三次元管内図による河川管理の業務効率化への取り組み事例
山根 怜（株式会社パスコ）

1．はじめに流域面積1600㎢の一級河川である。

近年のICT技術の進歩は目覚ましく、工事に過去には平成18年7月豪雨により甚大な被害おけるICT施工のみならず、測量や設計においてを受け、特に下流部では河床洗堀により約50mも三次元計測技術によるデータ取得が一般的とに渡って矢板護岸の倒壊・損傷が発生した。こなり、調査計画・設計・施工・維持管理の各段の対策として根固め及び水制工を設置し、河床階において三次元データが整備されるようになっモニタリングを継続して行っている。てきた。今後は、各業務段階でバラバラに整備されるデータを利活用できるように集積し、分かりやすく管理できるような仕組みが必要となる。
一方、河川管理でのデータ利活用に目を向けるなら、流域を含む広大な河川全体の状況を俯瞰的に把握・管理することと、課題がある特定の範囲を詳細かつ高精度に把握・管理する2つの視点が求められ、これらを踏まえたデータ整備が必要となる。
この様な背景を踏まえ、国土交通省九州地図1

川内川河口部の様子

図2

川内川中流方整備局川内川河川事務所では、川内川の効率的な河川管理のために、個別の業務・工事で作成されている三次元データを紐づけて管理・活用できる、三次元管内図をプラットフォームとした「川内川CIMモデル」を構築した。本稿では、今後各河川事務所にて整備が進んでいく三次元管内図の指針の一つとなることを目的として、「川内川CIMモデル」で整備した三次元管内図等のデータと、同モデルを河川管理に活用するための取組みについて紹介する。

曽木の滝

上流部や支川においては、平成18年7月豪雨
2．川内川河川事務所での三次元管内図整備に対する河川激甚災害対策特別緊急事業の中の経緯で大規模な河道掘削が行われてから10年以上が川内川河川事務所の管理する川内川は、熊経過し、土砂堆積や樹木繁茂の進行に伴う洪本県白髪岳に端を発し、宮崎県及び鹿児島県水時の流下阻害等の課題が新たに生じている。の3県6市4町にまたがる、幹線流路延長137㎞、全線に渡る河道管理上の課題に対して河道30

先端測量技術 118号

管内図」の整備に関するマニュアル 1）が示されたため、個別の詳細なCIMモデルの管理のためのプラットフォームとして「三次元管内図」構築を開始した。
そして令和3年度では三次元データを普段使いのツールとして活用することを目的に、所内の若手職員で構成される「CIMチーム」を立ち
図3

川内川のこれまでの取り組み上げた。CIMチームによる検討会を通じて、データの活用シーンを検討し必要となるデータを整管理基本シートの整備などを行っているが、各備することで、「三次元管内図」利活用場面の地域の河道状況についてより直感的な理解が得充実を図った。

られるように平成30年度よりCIMモデルの検討・構築を進めてきた。
図3に簡単な業務の経緯を示している。

3．三次元管内図の整備状況と活用検討
3.1

川内川CIMモデルの概要整理

平成30年度では三次元データを使って何がでCIMは、建設業務の計画・調査・設計・施工・きるのか知ることを目的に、各種三次元計測を維持管理の各工程において三次元モデルを活試行した。まず、従来実測で行っていた市街部用して情報共有を行うことで、建設生産・管理河床低下対策のモニタリングをマルチビーム測システムの効率化・高度化を図ることを目的とし深にて行い、モニタリングのための三次元モデルている。

を整備した。加えて、UAVによる写真測量、レー以上を踏まえて川内川河川事務所では、事務ザ測量から取得した三次元データを活用した河所の事業全体に対してそれぞれの事業内容に道評価や河床掘削工事図書の作成等を試行し、応じたCIMモデルと用途があると考え、その全三次元データの活用可能性について検討した。

体概要（図4）を整理した。

令和元年度では、川内川河川事務所にとってこの概要を踏まえて、川内川CIMモデルは図5のCIMは何を目指しているのか、全体概要をの左側の例のような河川管理で既に活用してい検討した。三次元データを用いた河川基盤図のる情報や今後必要になる情報を電子化し、必更新や河床低下対策の検討等を通じ、三次元要なものは三次元データ化を行い、集約・一元データへの理解を深め、活用のイメージを形成管理することにより、事業の効率化・高度化をしていった。また、三次元設計データの流通を図るためのツールとして位置付けた。

試行し、設計・施工間のデータやり取りにおけ特に国土交通省における工事・詳細設計業る課題を抽出した。
令和2年度ではBIM/CIM適用工事・業務の増加に伴い、それらの成果データの集積・管理を行いながら、設計・施工間のデータ活用について検討を進め、事務所としてのCIMの目標イメージを整理した。併せて、国土交通省水管理・国土保全局河川環境課河川保全企画室から三次元データの利活用方策の一環として「三次元図4

川内川にて想定されるCIMの用途概要

31

図5

川内川CIMモデルの目標イメージ

図6

川内川CIMモデルの構成

務は令和5年度からBIM/CIM原則適用となり、この三次元管内図は管内全域及び氾濫原全各工程の成果として三次元モデルが増加するこ体を網羅している航空レーザ測量の三次元地とが予想される。これらのデータを各工程間で形モデルやオルソモザイク画像を河川距離標位流通させて行く前段階として、各データを職員置や施設位置の情報等と重ねて閲覧・参照ががいつでも、どの課からも使える（普段使いでできるものであり、大容量の三次元データの表きる）仕組みを目標としている。

示に優れたSkylineSoftwareSystems社製三次

図5に目標のイメージを示す。

元ビューワーソフトTerraExplorerを用いている。主な整備データは表1にて示す。

3.2

データ整備状況

幹線流路延長が137㎞と長大でありながら局

表1

主な実装データ一覧

所地域ごとに個別の対策が求められる川内川

データ種別

備考の管理にあたっては、河川全体の状況を俯瞰

航空レーザ
グリッドデータ

LP・ALB統合DEM及び微地形表現図的に把握・管理する視点と、特定範囲を詳細オルソ画像

LP 撮影統合画像

かつ高頻度に把握・管理する視点が両方求め

数値地形図

国土地理院成果

河川距離標位置

位置（SHP）データ

行政界ライン

国土数値情報（SHP）

橋梁位置

位置（SHP）データ

港湾区域範囲範囲（SHP）データ

横断測線

定期横断位置（SHP）データ

定期横断成果3D ライン（SHP）データ

られる。
流域全体を網羅するデータと、特定の対策検討や変状把握のためのモニタリングや設計・施工により整備されるデータでは求められる精度や詳細度、項目が異なる。そこで詳細データを治水地形分類図

一括で広域データに統合するのではなく、広域微地形表現図

データをプラットフォームとし個別の業務範囲の河川管理基図データを紐づけて各三次元モデルとリンクする二層構造のCIMを構築した。図6にそのイメージを示す。
このプラットフォームとなる広域データを備えた全体CIMとして、「河川管理用三次元データ活用マニュアル（案）」（令和2年2月国土交通省
水管理・国土保全局河川環境課河川保全企画室）１）にて紹介されている維持管理イメージを参考に三次元管内図を整備した。

32

先端測量技術 118号

画像データ

計画堤防高計画高水位

3D 面（SHP）データ

計画・管理河床高浸水実績範囲範囲（SHP）データ

重要水防箇所ライン（SHP）データ

水防資材
水位観測所

位置（SHP）データ

危険箇所
浸水想定範囲

3D 面（SHP）データ

業務・工事範囲

H30〜R03CIM 関連成果位置（SHP）

環境情報図画像・GIS データ（SHP）

地籍図

GIS データ（SHP）

る環境が整備され、職員による利用を推進していたことから、リンク先のモデルもAutodesk社製ソフトで閲覧できるように整備している。
3.3

CIMチーム検討会での検討

以上のように整備している川内川CIMモデルの運用は、同モデルを業務で日常的に活用する
図7 三次元管内図表示例（電子化データ）ために事務所職員の視点が必要となる。よって、係長職以下の若手職員からなる所内横断的組織「CIMチーム」を設置し運用方法の検討を行うこととした。
図9に体制のイメージを示す。

図9
図8

CIMチームの体制（令和4年度版）

三次元管内図表示例（個別CIMモデル）

川内川CIMモデルを継続的に活用できる環二層構造の例を図7、8に示す。図7のように三境を整備・維持することを目的に、CIMモデル

次元管内図では距離標や河川構造物の位置をの運用方法やデータの活用方法、実装データシェープデータで登録している。この距離標や等について継続的に検討し、川内川CIMモデ

橋梁の文字をクリックすると台帳のPDF・Excelルの拡充・改善を行っている。

データの格納されたフォルダ、定期縦横断にお令和3年度においてはデータ整備について検ける距離標測線のラインをクリックすると過年討し、CIMモデルの管理体系や基本方針を固度横断図の重ね合わせ図PDFデータが格納さめた。

れたフォルダへリンクする。
また、川内川管内で行われた平成30年度か① データ整備の基本方針

ら令和3年度までのBIM/CIM適用工事・業務各課の保有するデータを組み合わせ、集約の納品成果（総計160件）を集積し、その業務するツールとして川内川CIMモデルを整備する

範囲データをシェープデータとして実装していことで、各事業で必要となる所内データを過不る。この業務範囲をクリックすることで、図8の足なく簡単に取得・整理でき、新たな気づきをように各工事・業務のCIMモデルの格納された見つけることへの補助になることがデータ整備フォルダへリンクする。川内川河川事務所ではの理想となる。

平成30年度からAutodesk社製ソフトを利用す

以下のように方針を定め、各課のニーズ、デー33

タの使い方についてCIMチームで確認しながらものは積極的に実装している。
（前記表1の青色データ整備を進めることとなった。の項目）◦川内川CIMモデルで整備するデータは、各課業務のユースケース・利活用イメージに応じて整備データを選定する。
◦各課業務のユースケースは、各課にてワークフローを整理し、必要となるデータ並び② CIMモデル作成・データ管理体系
川内川CIMモデルの管理体系は、図9のように調査課をシステム管理者とし、各業務・工事発注課をデータ作成者として位置付けた。にデータ活用方法（プロダクト）を整理する。

システム管理者は川内川CIMモデルの基本◦ワークフロー及び整備データ、データ活用データや、調査課発注業務のデータ管理・更方法は、所内で共有し、関連部署でのデー新を行う。また、データ作成者から提供されたタ利活用にも配慮し、三次元管内図に登データを編集し、川内川CIMモデルへ登録す録するデータ項目・整 備方法についてはる。

CIMチーム検討会にて調整を行う。
◦データ整備に当たっては、関連プロダクト及び関連データの整備状況を確認し、既データ作成者は、業務・工事の成果から川内川CIMモデルへの登録用データの作成を行い、システム管理者へ提供する。

存データの有効活用（効率化）を図ると共に、河川管理プロダクトの充実・高度化を図る。
以上で示している河川管理プロダクトとは、
図10で示すように、これまで個別の業務にて整備された紙資料などを川内川CIMモデルで活用できるようなデータとして実装し、所内業務の効率化を図るために検討会にて各課の意見

図11

川内川CIMモデル構成と管理体系図から抽出したデータ活用方法案のことである。
実装データは必ずしも3次元データとして整③ 三次元管内図簡略版の整備備する必要はなく、三次元モデル上で重畳して事務所のパソコンやネットワーク環境を踏ま表示できるデータとすることで、新たな視点（気え、ガイドラインの仕様を満たす三次元管内図付き）の創出や解析結果への直感的な理解をとして計測・検索機能等を有する詳細版の他に支援することを期待し、現在は要望にあがった簡略版を整備した。
簡略版は普段使いのツールとして三次元管内図を広く職員が活用するため、閲覧にのみ特化

図1034

河川管理プロダクト例

先端測量技術 118号

図12

三次元管内図システム環境した形で基本情報データと各課の要望毎に閲覧データを整備した。

施工時に作成される三次元地形モデルは三次元管内図内の最新の地形更新データとしての詳細版は機能を全て利用できる有償ライセン活用が期待されるが、発注工事単位にデータスを使用し、簡略版は機能を制限したフリーラが作成されるため、複数工区で分割発注されイセンスを使用しているが、どちらも同じソフトた場合必要な整備区間を一つのデータで把握ウェアであるTerraExplorerで整備している。

できないという問題がある。
このため、各工区の三次元データを接合した④ 電子納品に関する川内川ルール（案）の活用統合モデルを作成し、既往三次元地形モデル

BIM/CIM適用工事・業務の電子納品要領の更新データとしての活用可能性について図14については、毎年のように改定が入っており、のように実際に試行データを作成し、課題を整受注者側の混乱が予想された。そこで、BIM/理した。

CIM適用工事の電子納品成果作成に当たってこの結果、おおよその経年変化を把握はできは、三次元モデルのメタデータ、業務・工事範るが、統合モデルを作成するために必要となる囲登録データの作成、成果品以外の計測デーデータ種類やデータ取得範囲の不足が生じるこ

タ提供の要求事項を規定した川内川ルール（案）とが確認された。不足情報は計測時には取得を作成した。

されているが成果品としては除外されているこ

三次元モデルのメタデータについてはBIM/CIM実施要領に則したデータである。とが確認された。
このため、工事範囲で切り取られていない計業務・工事範囲データについては、三次元管測点群データや、その元となる撮影画像の提供内図の更新に必要なデータとなるため、本ルーのお願いに合わせて、提供データの保存先フォルにて独自に求めるデータとなる。精細な位置ルダを「川内川ルール（案）適用の手引き」に情報を持ったデータである必要はないため、記載し、利活用可能なデータの収集ルールとしWEBサイト上の地理院地図2）やGoogleEarth3）て整理した。このルールは各種電子納品要領に等で簡単に作成する方法をルール内に記載し則った形で再整理し分かりやすくしたものであた。

るため、川内川河川事務所独自の形式ではな成果品以外の計測データについては、次項い。

にて改めて説明する。
主要な地元施工業者も交えた意見交換会を開催しこのルール（案）を共有し、実施可能と判断された。
⑤ CIMデータの活用
川内川河川事務所では平成25年頃からICT施工に着手し、令和3年度からはほとんどの工事がBIM/CIM対象工事になり、三次元データの活用が進められている。これらの施工時に作成される三次元地形モデルデータの有効活用方策について検討を進めた。

図13

航空レーザデータと工事成果の重ね合わせ評価例

4．今後の課題
CIMチーム検討会においてデータ整備の基本方針やユースケースの案を整理した結果、以35

下の課題が抽出された。

会による継続的なプロダクトの抽出とデータの◦より具体的なユースケース・利活用イメージを登録・更新の頻度や仕組みについても検討を整理し、整備したい河川管理プロダクトを継行い、普段使いのツールとして三次元管内図の続して検討する整備を進めていく。

◦上記検討に合わせてプロダクトを構成する

この取り組みを継続し、深化させていくこと

データの整備・保管・拡充も継続して行うで三次元データによる河川管理の効率化（DX）◦現段階で要望が多いものは用地関係の資料へつなげていくことが必要である。

や防災関係の資料であるため、その2点の整備を行う

6．謝辞◦今後データは増加し続けていくため、そのま

本稿は「川内川管内CIM活用検討業務」のま全てを集めていくとデータが飽和していく

成果の一部について整理したものであり、執筆ことになる。必要となるデータかどうか、整に当たり国土交通省九州地方整備局川内川河備の必要性について検討を行う

川事務所様からご指導・ご協力をいただきまし以上を踏まえ職員による運用や検討会の実施た。ここに改めて御礼申し上げます。

を継続し、普段使いのツールとして三次元管内図の整備を継続する。

■参考文献
１）国土交通省水管理国土保全局河川環境課

5．まとめ
本稿では、現在川内川河川事務所で取り組

河川保全企画室：河川管理用三次元データ活用マニュアル（案）令和2年2月, pp.4-1～

んでいる川内川CIMモデルの活用の中で、三次10, 2020

元管内図を用いた河川管理の業務効率化への

２）国土地理院取り組み状況についての事例の紹介を行った。
CIMチーム検討会においてデータ整備の基本方針やユースケースの案を整理した結果、用

地理院地図

https://maps.gsi.go.jp/
３）GoogleGoogleEarth

https://www.google.co.jp/intl/ja/earth/

地関係情報等データの充実や必要なデータの取捨選択の必要性について共通認識を持つこ■執筆者とができた。

山根 怜（やまね りょう）

今後も職員による運用を進めると共に、検討

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先端測量技術 118号

株式会社パスコ