ISSN 1346-7328
国総研資料 第1200号
令 和 4 年 3 月

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of
National Institute for Land and Infrastructure Management

No. 1200

March 2022

ICT浚渫工の生産性向上に向けた
出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討

長田康輝・辰巳大介・坂田憲治

Study on Improvement of Work Efficiency
for Finished Surveys and Hydrographical Surveys in ICT Dredging

OSADA Kouki, TATSUMI Daisuke, SAKATA Kenji

国土交通省

国土技術政策総合研究所

National Institute for Land and Infrastructure Management
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Japan

国土技術政策総合研究所資料
No.1200

2022 年 3 月(YSK-N-459)

ICT浚渫工の生産性向上に向けた
出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討

長田 康輝 ✻ ・辰巳 大介✻✻ ・坂田 憲治 ✻✻✻要旨国土交通省では，平成28年度より生産性革命プロジェクトの一環として，調査・測量から設計，施工，検査，維持管理・更新までのあらゆる建設生産プロセスにおいて抜本的に生産性を向上させる
i-Constructionを推進している．
港湾分野においては「ICT浚渫工（港湾）」の取組を実施しており，令和元年度より施工段階においてもICT活用の原則適用を求める本格運用を開始し，今後さらなる生産性の向上が期待されるところである．一方，ICT浚渫工を実施した施工業者に向けたアンケート調査では，ICT導入以前に比べ作業時間が増加しており，中でも出来形測量及び水路測量における成果資料の作成に要する作業時間が大きな割合を占めていることが判明した．
本検討では，ICT浚渫工における出来形測量及び水路測量における提出書類の作成作業において，現状を把握・整理し，ICT浚渫工の効率的な実施に向けて検討を行った．また，ICT浚渫工の生産性向上には，マルチビーム測深におけるノイズ処理の効率化が重要であり，その一方策として注目されているCUBE（Combined Uncertainty and Bathymetric Estimator）処理の現状と港湾工事への適用性を調べた．

キーワード： ICT浚渫工，出来形測量，水路測量，マルチビーム測深，ノイズ処理，CUBE✻

港湾研究部 港湾施工システム・保全研究室 係員
港湾研究部 港湾施工システム・保全研究室 室長✻✻✻
港湾研究部 港湾施工システム・保全研究室 主任研究官✻✻〒239­0826 横須賀市長瀬3-1-1 国土交通省国土技術政策総合研究所
電話：046­844­5019 Fax：046­842-9265
e-mail: ysk.nil-46pr@gxb.mlit.go.jpiTechnical Note of NILIM
No.1200
March 2022
(YSK-N-459)

Study on Improvement of Work Efficiency
for Finished Surveys and Hydrographical Surveys in ICT Dredging

OSADA Kouki ✻TATSUMI Daisuke ✻✻SAKATA Kenji ✻✻✻Synopsis
The Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism (MLIT) is promoting “i-Construction” thatdrastically improves productivity in all construction processes including surveys, design, construction,
maintenance, and renewal as part of the MLIT Productivity Revolution Project underway since fiscal year
2016.
From fiscal year 2019, ICT dredging (harbor construction) has been carried out in full-scale operations
that in principle require the application of ICT even at the construction stage. In the future, further
improvement in productivity is expected. On the other hand, a questionnaire survey of ICT dredging
contractors shows that working time increased compared to before the introduction of ICT dredging.
Especially, the working time required to create the achievement documents for finished surveys andhydrographical surveys turned out to occupy a large proportion of the total working time.
This study aims to ascertain in detail the actual situation of the working time required to create theachievement documents for finished surveys and hydrographical surveys in ICT dredging. Also, measures
to improve the work efficiency of ICT dredging are examined. Moreover, in order to improve the efficiency
of noise processing in multibeam echo sounding in ICT dredging, this study investigates the application of
the CUBE (Combined Uncertainty and Bathymetric Estimator) process to port construction work.
Key Words : ICT Dredging，Finished Survey，Hydrographical Survey，Noise Processing，Multibeam EchoSounding, CUBE (Combined Uncertainty and Bathymetric Estimator)
✻
✻✻
✻✻✻

Technical Official, Port Construction Systems and Management Division, Port and Harbor Department, NILIM
Head, Port Construction Systems and Management Division, Port and Harbor Department, NILIM
Senior Researcher, Port Construction Systems and Management Division, Port and Harbor Department, NILIM

National Institute for Land and Infrastructure Management
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone：+81-46-844-5019 Fax：+81-46-842-9265 e-mail：ysk.nil-46pr@gxb.mlit.go.jp

ii

目

次

1．はじめに ....................................................................... 1
1.1

背景・目的 .................................................................. 1

1.2

構成 ....................................................................... 2

2．浚渫工事における提出資料の実態調査と生産性向上に向けた方策の検討 .................. 2
2.1

ICT 浚渫工の現状と課題 ....................................................... 2

2.2

先行研究について ............................................................ 42.3

提出資料の実態調査と生産性向上に向けた方策の検討 ............................. 6

3．浚渫工事における CUBE 処理を用いたノイズ処理 ..................................... 8
3.1

CUBE 処理の概要 ............................................................. 8

3.2

CUBE 計算について ........................................................... 93.3

浚渫工事における CUBE 処理の現地実証の方法 .................................... 93.4

浚渫工事における CUBE 処理の現地実証の結果 ................................... 10

3.5

1 グリッドあたりの測得点数について .......................................... 15

3.6

CUBE 処理を採用した場合の ICT 浚渫工への影響 ................................. 17

4．おわりに ...................................................................... 20
4.1

浚渫工事における提出資料に着目した改善方策 .................................. 204.2

浚渫工事におけるノイズ処理に着目した改善方策 ................................ 20

謝辞 ............................................................................. 20
参考文献 ......................................................................... 20
付録 A

1 グリッドあたりの測得点数_名古屋港 ........................................ 21

付録 B

1 グリッドあたりの測得点数_苅田港 .......................................... 24

付録 C

仮説水深の信頼度（名古屋港，苅田港） ....................................... 27

付録 D

1 グリッド毎に作られた仮説水深の数（名古屋港，苅田港） ...................... 29

付録 E

点群データの不確かさ（名古屋港，苅田港） ................................... 31

iii

iv

国総研資料 No.1200

1. はじめに導入工種を「ICT 浚渫工」として，測量，設計・施工計画，施工，検査，維持管理までの建設プロセス全体に 3 次元データを活用することとした．
（図-1.1）

1.1 背景・目的
我が国において生産年齢人口が減少することが予想されている

ICT を全面的に導入するための初期の取組として，浚渫工事にお中，建設分野において生産性向上は避けられない課題である．国土いて 3 次元データを一貫して使用できるよう新たな基準を整備し，交通省では，建設現場における生産性を向上させ，魅力ある建設現

浚渫工における試行業務・工事を実施した．試行業務・工事を進め場を目指す新しい取組として i-Construction を進めている.

る中で施工業者から意見・要望を募り，毎年関連基準を改定し本格

i-Construction 推進のための第一歩として，「ICT（Information and運用を目指した．以降は ICT 工種の拡大に向け，既存 ICT から港Communication Technology；情報通信技術）の全面的な活用（ICT 土湾に適用可能な ICT を選定し，「ICT 基礎工・ブロック据付工」，工）」「全体最適の導入（コンクリート工の規格の標準化等）」「施工「ICT 本体工」，「ICT 海上地盤改良工」と工種を拡大させ，各々試時期の平準化」の 3 つのトップランナー施策を設定し，その知見な行工事や施工業者からの意見・要望等により基準類の整備が進み，どを踏まえ，ICT の全面的な活用においてすべての建設現場で i-

実施工事件数は年々増加している 3）．
令和元年 11 月より港湾における建設生産プロセス全体にわたる

Construction の取組を浸透させることとした．
ICT の全面的な活用（ICT 土工）は平成 20 年より試行している．

ICT や BIM／CIM の活用をさらに推進するため，「港湾における i-

情報化施工の試行結果から生産性の向上が見込めたが，これまでのConstruction 推進委員会」3）と改称し，ICT 施工や BIM／CIM 導入

情報化施工では施工段階にのみ ICT を導入していた．そのため全面に向けて必要なシステムや基準類の検討を行っている．上記に先駆的な活用を進めるに当たり，監督・検査基準の整備，従来の 2 次元

け，令和元年 4 月より直轄工事における ICT 浚渫工の本格運用（原で作成されていた測量・設計成果から ICT 土工に必要な 3 次元測則適用）が始まったことから，今後港湾施工におけるさらなる生産量・設計データを作成することとした基準類を含めた 15 の新基準性の向上が期待されるところである．

を整備し，平成 28 年 4 月より直轄事業において導入された

1）．

一方，港湾分野では海上や海中での工事が多く，工事の出来形の

しかし，2．1 で述べるように，ICT 浚渫工を実施した施工業者に向けたアンケート調査の結果にて，ICT 導入以前に比べ作業時間が確認や作業の進捗状況の把握が困難な場合が多い点に加え，波浪，

増加していること，中でも ICT 浚渫工における作業時間の内，出来

潮流，風による影響が大きく作業日数が限定される点等，陸上工事

形測量及び水路測量の成果資料の作成に要する作業時間が大きなとは異なる港湾工事特有の課題を抱えている．これらを踏まえた港割合を占めていることが分かった．また，マルチビーム測量により

湾における i-Construction への対応として，ICT 導入に向けた基準類

得られた点群データの解析作業の内，ノイズ処理に時間を要してい整備等を検討するため，国交省港湾局は「港湾における ICT 導入検ることが判明した．

討委員会」2）を設置した．国交省では港湾工事における最初の ICT

そこで，本検討は ICT 浚渫工における出来形測量及び水路測量に

図-1.1 ICT 浚渫工の概要 3）-1-

ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

おける提出書類の作成作業において，現状を把握・整理し ICT 浚渫として採用されているが，斜め部分の誤差が大きく測定範囲が狭い工の効率的な実施に向けて検討を行うものである．また，浚渫工事

ため広範囲に及ぶ測定には時間を要する測定方法である．一方，近の生産性向上の一環として，ノイズ処理の効率化が重要であり，そ年はマルチビーム測深機を用いた 3 次元測量による深浅測量が使の一方策として CUBE （Combined Uncertainty and Bathymetric

用されることが多くなってきている．マルチビーム測深機は扇状に

Estimator）処理が着目されているので，CUBE の現状と港湾工事へ音波を発信し，海底で反射した音波を解析することにより一度に広の適用性を調べた．

範囲の水深を取得することが出来る．
（図-2.1）ICT 浚渫工は浚渫工事における深浅測量においてマルチビーム
を用いて 3 次元データを取得し，設計・施工計画，施工，検査，維1.2 構成本資料の構成を図-1.2 に示す．第 1 章では，本検討の背景・目的持管理までの建設生産プロセス全体において 3 次元データを活用について記述し，第 2 章では，ICT 浚渫工事における現状と課題，するものである．これらの実施に当たり標準的な作業方法や測深性

先行研究について述べた上で，浚渫工事における提出資料の実態調能，測深精度等を定めた「マルチビームを用いた深浅測量マニュア

査と生産性向上に向けた方策の検討について記述する．第 3 章では，

ル（浚渫工編）」4）やマルチビームによる出来形測量及び出来形管理

CUBE 処理の概要，計算方法について述べた上で，浚渫工事におけ算出の方法を規定する「3 次元データを用いた出来型管理要領（浚る CUBE 処理の結果及び CUBE 処理を採用した場合の ICT 浚渫工渫工編）」5）等の基準が整備されている．
ICT 浚渫工は，平成 29 年度より測量段階にのみ ICT を導入させへの影響について記述する．第 4 章では，浚渫工事における提出資
料とノイズ処理に着目した改善方策についてまとめる．

た試行工事を開始し，令和元年度からは施工部分においても ICT を導入した試行工事が開始された．各種要領・基準類の改定を経て，

第1章
はじめに
背景・目的

令和 2 年度からは浚渫工における ICT の原則活用を求める本格運用が開始された．ICT 対象工事数は年々増加傾向にあり，港湾工事における生産性の向上が期待される（図-2.2）．

第2章
浚渫工事における提出資料の実態調査と生産性向上に向けた方策の検討
ICT浚渫工の現状と課題
先行研究について提出資料の実態調査と生産性向上に向けた方策の検討

第3章
浚渫工事におけるCUBE処理を用いたノイズ処理
CUBE処理の概要
CUBE計算について
浚渫工事におけるCUBE処理の現地実証の方法
浚渫工事におけるCUBE処理の現地実証の結果
1グリッドあたりの測得点数について
CUBE処理を採用した場合のICT浚渫工への影響

図-2.1

シングルビーム測深とマルチビーム測深 9）

第4章
おわりに
浚渫工事における提出資料に着目した改善方策
浚渫工事におけるノイズ処理に着目した改善方策

図-1.2 本資料の構成

2. 浚渫工事における提出資料の実態調査と生産性向上に向けた方策の検討
図-2.2 ICT 活用工事件数の推移
2.1 ICT 浚渫工の現状と課題
従来の浚渫工事における深浅測量ではシングルビーム測深機を用い，音波を 1 本発信し，最も早く帰ってきた反射波を直下の深さ-2-国総研資料 No.1200

表-2.1 マルチビームの導入効果についてのアンケート調査項目

合事務局）における直轄浚渫工事において，ICT を活用した案件を対象に，港湾局でとりまとめたものである．調査内容は表-2.1 に示す項目にて調査を行った．
アンケート回収数は，図-2.3 に示すとおり，平成 30 年度対象工事 46 件，令和元年度対象工事 39 件，令和 2 年度対象工事 30 件，
3 ヶ年計 115 件である．
図-2.4 は 1 工事当たりの起工・出来形・水路測量にかかる平均作
業時間を年度別にグラフに示したものである．起工・出来形・水路
測量における作業内容は①測量船へ機材艤装，②キャリブレーショ
ン（バーチェックを含む）③検測・精度管理，④計測，⑤測量船から機材艤装解除，⑥データ解析，⑦3 次元設計データの作成，⑧土
量計算（3 次元設計データ作成を除く），⑨出来形管理図表の作成，⑩検査・報告用資料の作成（出来形検査），⑪検査・報告用資料の作成（水路測量）の 11 段階に分類し，各作業における作業時間を平均し表示している．なお，②キャリブレーションとは，測量船にマ
ルチビーム機器を艤装する際，水面に対して垂直に取り付けることが難しく角度のずれが精度に大きく影響するため，テスト計測により取付角度を計測し補正を行うものである．
従来方式 ICT 活用方式における全体の作業時間を比較すると，④
計測，⑧土量計算，⑨出来形管理図表の作成において作業時間の減少が見られる．④計測では従来のシングルビーム方式からマルチビーム方式に切り替えたことで，測線間隔の拡大により測線が減少し，作業時間の減少に繋がっていることが分かる．
⑧土量計算については 3 次元データの取り扱いにより断面図の図-2.3 アンケート有効回答数

作成が必要無くなったこと，計算ソフトウェアの普及が減少の要因
一方，ICT を活用した場合，従来方式を用いた場合に比べ作業時として挙げられる．

間が増加傾向にあることがアンケート調査により判明している．ア

一方，上記以外の作業時間については増加傾向にある．①測量船

ンケート調査はマルチビームの導入効果について平成 30 年度～令へ機材艤装については従来方式に比べ，設置機器の増加や使用機器

和 2 年度に竣工した 10 地域（8 地方整備局，北海道開発局，沖縄総の複雑化により作業が増加している．⑥データ解析においては一度

図-2.4 ICT 浚渫工の平均作業時間（グラフ表示）-3-

ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治に広い範囲を測定するマルチビームの性質上，計測データ量の増加

マルチビーム機器にて得られるウォーターカラム（水柱記録）によやノイズ処理作業により解析に要する時間が増えている．

り確認を行う．これにより異状記録がある場合においてもマルチビ⑦3 次元設計データの作成はシングルビームを用いた従来方式では必要のない作業であったが，ICT 活用方式において取得データのーム機器の機能を用いることでシングルビームの使用を必要としない選択が可能となった．
（図-2.5）3 次元化作業が必須であり，従来方式に比べ 20 時間以上増加している．また，⑩⑪検査・報告用資料の作成に要する時間の増加が顕著で，令和 2 年度において⑩出来形検査は従来方式の+16.6 時間，⑪水路測量では+19.1 時間であった．増加の要因としてはマルチビームを用いたことで提出を求められる資料が多いことが挙げられる．
また，出来形検査（国（発注者）），水路測量（海上保安庁）に提出する資料の様式や座標系等の設定項目が異なっており，各々提出する資料に併せて資料の作成を行う必要がある．⑩⑪検査・報告用資料に要する作業時間は，全体作業時間の約半数を占めており，ICT
浚渫工の作業時間が増えている大きな要因となっている．
2.2 先行研究について
ICT 浚渫工の現状の課題を踏まえ，村田ら 6）は生産性向上の施策
図-2.5 水路測量業務準則改定内容 8）

として，シングルビームの常時併用化の解消と港湾局技術企画課及び海上保安庁海洋情報部技術・国際課にて取り決めた「港湾工事に伴う水路測量についての覚書の実施要領」において水路測量における提出資料の効率化について検討した．本研究の本題へ繋がる内容（2）水路測量における成果品目の効率化のため以下に述べる．

直轄工事における港湾工事に伴う水路測量の実施に当たっては，（1）シングルビームの常時併用化の解消

国土交通省港湾局技術企画課長，海上保安庁海洋情報部技術・国際

ICT 浚渫工導入初期段階において，マルチビームによる測深後，課長の連名により定められた「港湾工事に伴う水路測量についての精度の裏付けとしてシングルビームが併用されていた．シングルビ覚書の実施要領」に基づいて水路測量を実施する．これは年度計画

ームはビーム幅が太いため，取得データの補正は少なく，マルチビ

予定や実施計画の打合せの方法や時期，実施に当たる測量基準や実ームの信頼性不足を補う対応として使用されることが多かった．し施方法等について定めたものである．

かし，シングルビームとマルチビームを同時に計測すると互いのビ

水路測量において提出を求められる資料は「水路測量業務準則施ームが干渉する場合があるため，マルチビームの測量後に再度シン

行細則」にて定められている．村田らは実際の ICT 浚渫工を実施しグルビーム機器を艤装し，計測を行っていた．また，海上保安庁がた施工業者にアンケートを実施し，各浚渫工事における水路測量資

定める「水路測量業務準則施行細則」7）にて，マルチビームを用い料の提出状況について調査した．その結果，工事ごとに提出のあるた場合に原則としてシングルビームを併用することが定められて項目，提出されていない項目にばらつきが見られた．これを受け，いた．この非効率な状況に対して，村田らはマルチビームを販売す

水路測量資料の提出要否等をまとめた提出書類一覧表を，先に述べる代理店及び測量会社にヒアリングを実施し，シングルビームによた「港湾工事に伴う水路測量についての覚書の実施要領」に添付すり確認出来る範囲はわずかである点やノイズ処理における使用頻ることで，水路測量資料の統一的な周知が可能となるのではないか

度の低さから，海上保安庁に対し ICT 浚渫工における水路測量に限という趣旨の技術的な提案を行った．また，一覧表備考欄にアンケ

定してシングルビームの併用を求めない運用を可能とする技術的ート調査により得られた情報を元に，作成が必要となる条件，及びな提案を行った．

省略が可能となる場合等について整理した．表-2.2 に一覧表の抜

令和 2 年 3 月 27 日より「水路測量業務準則施行細則」の改訂

8）

粋を示す．

に伴い，シングルビームの常時併用を求める文言が削除され，上記の技術的な提案が反映された．マルチビーム測深により異状記録がない場合はマルチビーム測深によるデータのみで成果を報告出来るようになった．また，マルチビーム測深にて異状（突起物等）な記録が検出された場合には，シングルビームによる測定記録または-4-

国総研資料 No.1200

表-2.2 水路測量提出書類一覧表（提案版より抜粋）※網掛け：調査会社へのアンケート・提出状況を踏まえた運用変更の提案箇所-5-

ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

2.3 提出資料の実態調査と生産性向上に向けた方策の検討

形管理に致命的な影響を与えることになるため，監督職員との協議を経て慎重に作成されることになる．

（1）先行研究を踏まえた検討の方針

施工後，マルチビームによる出来形測量を実施し，計測データか

村田らが検討した水路測量における成果品目の効率化について

ら 3 次元の出来形評価用点群データを作成する．起工測量と同様

は，現在海上保安庁と技術的に調整中である．そのため，現状は「港1.0m 平面格子に 3 点以上の取得点密度で計測を行い，1.0m 平面格

湾工事に伴う水路測量についての覚書の実施要領」に反映するため子の最深値を抽出して出来形測量の数量計測データを作成する．3の行政的な調整には至っていない．

次元設計データと出来形測量の数量計測データを用いて出来形管これを受け，ICT 浚渫工における成果品目に焦点を絞り，効率化

理資料を作成し，監督職員に提出する．一方，土量計算に使用するが求められる項目について検討を行った．

点群データは 1.0m 平面格子の中央値を抽出することとなっており，（2）ICT 浚渫工における成果品目

複数の点群データが必要となっている．

ICT 浚渫工の実施にあたり，港湾局及び海上保安庁にそれぞれ提表-2.3 ICT 浚渫工提出資料出を求められる成果品目が異なっている．ICT 浚渫工は「マルチビームを用いた深浅測量マニュアル（浚渫工編）」4）やマルチビームにＩＣＴ浚渫工資料No

よる出来形測量及び出来形管理算出の方法を規定する「3 次元データを用いた出来型管理要領（浚渫工編）」5）等の基準類に従って深浅

成果品目

No

成果品目

1 施工計画書

7

GNSS 精度確認結果

2 ３次元設計データ

8

マルチビーム測深システム点検簿

14 起工測量の計測点

目の一覧を表-2.3 に示す．
各資料が作成される手順として ICT 浚渫工における出来形管理

3のフローチャートを図-2.6 に示す．工事受注者は，まず適用区域や３次元設計データ
チェックシート

4 土量計算箇所表示等を元に 3 次元設計データを作成する．起工測量ではマルチビーム

5 出来形管理資料

を用いて 1.0m 平面格子に 3 点以上の取得点密度で計測を行う．計測データから 1.0m 平面格子内の中央値 1 点を抽出して起工測量の

6

数量計測データを作成する．先に作成した 3 次元設計データと起工

算用点群データ
マルチビームによる
10 検潮記録

16 起工測量の数量計

測データ
11

検測(測深精度)管理表

マルチビームによる
17 出来形測量の数量

計測データ

マルチビームによる深浅測量精度管理 12出来形測量の計測 18 水路測量資料
チェックシート
点群データ

測量の数量計測データを比較の上，現況水深と異なる場合は 3 次元
設計データの作成に反映される．3 次元設計データの間違いは出来

図-2.6 ICT 浚渫工における出来形管理の主な手順

-6-

群データ
マルチビームによる図

注者から貸与された設計図書（平面図，縦横段図等）や数量計算書

マルチビームによる

9 水中音速度測定簿 15 起工測量の数量計

数量総括表および

測線計画，使用機器等を決定し，施工計画書を作成する．また，発成果品目

マルチビームによる
13 出来形評価用点群
データ

測量を実施しており，ICT 浚渫工において提出が求められる資料についても上記基準類に基づき作成される．提出が求められる 18 品

No

国総研資料 No.1200（3）各成果品作成に係る時間の内訳

各社のアンケート回答概要は以下の通りである．

ICT 浚渫工における成果品目の効率化に向け，特に作成時間を要a）A 社における作成時間の内訳と理由についてしている品目について調査を行い，時間を要している要因から効率

・ICT 浚渫工成果品について化が見込まれる内容について検討を行う．令和 3 年度に契約された作成時間総計：29 時間

ICT 浚渫工事において，検査・報告用資料の作成に特に時間を要し

提出状況：18/18 品目（3D ビューアー含む）ていた施工業者 4 社にアンケート調査を実施した．アンケートは表

作成時間を要している資料は，3 次元設計データ，数量総括表お-2.4 に示す内容について調査を行った．

よび土量計算箇所表示図である．3 次元設計データは，発注者から成果品目ごとに要する作成時間についてアンケート結果を表-貸与された設計図書（平面図，縦断図等）や数量計算書等を元に，2.5 に示す．なお，ICT 浚渫工の成果品目の水路測量資料（表-2.3

出来形測量により取得した点群データとの比較が可能な 3 次元設に示す No.18）は，海上保安庁へ提出する水路測量成果資料一式を計データの作成を行う．土質の変化点が座標で明示されておらず，発注者に対しても提出してもらうものであり，ICT 浚渫工に特有の数量計算書の根拠資料等から位置を特定する作業が必要となり時ものではないため，今回のアンケート調査に含めていない．代わり間を要した．数量総括表及び土量計算箇所表示図は，土質区分ごとに，4 社共通して検査時に用いる 3D ビューアーの作成及び時間にに座標値や根拠資料を用意する必要があり手間が掛かった．

ついて回答いただいたため，表-2.5 には 3D ビューアーを No.18 とb）B 社における作成時間の内訳と理由についてしてまとめている．

・ICT 浚渫工成果品について
作成時間総計：149 時間

表-2.4 ICT 浚渫工における成果品目に関するアンケート項目

提出状況：18/18 品目（3D ビューアー含む）
作成時間を要している資料は，A 社同様 3 次元設計データ，数量総括表及び土量計算箇所表示図である．数量総括表及び土量計算箇
所表示図は，3 次元設計データを用いて浚渫土量を算出する際に作成される．時間を要したのは，起工測量後，発注土量の数字を合わせるため発注者の指示により，3 次元設計データの作成，数量計算を繰り返し行ったことが要因であった．

表-2.5 ICT 浚渫工の成果品目毎に要する作成時間（詳細表）＜ICT浚渫工（出来形測量）＞
No

成果品目
全体

A社
作成時間

29

B社
割合

100%

作成時間

149

C社
割合

100%

作成時間

55

D社
割合

100.0%

作成時間

122

割合

100.0%

1

施工計画書

2

6.9%

3

2.0%

8

14.5%

4

3.3%

2

3次元設計ﾃﾞｰﾀ

8

27.6%

40

26.8%

16

29.1%

16

13.1%

3

3次元設計ﾃﾞｰﾀﾁｪｯｸｼｰﾄ

0.5

1.7%

1

0.7%

16

29.1%

4

3.3%

4

数量総括表および土量計算箇所表示図

8

27.6%

80

53.7%

1

1.8%

8

6.6%

5

出来形管理資料

1

3.4%

8

5.4%

1

1.8%

8

6.6%

6

深浅測量精度管理ﾁｪｯｸｼｰﾄ

1

3.4%

1

0.7%

4

7.3%

4

3.3%

7

GNSS 精度確認結果

1

3.4%

1

0.7%

1

1.8%

4

3.3%

8

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑ測深ｼｽﾃﾑ点検簿

1

3.4%

1

0.7%

2

3.6%

4

3.3%

9

水中音速度測定簿

1

3.4%

1

0.7%

1

1.8%

4

3.3%

10

検潮記録

1

3.4%

1

0.7%

1

1.8%

4

3.3%

11

検測(測深精度)管理表

1

3.4%

5

3.4%

4

7.3%

4

3.3%

12

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑによる出来形測量の計測点群ﾃﾞｰﾀ

0.5

1.7%

1

0.7%

30

24.6%

13

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑによる出来形評価用点群ﾃﾞｰﾀ

0.5

1.7%

1

0.7%

※12と共有14

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑによる起工測量の計測点群ﾃﾞｰﾀ

0.5

1.7%

1

0.7% ソフトウェアにより15

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑによる起工測量の数量計算用点群ﾃﾞｰﾀ

0.5

1.7%

1

0.7%

⾃動作成

※14と共有−16

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑによる起工測量の数量計測ﾃﾞｰﾀ

0.5

1.7%

1

0.7%

(0時間)

※14と共有−17

ﾏﾙﾁﾋﾞｰﾑによる出来形測量の数量計測ﾃﾞｰﾀ

0.5

1.7%

1

0.7%

※12と共有−３Dビューアー(検査時に使用)

0.5

1.7%

1

0.7%

4

18

-7-

24

−
19.7%

3.3%

ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

c）C 社における作成時間の内訳と理由について

容量化，客観的なノイズ判断，低品質データの除外などが挙げられ・ICT 浚渫工成果品についてる．特にマルチビームデータの大容量化はノイズの相対的な増加だ

作成時間総計：55 時間

けでなく，異物とノイズの判断をより難しくしている．また，従来

提出状況：18/18 品目（3D ビューアー含む）のノイズ判断は熟練作業者により手作業で行われており，データの時間を要している資料は，3 次元設計データ，3 次元設計データ

大容量化に伴い，作業者における負担の増加及びそれに伴う作業時

チェックシートである．両資料とも 3 次元設計データの作成におい間の増加が顕著である．そのため，マルチビーム測深機を用いた水て関連する資料であり，設計図書，照査資料の確認・作成に時間を深測量において，データ処理の効率化は必要不可欠である．

要していた．一方，No.12～No.17 の点群データについてはソフトウ

データ処理効率化の解決策の一つとして CUBE 処理が挙げられ

ェアにより自動生成されるため，作成時間は 0 であった．

る．CUBE（Combined Uncertainty and Bathymetric Estimator）9）はマル

d）D 社における作成時間の内訳と理由について

チビームデータを迅速かつ正確に処理するために開発されたアル・ICT 浚渫工成果品について

ゴリズムである．このアルゴリズムを用いた CUBE 処理は客観的

作成時間総計：122 時間

なノイズ判断として取得データの品質を根拠としており，測得時に提出状況：18/18 品目（3D ビューアー含む）

発生する様々な誤差発生要素（不確かさ）を数値化し，計算処理を時間を要している資料は，3 次元設計データ及び No.12～17 の点行うことで確からしい海底面を算出することができる．図-3.1 に群データ関連の資料一式である．点群データ関連資料一式は，マル示すとおり，グリッドごとに得られた測深点から通常一つの仮説水チビーム測量において得られた点群データより，ノイズ処理等のデ深が得られ，これが CUBE 水深として採用される．10）

ータ解析を経て，土量計算・出来形検査に用いるための 1.0m 平面

一方，グリッド内において水深が大きく異なる測深点が得られた

格子上の中央値・最浅値の抽出作業を行い，これら一連の作業にお場合は，複数の仮説水深が得られることになる．この場合，グリッ

いて使用した点群データ一式を指す．出来形検査に用いる点群デー

ド内の測深点数や周辺グリッドの仮説水深等から最も有力な仮説

タにするまでのノイズ処理等の解析に時間を要した．

水深を CUBE 水深として自動選択し，確からしい海底地形を表すことが出来る．
従来のノイズ処理では，明らかに浅い水深点を除去するフィルタ（4）効率化が見込まれる項目について時間を要している資料については各社共通している項目もある

ー機能や水深点から平面を推定し，閾値以上の場合にノイズと見なものの，各案件，受注者ごとに時間を要した理由が異なることからして除去するプログラムにより目立ったノイズを除去した後，熟練一様に効率化が見込める方策を検討することは困難である．

作業者による手作業でのノイズ処理を行っている．CUBE 処理にお全社を通して特に時間を要していた資料は，3 次元設計データといても，仕上げ作業として熟練作業者による目視判断等が必要とな

数量計算総括表および土量計算箇所表示図であった．また，D 社にるものの，従来方式と比べノイズ処理に掛かる時間の削減が見込ま

おいてはマルチビーム測量による点群データ一式について，特徴的れる．アメリカ・カナダ等の水路測量技術の先進国においてはに時間を要していた．
これら項目は図-2.4 における⑥データ解析，

CUBE を用いた水路測量が既に確立されており，日本においても海⑦3 次元設計データの作成，⑧土量計算の各作業時間を含んだもの

上保安庁海洋情報部研究報告にて，
水路測量成果におけるCUBE のであることがヒアリングにより判明した．このことから報告資料の適用性について述べている．10）

作成時間は ICT 浚渫工における各種作業時間と切り離せない項目であるといえる．以上より，D 社において時間を要した理由として挙げられる⑥データ解析におけるノイズ処理作業に着目し，効率化が期待できる項目について検討を行うこととした．

3. 浚渫工事における CUBE 処理を用いたノイズ処理
3.1 CUBE 処理の概要
一回の測定で多数の点群データが取得されるマルチビームでは，高密度でデータが取得されるため海底面の状況を詳細に把握出来る．一方，従来のシングルビームに比べデータ量の増加に伴い，処理時間が大幅に増加している．処理時間は機器の性能が向上すると
図-3.1 CUBE 仮説水深と曖昧さ除去 10）ともに増加する傾向にあり，効率的な処理方法を検討する必要である．効率的な処理に向けての課題として，マルチビームデータの大-8-

国総研資料 No.1200

3.3 浚渫工事における CUBE 処理の現地実証の方法

3.2 CUBE 計算について
CUBE 水深の計算に用いられる不確かさ（Uncertainty）とは各測

CUBE 処理は，計測機器の能力を含め様々な要素を数値化して入深点の精度評価の指標である総伝播不確かさ TPU（Total Propagated

力することにより，測得データの品質を評価している．実際の現地

Uncertainty）のことである．TPU は測深誤差の期待値の推定量で，計測において各種条件（スワス幅，ラップ率）の違いが測定水深やソナー等機器類の測深精度や潮位の観測精度等，様々な誤差要因が測得点数にどのような影響を与えるかについて検討を行った．

，水平成分 σh（THU）から構成され考慮された鉛直成分 σv（TVU）

現地実証として，名古屋港金城ふ頭北に位置する庄内川泊地（図10）．式-１10）により，TPU からあるグリッドに対する各測深点数-3.3）及び苅田港本港地区における航路泊地（図-3.4）の 2 地点にの伝播不確かさを求めることで，CUBE 水深は計算される．式-１のおいてマルチビーム計測を行った．計測に用いたマルチビーム測深hes（horizontal error scalar），de（distance exponent）はそれぞれパラメ

機の性能（1 ビームあたりに得られる測点数）は，名古屋港で 512

ータで，CUBE アルゴリズムで当初用いられるデフォルト値で点，苅田港で 216 点であった．

る

hes=2.95，de=2.0 を本検証においても用いる．

なおCUBE 処理の実施にあたり先述した不確かさの算出のため，

従来マルチビーム計測において，ビームの直下部分に比べデータ

表-3.1 に示す項目について事前に調査する必要がある．これら項の品質が低下する傾向にあるビームの斜め部分のデータが最浅選

目は CUBE 処理を行うソフトウェアに船舶の大きさや機器の精度

択により選ばれており，実際より浅い水深として採用されていたケ等の数値を直接入力する他，入力情報により計算に用いられる数値

ースが見受けられた

10）．一方，CUBE 水深は TPU に基づく重み関が算出されるものがある．

数を用いた統計処理により，高品質なビーム直下のデータが優先的に採用されることになる．
（図-3.2）
一方，ノイズが多く低品質なマルチビームデータを取得した場合，統計処理が有効に機能せず，CUBE 処理後の仕上げ作業において判断すべき異状事項が増えてしまい，結果としてノイズ処理に掛かる時間が増加することに繋がる．このことから CUBE 処理を用いる
場合にはノイズの少ない高品質なマルチビーム測深データを取得する必要がある．
以上より ICT 浚渫工における水路測量において，CUBE 処理の適切な使用にあたり，マルチビーム測深の各種条件の違いによる
CUBE 処理基準の素案に対する影響について検討することとした．

𝜎

2

𝜎

2

1

∗

de

_
図-3.3 計測箇所（名古屋港庄内川泊地）（式-１）

σp：あるグリッドに対する各測深点の伝播不確かさ
σv：総伝播不確かさ鉛直成分（TVU）
σh：総伝播不確かさ水平成分（THU）
dist：グリッド格子点から各測深点の距離（m）
hes（horizontal error scalar）：パラメータde（distance exponent）：パラメータ
node_spacing：グリッドサイズ（m）

図-3.2 従来方式と CUBE 水深の比較 10）

図-3.4 計測箇所（苅田港航路泊地）-9-ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

ICT 浚渫工におけるマルチビームを用いた深浅測量を実施する

表-3.1 事前調査が必要な主なデータ場合の作業方法等を定めた「マルチビームを用いた深浅測量マニュ
アル（浚渫工編）（令和 3 年 4 月改訂版）」では，取得点密度 3 点以
上／1.0m 平面格子（達成率 99%以上）を要する測深の場合，スワ
ス幅を 90°～120°に設定することとしている．また，「海洋調査
技術マニュアル－深浅測量－」では，一般海域での運用基準として，
航路，泊地，錨地，岸壁およびその付近においては有効測深線幅の20%を重複させることが一般的とし，岩礁，魚礁，沈船等の海底障害物が存在する海域もしくはその存在が想定される海域では片側のビーム幅 100%以上の重複率を推奨している．
以上より，スワス幅は「マルチビームを用いた深浅測量マニュア
ル（浚渫工編）（令和 3 年 4 月改訂版）」にて定めている上下限値の表-3.2 計測条件（9 パターン）

90°，120°の他，より広い範囲を測定した場合の影響を検証する
ため 130°についても検証した．一方，ラップ率については一般海域で推奨されている 20%の他，岩礁や沈没船等の海底障害物が存在するまたは存在が想定される海域で推奨されている 100％，及び計
測条件の影響の確認のため中間値の 60%について各スワス幅の条．
件と組み合わせ 9 パターンについて検証を行った（表-3.2）
また，海上保安庁へのヒアリングにおいて得られた CUBE 処理を用いた場合の検討段階の処理基準の素案を表-3.3 に示す．
なお，
表-3.3 におけるグリッドサイズは水深 0-10ｍの海域において用いるが，CUBE 処理の効率化と精度向上のため，水深 10m 以上の海域である苅田港の測量結果においても表-3.3 の CUBE 処理基準の素案を用いた．
表-3.3 CUBE 処理基準の素案（海上保安庁検討段階）
3.4 浚渫工事における CUBE 処理の現地実証の結果
名古屋港及び苅田港において計測したマルチビームデータを用
いて CUBE 処理を行った．CUBE 水深の計算においてグリッドサ
イズは表-3.3 に示した通り 0.25m，各パラメータ（hes，de）はそれ
ぞれ hes=2.95，de=2.0 を使用した．
得られた CUBE 水深を地形段彩図に示す．本図は色彩の違いに
より水深の差異を表現しており，青色に近くなるにつれて水深が深いことを示している．また，黒い線は測量船の航跡を表している．
（1）名古屋港における CUBE 水深について
名古屋港計測において得られた CUBE 水深地形段彩図を図-3.6～3.14 に示す．名古屋港における地形段彩図には，海底面に浚渫工
図-3.5 ラップ率とスワス幅のイメージ

事の掘削痕と思われる形状が現れている．この掘削痕を含む海底形
状は，スワス幅が狭くラップ率が高いほどはっきり表示される傾向

マルチビーム測深における計測条件として設定される，スワス幅，
ラップ率のイメージを図-3.5 に示す．スワス幅はビームの照射角にあった．施工域の両脇には法面が表示されており，いずれも施工域に比べ浅くなっている．

度で，角度が広いほど一度に測深できる範囲が大きくなるが，取得

オレンジの丸で表示した箇所は空白域（未測域）を表している．

できる点の密度が低くなる．ラップ率は，海底面を明確に捕捉する

スワス幅 90°，ラップ率 20%（図-3.6）においては空白域が目立ため，隣接測線に重複して計測を行う度合いを指す．
ラップ率 100%

つ．浅所ではマルチビームの照射面積が狭くなり，ラップ率が低い

では隣接測線の片側ビーム幅に完全に重なるように計測を行う．

場合には，データが得られなかった箇所が空白域として表示されて- 10 -

国総研資料 No.1200

いるためである．さらに，ラップ率 20%（図-3.6），60%（図-3.9），
100%（図-3.12）を比較すると，ラップ率が高いほど空白域が無くなる傾向にあることが分かる．
スワス幅 130°，ラップ率 20%（図-3.8）においても同様に浅所における空白域が表示されている他，ラップ率 20%（図-3.8），60%（図-3.11），100%（図-3.14）では共通して図上に空白域が表示されている．これらは先述した浅所由来の空白域とは異なり，データ
取得範囲の外縁部でラップしない箇所であることに加え，マルチビームの品質が低下する斜め部分のデータであるため，空白域が発生したと考えられる．

図-3.8 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 130°ラップ率 20%）

また，赤丸で表示した箇所はノイズと思われる記録が残っている範囲を表している．赤丸はデータ取得範囲の外縁部でありラップしていない箇所に多く見られ，このような位置では地形の凹凸の影響もあるため，ノイズが残っていると考えられる．

図-3.9 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 60%）

図-3.6 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 20%）

図-3.10 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 120°ラップ率 60%）

図-3.7 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 120°ラップ率 20%）

図-3.11 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 130°ラップ率 60%）

- 11 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治と，濃い青色で表示されていることから，実際に周辺地形より深くなっている箇所が存在する可能性がある．

図-3.12 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 100%）
図-3.15 地形段彩図（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 20%）

図-3.16 地形段彩図（苅田港：スワス幅 120°ラップ率 20%）
図-3.13 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 120°ラップ率 100%）

図-3.17 地形段彩図（苅田港：スワス幅 130°ラップ率 20%）
図-3.14 地形段彩図（名古屋港：スワス幅 130°ラップ率 100%）（2）苅田港における CUBE 水深について
苅田港計測において得られたCUBE 水深地形段彩図を図-3.15～
3.23 に示す．地形段彩図の上半分の位置には，水色（水深 13.1～
13.5m）で示される，周辺に比べて深い箇所が左右に伸びているが
図-3.18 地形段彩図（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 60%）

スワス幅やラップ率を変えても計測された地形に大きな違いは見られなかった．オレンジの丸で示す各未測域は，図-3.15 に示すス
ワス幅 90°，ラップ率 20%の計測条件のみで確認された．
一方，赤色の丸で示すノイズが残っている可能性のある箇所は，
図の外縁部に多く見られた．スワス幅 130°，ラップ率 20%（図3.17），60%（図-3.20），100%（図-3.23）では図上にノイズと思われる記録が多く残っており，ラップ率に関わらず現れている．
また，赤丸は図左上の内部にも確認された．形はまばらであるが，

図-3.19 地形段彩図（苅田港：スワス幅 120°ラップ率 60%）

スワス幅，ラップ率に関わらず共通して図左上に表示されているこ- 12 -

国総研資料 No.1200

上記内容を受け，本検証において，同一の測量区域における従来のノイズ処理方法による水深データと CUBE 処理を行った水深データを比較した．図-3.24～3.25 は名古屋港,，苅田港における同一の測量区域において，従来方法により取得したマルチビームデータ
に対する，CUBE 処理したデータの最深値における水深の差分を表示したものである．なお，従来方式においては 1 点/1m 平面格子から抽出した最浅値を用いたが，CUBE 水深においては従来方式の最浅値との比較のため，本項目に限って 1m グリッドで CUBE 処理を行
図-3.20 地形段彩図（苅田港：スワス幅 130°ラップ率 60%）

った結果を用いて比較している．
青く表示されている部分は従来方式より CUBE 処理データの方が深い水深値を得たことを示している．図-3.24 は，スワス幅 120°，
ラップ率 100%における水深の差分を表示しているが，従来方式に比べると，全体的に CUBE 処理データが深い水深値を得られており， CUBE 水深が平均 0.1m 深い結果となった．本結果においても米国 NOAA 沿岸測量部 10）と同様に，マルチビームの全測深点デー
タの内，低品質で浅く表示されやすいビーム斜め部分のデータが高図-3.21 地形段彩図（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 100%）

品質な直下データに比べ優先的に採用される傾向があると考えられる．一方，苅田港における検証結果（図-3.25）では，一部従来方式のデータが深く表示された箇所があるものの，全体的にCUBE 処
理データと比べ水深変化が見られず， CUBE 水深が平均 0.02m 浅
い結果となった．
本比較では従来方式との比較のため，1m グリッドで CUBE 処理を行った結果を用いた．CUBE 処理基準素案に合わせた 0.25m グリ
ッドの CUBE 水深と 1m グリッドの従来手法の水深をどのように

図-3.22 地形段彩図（苅田港：スワス幅 120°ラップ率 100%）

比較・評価するかは、今後検討が必要である．

図-3.23 地形段彩図（苅田港：スワス幅 130°ラップ率 100%）（3）従来ノイズ処理方法と CUBE 処理で得られる水深の比較
マルチビーム測深機の特性として，斜めに照射されるビームは，

図-3.24 CUBE 水深と従来方式による最浅値データの水深差分

直下に照射されるビームに比べて，海底面までの距離が遠くなり，比較図（名古屋港：スワス幅 120°ラップ率 100%）

相対的に斜めデータの品質が低下することが知られている．米国
NOAA 沿岸測量部では，マルチビーム測深の全測深点から選択された最浅値には，相対的に低品質となる斜めデータが優先的に採用されていることが報告されている．10）これは高品質の直下データが上書きされて表示されている箇所が含まれることを示し，本来より浅い測深データが優先されてしまう懸念がある．

- 13 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

図-3.27 仮説水深の信頼度（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 100%）・仮説水深の数
仮説水深の数（HYPOTHESIS_Count）は，各グリッドにおいて
図-3.25 CUBE 水深と従来方式による最浅値データの水深差分

CUBE 水深を確定するまでに作成された仮説水深の数を示す指標

比較図（苅田港：スワス幅 120°ラップ率 100%）である．
仮説水深の数は，
1 であれば無条件でそのグリッドのCUBE水深が確定されたことを意味し，異状物がある場合やノイズが残っ（4）CUBE 処理による処理結果の数学的評価ている場合を視覚的に判断するために用いられる．

・仮説水深の信頼度

名古屋港における仮説水深の数（図-3.28）は概ね仮説水深の個

CUBE 処 理 に よ る 処 理 結 果 の 仮 説 水 深 の 信 頼 度

数が 1 であるグリッドで占められているが，図-3.26 と同様に，法（HYPOTHESIS_Strength）を図-3.26～3.27 に示す．仮説水深の信面部や掘削痕に仮説水深の個数が 2 であるグリッドが見られる．

頼度は，0～5 の数値であり，0 に近いほどグリッド内において他に一方，苅田港における仮説水深の数（図-3.29）はほぼ全てのグリ仮説水深を設けることなく，確からしい水深値を特定したことを示ッドにおいて 1 となっており仮説水深の信頼度（図-3.27）と同様

す指標である．

に，他に仮説水深を作成することなく，1 つの仮説水深で CUBE 水

名古屋港における仮説水深の信頼度（図-3.26）を見ると全体的深が確定されている．

に青く表示されており，全データ個数に対して 0 以外の数値が現れた箇所は 5%程度であり，確からしい水深値を特定できたことを意味する．ただし，法面域ではグリッド内の水深にばらつきがあるた
め，信頼度が 0 以外の数値を取るので，青色以外の色が見られる．
なお，底面部においても信頼度 0 以外の数値が散見されるが，これは浚渫工の掘削痕による段差を反映したデータのばらつきによるものである．住吉らの報告のとおり，キャプチャー距離，hes，曖昧さ除去等の CUBE 水深の計算パラメータ設定を改善することによ

図-3.28 グリッド毎に作られた仮説水深の数

り，CUBE 水深の仮説水深の信頼度を向上できる可能性があると思（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 100%）

われる．
一方，苅田港における仮説水深の信頼度（図-3.27）は，ほぼすべてのグリッドにおいて青く表示されており，他に仮説水深を設けることなく確からしい水深値を得られている．全データ個数に対して仮説水深の信頼度が 0 以外を示すデータ数は 0.5%にも満たない結果となった．
図-3.29 グリッド毎に作られた仮説水深の数（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 100%）
・点群データの不確かさ
点群データの不確かさ（Uncertainty）は，各グリッドの水深の計算に使用した水深点について，鉛直方向の不確かさの平均値を算出
図-3.26 仮説水深の信頼度したものである．マルチビームのデータ品質や各計測機器の精度，（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 100%）- 14 -

国総研資料 No.1200

音速度，潮位の誤差値などを元に計算され，各グリッドにおける測得データの品質を評価できる指標である．
名古屋港における点群データの不確かさ（図-3.30）は，スワス幅
90°，ラップ率 100%の計測条件のものであるが，ほぼ一面青色に表示され，品質の高いデータが使用されていることを示している．
一方，苅田港における点群データの不確かさ（図-3.31）は，カラーバーの範囲が図-3.30 と異なるために図-3.30 と直接比較するこ
図-3.32 1 グリッドあたりの測得点数とはできないが，不確かさの数値は一様に低く，品質の高いデータ（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 100%）が使用されていると考えられる．

図-3.30 点群データの不確かさ
図-3.33 1 グリッドあたりの測得点数（名古屋港：スワス幅 90°ラップ率 100%）（名古屋港：スワス幅 120°ラップ率 100%）（2）苅田港における 1 グリッドあたりの測得点数について
苅田港におけるラップ率 100%及びスワス幅 90°，120°のパターンにおける 1 グリッドあたりの測得点数について図-3.34～3.35に示す（全パターンの図は付録 B 参照）．
図-3.31 点群データの不確かさ（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 100%）

名古屋港の結果と同様，ラップしない外縁部を除けば，1 グリッドあたり 5 点以上の測得点を得られている．本計測においては苅田
港の計測域が名古屋港に比べ水深が大きいため，同じ計測条件でも3.5 1 グリッドあたりの測得点数について得られる測得点数は少ない傾向にあった．

（1）名古屋港における 1 グリッドあたりの測得点数について両港に共通して，データの重複しない外縁部は取得点密度が低い

名古屋港におけるラップ率 100%及びスワス幅 90°，120°のパ傾向にある．CUBE 処理の特性に鑑み，測量区域の外縁部を測深す

ターンにおける 1 グリッドあたりの測得点数について図-3.32～

る際はもう一本外側の測線を設定の上計測するか，または計測が困

3.33 に示す（全パターンの図は付録 A 参照）．本図は 1 グリッド

難な場合には外縁部を二度計測する等，取得点密度を高めるためのあたりの測得点数を色彩の違いにより表現したもので，赤く表示

工夫が必要である．

されたグリッドが少ないほど 1 グリッドあたり 5 点以上の測得点数が得られたグリッドが多く，達成率が高いことを示す．両パターンとも，ラップしない外縁部を除けば，1 グリッドあたり 5 点以上の測得点を得られている．スワス幅が狭いほど得られる測得
点数は顕著に増加した．具体的なグリッド点の総数及び達成率の定量的な評価は 3.5(3)にて述べる．
図-3.34 1 グリッドあたりの測得点数（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 100%）- 15 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

各港の結果は以下の通りである．
・名古屋港
範囲を限定しない名古屋港の結果（表-3.4）は，いずれのパターンにおいても1グリッド当たりの測点数5点以上のグリッドが95%を達成している結果になった．なお，地形段彩図において述べた通り，スワス幅 90°ラップ率 20％（図-3.6）の条件においては測点が得られていない未測域が多数確認されており，表-3.4 において
図-3.35 1 グリッドあたりの測得点数（苅田港：スワス幅 120°ラップ率 100%）

も，空白グリッドが無視されているためグリッド総数は少なくなっている．
外縁部を除き範囲を限定した表-3.5 においても，全てのパター（3）1 グリッドあたりの測得点数について（定量的評価）

ンにおいて 1 グリッド当たりの測点数 5 点以上が 95%を達成して（1）（2）における各港 9 パターンのグリッド総数及び海上保安いる．一方，ラップ率 20%のパターンにおいては，全てのスワス幅

庁基準の素案にて定める 1 グリッド当たり 5 点以上を満たすグリにて空白グリッドが発生していた．スワス幅 90°における空白グ

ッドの達成率について表-3.4～3.7 に示す．なお，表-3.5，表-3.7

リッド数が多くなった要因として，掘削域から両脇の浅所においてについては測深範囲の内，明らかにグリッド点数が少なくノイズが狭いスワス幅で計測を行ったことで，そもそも計測機器のビームが多いラップしない外縁部を除外して計算している．

届いていない箇所が発生したものと思われる．浅い範囲の計測・及外縁部を除外する場合は，9 パターンの中で最も測深範囲が狭く

びデータ品質の観点からも，ラップ率を高くしての計測が必要であなっているスワス幅 90°ラップ率 100%のパターンにおける測深る．

範囲の内，他計測パターンとの計測範囲が重複している範囲を「限・苅田港定範囲」として設定し，その中のグリッド数及び 1 グリッド当たり

範囲を限定しない苅田港（表-3.6）の結果は，スワス幅 90°にお5 点を満たすグリッドの達成率についてまとめた．限定範囲のイメ

いて 1 グリッド当たりの測点数 5 点以上のグリッドが 95%を達成

ージを図-3.36 に示す．図-3.36 は苅田港におけるスワス幅 90°，ラ

していた．一方，スワス幅 120°，130°のパターンおいては達成率

ップ率 100%のパターンにおける地形彩段図に限定する範囲を表示

95%に届かない結果となった．今回の計測では，名古屋港の掘削域したものである．この他 8 パターンにおいても図-3.36 と同じ範囲（約 9m～10m）に対し，苅田港は約 12m～14m と深く，水深が大を限定範囲として設定しており，限定範囲における総グリッド数はきくなる場合においてはスワス幅を狭める対応が必要と思われる．
範囲を限定した表-3.7 では，スワス幅 130°ラップ率 20%の一

9 パターンとも同数となる．
なお，範囲を限定しない計上方法（表-3.4，3.6）においては，測番緩い条件を除いたパターンにおいて，1 グリッド当たりの測点数点が得られなかったグリッド（空白グリッド）はグリッド総数には5 点以上のグリッドが 95%を達成した．一方，空白グリッド数に着含まれていない．一方，限定範囲ではいずれのパターンにおいても目すると，ラップ率 20%，60%の場合において空白グリッドが発生

各港のグリッド総数が同じになるため，グリッド総数より測点が得しているパターンが見られる．海上保安庁が定める CUBE 処理基られたグリッドを差し引いたグリッドを空白グリッドとしてカウ準の素案においては条件を満たしているものの，未測範囲をなくす

ントしている．

ためにはラップ率 100%で計測することが望ましい．

図-3.36 限定範囲（苅田港：スワス幅 90°ラップ率 100%）- 16 -

国総研資料 No.1200

表-3.4 海上保安庁基準素案に対する達成状況（名古屋港）
スワス幅

ラップ率

グリッド総数

20%
90°

5点以上

289,004

達成率288,157

99.71%

表-3.7 海上保安庁基準素案に対する達成状況（苅田港・限定範囲）

判定
○

60%

306,324

305,568

99.75%○

100%

296,182

295,39699.73%○

20%

382,403379,79199.32%○

60%

376,926

374,79399.43%○

100%

640,990

628,888

98.11%○

20%

371,021

365,995

98.65%

○

スワス幅

ラップ率

90°

120°

120°

130°

130°

60%

399,607389,92197.58%○

100%

384,897

367,188

95.40%○

測得点5点以上 測得点5点未満 空白グリッド

達成率

判定

20%

1,474,341

3,860

16,88798.61%○

60%

1,511,80247

63

99.99%○

100%

1,511,97500100.00%○20%

1,453,707

58,24213

96.15%○

60%

1,511,112863

099.94%○

100%

1,511,97500100.00%○20%

1,257,202

254,72723

83.15%☓

60%

1,498,864

13,111099.13%○

100%

1,511,968

70

100.00%○3.6 CUBE 処理を採用した場合の ICT 浚渫工への影響
表-3.5 海上保安庁基準素案に対する達成状況

図-2.4 に示すように，工事以外の作業として測量からデータ解
析，成果品目の提出作業等がある．このうち，CUBE 処理を用いた（名古屋港・限定範囲）
スワス幅 ラップ率 測得点5点以上 測得点5点未満 空白グリッド

90°

120°

130°

達成率

判定

場合に考えられる，従来方式と比べた変更点や留意事項等について

20%

227,958116

807

99.60%○

60%

229,678100

100.00%○100%

229,68800

100.00%○20%

229,61155

1199.97%○

ータ解析の作業に含まれるノイズ処理作業の一部が CUBE 処理に

60%

229,68710

100.00%○

置き換わる．よって，測量作業においての変更点は無く，表-3.8 の100%

229,68800

100.00%○

太枠内に示す成果品目のみ変更が見込まれる．

20%

228,557

399

366

99.67%○

・起工測量における成果品目：

60%

229,68080100.00%○No.14 マルチビームによる起工測量の計測点群データ

100%

229,68710

100.00%○No.15 マルチビームによる起工測量の数量計算用点群データ検討した．
（1）ICT 浚渫工における成果品目の変更項目
CUBE 処理を用いた場合，従来方式において図-2.4 に示す⑥デ

No.16 マルチビームによる起工測量の数量計測データ
表-3.6 海上保安庁基準素案に対する達成状況（苅田港）
スワス幅

90°

ラップ率

グリッド総数

5点以上

達成率

・変更点（起工測量）

判定

従来方式では起工測量にて計測した点群データをノイズ処理し

20%

1,910,764

1,901,390

99.51%○た後のデータがNo.14 計測点群データとなる．CUBE 処理により得60%

1,838,718

1,833,854

99.74%○られた CUBE 水深を従来の点群データに置き換えることで，以降

100%

1,818,668

1,813,926

99.74%○

20%

2,156,471

1,967,948

91.26%☓

60%

2,055,791

1,926,419

93.71%☓

100%

2,106,893

1,937,239

91.95%☓

No.12 マルチビームによる出来形測量の計測点群データ

20%

2,288,305

1,704,066

74.47%☓

No.13 マルチビームによる出来形評価用点群データ

60%

2,266,864

1,927,842

85.04%☓

No.17 マルチビームによる出来形測量の数量計測データ

100%

2,194,481

1,944,256

88.60%☓の作業においての変更点は無い．NO.15 数量計算用点群データは，
No.14 計測点群データより 1 点/1.0m 平面格子に中央値を抽出した

120°

130°

ものを指す.この抽出点における考え方については後述する．
・出来形測量における成果品目：

・変更点（出来形測量）
出来形測量にて計測した点群データをノイズ処理した後のデータが No.12 計測点群データである．起工測量と同様，CUBE 処理により得られた CUBE 水深を従来の点群データに置き換えることで以降の作業においての変更点は無い．

- 17 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

・No.18 水路測量資料の変更項目

則に従う必要がある．ノイズ処理作業後の点群データ抽出作業につ水路測量資料は，海上保安庁へ提出する水路測量の成果・資料といては，従来方式に当てはめることでデータ解析作業において大き同じものを ICT 浚渫工の成果品目としても提出を求めているもの

な作業変更点は無いと見込まれている．

である．水路測量において CUBE 処理を用いた場合の追加資料等

以上より，ICT 浚渫工において CUBE 処理を採用した場合，大きについては正式な発表は無いものの，海上保安庁へのヒアリングにく変更のある作業項目や成果品目は無く，CUBE 処理を用いたノイ

おいて追加で必要となりそうな情報について聞き取りを行っていズ処理によりデータ解析の時間の大幅削減が見込まれ，ICT 浚渫工る．

における生産性向上に寄与するものと思われる．

ヒアリングは海上保安庁海洋情報部及び各管区（第一～第十一）

一方， 今後 CUBE 処理を用いた ICT 浚渫工の実施に伴い，抽における水路測量の成果品等の審査を行う担当者に対して実施し出点の考え方について想定される課題点について以下に述べる．

ており，CUBE 処理を前提とした水路測量成果において追加での提出が想定される項目について聞き取りを行った．ヒアリング結果を・中央値の抽出表-3.9 に示す．いずれも CUBE 水深の計算において必要となる情従来方式では起工測量にて計測した点群データからノイズ処理報について追加で提出が求められることが想定される．CUBE 水深後，1.0m 平面格子内の中央値 1 点を抽出する．このときマルチビの計算に用いるTPU（不確かさ）の算出に計測機器の精度や設置機

ーム計測における取得点密度は 1.0m 平面格子上に 3 点以上として器の位置関係が考慮されるため，艤装状況や精度，船舶の形状を示いる．
一方，
CUBE処理を用いた場合には1グリッドに１つのCUBEす内容の他，CUBE 処理において設定するグリッドサイズやパラメ

水深が設定されるため，図-3.37 に示すとおり 1.0m 平面格子上にータ等の入力値についての内容についても提出が求められること

偶数の点群が形成される場合がある（図-3.37 の場合は 4 点）
．このが想定される．

場合，1.0m 平面格子上の中央の 2 点を平均して中央値の水深が抽一方，これら追加内容は工夫が必要であるものの，現在提出して出される．つまり，1.0m 平面格子内の CUBE 水深からの抽出ではいる資料に追記する形で対応が可能であることが示唆されている．

なく，CUBE 水深を統計処理した平均値を中央値として採用するこ

また，IHO（国際水路機関）で規格されるファイル等によりデータとになる．

での確認が出来れば，紙資料での提出は必要無いとのことであった．
・CUBE 処理を用いた抽出点の妥当性
CUBE 処理による抽出点（中央値若しくは最浅値）は，従来方式（2）ノイズ処理作業後の点群データ抽出作業
従来方式においては，図-3.37 上段に示すとおり，ノイズ処理による抽出点と同等に扱うことについて，検証の必要がある．その後の測得点（1.0m 平面格子 3 点以上取得）より1.0m 平面格子に1ため，同じ測定結果から従来方式，CUBE 処理を用いた場合の抽出点（起工測量の場合は土量計算に必要な中央値，出来形測量の場

点を比較し，もし，優位な差が見られれば CUBE 処理を用いた場合

合は出来形検査に必要な最浅値）を抽出することとしている．一の抽出点を補正する必要が生じる可能性がある．

方，CUBE 処理により得られたCUBE 水深は，グリッドごとに決また，CUBE 処理を用いて設定グリッドに得られた CUBE 水深

まった CUBE 水深が唯一つ得られる．その上で，1.0m 平面格子内に対し，真値に近い水深を再現したと思われるCUBE 水深面を崩の複数グリッドの各 CUBE 水深から 1 点（起工測量の場合は中央

して，従来の方式にて土量計算・出来形検査を実施することへの値，出来形測量の場合は最浅値）を抽出する．これ以降の作業に意義が問われる．CUBE 処理を用いた場合に CUBE 水深をそのまついては従来方式通り進めることができ，先述した表-3.8 におけま採用した土量計算・出来形検査の方策について検討を行う必要

る No.12～No.17 の資料については，特に内容に変更無く作成出来がある．

ると考えられる．
（3）CUBE 処理を採用した場合の ICT 浚渫工への影響
ICT 浚渫工における成果品目については，No.12～17 の点群デー
タを算出するノイズ処理後のデータの取扱に変更があるものの資料自体に変更点は無い．No.18 水路測量においてCUBE 処理を用いた場合に追加で必要となる資料が見込まれている．事前のヒアリン
グでは追加で必要となる項目についても工夫次第で従来の資料に追記する形をとれる可能性があり，成果品目の作成において大きく負担が増えるものではないと考えられるが，海上保安庁においてCUBE 処理の本格運用が開始された際の水路測量業務準則施行細- 18 -

国総研資料 No.1200

表-3.9 ヒアリングにより得られた CUBE 処理を用いた場合の表-3.8 ICT 浚渫工提出資料（太枠内が変更項目）

追加提出情報の素案（水路測量）

図-3.37 従来方式と CUBE 処理を用いた場合における抽出点の考え方- 19 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

4. おわりに

参考文献
1） i-Construction 委員会：i-Construction～建設現場の生産性革命4.1 浚渫工事における提出資料に着目した改善方策～，2016，http://www.mlit.go.jp/common/001127288.pdf（2021 年
12 月 15 日最終アクセス）
2） 港湾における ICT 導入検討委員会：第 1 回資料，2016，

本検討では，出来形検査における成果品目に着目し，成果品目ごとの詳細な作業時間を把握するため，実施業者を対象としたアンケ

https://www.mlit.go.jp/common/001135500..pdf（2021 年 12 月 15ートを行った．当アンケートにより時間を要している理由は各案件，

日最終アクセス）

発注者ごとに異なり，また各成果品目の作業時間においてもデータ

3） 港湾における i-Construction 推進委員会：第1 回資料，2020，

解析等の作業時間を含んでいるものが多数見受けられたことから，

https://www.mlit.go.jp/kowan/content/Shiryo.pdf（2021 年 12 月 15

検査・報告用資料の作成のみに重点をおいた効率化よりもデータ処

日最終アクセス）
4） 国土交通省港湾局：マルチビームを用いた深浅測量マニュア

理を含む効率化が重要であると分かった．

ル（浚渫工編）（令和 3 年 4 月改訂版），2021，
https://www.mlit.go.jp/kowan/content/001397857.pdf（2021 年 12

4.2 浚渫工事におけるノイズ処理に着目した改善方策

月 15 日最終アクセス）
ICT 浚渫工におけるデータ解析時間の効率化に向け，海外では既

5） 国土交通省港湾局：3 次元データを用いた出来形管理要領に実用されている CUBE 処理を採用した場合における各種作業へ（浚渫工編），2021，の影響等について検討を行った．名古屋港・苅田港における現地実

https://www.mlit.go.jp/kowan/content/001397861.pdf（2021 年 12

証での計測結果を CUBE 処理し，各種条件において海上保安庁が月 15 日最終アクセス）定める1グリッド当たり測得点数5点以上のグリッドの割合が95%

6） 村田恵・井山繁・坂田憲治：ICT 浚渫工の更なる生産性向上を超えているか，達成率にて確認を行った．名古屋港においてはいに向けた検討，国土技術政策総合研究所資料，第 1087 号，ずれの条件においてもグリッド割合の基準を満たした．より水深が2019

大きく，厳しい条件となる苅田港においてはスワス幅 90°におけ

7） 海上保安庁 海洋情報部：水路測量業務準則施行細則（令和，2021，
2 年 3 月 27 日）

る条件でのみグリッド割合の基準を満たした．

https://www1.kaiho.mlit.go.jp/GIJUTSUKOKUSAI/SHIDOW/site00

また，ICT 浚渫工において CUBE 処理を用いた場合の作業変更点について検討した．ICT 浚渫工における検査・報告用資料について

13/_userdata/saisoku.pdf（2022 年 1 月 27 日最終アクセス）は新たに追加される項目は無く，水路測量の検査・報告用資料では

8） 海上保安庁 海洋情報部：水路測量業務準則施行細則（令和

追加提出項目があるものの，大きな作業負担にならない見込みであ

2 年 3 月 27 日）改正のポイント，2021，

った．点群データの抽出点作業においては検証すべき課題があるもhttps://www1.kaiho.mlit.go.jp/GIJUTSUKOKUSAI/SHIDOW/site00のの，従来方式に当てはめた抽出作業を行うことで作業負担は増加

13/_userdata/saisoku_point.pdf（2022 年 1 月 27 日最終アクセ

せず，ノイズ処理の作業時間の大幅削減が見込まれ，ICT 浚渫工全ス）
9） Calder, B and Welss, D : CUBE User’s Manual, Version 1.13,

体を通して生産性向上が期待できる．一方，点群データの抽出作業

Universiy of New Hampshire, USA, 2008においては中央値の抽出の考え方や抽出点の妥当性について課題

10） 住吉昌直・栗田洋和・安原徹・橋本崇史・小川遙・長澤亮

点があり今後検証の必要がある．

佑・長野勝行・吉澤信・眞保智彦・秋山祐平：マルチビーム
水深測量成果における CUBE 水深の採用について 海外水路

謝辞

機関における最適化の事例紹介，海洋情報部研究報告，第 58

本資料のアンケートにあたっては，直轄工事における ICT 浚渫工号，pp.66-79，2020を受注されている施工業者に多大なる協力を頂いた．また，ヒアリ
ング調査にあたっては海上保安庁海洋情報部より，CUBE 導入に向けた検討内容に関する情報を頂いた．ここに記し，感謝の意を表す．

- 20 -

国総研資料 No.1200

付録 A.1 1 グリッドあたりの測得点数_名古屋港（ラップ率 20%，スワス幅 90°，120°，130°）- 21 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

付録 A.2 1 グリッドあたりの測得点数_名古屋港（ラップ率 60%，スワス幅 90°，120°，130°）- 22 -

国総研資料 No.1200

付録 A.3 1 グリッドあたりの測得点数_名古屋港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°，130°）- 23 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

付録 B.1 1 グリッドあたりの測得点数_苅田港（ラップ率 20%，スワス幅 90°，120°，130°）- 24 -

国総研資料 No.1200

付録 B.2 1 グリッドあたりの測得点数_苅田港（ラップ率 60%，スワス幅 90°，120°，130°）- 25 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

付録 B.3 1 グリッドあたりの測得点数_苅田港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°，130°）- 26 -

国総研資料 No.1200

付録 C.1 仮説水深の信頼度 _名古屋港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°）- 27 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

付録 C.2 仮説水深の信頼度 _苅田港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°）- 28 -

国総研資料 No.1200

付録 D.1 1 グリッド毎に作られた仮説水深の数 _名古屋港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°）- 29 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

付録 D.2 1 グリッド毎に作られた仮説水深の数 _苅田港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°）- 30 -

国総研資料 No.1200

付録 E.1 点群データの不確かさ _名古屋港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°，130°）- 31 -ICT 浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
長田 康輝・辰巳 大介・坂田 憲治

付録 E.2 点群データの不確かさ _苅田港（ラップ率 100%，スワス幅 90°，120°，130°）- 32 -

国土技術政策総合研究所資料
TECHNICAL NOTE of N I L I M
No. 1200
編集・発行

March 2022
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浚渫工の生産性向上に向けた出来形測量・水路測量の作業効率化に関する検討
ICT

March 2022