CPD講座

Continuing Professional Development Lecture

測量と計測技術の最前線
第3回

点群データの設計への利用
安達基朗 ｜（株）シュルード設計

3 次元レーザースキャナーでの測定（第 1 回）と3 次元写真測定（第 2加しているリノベーションの分野に展開することの可能性に気づきま回）により得られる空間データは点群データとなることを解説したよした。建築物のリノベーションの設計を想定した測定で得られた点

うに、現在の 3D 測定技術は、点群に集約されていきます。点群デー群データを BIM ソフトに取り込むことで、BIM ソフト上で分析するこタはドローンによる航空測定でも得られますが、本稿では、主に地とができます。BIM の仮想空間上の既存建築物の実寸に基づいて、上の計測作業で取得したデータの設計へ展開する利用方法を紹介

リノベーション設計を行うことができます。

し、最新の測定技術が建築の設計にどのように応用できるのか、具体的に示していきます。

点群で取得したデータを BIM データに置き換えると、BIM モデルを作成できます［図 1］。多くの BIM ソフトでは点群データを読み込むことが可能ですが、まだ対応していないソフトもあります。また、BIM
ソフトによっては、大きな容量の点群データの読み込みができないリノベーションへの 利用場合もあります。そのため点群のデータを扱う場合、BIM ソフトとの互換性を考慮することが必要です。点群データの種類に対応する点群の利点は、リノベーション設計に用いることができます。点群化

BIM ソフトを選定することも重要なことです。

する 3 次元測定（写真およびレーザー）を用いると、既存の建築物や3 次元測定は、特に、建物の高さ方向の計測にメリットを発揮しその周辺環境を一体的に素早く測定を行うことができることは重要ます。3 次元レーザースキャナーでの測定では、地上に置いた状態かな観点です。土木分野や鉱工業（採掘現場）でもスケールの大きなら高さ25m ほどまでは精度よく測定できることが判明しました。京都

対象の測定が行われるようになってきました。私たちの経験では、工女子大学旧E 校舎の測定でも、地上からの測定だけでも校舎の上場の建設物の中にある機械類と建屋との関係を把握し、機械類の部まで測定ができています［図 2］。また、建物内部の階高や小屋組な設計や更新で技術を蓄積してきました。この技術を建築デザイン分ども、足場を組む必要もなく測定が可能になります。これにより大幅野で応用することが可能だと考えるようになり、特に、最近需要が増に測定コストを抑制することができます。

a 点群で表現した仮想空間における建築

b 点群から作成した BIM モデル（提供…（有）アーキキューブ）

図 1 点群と BIM モデルの比較検討（重要文化財 舞鶴旧鎮守府倉庫施設舞鶴海軍需品庫）

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a 京都女子大学旧E 校舎［註 1］アイソメ表現

a 建物の内外部のアイソメ表示の例

b レーザー測定の結果と図面との照合

b 建物の壁厚の測定事例

図 2 グランドレベルからの測定のみで外観測定結果が 1970 年頃に作成された図面と一致した。これにより、建築物スケールのレーザー測定が正確であることが実証できた（図面提供…京都女子大学北尾研究室）

壁の厚みの測定例（重要文化財 舞鶴旧鎮守府倉庫施設舞鶴海軍需品庫）。
建物内部と外部を 3 次元計測することで、外部と内部の平面上の数値の差から、表と壁の厚を算出することができる
図3

また、3 次元測定で壁の厚みも測定することができます。通常の 3次元測定では透過測定はできないので、1 回の測定では壁の厚みを測定するデータは取り出せません。そこで、建物の内側と外側に空間イメージの 共有て測定箇所を何度も移動させて測定し、それらの結果を結合することにより、壁の厚みを計測することができます［図 3］。

設計ではお施主様、設計者、工事関係者など事業関係者全員が一つの物件について情報を共有することも重要です。しかし、時間や出張費用の観点から、頻繁に現地を訪問することはあまり現実的と測定データ不足 の 事前防止は言えません。そこで、現地を一度測定しておき 3 次元データ化することで、関係者が建物のイメージを共有することもでき、現地に赴く

建物のリノベーションでは、常に既存の空間の構成を把握しておくことなく仮想空間上で現地の状況を体験できます。

必要があります。既存建築物の構造や納まり、隣接する建物や道路昨今、VR ゴーグルも廉価販売されるようになりました。点群デーとの関係などの状態をもとに設計を行います。設計のために測定やタから展開して作成した BIM データを、VR ゴーグルに適したデータ写真撮影を行いますが、測定で得た情報に何らかの不足が生じるこ形式に変換して取り込むことで、BIM ソフト上では不可能だった任とがあります。設計を進める中で、そうした情報が必要になるときも意の視点からの仮想空間ができ、より臨場感を体験できます［図 4］。

あります。リノベーション設計の対象が遠方の場合、何度も現地に足を運ぶと予算が嵩んでしまうこともあると、建築士の方から伺うこともしばしばあります。そこで、3 次元測定を実施しておけば、建築外部と内部 の 関係をデザインする物の全体を記録することができます。測定したデータは PC 上に保存することができ、いつでも確認できます。そうすると、測定漏れで再3 次元測定では、測定時に建築物のみでなく、その周囲の空間も同度現地に行き確認する作業工程を減らすことが可能になります。

時に測定することになります。そのため、庭などの外部空間も 3 次

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図 5 庭を残した 3D データ。建物は BIM で作成し、点群の庭園空間のデータ上に配置して作成した図a BIM での再現空間（提供…（有）アー b VR ゴーグルでの再現空間キキューブ）
図 4 a は、BIM により作成された舞鶴旧鎮守府倉庫施設舞鶴海軍需品庫内部のウォークスルー動画。b は、VR データ共同開発の成果の一部。人間の動きに対応する VR 動画が得られる（a、b 画像撮影…京都女子大学 徳永紗奈＋石川希子）

元データとして測定し、仮想空間上で再現することが可能です。たとえば、改修プロジェクトにおいて外部環境を変更しない場合、建物の改修前に外部環境（庭）の 3 次元データを測定しておき、改修後

図6

改修計画中に屋内から庭を見た仮想現実空間の図面の 3 次元データと組み合わせることで、改修後の建築物の中からの外部環境の見え方を確認することや、庭の中に改修後の建物を配置した状態を確認することもできます［図 5・6］。軒先や建具のデザイン、床の高さ、内部の壁面押し上げなどをデザインするときに有効な方法と言えます。

a 重機車両の立体的な配置確認

b 高さ方向の検証

工事 への 利用と建設時 の 確認

点群データ上の重機配置検証図（京都女子大学旧B 校舎に重機を合成）。
工事車両機を仮想空間上に配置してアウトリガーの配置にあたり干渉物を事前に確認できる

測定時に建物の周辺環境を測定できるので、工事計画にも応用がて専門技術的なことを、工事関係者だけでなくお施主様などにも説可能です。たとえば、工事でクレーンを配置する場所とクレーンの作明することが容易になります［図 7］。また、地表面の高さの測定も行え業範囲を、あらかじめ空間的に把握することが可能となります。施るので、平地にするために撤去するべき土量なども割り出すことがで工時に邪魔になる箇所を把握し、対策や手順を検討することも可能

きます［図 8］。になります。重機の配置を検討するために邪魔となるものをあらかじ「測定」という言葉から、既存の建築物に対してのみ有効性が高め撤去することも工事前に検討できます。フロントローディングを促いように思われるかも知れませんが、新築時にも仮想空間上の 3 次進し、工事で予測できる対策を立てやすくなります。このような極め

元データの利用は可能です。たとえば、設計監理業務を行うために、

a 測定データ（原図）

b 加工された測定データ

図7

図8

地表面等高の表示例。a を等高線でカラー分けして表示すると、b となる

44 Ke n c h i k u s h i2020.1建築中に要所で 3 次元測定を実施すれば、施工時の図面とのずれを即座に確認し、対策を立てることも可能になります。新築の建屋で配管工事を行う前に 3 次元測定を行い、図面との違いを把握することで、配管類の現場での検討を行うことができます。

検査と保存
建築時の確認で実施した測定を毎年行えば、経年劣化の状況を把握することも可能になります。建築物の寸法を定期的に測定するこ施工時の点群測定データとBIM 設計データとの比較（単位 mm）。施工時、マイルストーンごとに現場で点群測定を行い、設計寸法との誤差が発生していないか設計監理の一環として施工途中で確認が可能となる。なお本図では、BIM の設計データと測定データとを比較し、443.2mm は測定結果で、440mm は設計寸法を示す
図9とで、変化した箇所を特定していくことも可能です。
さらに昨今、多くの文化的建築物が 3 次元測定により3 次元データ化されています。後世に残していくためだけでなく、災害時の復旧にも役立てられています。また、構工法の保存にも利用することができます。伝統的技法を用いて部材を制作し組み合わせるプロセスの註1

過程に沿って3 次元データとして保存し、写真、図面、動画に加えて舎と表示している

いくことにより、あらゆる任意の角度から該当箇所を見ることが可能
なので、伝承することが困難な技術の継承を促進する方法として取り入れることができます。

京都女子大学 E 校舎は 2018 年に取り壊されて現存しないので旧E 校

謝辞
本稿は科学研究費 16H02386 の研究の一環として舞鶴市および文化庁の協力を得て実施した調査研究成果の一環である。また、京都女子大学北尾研究室の協力を得て掲載した計測結果を示す画像データを作成できた。関
係者各位に謝意を表する

まとめ
現在の最先端の技術で考えられる 3 次元データの利活用の方法を紹介してきましたが、まだまだ多くの利活用方法もあると考えられます。われわれ測定エンジニアリング会社では想像できない利用の方法が建築士の方々から出てくると思います。まだご利用されてない建築士の方も、3 次元測定を一度ご利用いただき、その可能性を体験していただければと思います。

あだち・もとあき（駅務システム開発）（株）アル
京都システムズ（株）、
ソフト（携帯電話システム開発・カーナビゲーションシス
テム開発）、システムセグロ（カーナビゲーションシステ
ム開発）を経て、個人事業主として、機械設計・3D測定技術者・機械制御ソフト開発。2014 年 9月〜（株）シュルード設計代表取締役として、現在に至る。
機械設計・3D 測定技術者・機械制御ソフト開発。
京都府建築士会賛助会員

自習型認定研修 の 設問
設問 1

設問 2

点群データを利用した設計監理に関して、 3 次元データの活用に関して、間違っているものはどれか。
間違っているものはどれか。
a. 外部空間も測定するため、仮想空間上でシミュレーションできる。

a. 専門技術的なことをお施主様などに説明することも容易になる。

b. 測定データはPCに保存できないため何度も現地に足を運ばなければならない。 b. 定期的に測定を行えば、経年劣化の状況を把握できる。
c. クレーンの配置場所や作業範囲を事前に把握でき、工事計画に応用できる。

c. 伝統的技術の継承の促進に活用することは難しい。

認定教材の設問への回答は、CPD 情報システムのページ

https://jaeic-cpd.jp/にアクセスのうえ、お願い致します。
※不正解の場合は、単位に登録できない場合があります。
※自習型教材の選択欄における会誌『建築士』
選択項目は、平成 28 年 1 月より建築士会会員のみの表示項目になります。

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