2022年度河川技術に関するシンポジウム
No.R1-1

河川管理検討プロセスの高度化・省力化システム（X-EVA）の提案
東京大学/日本工営株式会社
東京大学/株式会社建設技術研究所
東京大学/筑波大学
北海道大学
東京大学/海洋研究開発機構

藤原 圭哉
佐藤 誠
亀田 敏弘
泉 典洋
堀 宗朗

目指すべき河川管理
今後の河川管理

従来の河川管理・200mピッチの2次元測量データ（5年に1度）
・水中下の情報を得ることの難しさ
・人手のかかる目視点検・船上巡視・経年的な多種調査・測量データが蓄積されているが効率的に活用されていない

・3次元測量データの活用による水面下を含めた面的な管理・検討成果の一元管理（クラウド活用）
・ICT技術を活用した施工の推進
・経年蓄積された大容量データの利活用（解析の自動化・データ抽出etc）

国交省の動き：三次元管内図の全河川運用開始（R7）
三次元データの利活用が加速する中で、データの更新や河川管理者のニーズに応じたシステムの効果的・長期的な運用を検討する必要性が高まる
２次元管理

３次元管理

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システムの全体像・中間データ：DEMデータ

・河川オリジナルデータ

・iRIC入力データに変換

・計算実施に必要なデータ▲インプットデータの自動作成
自動計算① 河川の諸元データ②測量成果データ③施設の工事情報データ④河川の各種モニタリングデータ

・治水評価

Geotiff ・計算結果の出力
データ

3次元GISのCesiumを活用したシステム
可視化・データ抽出・定量的評価のアプリケーション
・施設評価

CommonMP（準二次元不等流モデル）

計算結果
（水理量）

上流端：流量

横断・縦断

下
流端

出力

自動処理

※掘削ツールによる地形データ編集や、評価結果を踏まえたトライアル
計算も可能に：＜要素モデル＞
準二次元不等流モデル

Cron活用
自動更新

水位

水位縦断図
流下能力図

ALB

流下能力評価（断面データ提供） 定量的な安全性評価（3Dデータによる河床高と護岸基礎高比較）

・オープンソースを採用したシステム開発の提案→業者を問わずカスタマイズ可能でシステムの継続的運用を促す※都市OS”FIWARE”等他分野の同じコンセプトの開発事例を意識

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Cesiumアーキテクチャー図※Cesium本体はオープンソースのJavascriptコード
様々な機能をJavascriptによりカスタマイズ可能（※従量課金制）※3DTiles：3DモデルをWebGIS上に搭載する際のファイル形式※今回は研究開発のコスト面を考慮し、安価なクラウドサーバーを活用：様々なクラウド・オンプレのサーバーと連携・カスタマイズが可能

・PLATEAU VIEW
・東京都デジタルツイン3Dビューア
ではCesiumが活用されている

将来的にAPI活用でデータ更新の自動化

4連携データの内容
データ概要
基図（写真・標準・淡色）
管内図
航空写真

データ形式

用途

地理院地図より取周辺情報の取得
得
タイリング画像
プロトタイプ周辺の施設位置把握(元データはPDF)
タイリング画像
プロトタイプ周辺を写真で把握（元データはTiff）

距離標/横断測線

Geojson

測量基準位置の把握

三次元点群データ

Laz (Lasの圧縮形)

河道や堤防地形の把握

DEM（三次元地形）
データ

Cesium標高タイル
河道周辺の詳細地形データ(元データはTiff)

断面図
二時期/河床変動の差分図
河床変動計算結果データ（河床高・水位）
護岸工事箇所（属性情報付き）

EXCEL
タイリング画像(元データはTiff)
Tiff

基盤データ

地形/測量
データ

断面図の表示
差分を比較
差分を時間軸で把握

計算出力
データ

Geojson/csvデータ 工事履歴の把握

護岸工事図面PDF/CADデータ

工事図面の表示（リンク先より）

地質データ

PDF/XMLデータ

地質情報（堤防）の表示

堤防評価

geojson及びcsv

堤防評価（重要水防箇所・堤防詳細点検箇所）表示

csv

経年的な河川構造物/河道の点検/巡視データ表示

点検・巡視データ（RiMaDISより出力）

施設管理
データ

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基本諸元データ：距離標・横断測線

距離標・横断測線毎の管理→準二次元不等流解析（流下能力算定等）
で活用されているデータ

6経年データの重ね合わせ表示/断面出力

・DEMデータをブラウザ上で、任意断面で選択/表示可能
・計算データ搭載⇒断面図の重ね合わせ表示、断面図座標はcsvで出力可能
・地形データ⇒全範囲（K90～K140）csvデータ一括出力

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護岸の経年データとの連携

施設管理データ（護岸データ）→災害履歴の把握につなげる、一部データは図面と紐づけ・検索機能も実装
丙の五データの護岸工事情報（2次元CAD平面図と表データ）から作成
河床変動計算結果や地形データとの照合による護岸の概略評価

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堤防評価データとの連携

・重要水防箇所（要注意箇所のモニタリング、毎年更新）
・堤防詳細点検結果（斜面の安定計算と浸透流解析によるすべり破壊とパイピング破壊に対する安全性） これらを他データと同時に一元的に確認可能

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RiMaDIS（維持管理）データとの連携

河川維持管理の活動の一環である巡視・点検結果を集約
点検結果：評価種別（a,b,c,d）・変状種別での選択多時期のデータ（3か年分）・別途地質データも追加→将来的にはAPI等を活用したデータ自動更新の仕組みにつなげる

10計算結果データとの自動連携
計算結果出力フォルダに結果更新⇒自動的に結果が表示される（河床高・最高水位包絡の2種を想定）

計算結果出力フォルダ

計算データはクラウドへ、CRONを活用して一定時間ごとに計算データを一括で自動収集・計算ステップ分出力されたgeotiffデータファイルのCesiumへの取り込み
・任意ステップでの画面上での地形表示/断面取得
・ハイドログラフとの連動（ex.計算開始後40時間のデータを表示しているときに、40時間後の流量が右下図のように明示されている）

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3次元点群データとの連携

点群データ→容量の問題で、正規化されたデータ（50㎝DEMデータ・データ形式はlazが軽量）①砂州比高図→河川勾配を考慮するために、計測時水面を基準に差分計算して作成②赤色立体地図→傾斜量は赤色の彩度で、尾根谷度を明度にして調製、方向依存性がないメリット③航空写真の色付き点群
その他機能：差分図のアニメーション機能・計測機能（位置情報・距離/面積計測）

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システムの将来像

既存の河川管理
各河川事務所システム
サーバ（Ex.: RiMaDIS）

BIM/CIMデータ（構造物・地質・地形etc）

3DデータのWeb上の表
示高速化（データ変換）利用者端末
点群
3DTiles（Ex.河川管理者/河川技術者）
・ブラウザ上にて同時多数の利用・資料の授受や照合にも活用可

データ・システム連携基盤と基礎的なアプリケーション（協調領域）

・既存システムとのAPI連携・データ変換の自動化の仕組みの構築
Ex.1: オープンソースの3次元WebGIS
・連携システムの拡張性を担保
Ex.2: 河床変動解析の自動化ツール

道路管理者
サーバ

都道府県サーバ▲部署・分野横断型を指向

災害時データ①UAV等画像データ②災害履歴情報管理者PC（Ex.システム運用者/受託業者）
データ更新・Javascript群の拡張各社が持つ各種アプリケーション（競争領域）▲データのリアルタイム同期

・オープンソースによるデータ・システム連携基盤でのデータ管理/利活用
・異なる部署間/受発注者双方向で、Web上で情報共有できるシステムへ
・データ変換の自動化・省力化による検討プロセスの効率化の推進
・河川の日常管理/災害時に使えるアプリケーションの開発と競争領域との連携～これらの動きの足掛かりとなる研究展開へ～

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