20230623

2023年度河川技術に関するシンポジウム Room3-1
OPS2 河川のDXの進展

早瀬瀬トロ
淵水際土木研究所 自然共生研究センター◎林田 寿文河野 誉仁森 照貴（公財）リバーフロント研究所（前 自然共生研究センター）中村 圭吾

本ツール開発の背景
河川CIM普及の開始➢ 国土交通省では、令和5年度までに小規模を除く全ての公共工事で BIM/CIM 原則適用
➢ この取り組みは BIM/CIM を活用した多自然川づくりを推進する良い機会

現行の設計は・・・
3次元データを2次元に変換して設計した後、再度3次元モデル化◆ 3次元データを有効に活用しているとは言いきれない

CIMとは
3次
元
モデルの連
携・
発展

測量・調査

設計

施工・検査

維持管理・更新

河川CIMの導入により治水と環境保全の要件を満たす河道設計に高度化をもたらす

河川CIMの推進には、3次元モデルを使った河道設計の支援ツールが必要
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多自然川づくり支援ツール✓ 既往の河道設計に利用されてきたソフトウェアは、主に洪水時の流れと河床変動の解析に特化した機能のものが多い✓ 河道設計を支援しながら、積極的な多自然川づくりの推進

既存のソフトウェアを活用
河道計画、河道設計、景観評価に役に立つ「3次元の多自然川づくり支援ツール」開発
1. 迅速に流下能力の評価ができるようにする【iRICソフトウェア】
2. 河川環境を定量的に評価できるようにする【EvaTRiP Pro】

3. 地形を柔軟に改良でき、工夫を直ちに計算に反映【RiTER Xsec】
4. 仮想現実による地形編集、景観評価【仮想現実、バーチャルツアー】
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3次元の多自然川づくり支援ツール
編集

評価

RiTER Xsec

川づくりの工夫を反映する地形編集◆ 横断面形状を編集することで，拡幅や緩勾配法面を作成，3D地形に展開◆ 切土や盛土、河床変動前後での土量計算に対応◆ LandXMLやPNG等の多様な入出力に対応

Nays2DH

洪水時の安全性を評価◆ 水理・河床変動計算◆ 直感的でわかりやすいグラフ，アニメーションの生成

EvaTRiP Pro 河川環境の定量評価◆ 3種類の分類法から瀬淵の抽出◆ 式の自由記述欄等により多様な分析に対応◆ Pythonによるオープンソース化

データのやり取り

PNGなど

ゲームエンジン

景観評価システム

仮想現実（VR）の作成◆ ブラシ操作による滑らかな地形編集◆ 圧倒的な表現力でリアルな空間を再現

バーチャルツアー バーチャルな空間の疑似体験◆ 現場で直接確認するような体験
4河道地形編集ツール RiTER Xsec
ラ イ タ ーRiTER (River Terrain EditoR) とは，縦横比を指定可能

多自然川づくりをレベルアップするための河川地形の柔軟な処理を実現するためのツール

旗揚げ機能編集中に編集前断面を表示

クロスセクション

RiTER Xsec: 横断面ベースで編集プリセットした勾配にスナップ

背景格子の表示
参照したい
断面の表示

RiTER Xsecを活用することで、✓ 慣れ親しんだ横断面ベースの作業でありながら，拡幅や法面勾配のデザインがきめ細やかにでき、直ちに3次元鳥瞰図へと展開✓ iRICソフトウェアのひとつの機能なので，すぐに計算に利用可能✓ デザインに役立つとともに、効率アップ・コスト縮減にも貢献
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RiTER Xsec の機能
ICT建機のデータ形式であるLandXMLへのインポート・エクスポート機能を追加

表示設定機能強化

縦横比を指定可能

背景格子を表示

横断面編集機能の強化

DEMデータからの河道断面の抽出・作成機能

3次元地形編集
ツールの開発ICT建機へのデータ移行

ICT建機による施工で活用！
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RiTER Xsec の新機能土量の算出機能が追加（令和4年度末）
盛土
切土合計土量

切土
盛土切土
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7

河川環境評価ツールEvaTRiP

EvaTRiP (Evaluation Tools for River environmental Planning)

河川環境に関する評価を簡易に行うためのiRICソルバ
１つのソフトウェア（iRIC）上で、治水評価とともに、河川環境を定量的に評価し、視覚的に分かりやすく表現
条件

護岸の必要不要

Nays2DH条件

連携

EvaTRiP

必要結果結果

治水の評価

環境の評価

治水と環境の同時評価
8河川環境評価ツールEvaTRiP Pro
3次元データから高度な治水・環境評価をシームレスに実現

瀬淵評価の機能◆ VR（景観評価）とiRIC（水理計算）をつなぐPNG形式に対応◆ 自動判別による瀬淵評価が可能（フルード数による）→自動判別設定3次元地形に対して高度な治水評価や環境評価が可能◆ 3次元データから簡易な平面流速分布の推定機能タを活かす仕組みを構築◆ 流速・水深の手動入力でも判別可能【活用事例】
手動入力での判別設定◆ 那賀川(四国)，愛知県梅田川等
早瀬
瀬トロ
淵
水際

【自動判別判定の例】⚫

今まで水際などの状況を上手く表現できなかったが、本ツールを使用することで、より正確な瀬淵5分類の評価が可能（早瀬、瀬、トロ、淵、水際）

瀬淵分布の評価など3次元デー【仮想空間で作成した地形ファイルをiRICで読み込んだ例】⚫

iRICで格子を作成し、2次元河床変動計算（治水）や瀬淵評価（環境）なども可能

Python対応により河川評価にAI活用が可能に◆ 世界中で活用される、AIや機械学習などで多用されるPython言語に対応➢ 世界の頭脳を河川環境評価に活用できる➢ iRIC自体もPythonに対応させ、世界中の河川水理専門家がiRICを活用しだすことを期待

Python【活用例】◆ 環境DNA結果と3次元データを活用した、精緻な生息ポテンシャルマップの作製 など➢ EvaTRiPの機能を一般化し、より高度な分析が可能➢ Pythonで開発されたソルバ → iRIC自体にPyhonでの開発環境➢ Pythonのソースコードを参考に、自由に機能を追加!!

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EvaTRiP Proの機能

EvaTRiPの機能はすべてEvaTRiP Proへ移行（R4年度末）①瀬淵分析
・フルード数や水深・流速、MEM法で瀬淵環境を分析②統計分析
・時間的、空間的な統計量を計算(最大値、最小値、平均値、標準偏差、変動係数)③変数の閾値分類
・値を閾値によりクラス分け
・護岸の要否，陸生植物生育可否の評価等が可能④変数の合成ツール・フルード数、移動限界粒径、流体力を計算
・マニュアル定義欄で使用者の自由な発想を実現⑤応答関数ツール・応答関数を用いた分析
・PHABSIMの計算が可能
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景観評価システムの現状と課題
河川改修後の景観を住民などに伝えるため，これまでスケッチパース，フォトモンタージュ，模型課題➢➢

固定された視点 からのみの確認
実際のサイズ・規模感・周辺との関係 が分かりづらい→ 得られる情報量は、実は・・・ 少0

的確に景観を評価する新たなツールが求められている
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「バーチャル空間」の利用注目を集めてる「バーチャルな空間」の利用➢ 「現実」にある世界を「バーチャルな空間」に表現することで、その場を訪れなくても景観を確認➢ 「現実」をベースに将来の変化を「仮想現実」として表現すれば、景観がどのように変化するのかも確認「現実」と「仮想現実」の両者を「バーチャルな空間」に作り出すことで、河川景観評価手法を提案
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整備前の確認
360度写真+バーチャルツアー

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整備後の確認
仮想現実による景観評価ツールの提案14

整備前後の景観比較

整備前

桜並木

整備後

河道掘削
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バーチャルツアー・仮想現実のメリット➢

整備前後の全周囲の景色を比較➢

後背地との関係性をシームレスに理解➢

コミュニケーションの円滑化➢

円滑な共通認識の共有➢

更なる景観評価の質の向上➢

対象範囲の制限なし➢

3次元データを景観の予測・評価
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河川CIMへの貢献
データ管理
3次元地形点群
データベース

データアーカイブ

河川管理者等の運用を想定①測量

1mメッシュ (ラスタ）
点群 （ xyz，RGB付LASなど）

施工後地形の更新
3次元管内図への活用
維持管理 xyz (点群)
段階地形 LandXML②設計 一次検討

RiTER Xsec（河道地形編集）
Nays2DH（治水検討） 治水・環境のEvaTRiP（環境検討） 同時評価

データベースから切出し
ALBなどの3次元測量

施工現場での運用
⑤維持管理

土研の役割

現況地形
xyz (点群)④施工段階

一次検討地形xyz (点群)

土研の役割

施工 ３D CADソフト
施工用データ作成，図面化
施工段階地形LandXML

③設計 詳細検討

ゲームエンジン、バーチャルツアー
仮想現実空間化し景観設計，合意形成に活用
詳細検討地形
xyz (点群)

データをICT建機へ移行すること
で工事の実施を可能に➢ 発災から調査、設計、施工、維持管理の川づくりにおける3次元の多自然川づくり支援ツールの役割を整理➢ 当ツールは3次元データを活用した設計に大きく貢献

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本ツール普及の最大化に向けた取組
自然共生研究センターHP
多自然川づくり支援ツール➢ iRICソフトウェアを使って「3次元川づくり」サンプル
データのダウンロード➢ バーチャルツアーを体験しよう！
バーチャルツアーは、自然共生研究センターと愛知県梅田川を体験

自然共生研究センターHP

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本ツール普及の最大化に向けた取組
解説動画の公開、オンラインセミナー、講習会の開催■3次元の多自然川づくり支援ツールに関する動画の作成・公開（合計８本）■•

開発したツールの解説動画の公開➢ ①河川環境評価ツール「iRIC / EvaTRiP Pro」解説、➢ ②横断ベースの地形編集における3次元設計の解説、➢ ③地形編集ツール基礎知識編➢ ④地形編集ツール実践編•セミナー動画の公開➢ 上記のセミナーを含む3件の動画を公開

新しい動画を次々とアップ！

８本の再生回数： 約7,400回

解説動画
Youtube

河川CIMの最新技術セミナー開催➢「河川CIM標準化検討小委員会

最終報告セミナー」

参加者 ： 444名
講演者：熊本大学 小林一郎、国交省 河川保全企画室長 室永武司、土研 中村圭吾、
山梨大学 大槻順朗、土研 河野 誉仁、八千代エンジニヤリング(株)山本一浩、
日本工営(株) 佐藤隆洋、九州地方整備局 梶谷憲靖■

iRICやバーチャルツアーの講習会開催➢➢■

セミナー講演者

iRIC講習会 ： 岐阜県などで複数回を主催
バーチャルツアー作成講習会：岐阜県、四日市市などの行政職員を対象

建設展示会などへの出展➢➢

建設技術展 ：名古屋、大阪など
土研新技術ショーケース：国交省各地整がある都市

バーチャルツアー作成講習会

19本ツール普及の最大化に向けた取組
ガイドラインの発刊

シンポジウム会場の様子◼ 河川CIM標準化検討小委員会成果報告書（ガイドライン）の発刊(R3.6)⇒ 三次元川づくりの推進に大きく貢献◼ 河川CIM標準化検討小委
員会では、土研が副小委員長、委員を務めるなど報告書の作成に大きく寄与◼ 河川CIM標準化検討小委
員会成果報告書」は、このBIM/CIM原則適用の流れに大きく貢献「河川CIM標準化検討小委員会成果報告書」の表紙と目次

赤枠：土研執筆者

JACIC
河川CIM標準化検討小委員会報告書

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本ツール普及の最大化に向けた取組
本省からの事務連絡

シンポジウム会場の様子◼ 「多自然川づくりの高度化を目指した河道の三次元設計の実施について（治水課河川環境課：事務連絡R4.3）」「3次元の多自然川づくり支援ツール」が主たる河川環
境評価ツール◼ ３次元の多自然川づくりを

R3は国交省管轄３河川
R4は国交省管轄２河川
計5河川で全国展開中
神奈川県

和泉川

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本ツール普及の最大化に向けた取組
手引きの発出シンポジウム会場の様子◼ 令和4年度末、公益財団法人リバーフロント研究所から「多自然川づくりの高度化を目指した河道の3次元設計ツール導入手引き（素案）」が発刊◼ 本手引きでは、本支援ツールの成果が活用◼ この手引きに関して、土木研究所では技術的監修や手引き自体の作成支援などの役割を果たした

神奈川県

和泉川

当手引きのダウンロード（公財）リバーフロント
研究所

22魅力あふれる河川環境の創出へ

神奈川県

和泉川

断面ありき（定規断面）の検討ではこの川は作れません！
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