MEMOREAD
操作ガイド「差分解析」編 オプション

2023.11.06

差分解析
１．機能概要「点群データ」と「基準面モデル」の２つのデータを合成し、法線方向による双方の離れ距離をプログラムが解析し、点群データの点に色を付与する機能です。基準面からの距離に応じてグラデーション表示で表面の凹凸を可視化します。

法線方向による差分距離計算

グラデーションマッピング

2．主な活用事例
差分解析の活用事例①構造物表面の損傷や凹凸部の可視化（はらみ、施工不良、うき、剥落、剥離、膨張、陥没、沈下、ジャンカ、コールドジョイント、気泡、曲げ、ねじれ、圧座、亀裂、割れ、ズレなど）②施工厚さの確認（吹付施工厚さの検証、橋梁下部工巻き立て厚さの検証、トンネル覆工板の厚さの検証など）③過去の差分解析結果との照合（1 時期と 2 時期のデータ比較）④変状図・損傷図の作成⑤損傷個所の面積計算⑥その他

13．作業フロー「差分解析」の流れについて解説します。

壁ごとに解析する

データ読込

構造物全体を一気に解析する基準面モデル

厚みを検証する

点群データ

差分解析

各ファイル形式へ出力

2４．ダイアログの開き方「差分解析」のダイアログの開き方には 2 つの方法があります。
・左側のメインメニューのアイコンを押して、起動します。（→①）
・メニューバーの「差分解析」を選択します。（→②）①と②について、初期画面よりダイアログが開けます。

②①差分解析

3

５.「差分解析」のダイアログ内の説明「差分解析」のダイアログは、以下のものとなります。

①②
④

③⑤⑥

№ 機能名称① ランダム点（Ａ）② 基準面（Ｂ）③ 計算不能点出力④ 絶対値⑤ 符号反転⑥ 許容誤差⑦ 判定方向⑧ 鉛直方向
⑨ 法線方向
⑩ 出力座標⑪ 移動しない⑫ 基準面上⑬ 色設定⑭ 凡例⑮ 出力（Ａ―B）⑦⑧⑨⑩⑪⑫⑬⑭⑮

内容
現況(計測)点群ファイルを選択します。
3D 面モデルデータを選択します。
（TIN のモデル化されたものが対象です。）
基準面から外れた点を標高値「0.0」m で出力します。
標高差結果の絶対値を出力します。
標高差結果の符合を反転出力します。
標高差が許容誤差内なら差は「０．0」m と認識します。
鉛直方向と法線方向の 2 種類あります。
鉛直方向で解析する場合に選択してください。（地形系）
法線方向で解析する場合に選択してください。（構造物系）
モデルデータの TIN へ出力ランダム点を貼りつかせます。
点群データの凹凸に合わせて着色する場合に選択します。
基準面の高さで着色します。（フラットな面に着色します。）
色設定のダイアログが出るボタンです。
凡例を表示選択、データ出力するボタンです。
差分解析を始めるボタンです。中止する場合は、「ＥＳＣ」ボタンを押して解析中断してください。

ＰＯＩＮＴ＜トンネルの場合＞
トンネル展開で「内側(表面)」にチェックを入れて TIN を作成していない場合、トンネルの外側の TIN と比較されてしまいます。
この場合、正しい結果を得る為に【符号反転】が必要です。
＜両面化した場合＞
TIN の表裏を全表側とする「両面化」機能を用いた場合には差分解析の結果は正しく計算ができません。

4

６.「色設定」のダイアログ内の説明「色設定」のダイアログは以下のものとなります。

①②「範囲」ボタンを押す③④⑤⑥

最後にＯK ボタンを必ず押す⑦⑧⑨
凡例のダイアログ

№

機能名称

初期値

内容

基準面からの距離値の「最大値」・「最小値」の設定数値を入力します。単位は「ｍ」です。
最大値と最小値の数値を入力した場合は、均等割り付け「範囲」ボタン 最大値0.100 「範囲」ボタンを必ず押してください。
②
最低値
分割数を増やした場合にも色を設定した後均等割り付け「色」ボタン-0.100 に「色」ボタンを押してください。
中央値を設定します。基本は、「0.0」m とな0.00りますので、修正したい場合は数値を入力し③ 中央値有効てください。単位は「ｍ」です。
「最大値」・「最小値」を超えた数値の色設定―④ 範囲外色が行えます。色変更も可能です。
色の段階数を変更できます。
2⑤ 分割数
差分解析する基準面からの距離を設定しま
0.300⑥ 最大距離す。単位は「ｍ」です。
差分解析する基準面からの距離を設定しま―⑦ カラーバリエーション
す。単位は「ｍ」です。

① 範囲（基準面からの距離）―

5

⑧ 「凡例」ボタン―⑨ 「OK」ボタン―

パターン「１～５」までご用意しています。いずれかを選択してください。差分解析には「パターン 1」を推奨しています。
必ず、設定完了に「OK」ボタンを押してください。

７.「差分解析」の作成例「壁面ごとに差分解析する作成フロー」について説明していきます。
「基準面モデル」の作成の流れ
工程

１

スクリーンショット

説明①画面左上の「ファイル」を選択する。
②「ランダムデータを開く」からファイルを呼び出す。または「外部データ読込」でデータを読み込む。

①②

今回使用する「点群データ」が開きます。左図は３Ｄ表示となっています。

２※マウスの操作については、コマンドリファレンス「P1」を参照してください。

①左側のアイコン列一番上の「点群から３Ｄ」を選択すると右側にコマンドが現れます。

３

点群から 3D②「有効無効」を選択して、対象壁面の四隅のコーナー部の健全な部分の点を選択します。選んだ４点はピンク色に変わります。

6

①「範囲選択」を押して、躯体全体を「矩形選択」で囲むと躯体の点が黄色に変わります。

４

矩形選択

①「有効・無効」と「反転」にチェックを入れる。
②「編集」ボタンを押すと、躯体全体が無効点(ピンク色)に変わります。
③先ほど選択した 4 点以外の点を全て消してしまいます。キーボードの「D」を押すとメッセージが出てきますので「はい」を選択してください。
④無効点(ピンク色)が一気に消えます。

５①
②

③

①先ほど選択した 4 点だけが残ります。（右下に点数表示有り）
783,362 点→４点

６

７

①

①右側のコマンド「ポリライン」を選択します。ダイアログが現れますのでスナップ選択内の「ランダム点」にチェックを入れ、ポリラインの線色を決めて、画面を正面に見ながら４点を反時計回りで結んでいきます。（半時計で結ぶのは、面の表裏をシステムに記憶させるためです）結ぶ順番は、1→2→3→4→1。
※1→4→3→2→1 の時計回りで結ぶと見えている面が裏となります。
②ポリラインを結んだ後にデータ保存の「保存」ボタンを押して、DXF ファイル名を付けて保存してください。
③最後に、ソフト左上の「ファイル」より「ランダムデータを上書き保存」を選択してください。

4

1

3

2

点をポリラインで結線
③

②7

８

①

①「ポリライン→TIN 変換」を押すとダイアログが現れます。先ほど結んだポリラインの「DXF データ」と 4点で作成した「TIN モデル」を選びます。
②「誤差判定無し」にチェックを入れて「開始」ボタンを押します。1～２秒程度で終了します。

②③①さきほど工程「８」で行ったポリラインを TIN モデルに変換した「TIN モデル」データを呼び出すと TIN になったデータが現れます。
これが差分解析に使用する「基準面モデル」となります。
②ソフト下部の「段彩」から面に色を付けてみると、色がついている面が表側、色がつかない面が裏側となります。
③「段彩スタイル」の「鳥瞰図配色」にチェックを入れて「現況面」の色を選んで「OK」ボタンを押すと、表側の面モデルに色が付きます。

９③「差分解析」の流れ①左側のアイコン列にある「差分解析」のアイコンを押してください。

10①【差分解析】アイコン②ダイアログが現れたら「ランダム点(A)」のデータを呼び出します。
③続いて「基準面（B）」のデータを呼び出す。前述のデータを呼び出します。
④「判定方向」は「法線方向」にします。
⑤「出力座標」は「基準面上」とします。

②
③

④⑤8

①「色設定」ボタンを押して、各設定を入力していきます。
②範囲（基準面からの距離）の「最大」と「最小」に基準面からの距離を入力します。
③「範囲」を押し設定します。
④「最大距離」で差分解析する基準面からの距離を設定します。
⑤「OK」を押し、ダイアログを閉じます。
⑥「出力」を押します。ファイル名を新たに作成し保存します。
（例：差分解析結果 0.1 など）

１１

①

②

③

「凡例」をクリップボードにデータ保存できます。

④⑤

結果は CSV やクリップボードにコピーができます。
⑥

出力が終わりましたら、ダイアログはすべて閉じて、上メニュー「ファイル」から「ランダムデータを上書き保存」で保存をします。
先ほど保存したデータ（例：差分解析0.1）を上メニューの「ファイル」から「ランダムデータを開く」でデータを呼び出します。

１2

基準面から点群の距離をグラデーシ
ョンで現すことができます。

9

１3

別に作成していた点群から作成した「３Ｄ面モデル」と「差分解析」結果をデータ合成することが可能です。
※作成方法については、「点群からの３Ｄモデリング方法」を参照願います。

１4「差分解析」データ（例：差分解析結果0.1）に、上メニュー「ファイル」から「ランダムデータ合成(橋梁トンネル用)」を選択し、「３Ｄ面モデル」を合成します。

15

先ほどと同じ手順で各壁面ごとに「差分解析」を行い、「ランダムデータ合成（橋梁トンネル用）」で合成することで、損傷部の連続性等の把握が行えます。

10

８.設定条件による検証結果の事例
同じデータを用いて「差分解析」した条件ごとの検証結果を以下にご紹介します。
使用したデータは、「ボックスカルバート」です。
点数：３０,６２６,068 点の点群データとなります。
以下の 2 つのデータを使って「差分解析」を行っていきます。
【点群データ】「ランダム点（Ａ）」からデータを選択してください。

【TIN モデル】「基準面（B）」からデータを選択してください。

上の点群から作成した「TIN モデル」が点群と比較するための「基準面モデル」となります。事前に作成しておく必要があります。なお、作成方法については、「点群からの３Ｄモデリング方法」を参照願います。

11

設定する数値や条件により、さまざまな表現や可視化が可能です。
事例 1 「出力座標：移動しない場合」
事例２ 「出力座標：基準面上」
最大値 0.100、最小値-0.100、中央値 0.0 最大値 0.100、最小値-0.100、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：移動しない
最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向
判定方向：法線方向※「凹凸有り」となります。

※「凹凸無し」となります。

51.77 秒52.80 秒
事例３ 「最大値 0.05、最小値-0.05」
事例４ 「最大値 0.05、最小値-0.05」
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：移動しない
最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向
判定方向：法線方向

42.78 秒
43.02 秒
事例５ 「最大値 0.002、最小値-0.002」
事例６ 「最大距離 1.0」の場合
最大値 0.００２、最小値-0.００２、中央値 0.0 最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：移動しない
最大距離 1.0、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向
判定方向：法線方向

42.54 秒
124４.19 秒

事例７ 「計測不能点出力」を行う場合
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向

事例８ 「絶対値」を行う場合
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向

４３．５４秒４３．８４秒
事例 9 「絶対値＋符号反転」設定の場合
事例 10 「符号反転」設定の場合
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：基準面上最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向
判定方向：法線方向※プラスとマイナス値が逆転します。
43.07 秒
44.64 秒
事例 11 「色」を変更した場合（青→緑）
事例 12 「配色パターン 2」の場合
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：基準面上最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向
判定方向：法線方向

５１．６５秒

1354.27 秒

事例 13 「配色パターン３」の場合
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向

事例 14 「配色パターン４」の場合
最大値 0.０５、最小値-0.０５、中央値 0.0
最大距離 0.1、出力座標：基準面上
判定方向：法線方向

55.78 秒

54.65 秒９．データの保存の仕方
ランダムデータ外部出力で、希望のデータ形式に出力してください。

１０.「差分解析」の諸注意
・計測する面からの距離や最大・最小値の設定によって色合いが変わってきます。
・最大値、最小値を１ｍｍ～2mm 程度にしますと、「高域色」「低域色」の色合いが多くなりますので、現場状況に応じて設定してください。
・「差分解析」の結果から損傷図を作成する場合は、設定条件に中の「出力座標」を「基準面上」として解析してください。もう一つの「移動しない」とすると点群データの形状のまま凹凸がある状態となってしまいます。
・「両面化」した基準面モデルでは正しい解析ができません。
・解析する面が「表側の面」か「裏側の面」か、確認してから解析を始めてください。
・蜘蛛の巣・埃・ツルなどがあると、うきとして解析される場合があるのでご注意ください。

0