一般社団法人日本環境教育学会関東支部年報 No.18

iPhone の LiDAR に よ る 3D モ デ ル の 環 境 教 育 へ の 活 用 の 可 能 性―北アルプス，太郎山の登山道荒廃の事例―
Potential Use of iPhone LiDAR 3D Models for Environmental Education:
A Case Study of Trail Erosion in the Northern Alps of Japan, Mt.Taro
中村洋介

NAKAMURA Yosuke
公文国際学園中等部・高等部［ 要 約 ］ iPhone に は ， LiDAR と よ ば れ る 測 距 機 能 が 搭 載 さ れ て お り ， ア プ リ ケ ー シ ョ ン ソ
フ ト ウ ェ ア を 介 し て 対 象 物 の 3D モ デ ル を 作 成 す る 機 能 が あ る 。本 研 究 で は ，iPhone の LiDARを 用 い た 3D モ デ ル が 山 岳 地 域 の 登 山 道 荒 廃 の 分 析 に 適 用 で き る の か 検 討 し ， 3D モ デ ル の分析が環境教育に与える可能性を考察する。事例は北アルプス・太郎山の登山道を取り上げ る 。 iPhone の LiDAR に よ る 登 山 道 の 微 地 形 の 3D モ デ ル は ， 現 地 で の 観 察 記 録 と 合 わ せる こ と で 十 分 に 分 析 が 可 能 な ツ ー ル と な る 。最 大 の 利 点 は ，短 時 間 で 測 定 し て ，容 易 に 3Dモデルを作成できる点にある。そのような利点は，市民や生徒などの学習者が登山道荒廃を 分 析 し て 報 告 す る と い う 社 会 参 加 が 可 能 と な る 。iPhone の LiDAR を 用 い た モ ニ タ リ ン グ
によって，学習者に土壌侵食の問題に関心を持たせ，山岳地域の環境保全に対する行動へのきっかけとなることが期待される。
［ キ ー ワ ー ド ］ フ ォ ト グ ラ メ ト リ ， iPhone LiDAR， 登 山 道 荒 廃 ， 土 壌 侵 食 ， 社 会 参 加
１．はじめに林，2016）。登山道荒廃の対策のためには，ど登山者は山地・山岳にアクセスするため にこで，どのような侵食や植被の縮小が生じて登山道を利用する。表土があらわれた登山道いるのかについて，現状を測量して報告するの路面は，踏圧と降水による流水で容易に侵必要がある。近年，フォトグラメトリとよば食される。周辺の植生は，オーバーユースにれる多方向から撮影した写真を 、コンピューよる登山者の広がりで後退することもある。

タによって 3D モデル化する技術が進んでいそのような現象は登山道荒廃とよばれる。例る。その手法は，登山道荒廃の軽減のためのえば首都圏の交通アクセスのよい丹沢山地で科 学 的 研 究 に 生 か さ れ て い る （Kobayashi &は，登山者の踏み込みによって草地の登山道

Watanabe，2023）。

で植被が後退し，深さ 4m 以上におよぶ侵食さしかしながら，侵食された登山道を正確にれた登山道がみられる（中村，2005）。山地・測量するには，測定者の技術力に加えて，高山岳地域の登山道荒廃は，景観 への影響だけ額な測量器具やソフトを揃える必要がある。

でなく，土壌侵食の問題を示す。土壌侵食とまた，重量のある測量器具を高地に持ち上げいう環境問題に対しては，環境教育のアプロるには体力が必要である。そこで，より一般ーチからの啓発や利用者などの市民の社会参的でかつ手軽なツールとして，市販の iPhone加が求められる。の 一 部 に 搭 載 さ れ て い る LiDAR （ Light

北海道の大雪山の高山帯では，自然公園のDetection And Ranging）の活用が注目され管理者のみでは登山道荒廃の対策が追いつかる。LiDAR は，対象物にレーザー光を当て，レないため，市民ボランティアとの協働によっーザーの跳ね返る時間から対象物との距離やて侵食の軽減対策が施されている（渡辺・小形状を測定する技術である。iPhone にアプリ- 67 -

中村洋介（2024.3）

を環境教育に適用する可能性を考察する。
２．iPhone の LiDAR による登山道の測定
北アルプスの標高 2,373m の太郎山は，中部山岳国立公園の高山帯の特別保護地区に位置す る 。 太 郎 山 の 登 山 道 の Loc.1 に お い て ，2023 年 8 月 13 日に iPhone の LiDAR を用いて登山道とその周辺の地形を 測定した（図 1）。
使用したアプリは Scaniverse（Niantic 社）である。Scaniverse は iOS 向けの 3D スキャンアプリで，無料で提供されている。

図１．測定地点の位置
注）国土地理院の地理院タイル（標準地図）を使用。

LiDAR スキャンの最大照射距離は 5m といわれる。実際には地面から 50 ㎝ほど離れた位置

ケーションソフトウェア（以下，アプリ）をから，地形に沿ってなぞるように iPhone のレダウンロードして，iPhone のレンズを対象物ンズを向けて測定していく。Loc.1 ではおおに向ければ，iPhone の画面上に 3D モデルをよそ 10m×12m の範囲を測定し，その作業は 5作成することが可能である。持ち運びも容易分程度で完了した。測定を終えると，iPhoneであり，オフラインでも測定できる。これまの画面上に短時間で 3D モデルが作成される。

で，研究者でなければ登山道荒廃を示す正確

図 2 は，Loc.1 の登山道とその周辺の微地な図面を描けなかったが，iPhone の LiDAR を形 を 示 し た 3D モ デ ル で あ る 。 3D モ デ ル は活用すれば，誰もが登山道の現状を立体的にiPhone の画面上で回転させ，任意の位置から映し出すことができるようになる。

眺めたり，拡大縮小したりすることができる。

環境教育にとって，フォトグラメトリの重図 2 の縦横比は 1：1 で，実際の地形を示して要な意味は，市民の誰しもが環境問題となるいる。Loc.1 は，登山道の方向に傾斜はなく，対象物について，リアリティのある 3D モデル

ほぼ平坦な登山道である。登山道の周辺には，で表現でき，それを目にして，問題を認識で植被がない灰色の岩屑の広がりが読み取れる。

きることである。市民によるモニタリングの

Scaniverse は，3D モデル上の任意の 2 点間意義は，環境変化や影響を明らかにする活動の距離をアプリ上で計測する機能がある。図

を通じて，現状の把握や解決策を模索する環

2 の A－A’ の登山道の路面の幅をアプリで境保全活動につながることである（小堀，計測すると 136 ㎝である。登山道の側壁にあ2013）。市民の社会教育あるいは学校教育の立たる B－B’の高さは 20 ㎝である。登山道の場では，学習者が 3D モデルを活用した科学的横断面を確認したい場合は，真横からみた位なモニタリングを担い，ひいては学習者を問置に固定することができる。その横断面の画題に対する積極的な行動へと導くことが期待像を保存して，角度測定の Web サイトで計測される。

すると，図 2 の左端から右端へと下る斜面の傾斜角度は 9 度である。

本研究では，北アルプスの太郎山でみられた登山道荒廃を事例にして，iPhone の LiDAR

図 3 は，図 2 と同じ方向から撮影した Loc.1を用いた 3D モデルが山岳地域の登山道荒廃の写真である。登山道の左の緩斜面上には植に適用可能であるのかについて検討し，その被の少ない裸地面が点在している。 緩斜面上

登山道荒廃の測定を通じて，土壌侵食の問題の草本の高さは，登山道の右側（写真右）や- 68 -

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図２．Loc.1 の登山道の 3D モデル
注 ）3D モ デ ル は Scaniverse を 使 用 し て 作 成 。 図 中 の ア ル フ ァ ベ ッ ト は 本 文 を 参 照 。

裸地面の左側（写真左上）の草本に比べると，マツ群落内には，ハイマツの樹幹を超えたオ草丈が低い。それらの地形や植生の状況は図

オシラビソが偏形樹を形成している（図 4）。

2 からも判読が可能である。3D モデルの優れその偏形樹は，旗状に北北西方向側に樹枝をている点は，リアリティのある登山道とその伸ばしており，南南東方向からの強風が吹き周辺の全体像を立体的に描画できるところにつける場所であることを示している。

特徴がある。

図 5 は，図 2 の 3D モデルを回転させて，登山道上空の南方向から見下ろした視点の画像

３．太郎山の事例からの分析である。図中には現地の観察記録で得られた登山道荒廃の要因やプロセスを考察するた情報を補記している。図 5 をみると，C－C’

めには，得られた 3D モデルから地形的な要所の登山道は，北北東から南南西の方向に走行を特定しなければならない。そして，3D モデしている。C－C’の茶色の表土がみられる場

ルで示された地形的な要所と現地での観察記

所は，登山者が歩行する路面のため，踏圧で録を結びつけ，一般化する必要がある。

踏み固められている。灰色の植被がない裸地

Loc.1 の登山道は，薬師岳から黒部五郎岳には岩屑が覆っている。C－C’の西側の緩いへと続く主稜線上に位置し，登山道の周辺は斜面上には，植被がない裸地や丈高の低い草緩斜面上にハイマツや湿生の草原が広がる。

本が広がっている。

図 2 の登山道は，湿生の草原上を走行してい図 5 の X の位置には高さ 36 ㎝の小崖がある。登山道から 10m 程度離れた斜面上のハイり，南東を向いた小崖には植被はなく，上部

図３．Loc.1 の写真

図４．Loc.1 の北西にあるオオシラビソの偏形樹- 69 -

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図５．Loc.1 登山道の南の上空から見た 3D モデル
注 ）3D モ デ ル は Scaniverse を使 用 し て 作 成 。 図 中 の ア ル フ ァ ベ ッ ト は 本 文 を 参 照 。

Scaniverse を使用。
げられた細粒の土粒子が強風で飛ばされて形成されたと考えられている（中村，2013）。
Loc.1 では，登山道のノッチの向きと偏形樹から推定された強風の風向とが南東から南南東の向きとなっている。両者はおおよそ同一の方向を示していることから，そのノッチは南東から南南東の強風によって侵食されていると考えられる。推定される風向きの延長方向に向かって植生域が後退していると考えれば，かつては C－C’の登山道の路面に接し
図６．図５の X の拡大図ていた側壁が，風食で現在の X の位置まで後

注）中央の矢印の位置にノッチが見られる。

退したと推測される。登山道の西側の草丈が低いのは強風の影響と考えられる。

は庇状になっている。その小崖は断続的に登Loc.1 の周辺には池塘が点在することから，山道の走行と並行している。登山道の東側に冬のこの周辺は積雪が多いと推測される。

はそのような微地形は見られない。X を拡大

Loc.1 では，春の融雪後に風食によって，植した画像が図 6 である。庇状の微地形はノッ生域の後退が生じている登山道と判断される。

チとよばれる。草原の登山道の側壁にみられLoc.1 の近辺では，池塘まで裸地が拡大してるそのようなノッチは，霜柱によって立ち上いた場合もあった。登山者の踏み込みととも- 70 -

一般社団法人日本環境教育学会関東支部年報 No.18に，風食による登山道の拡大を防ぐ対策が求る普及啓発の行動へと進展することが期待さめられる。

れる。定点で数年にわたって iPhone の LiDARによるモニタリングを行った場合，登山道荒４．環境教育への活用の可能性

廃の経年変化を追跡することもできるだろう。

前章の説明のように，iPhone で作成されたモニタリングの結果の公開は，オーバーユー

3D モデルは，登山道荒廃を分析するうえで十スが生じている山域の市民や登山者への啓発分に分析可能な解像度があった。例えば，風としても有効であると考えられる。

食と推定されるノッチを 3D モデルで確認す

iPhone の LiDAR は，微地形や植被の測定がることができた。iPhone による 3D モデルは，容易にできるツールである。測定者が現地で登山道荒廃のスケールとの相性がよ く，荒廃

登山道荒廃の 3D モデルを作成し，その結果をによる微かな地形をとらえることが 可能であ分析して公開するというプロセスは，測定者る。最大の利点は，比較的短時間で測定して，に登山道荒廃の問題への気づきを与え，荒廃容易に 3D モデルが作成できる点にある。

軽減の対策を分析するという重要な環境保全

しかしながら，測定と 3D モデルの作成のみの教育となる（図 7）。フォトグラメトリの環に留まっては，持続可能な社会への変革には境教育への活用は大いに期待される 。しかし，至らない。3D モデルをもとに，なぜ登山道が得られた 3D モデルの分析は測定者に頼るこ後退しているのか，どのように後退して いるとになる。登山道荒廃という土壌侵食を分析のかについて分析し，その分析から 侵食の軽するための教育および教育者の育成は課題で減について検討，提案することが重要な環境ある。

教育の観点となる。前章で示したように，3D

本稿で示したような登山道荒廃の測定は，モデルと現地での観察記録とを合わせること学校教育においても有効であろう。 日本ではで，侵食の要因と対策を検討することができ土壌についての児童・生徒の興味・関心 が低る。

く，土壌が学際的な取り扱いとなるため，教環境教育として重要なことは，iPhone とい師は土壌について消極的な指導しかできないう一般市民が入手可能なツールを使用するこ実態があり，学校教育，社会教育とも人為的とで，研究者や自然公園管理者に頼らずに市な土壌侵食や土壌の破壊などを含む土壌の教民自らがモニタリングを行うことが できる点育が不十分であるという（福田，2006；2015）。にある。モニタリングの参加者は，登山道周登山道荒廃の事例のように，土壌の問題は 人辺の保全とともに，登山道荒廃の問題に対す間とのかかわりが重要であることから， 学際的な環境教育における取り扱い は不可欠である。iPhone の LiDAR を用いた登山道荒廃の測定とそのモニタリングは，学習者に環境変化やその要因を特定させながら，土壌侵食の問題に関心を持たせ，ひいては山岳地域の問題解決策を模索する社会参加へと進展させることが期待される。
謝辞
本研究にあたって，兵庫教育大学の小倉拓図７．期待される社会参加へのプロセス

郎博士には 3D モデルの作成について紹介い- 71 -

中村洋介（2024.3）

ただいた。記して御礼申し上げます。
引用文献
福田直（2006）「わが国における小学校・中学校・高等学校の土壌教育の現状と展望」『日本土壌肥料学会誌』77(5)，597-605．
福田直（2015）「学習指導要領改訂に向けた学会員の要望調査結果の分析と土壌教育への提言」『日本土壌肥料学会誌』86(5)，489495．
Kobayashi, Y. & Watanabe, T. (2023) Evaluation ofEffectiveness of Trail Repair Works Based onThree-Dimensional

MonitoringaroundMount

Kurodake, Daisetsuzan National Park, Japan.

Sustainability, 15, 1-21.
小堀洋美（2013）「地域をつなぐ生物多様性保全を目指した生涯学習―新たな市民科学の確立に向けて―」『 環境教育』23(1)，19-27．
中村洋介（2005）「丹沢における登山道の荒廃軽減対策の評価」『地域学研究』18，61-74．
中村洋介（2013）「関東山地南部, 大菩薩嶺稜線部における表土層の侵食―冷温帯－亜高山帯における登山道荒廃の事例―」『 地域学研究』26，39-52．
渡辺悌二・小林勇介（2016）「大雪山国立公園の登山道荒廃―その研究の進展と地域における取り組み―」『北海道の自然』54，1116.

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