点群データ付き３６０°画像データを用いた施設維持管理の効率化
エンジニアリング本部 まちづくり計画部

久保 知洋

１. はじめにBIM/CIM モ デ ル の 構 築 が 提 唱 さ れ て い る 。

これまでに建設されてきた膨大な数の下水道施設

BIM/CIM モデルとは、構造物の３次元モデルに属などの公共施設は日々劣化が進行し機能不全に陥性情報を組み合わせたものである。属性情報には基るリスクが高まっており、その維持管理や修繕改築の本的な諸元や点検記録などがあり、これらを３次元モためのコストが増大しつつある。さらに、これまで施設デルに付加することで、施設の状況把握を容易にし、管理に携わってきた熟練技術職員が大量に退職時維持管理の効率化を図ることができると考えられる。

期を迎え、技術継承ができないことにより、適切な施しかしながら、現在においても施設設計は２次元設管理が困難になることも懸念されている。
本稿では、施設維持管理を適切かつ効率的に行うため、点群データ付き３６０°画像データを用いた図面で行われているため、３次元モデルが存在しないという問題があり、安価で速やかな３次元モデルの構築が課題である。

施設維持管理システムの提案を行う。
２．４ 属性情報の付与に関する課題
BIM/CIM 等による３次元モデルを構築しても、維２. 現状の課題
２．１ 必要な情報へのアクセスに関する課題
適切な施設維持管理のための点検実施、修繕改築計画を策定するにあたり、過去の資料や情報が一持管理に必要な情報が紐づけられていなければ、維持管理に有用な BIM/CIM モデルとはなりえない。
このため、速やかな３次元モデルへの属性付与を行うことが必要となる。

元的に管理されていないことや時系列的に情報が整理されていないため必要な資料の調査に時間がか

２．５ データプラットフォームの運用に関する課題かることなどが課題となっている。

データプラットフォームの運用にあたって、システムの稼働やインフラの構築に必要となるサーバーや２．２ 現場の状況把握に関する課題

ネットワーク機器などを自ら保有・運用するオンプレミ

技術職員の不足、熟練職員の退職などにより、現スで行う場合、技術職員の新たな業務としてサー地調査もしくは、過去の現場状況の把握が困難にバー・ネットワークの管理作業が発生するため、技術なっているという課題が存在する。

職員の不足という課題に対する適切な対策とは言えない。必要なセキュリティを保ったうえで、クラウド２．３ モデルの構築に関する課題
現在、データプラットフォームの土台としてサービスとしてデータプラットフォームを利用できることが望ましいと言える。

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表 1 ３次元モデルの比較
３次元点群データ

3次元CADデータ

点群データ付き360°画像データ
写真の合成 AIにより360°画像データを合成して3次元化。⾚外線による点データを保持する。

概念

表現

情報

物体の形状を⽰したもの

実態に即している（リアル）
3次元座標（x,y,z）、⾊情報（R,G,B）、物の属性情報（竣⼯年、仕様、材料、点検・反射強度、反射率、⾓度情報（φ,θ）など修繕記録など）

3次元座標（x,y,z）、⾊情報（R,G,B）、反射強度、反射率、⾓度情報（φ,θ）など

⼨法も確認可能⼨法も確認可能① レーザーを照射して反射したものを計測する3D 3次元ＣＡＤを使って新規作成もしくはスキャナーにより対象物をスキャンしデータ化

実態に即している（リアル）

細部は実態には追従できない①360°撮影カメラにより対象物を撮影するととも2次元の設計図⾯を読み込み、3次元モデル化②点データを点群処理ソフトで読み込みに⾚外線により対象物をスキャンしデータ化②360°画像データをクラウドにてAI処理を⾏う（位置合わせ、ノイズ処理など）（位置合わせ、3次元化処理など）

作成⽅法

主な適⽤

既設の現状把握が必要な改築・更新

新規に図⾯を作成する新増設

しかし、現状では自治体におけるクラウド利用は、

３．２ 属性情報の付与
本稿における点群データ付き３６０°画像データ

情報漏洩やコストおよびデータの取り扱いなどが懸念事項となり、あまり進んでいない状況である。
このように、クラウド利用に関する問題は技術的な要因以外も含まれるため、本稿では対象としない。

既設の現状把握が必要な改築・更新取得のためのソリューションはＭａｔｔｅｒｐｏｒｔを使用した。Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔは、カメラと LiDAR および AI 機能による画像合成技術を備えた優れたシステムであるが、インフラ維持管理に活用するために以下の課題が存

３. 課題解決に向けて在する。

３．１ ３次元モデルの構築

台帳との連携

現在、３次元モデルを作成する方法としては、レー３次元モデルの設備位置に属性情報を付与する

ザースキャナーにより作成された３次元点群データ、ことで、設備名称や諸元、点検結果の情報を静的に３次元 CAD ソフト等を用いて作成された３次元 CAD追加することが可能である。しかし、別途管理する設データ、３６０°カメラにより作成された点群データ付備台帳と連携し、外部で台帳情報が更新された場合、

き３６０°画像データの３つがあげられる。（表 1 参照）
本稿では、３次元モデルの構築を点群データ付きＭａｔｔｅｒｐｏｒｔ内の情報も動的に更新されるような仕組みになっていない。

３６０° 画 像 デ ー タ に て 行 っ た 。 点 群 デ ー タ 付 き

３次元モデルへのオブジェクトの配置

３６０°画像データとは、既存施設を３６０°画像と AI（人工知能）技術を用いて３次元モデル化するものであり、３次元モデルを安価に短時間で作成することができる。

３次元モデルの視認性を活かした維持管理について、Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔ内に新規設備を模したオブジェクトを任意に追加、もしくは追加したオブジェクトを修正

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基本メニュー

属性情報管理画面

３次元オブジェクト管理画面

図 1 属性情報追加表示機能
することは容易ではない。例えば、施設内に新たな設備を配置した場合の設置確認などを行うことが困難である。同様に、施設浸水時の確認等の目的で、浸水に見立てた一定の高さのオブジェクトなどを配置し、浸水状況をＭａｔｔｅｒｐｏｒｔ内で確認するなどの
図 2 属性情報入力欄シミュレーションは困難である。

属性情報の出力

４. 検討中のソリューションについて入力されたタグ情報は、[タグ情報 DL]ボタンによりＭａｔｔｅｒｐｏｒｔを維持管理分野に活用するための課ＣＳＶファイルに出力される。出力される情報は、入題を解決するため、Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔの機能を拡張し、次力した情報のほかにタグ補助線の座標値が出力されの機能を使用可能とするソリューションを試作した。

るので機器設置高さが明らかになる。（図 3 参照）

４．１ 属性情報追加表示機能
本システムは、Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔが持つ３次元モデルに属性情報などのコンテンツを埋め込む機能（タグ機能）を拡張して、属性情報を容易に管理するためのタグ補助線機能を開発した。（図 1 参照）
属性情報の入力

図 3 タグ補助線

入力項目は、設備 ID、設備名称、設置年度および設備台帳へのリンク先 URL である。（図 2 参照）

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図 3 のタグ補助線はゲート開閉器の電動機下部置した際の収まりや周囲の見え方が確認できる。

を指し示しており、この座標値を取得することにより浸水面の配置耐水性能を把握することができる

本システムは、浸水面を表示する機能を有してい属性情報の読込みる。３次元モデル基準面と浸水面の標高を指定する

本システムでは、ＣＳＶファイルの読込み機能により施設情報付与の効率化を図っている。

ことにより、施設内の浸水状況を視覚的に確認できる。
（図 5 参照）

複数の機器に属性情報を付与する場合、属性情報入力の段階では、複数の機器に対してタグのみを配置しＣＳＶファイルに出力する。ＣＳＶファイルには、タグ補助線の座標値のみが記載されているので、そH=1mの他の必要情報をＣＳＶファイルに一括入力し、システムにて読込むことにより３次元モデルに属性情報を効率的に付与することが可能となる。
図 5 浸水面の表示
図 5 の浸水面は、通路標高 DL=0ｍに対して浸水

４．２ ３次元オブジェクト表示機能
本システムは、矩形の３次元オブジェクトを配置することが可能となっており、制御盤等の搬入経路や止水壁の収まりなどを視覚的に確認することができる。
３次元オブジェクトの配置

面標高Ｈ＝１ｍ、３次元オブジェクト高Ｈ＝１．５ｍを示している。

５. ソリューションの構成
５．１ ソリューションの構成

３次元オブジェクトは、位置座標、回転角、大きさを入力したＣＳＶファイルをインポートすることにより配置する。（図 4 参照）

本ソリューションは、公開されているＭａｔｔｅｒｐｏｒｔ
Space に対して別途管理する施設台帳データ、オブジェクトデータなどを追加・表示するものであり、以下の構成となっている。

W=3m
H=1.5m

図 4 ３次元オブジェクトの表示

図 6 ソリューション構成概要

図 4 のオブジェクトは、幅 3m×高さ 1.5m×奥行1m の矩形であり、わかりやすく通路を塞ぐ位置に配4/6

図 7 マネジメントサイクル各工程におけるＢＩＭ／ＣＩＭモデル利用（出典：ＢＩＭ／ＣＩＭガイドライン（案）下水道編令和３年３月国土交通省）
本構成のメリット・デメリットとして以下が考えられる。

備ＩＤ、設備名称、設置年度や設備台帳などのリンク

メリットとして、Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔ Space 自体に変更を加え先ＵＲＬを一括して入力できる仕様とするとともに、従ないため、オリジナルの Space 情報を変更せずに情前の設備台帳を活かすためリンク先ＵＲＬを紐づける報追加が可能な点があげられる。

ことにより、対象設備の点検調査情報などがすぐにデメリットとしては、Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔとは別種のシステ検索できることが確認できた。

ムを運用するため、クラウドサーバーの維持管理に対するコストと手間が必要となる点があげられる。

また、３次元モデルの視認性を活かすために３次元オブジェクトを設置できるものとした。これにより、制御盤等の搬入経路や止水壁の収まりなどを視覚６. まとめと今後の課題的に確認することができた。さらに、浸水面を表示す

６．１ まとめることにより設備の耐水性が一目で確認できることが本稿では、効率的な施設維持管理のために３次わかった。

元モデルをデータプラットフォームとして利用するためのシステムの試作について報告した。システムは、

６．２ 今後の課題

３次元モデルを効率的に作成するためのソリューショ

本システムは、３次元モデルを早く安く作成するたンにＭａｔｔｅｒｐｏｒｔを選定し、Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔのタグ機能

めに点群データ付き３６０°画像データを使用してを拡張して設備情報をモデルの属性情報として効率データプラットフォームとした。ただし、点群データ付的に付与できるものとして開発した。システムは、設き３６０°画像データから作成した３次元モデルでは、5/6

３次元モデル（設計レベル）
作成

図 8 ３６０°画像を用いた維持管理の体系＜参考文献＞

施設管理マネジメントサイクルを確立するための機能が不足している。特に設計業務を行うための仕様

1） 「ＢＩＭ／ＣＩＭガイドライン（案）下水道編」 （国となっていないため、維持管理から修繕改築のサイ

土交通省,令和３年３月）

クルに移行することが困難である。（図７参照）

https://www.mlit.go.jp/mizukokudo/sewerage/content/001421077.pdf

点群データ付き３６０°画像データをデータプラッ
トフォームとして定着させるための今後の課題は、点群データ付き３６０°画像データ（管理レベル）から修繕改築設計に利用可能な３次元モデル（設計レベル）を作成することである。
Ｍａｔｔｅｒｐｏｒｔは、LiDAR からオブジェクトデータ（e５７ファイル）を作成することが可能であることから、オブジェクトデータ（e５７ファイル）から設計レベルに達する３次元モデルを正確に早く作成する手法を確立する必要がある。（図 8 参照）
点群データ付き３６０°画像データは、オンラインでの公開が可能であるので市民向けオンライン施設見学など新たな可能性を見出していくことも課題となる。

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