設計・施工のための点群データ活用ガイドライン（案）

令和 4 年 1 月
国土交通省
一般社団法人

中国地方整備局 山陰西部国道事務所
建設コンサルタンツ協会

中国支部

《 目
１．目的

次 》

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・１

２．適用範囲・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・３３．点群データ活用及び引き渡し・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・４
４．要求性能・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・６

４－１ 測量範囲
４－２ 点群精度
４－３ 点群成果項目
５．用語定義の統一化

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・８

６．各種データの守備範囲と使用用途イメージ図・・・・・・・・・・・・・・９

７．３次元設計に活用できる測量３次元データ作成手順

・・・・・・・・・・１４（１）測量成果データと期待できる使用用途について（２）三次元地形ベクトルデータ作成マニュアル（案）（３）三次元地形モデル作成マニュアル（案）（４）三次元設計周辺データ作成マニュアル（案）８．地形補備測量（補測）のあり方

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・２６

１．目 的本ガイドラインは、三次元点群測量成果を設計及び施工に活用するにあたり、BIM/CIM活用業務関連のガイドラインや各要領だけで具体的な作業を実施するには、不明確な部分が多数ある。
また、調査、設計、施工の測量以後のプロセスを意識した三次元点群測量成果を作成することで、建設生産システムにおける受発注者双方の生産性向上、業務効率化及び高度化を図ることを目的に作成したものである。
なお、本ガイドラインは現在の調査、設計、施工に対する効果を期待しているものであり、最新の知見に基づく、見直しを行う必要がある。

背景

山陰西部国道事務所では、i-construction のフロントローディングを行うため、令和２
年度より、測量、設計、施工の各分野において、BIM/CIM の積極的な活用を推進している。
設計、施工の基礎となる地形の三次元点群データを取得するにあたり、測量後の調査、設計が効率的に使用可能なよう、点群データの範囲、密度、測量成果項目を事前に予見し、作成する必要がある。
従来は、調査、設計の各段階で業務内容が異なることから、業務内容の方針が明らかになった段階で、不足する地形を別途測量することが一般的であり、いわゆる「測量待ち」が発生していた。また、既存資料及び地図を活用するため地形リスクなどの検討精度が不透明で、詳細設計、若しくは施工段階で地形リスクが明らかになり、事業全体工程に影響を与えることも想定された。
近年、地形及び地質リスクに関しては、事業着手段階から実施することが求められているが、リスクをより明確にするためにも、早期に地形データを取得し、後のリスク調査及び設計に活用可能な精度、範囲を明らかにすることが求められる。
また、設計業務においては３次元設計が主流となり、設計技術者のニーズを把握し、設計を効率的に実施するための、データ形式についても考慮する必要がある。
ただし、事業箇所全ての地形を最大限緻密に取得するには、相当の費用と時間を要することから、これまで実施した調査、設計の結果を基に、事業初期段階から施工までの間で、測量待ち及びリスクの見落としを防止するために必要な、三次元点群測量成果を作成するためのガイドラインである。
なお、本ガイドラインは令和２年度から３年度に実施した測量および設計業務の知見を基に作成しており、時代の変革により、その都度最新の知見を考慮し、見直しを行う必要がある。

-1-■ 事業全体を見据えた点群データの活用概念図■ 点群データの取得方法の最新事例紹介〈オープンソース型〉
・G 空間情報センター（PLATEAU：プラトー）
1）３ 都市モデルデータを想定したデータである。
2）各自治体（市町村）で実施された航空写真測量や航空レーザ測量の測量成果を基に整備されたデータであり、主に建物を整備したデータである。
3）地図情報レベル 2500 相当の精度である。
〈購入型〉
・朝日航測（株）（３次元空間情報サービス Good-3D）1）販売メッシュサイズ（0.1m、1m、2m、5m、10m）
2）整備済みエリアなのか、取得情報などを確認する必要がある。
・ＮＴＴＤＡＴＡ（ＡＷ３Ｄ）
1）ＮＴＴと一般財団法人リモート・センシング技術センターが共同で開発・販売しているデータである。
2）衛星画像を利用した数値標高モデル（ＤＥＭ）で、5m 解像度と 5m の高さ精度である。

-2-

２．適用範囲
設計・施工のための点群データ活用ガイドライン（案）（以下「ガイドライン」という）は、山陰西部国道事務所発注の業務に適用する。

-3-

３．点群データ活用及び引渡し
点群データの成果納品項目は、建設プロセスにおける各分野の役割及び使用用途を見据えて、必要なデータ種類を選定すること。
また、調査、設計、工事に点群データを適切に引き渡すため、データ取得を行った範囲等を示す「点群データ整理図」が有効である。

背景

点群データは、取得した点データを基に、オリジナルデータ、グラウンドデータ、グリッドデータ等の各種データに加工後、納品することとなるが、設計、施工が求めるデータが異なるため、プロセス後に役割、使用用途を見据えて必要なデータを作成する必要がある。
参考として、建設プロセスの各分野の役割と使用用途について、令和２年度業務及び工事業者からヒアリングを行った結果を示す。

設計段階では、設計で要求する詳細度が、地形データの要求性能に大きく影響することから、事前に詳細度の確認を行う必要がある。
また、本ガイドラインでは以下、山陰西部国道事務所の要求精度（詳細度）を基本的な条件としている。

-4-

また、道路事業は、事業開始から相当の期間、事業実施されることが一般的である。
これまでも既存データを引き継ぎ、設計を行っているが、新たな業務等を実施するにあたり、測量データの過不足を容易に把握するのは困難であるため、データ取得項目、範囲を明確に示した「点群データ整理図」の作成を行うこととした。
仮に、具体的な測量範囲、データ取得内容を事前に周知（情報公開、特記仕様書へ添付）すれば、業務効率化だけでなく、有益な技術提案等を受けることも想定される。

図：点群データ整理図-5-４．要求性能
４-1．測量範囲
・取得する点群データ範囲は、以下を基本とする。
イ）平地部は、道路官民境界外側ラインより、80m の範囲ロ）山間地（切土部）は、尾根（山頂）部分を含む範囲
ハ）山間地（盛土部）は、沢河床（渓流）部分を含む範囲
ニ）これらに該当しない部分は、平地部に準ずるものとする。
・作成する三次元地形モデルの範囲は、計画外側より 30m の範囲を基本とする。
・上記範囲を基本とするが、業務目的や各設計内容に応じて詳細な範囲を、発注者・設計者間で協議を行い、決定するものとする。

４-２．点群精度
・オリジナルデータの要求事項は、以下を基本とする。
イ）点密度は、20～200 点/㎡ロ）水平：0.15m、標高：0.10mハ）欠測率：2.5%以下・使用する機器の点検記録と精度試験記録を提出すること。

４-３．点群成果項目・取得する点群データには、属性データとして、Ｒ・Ｇ・Ｂの色属性を付与するとともに、測量座標系で納品すること。
・レーザ計測と同時に撮影した垂直写真を使用し、オルソ画像を作成し納品すること。
・点群データが容易に閲覧できる「ビューワソフト」を納品すること。

背景

測量は、調査・設計・施工の後続作業が効率的かつ経済的に遂行できるよう、点群デー
タの取得範囲、密度、精度、測量成果項目を事前に予見し、定めることが重要である。
基本的な測量要求性能を定めることにより、測量成果の統一化を図るとともに、測量から設計へ、スムーズなデータの引渡しを目的に、定めたものである。
なお、関係機関協議・現地確認資料など、二次元平面図の重要性も現在明らかである。
後続展開を意識し、三次元化に対応した測量手法、活用できるデータ取得が必須になると想定される。

-6-

■ 設計要素と測量範囲の関係性について-7-

５．用語定義の統一化
本篇では、用語の定義を下記に示すとおり定めるものとする。
用語①

オリジナルデータ②

グラウンドデータ

データの概要・レーザ計測データから生成された三次元座標データ。
・地表面と、その上に存在する植生や構造物など全ての地物を含んだ点群データである。
・オリジナルデータからフィルタリングによって地表面以外の点群を取り除いた点群データ。

③

TIN データ

・地形や地層等の複雑な多角形形状を三角形の集合体で表現する手法である。三角形の形状が決まっていないため、不整三角網（Triangulated Irregular Network）と呼ぶ。

④

計測三次元地形モデル（TIN データ）

・独自用語である。
・グラウンドデータから自動処理により作成した TIN データ（不整三角網）である。

⑤グリッドデータ⑥等高線データ⑦オルソ画像⑧

３次元ベクトルデータ

・地形・地物の高さ情報を含む３次元ベクトルデータ（数値地形図データ）を作成するものであり、空中写真測量を対象とする。

⑨

三次元地形ベクトルデータ

・独自用語である。
・二次元平面図データに、高さ情報を加えた CAD データである。
・平面図作成の測量手法に関係なく、全ての二次元平面図（高さ情報を保持していない平面図データ）が対象である。

⑩

三次元地形モデル・独自用語である。
・三次元設計で使用する地形モデルをいう。
・データ容量軽減処理及びエッジ部の形状等を加工した地形モデル。

⑪

３次元設計周辺データ

・周辺地物等に関する状況を三次元点群データとして取得し、設計・施工段階の検討を円滑に進めるための基礎資料を作成する。

⑫

三次元設計周辺データ

・独自用語である。
・オリジナルデータをもとに、三次元地形モデル上で表現できない地物等について、レイヤー分けを行ったものである。
・計測範囲全域を対象とし、各地物ごとに分けた点群データである。

⑬

地形補備測量・補備測量は、断面図作成に供する地形モデルを作成するために三次元点群データを補備する作業をいう。

⑭

３次元設計

・J-LandXML（データ交換標準（案））に基づいて、各設計分野の３次元設計データを作成することをいう。

⑮

サーフェス

・物体の表面のみを表現する手法であり、TIN、メッシュ等で表現される。

⑯

ソリッド・サーフェスが物体の表面のみを表現しているのに対して、ソリッドは物体の表面と中身を表現する手法である。

・グラウンドデータをもとに、不均一な計測点配置の点群データを、規則正しい格子間隔の点群データに処理したデータをいう。
・グラウンドデータ又はグリッドデータから自動生成により作成した等高線データである。
・計測三次元地形モデル（TIN データ）から作成する。
・三次元座標情報を保持した画像データである。

-8-

６．各種データの守備範囲と使用用途イメージ図■ 出典：令和 2 年度 俵山豊田道路豊田地区地形測量業務 成果品
フェーズ

PHASE① 数値図化（2500 または 1000）、航空レーザ（1000）・概略、予備（Ａ）設計で使用することを目的とする。
・広域な範囲を取得することで、山間地の山頂部や渓流部をカバーする。

３Ｄ表示

航空レーザ測量範囲（地図情報レベル 1000）

数値図化範囲（地図情報レベル 2500 または 1000）-9-フェーズ

PHASE② ＵＡＶレーザ計測・予備（Ｂ）、詳細設計で使用することを目的とする。
・計画外側ライン（道路官民境界外側）より、約 80m の範囲をＵＡＶ計測範囲と決定する。
・山間部は、計画の切盛土部で範囲の微調整を行う必要がある。

切土部、盛土部の範囲は、微調整を行う

UAV レーザ測量範囲（点密度：20〜200 点/㎡）

道路計画中心線（破線表示は、計画外側）

計画外側ラインより 80m の範囲を基本とする-10-

・予備（Ｂ）、詳細設計における測量適用範囲

-11-

フェーズ

PHASE③ 三次元地形モデル作成範囲

・予備（Ｂ）、詳細設計で使用することを目的とする。
・計画外側ライン（道路官民境界外側）より、約 30m の範囲で三次元地形モデルを作成する。
・三次元地形モデル作成外は、三次元設計周辺データとして、処理する。
計画外側ラインより 30m の範囲を基本とする

UAV レーザ測量範囲（点密度：20〜200 点/㎡）

道路計画中心線（破線表示は、計画外側）

三次元地形モデル作成範囲※赤色部分は、三次元設計周辺データとして、処理すること。
※三次元地形モデル内の三次元設計周辺データ作成処理は行う。

-12-

・予備（Ｂ）、詳細設計における三次元地形モデル作成範囲-13-７．３次元設計に活用できる測量成果の作成手順について（１）測量成果データと期待できる使用用途について３次元設計で活用できるデータへ加工・処理する※ 測量業務では、「規程外のデータ」も成果品として納品すること。

-14-

三次元地形ベクトルデータ作成マニュアル（案）（２）三次元地形ベクトルデータ作成マニュアル（案）※ 航測図化あるいは現地測量などの平面図データを既に有していること、及び「設計用数値地形図データ作成仕様【道路編】（案）」に準じていない事が前提条件■ 準備するデータ
・既存平面図データ（SFC、P21、DXF、DWG 形式 など）
・計測三次元地形モデルもしくは、グラウンドデータ（LandXML、csv、txt など）■ 使用するソフトウェア
・点群処理ソフト・ＣＡＤソフト・三次元変換ソフト（２Ｄデータを３Ｄデータ化へ変換）■ 納品ファイル形式
・ＣＡＤファイル（DXF、DWG 形式）■ 処理のフロー
既存平面図データの収集

STEP①：既存平面図データの編集

STEP②：既存平面図データを三次元地形ベクトルデータに変換する

STEP③：等高線データと合成する
三次元地形ベクトルデータの完成
STEP① ＣＡＤソフトを使用して、既存平面図データを編集する。
編集前（既存平面図）

編集後（既存平面図）《処理内容：手動処理》

・既存平面図データから、注記（地図記号や図式）のみを別レイヤーに分ける・破線で表示されているものを、全て実線に変更する。

・実線のみの線データだけで構成される平面図データを作成する。

-15-

三次元地形ベクトルデータ作成マニュアル（案）STEP② 三次元変換ソフトを使用して、既存平面図データに高さを付与する。
使用データ（計測三次元地形モデル）

使用データ（STEP①で作成したＣＡＤ）《処理内容：自動処理》
・三次元変換ソフトに、計測三次元地形モデルと STEP①で作成した平面図ＣＡＤデータを読込み、結合処理を行う。

結合処理後（三次元地形ベクトルデータ）《処理結果》
・計測三次元地形モデル上に、既存平面図データのベクトルデータが貼合わされる。
・エクスポートで平面図データを出力する。（2D データから 3D データ化へ）-16-三次元地形ベクトルデータ作成マニュアル（案）STEP③ グラウンドデータをもとに作成した等高線データと合成処理を行う。
完成品（三次元地形ベクトルデータ）《処理内容：手動処理》
・グラウンドデータをもとに作成した等高線データと、STEP②で作成した平面図データとを、ＣＡＤソフトを使用して、図形編集により合成処理する。
・成果品の「三次元地形ベクトルデータ」完成。

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三次元地形モデル作成マニュアル（案）（３）三次元地形モデル作成マニュアル（案）■ 準備するデータ
・（２）で作成した三次元地形ベクトルデータ（DXF、DWG 形式 など）
・グラウンドデータ（csv、txt 形式 など）
・現地補測結果（高さ情報を保持した座標データ（sima データ））■ 使用するソフトウェア
・ＧＩＳソフト・点群処理ソフト
・測量系処理ソフト■ 納品ファイル形式
・Land XML 形式■ 処理のフロー

三次元地形ベクトルデータとグラウンドデータを準備
STEP①：三次元地形ベクトルデータから、構成点（ポイント）を抽出する

STEP②：三次元地形モデルの基礎データを作成する

STEP③：補測が必要な部分を示した事前資料を作成する
ＮＯ

STEP④：現地作業（地形補備測量）の実施

STEP⑤：補測結果を三次元地形モデルに反映する
ＹＥＳ（補測完了）

三次元地形モデルの完成

-18-

（再補測）

三次元地形モデル作成マニュアル（案）STEP① 三次元地形ベクトルデータから、ＧＩＳソフトを使用してＣＡＤのベクトル構成点（ポイントデータ）を抽出する。
ポイント抽出（地形部）

ポイント抽出（等高線）《処理内容：自動処理》
・ＧＩＳソフトの「ポイント発生」コマンドを使用し、三次元地形ベクトルデータのベクトルを構成している点（起終点および変化点）を抽出する。
（左画像の⻘⾊丸が、抽出されたポイント）
・作成した等高線データをもとに、等高線ベクトルデータから 1m ピッチにポイントデータを抽出する。（右画像の緑⾊丸が、抽出されたポイント）

STEP② 三次元地形モデルの基礎データを作成。
1）STEP①で抽出したポイントデータを使用する抽出したポイントデータのみで、三次元地形モデルを作成《処理内容》
・STEP①の処理で抽出したポイントデータのみを使用して、三次元地形モデルを作成する。
・三次元地形モデルの基礎データとなる。

-19-

三次元地形モデル作成マニュアル（案）2）グラウンドデータを使用して、三次元地形モデルの基礎データを加工・編集
グラウンドデータを使用して、加工・編集した三次元地形モデル《処理内容：手動処理》
・グラウンドデータを使用して、平らな部分（田・畑・道路面など）のみで、メッシュ処理（5m 間隔）を行う。
・法肩法尻部分や構造物の形状などは、オルソ画像等を参考に 10m に 1 点程度を目安に、適宜グラウンドデータを追加又はブレークライン法（傾斜変換点・TIN を構成する三角形の一辺を補う方法。自然な形状の表現が可能）で形状変化点を補間する。
【参 考】令和 2 年度俵山豊田道路豊田地区地形測量業務
モデル構成点（メッシュ部分）

モデル構成点（構造物）

・白丸（モデル構成点を表示）
・地形モデル作成に使用する点群は、平坦部ではメッシュ処理により 5m 間隔、法肩法尻部分
や構造物形状は、10m に 1 点程度を基本とし、これによりがたい場合は監督職員と協議するものとする。

-20-

三次元地形モデル作成マニュアル（案）STEP③ 補測が必要と思われる部分を示した事前資料を作成する。
・作成した三次元地形モデル（基礎）をパソコン上で、形状表現のおかしな箇所や、構造物形状の確認が必要な箇所などを、目視により確認を行う。
・確認した事項について、既存平面図上に目印を付けていく。（現場資料となる）

STEP④ 現地作業（地形補備測量）を実施する。

STEP⑤ 補測結果を三次元地形モデルに反映する。
補測（地形補備測量）結果を反映した三次元地形モデル《処理内容：手動処理》

・補測で得た測量結果を、測量系処理ソフトを使用して三次元データとして座標計算を行う。
（高さ情報を保持した座標データ）

・座標計算で算出した三次元データを、三次元地形モデル上に展開し、法肩法尻ラインや構造物形状が現実と同じになるよう地形モデル形状の編集を行う。

-21-

三次元地形モデル作成マニュアル（案）

完成品（三次元地形モデル）《処理内容：手動処理》
・STEP③から⑤の処理を、モデル形状のおかしな部分がなくなるまで、繰り返し行う。
・「三次元地形モデル」完成。
【参 考】モデル形状のおかしな部分とは・・・
編集前

編集後

マスの形状、ブロック塀の抜けマスの形状、マスの抜け・作成した三次元地形モデルの形状が、現地と合わない。
・補測測量の不足や抜け。

-22-

三次元設計周辺データ作成マニュアル（案）（４）三次元設計周辺データ作成マニュアル（案）■ 準備するデータ
・オリジナルデータ（csv、txt 形式 など）
・（３）で作成した三次元地形モデル（Land XML）

■ 使用するソフトウェア
・点群処理ソフト■ 納品ファイル形式
・点群データ（csv 形式）■ 処理概要・オリジナルデータをもとに、三次元地形モデル上で表現できない地物等について、レイヤー分けを行ったものである。
・計測範囲全域を対象とし、各地物ごとに分けた点群データである。
《 レイヤー分けする地物について 》
1）家屋
2）電柱・架空線
3）道路施設（案内板・信号機・外灯）
4）フェンス・ガードレール・ブロック塀
5）鉄道部
6）橋梁部
7）その他（地物に応じて、仕様を決定する）
8）境界点（必要に応じて）⇒ 境界点（地籍調査）は、標高を保持していないため、２Ｄから３Ｄへの変換処理が必要となる。
⇒ あくまでも境界点だけでの表現となるため、表現に工夫が必要となる。
境界線（画地）は、モデル上で表現出来ない。
※

レイヤー分けを行った地物ごとに、ファイル（csv 形式）を出力し、納品する。

■ 処理のフローオリジナルデータの収集

STEP①：オリジナルデータから、各地物ごとにレイヤー分けを行う
三次元設計周辺データの完成-23-

三次元設計周辺データ作成マニュアル（案）STEP① 点群処理ソフトを使用して、オリジナルデータから、各地物ごとにレイヤー分けを行う。
編集前（オリジナルデータ）

編集後（三次元設計周辺データ）《処理内容：手動処理》
・オリジナルデータから、各地物ごとにレイヤー分けを行う。
・地物ごとにレイヤー分けしたものを、1 ファイルごとに出力する。

※

上記の凡例で使用しているモデルは、電柱・架空線の点密が少なかったため、地上型レーザ機を使用して、補測を行っている。

図：点群ソフト上で展開した様子※ レイヤー分けした地物をファイル名として使用する。

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三次元設計周辺データ作成マニュアル（案）■ 展開イメージ１（三次元地形モデル ＋ 三次元設計周辺データ）■ 展開イメージ２（三次元地形モデル ＋ オルソ画像 ＋ 三次元設計周辺データ）-25-

【参 考】三次元点群測量で使用されている主なソフトウェア一覧表

使 用 用 途ソフトウェア名
TREND-POINT

点群処理ソフトLand Forms64
Auto Cad
Civil3D
Infraworks
Navisworks

ＣＡＤソフト三次元変換ソフト

Scan SurveyZ

ＧＩＳ系ソフトＡrc ＧＩＳＳＩＳＱＧＩＳ

測量系処理ソフト

Mercury-Evoluto

８．地形補備測量（補測）のあり方
上記の各種データ作成マニュアル（案）より、地形補備測量（補測）の必要性・重要性は明らかであり、地形補備測量（補測）必要箇所の抽出を行い、これまで実施している「現地測量」と同様の作業手法を行うことになる。
ここでは、これまで実施してきた設計のニーズを基に、補測重点箇所や、地形補備測量の手順・手法について紹介する。
■ 補測重点箇所について（留意して頂きたい構造物：設計からのニーズ）

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-27-

-28-

-29-

■ 地形補備測量の手順・手法について
1）三次元地形モデル作成マニュアル（案）より、三次元地形モデルの基礎となるデータを作成する。
2）三次元地形モデルの基礎データをもとに、パソコン上で形状表現のおかしな箇所や、構造物形状の確認が必要な箇所などを、目視により補測箇所の抽出を行う。
3）抽出した箇所について、既存平面図などの図面上に目印を付けて整理する。
（現場用資料の作成）
4）補測箇所については、監督職員と協議すること。

図-1 補測実施前資料

5）現地で、補測箇所を補測する。補測手法は、T.S（トータルステーション）で実測する方法や、簡易断面で構造物の形状を確認する。
また、地上型レーザ機を使用した、点群が低密な部分の補填なども挙げられる。
6）地形補備測量で得た測量結果を、三次元地形モデル上に展開し、モデル形状の編集を行う。モデル形状のおかしな部分がなくなるまで、繰り返し作業を行う。

図-2 現地補測メモ状況（構造物形状）-30-