活用と‌その効果

地すべり災害の全体像の迅速な把握
地すべり災害の対応においては，まずは全体像の迅速な把握が重要である。全体像の把握が，今後の土砂移動の予測とリスク分析，対策の検討につながる。
従来は，発生直後には危険なために立ち入れない場所も多く，地すべりの規模が大きい場合等には全体像の把握，今後の土砂移動の予測とリスク分析に数日かかり，対策の全容がなかなか定まらないということもあった。現在は，災害対応にBIM/CIM が活用される事例も増えてきている。

撮影コースの設定にあたっては，多くの場合は地すべり災害対応の BIM/CIM モデルによって，地すべりが発生した斜面を対象に撮影することに地すべり周辺の斜面地形や地すべりによる変状発なることから，写真の死角を少なくするため，同生状況，保全対象の位置等の 3 次元的な関係を踏じルートで斜め写真と垂直写真の 2 回撮影するのまえ，地すべり災害の全体像を的確に把握するが有効である（図− 2）。撮影枚数の設定は，SfM（図− 3）。それによって，災害対応として実施す解析が可能な重複（進行方向ラップ率 80%，隣べきことの全容が早期に決まり，優先順位を付け

接ラップ率 60% 程度を目安）で連続して複数枚ながら迅速に対応することができるようになる。

撮影する。
地すべり災害対応の BIM/CIM モデルについて
は，国土交通省の「BIM/CIM 活用ガイドライン（案）第 3 編砂防及び地すべり対策編」1）に採用され，地すべり分野の BIM/CIM モデルの一つとして標準化されている。また，ガイドラインを補足する資料として，詳細な作成方法や活用方法について「地すべり災害対応の BIM/CIM モデルに関する技術資料」2）にとりまとめ，土木研究所資料として公表している。作成される場合は，これ
図− 3⑵

地すべり全体像の把握のために BIM/CIM
モデルを様々な視点から見た例

発生機構の検討
地すべり発生機構の検討は，災害発生直後の調査データが限られる状況では限られたものとなる
図− 2 「斜め写真＋垂直写真」による撮影方法
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が，カラー点群データ，地形解析図（傾斜，累積流量等），地質図を重ね合わせることで，分析が2023 年 3 月号

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べり発生機構についての概略の検討を行った上で，地すべり範囲，動きの方向，今後生じうる土砂移動の予測，保全対象の位置等の 3 次元的位置関係を確認することが重要である（図− 5）。
⑷応急対策の検討
検討した地すべり発生機構を踏まえて，応急対策工の配置計画や施工計画の検討が行われる。施工計画の検討では，カラー点群データをバーチャ
図− 4

ル現場として用い，土砂の堆積や現地の地形，構発生機構の検討

造物・道路・河川・樹木の配置等の現地状況を詳容易になった（図− 4）。災害発生後の時間の経しく確認した上で計画を立案することが有効であ

過に伴って調査データが増えることで，より精度る（図− 6）。

を高めることもできる。
⑶

警戒避難体制の検討

地すべり災害への緊急対応のソフト対策として，警戒避難体制の整備が行われる。警戒避難体制の整備において，警戒または避難が必要な範囲を検討する際には，地形や地質の情報を基に地す

図− 6⑸BIM/CIM モデルを用いた応急対策の検討

BIM/CIM モデルのオンライン共有
災害時の対応は，国・都道府県・市町村の土木部局や防災部局，民間の調査会社，建設会社等の多数の関係機関が連携する必要がある。情報伝達・情報共有に BIM/CIM を活用することで，状警戒範囲

図− 5 BIM/CIM モデルを用いた警戒範囲等の検討

写真− 2

況認識の共通化，判断の迅速化，誤解による間違

BIM/CIM モデルのオンライン共有
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い防止等の効果が期待される。Web 会議において，コミュニケーションの質（情報量）が低下す

7.

おわりにることがあるが，それをカバーする方法の一つとして，カラー点群データを含む BIM/CIM モデル「地すべり災害対応の BIM/CIM モデル」は，を併用することが有効である（写真− 2）。

国土交通省 BIM/CIM 活用ガイドラインにおいて，災害対応に特化した初のモデルである。汎用⑹会議や説明会での活用的な既存技術の組み合わせで作成できることか

BIM/CIM モデルの活用はリモートだけでなら，本技術が災害対応に関わる国・地方自治体・く，対面でのコミュニケーションにおいても有効

民間企業等で活用され，迅速な災害対応が実現すである。カラー点群データによって「バーチャルることが期待される。

現場」を表示しながらの説明は，地図等の資料よりも直感的で分かりやすい。

最後になりましたが，BIM/CIM 作成・活用にご協力いただいた関係各位に，この場を借りて感関係者の会議や住民説明会，マスコミ記者会見謝申し上げます。

で活用することで，災害状況についての理解の向上，コミュニケーションの迅速化等が期待される【参考文献】（写真− 3）。

1）‌ 国土交通省：BIM/CIM 活用ガイドライン（案）第3編

砂防及び地すべり対策編，2021.

2）‌ 国立研究開発法人土木研究所土砂管理研究グループ
地すべりチーム：地すべり災害対応の BIM/CIM モデ
ルに関する技術資料，土木研究所資料 第 4412 号，
2021.

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写真− 384

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会議や説明会での活用

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