i-Construction関連用語集

近年、土木の現場には技術革新の波が押し寄せ、国土交通省の要領などにも数年前には見られなかった用語が多く並ぶようになりました。
中でも特によく目にする「ICT」「CIM」「i-Construction」などの用語の意味や活用範囲をご紹介します。




  • 用語の示す範囲

i-Construction関連用語集


  • AR  Augmented Reality : 拡張現実

AR(Augmented Reality : 拡張現実)とは、現実の空間に付加情報を表示させ、現実世界を拡張する技術のことをいいます。
『現実世界の拡張』とは、たとえば「スマートフォンのカメラで風景を写すと、その景色の中にあるビルや公園、店舗などの情報が画面に表示される」「ゲームアプリをスマートフォンのカメラと連動させ、まるで目の前の空間にキャラクターがいるように見せる」といったように、あくまで現実世界に情報をプラスして見せる技術です。
Microsoftが開発しているAR技術製品HoloLensの開発者版が2016年3月に発売しており、今後の進展が期待されています。


  • CIM  Construction Information Modeling

CIM(Construction Information Modeling)とは、ICT(情報通信技術)を利用して公共事業の業務プロセスにおける各情報を一元化し、業務効率を改善させることで事業の安全性や品質、コスト縮減を実現する仕組みです。
建設現場では、三次元モデルを中心に関係者間で情報を共有することで、二次元の図面情報を『見える化』し、合意形成が迅速になる、施工現場の課題・トラブルを未然に発見し防ぐなどの効果が期待されています。


  • DEM  Digital Elevation Model

数値標高モデルとも呼ばれ、地面を等間隔の正方形に区切り、それぞれの正方形に中心点を持たせたデータのことをいいます。
日本では国土地理院により整備されており、5mメッシュ標高や10mメッシュ標高が国土地理院のWEBサイト上で公開されているほか、DEMは3D地形データとして表現することができるため、地理院地図での3D表示などにも活用されています。


  • GNSS

人工衛星からの信号を用いて位置を決定する衛星測位システムの総称です。主な衛星測位システムはアメリカのGPS、日本の準天頂衛星システム、ロシアのGLONASS、EUのGalileo、中国の北斗などがあります。
測量の分野ではこの衛星測位システムを利用した測量を長らく「GPS測量」と呼んできましたが、測量用受信機のほとんどが複数の衛星に対応したことから、2011年に国土地理院によって「GNSS測量」にあらためられました。現在の土木業界では「GNSS測量」が一般的になっています。


  • GPS  Global Positioning System(全地球測位システム)

「GPS」は人工衛星からの信号を用いて位置を決定する衛星測位システムで、アメリカが運営しています。
人工衛星からの電波を利用した測量方法は、上空の視界さえ確保できれば日時や天候に左右されず、高精度な測量が可能なため、以前から「GPS測量」として土木の現場でも多く活用されてきました。
現在ではアメリカの「GPS」に加え、複数の国の衛星測位システムを受診できる測量機器が増えたため、衛星測位システムを利用した測量は「GPS測量」ではなく「GNSS測量」と呼ばれています。


  • i-Construction

i-Constructionとは、建設現場のすべて(調査・測量、設計、施工、検査、維持管理・更新まで)の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取組で、国土交通省により推進されています。
その取組みの柱は、『ICT技術の全面的な活用』『規格の標準化』『施工時期の平準化』です。この3つを実現することで、技術者一人ひとりの生産性向上・建設会社の経営環境の改善、建設現場に携わる人の賃金水準向上(魅力ある建設現場へ)、安全性の向上(建設現場での死亡事故ゼロ)、『きつい、危険、きたない』と言われた土木・建設の仕事を『給与が高い、休暇が取れる、希望が持てる』仕事にすることを目指しています。


  • ICT  Information and Communication Technology

Information and Communication Technologyの略で、情報技術に通信コミュニケーションの重要性を加味した言葉です。土木の現場では『ICT建機』など、トータルステーションやGNSSと通信し、リアルタイムに位置情報を取得しながらオペレーターをサポートするマシンガイダンス/マシンコントロール技術が含まれます。
i-Constructionではこの『ICT技術』を最大限活用し、生産性の向上を目指しています。


  • IFC  Industry Foundation Classes

IAIという世界的団体がBIM用のデータ交換基準として開発しているフォーマットです。
3Dモデルに様々な情報を属性として持たせることができるため、IFCデータだけで単純な3Dデータや図面よりも多くの情報を1つのデータで共有することができます。日本でも2013年に国交省BIM試行プロジェクトの納品形式としてIFCデータが指定されるなど、実用的なデータフォーマットとして認知されてきています。


  • LandXML

XML形式のテキストファイルで、土木・測量業界におけるオープンなデータ交換標準フォーマットとして、2000年1月に米国にて提起されたXMLデータフォーマットです。
日本ではこのフォーマットに不足している要素を追加し、標準のLandXMLを拡張した3D設計データ交換として、「LandXML1.2に準じた3次元設計データ交換標準(案)」を策定しています。i-Constructionでも3D設計データの納品形式として採用されており、中心線形・横断形状による骨組み(スケルトンモデル)と、設計面の表面形状(サーフェスモデル)の作成が規定されています。


  • LS  Laser Scanner

Laser Scanner(レーザースキャナ)の略で、機械からレーザーを大量に照射し、広範囲を面的に計測することが可能な技術・機器のことを指します。
測量の分野では「3Dレーザー測量(3Dレーザースキャナ測量)」として広く活用されてきました。主に三脚に据えて固定された機械で計測する定置式レーザー測量と、車に搭載して走行しながら計測する移動式レーザー測量、UAVに搭載し上空から計測する航空レーザー測量の3種類に分かれ、それぞれ適した地形や計測精度などが異なります。


  • MMS  Mobile Mapping System(モバイルマッピングシステム)

Mobile Mapping Systemの略で、3Dレーザースキャナー、GNSS、全方向カメラ、光センサーを備えた機器を車両に搭載し、走行した周囲のデータをくまなく計測するシステム。 周囲の全ての範囲を測量しているので、どの方向からでも縦横断を切ることができ、測量後の横断の追加や変更にもすぐに対応できることが特徴です。
車両にMMS機器が組み込まれた一体型と、付け替え可能なMMS機器を車両に取り付ける着脱式があり、CSSではLeica製の着脱式MMS Pegasusu:Twoを採用しています。


  • MR  Mixed Reality : 複合現実

Mixed Reality(複合現実)の略で、コンピューターでつくられた人工的な仮想世界に現実世界の情報を取り込み、現実世界と仮想世界を融合させた世界をつくる技術です。
この技術はMagic leap社によって開発されており、詳しい技術や製品は明らかにされていません。現在公開されているMR技術の動画では、まるでSF世界のような映像が確認できます。


  • NETIS  New Technology Information System

新技術の活用を推進するため、新技術に関わる情報の共有及び提供を目的として国土交通省が整備した、データベースシステム。NETIS登録技術の活用を提案すると、施工者に加点対象となる大きなメリットがあります。


  • SfM  SfM/MVS:StructurefromMotion/Multi-ViewStereo

SfM/MVS:StructurefromMotion/Multi-ViewStereoの略。違う方向から撮影した複数の写真から、カメラと対象物の3次元構造を復元するし、3Dデータを作成する技術です。
i-Constructionで行うUAV写真測量はこの技術を使用して地形情報を取得しています。


  • TIN  Triiangulated Irregular Network

Triiangulated Irregular Networkの略で、地表面を連続した三角形の集合体で表すデジタル表現方法です。不規則三角形網、不整三角網とも呼ばれ、i-Constructionでは計測した3D点群データからTINを作成し、LandXML形式での納品が求められています。


  • TLS  TLS:Terrestrial Laser Scanner

Terrestrial Laser Scanningの略で、地上レーザースキャナを指します。国土交通省の「地上レーザースキャナを用いた公共測量マニュアル(案)」では、「特定の位置に機器を据え付け、前方に断面を測量するようにレーザ光を照射すると同時に、機器本体を回転させることにより周囲に存在する地形・地物までの方向と距離を面的に観測し、三次元の点群として表現する測量機器」として記述されており、一般的には「3Dレーザースキャナ測量」と呼ばれています。
高精度で正確な地形データを高速かつ面的に取得できるため、CSSでは様々な現場でこの技術を活用して測量を行っています。


  • TS  Total Station

Total Station(トータルステーション)の略で、距離を測る光波測距儀と角度を測るセオドライトとを組み合わせたものを指します。現在は「光波」というとトータルステーションを指すことが一般的です。


  • TS出来形

巻尺・レベルに代わって、使用する計測器に「施工管理データを搭載したトータルステーション(TS)」を採用した施工管理方法で、トータルステーションやGNSSで取得した3次元の位置情報を、出来形値(基準高、長さ、幅)等に抽出・変換するとともに、設計データとの差分を算出する技術です。施工管理業務全般の効率化と完成検査の簡略化を目的に、国土交通省直轄工事では2013年4月から土工工事で必須となりました。
現在も国交省直轄工事では、i-Constructionを実施しない工事でのTS出来形の実施が必須となっています。


  • UAV  Unmanned aerial vehicle

Unmanned aerial vehicleの略で、通称「ドローン」と呼ばれることが多い技術ですが、ドローンはプロペラで飛行するものを指し、UAVはドローンも含めた無人航空機全般を指します。このUAVにカメラを搭載し空中写真測量を行うことで、今まで高いコストがかかっていた航空写真測量を低価格に行うことができます。
i-Constructionの着実な推進と、UAVが広く建設・測量現場で利用されることを目標に、国土地理院のWEBサイトでUAVを公共測量に使用する場合の標準的な作業マニュアル及び安全基準が公開されています。


  • VR  Virtual Reality:バーチャルリアリティ

Virtual Reality(バーチャルリアリティ)の略で、実際にはその場に存在しない世界をあたかも現実に存在するかのように感じることができる技術です。日本では「仮想現実」とも呼ばれています。


  • オルソ補正

オルソ補正とは、UAV(ドローン)、航空機、人工衛星等から撮影された空中写真の歪みを補正し、正射投影写真を作成する技術です。
カメラで撮影した写真は、レンズの中心から対象物までの距離の違いにより位置ズレが生じる中心投影のため、写真に写る対象物が地面から高いほど、また写真の中心から周縁部に向かうほど、位置ズレが大きくなります。


  • オルソ画像

オルソ補正された写真をオルソ写真、またはオルソ画像と呼びます。
補正された正射投影画像のため画像にゆがみが無く、建物や構造物が正しい位置と大きさで表示されるため、位置・距離・面積等の計測が簡単に行えます。


  • 画素ピッチ

デジタルカメラで撮影した写真画像は画素(ピクセル)と呼ばれる小さな点の集まりで構成されています。この一つ一つの画素の中心線から隣の画素の中心線までのミリミクロン単位の間隔(距離)を『画素ピッチ』と呼びます。
写真画像を構成する画素は碁盤の目のように隙間なく並んでいるため、撮影するデジタルカメラの画素ピッチが小さくなれば画素の大きさが小さいことになり、より詳細な写真を撮影することができます。
i-ConstructionでUAV航空写真測量を実施する場合に提出する『カメラキャリブレーション実施記録』には、使用するカメラの情報として「1画素あたりの大きさ」を記入する欄が設けられています。


  • 基準点測量

基準点測量とは、地球上の位置や海面からの高さが正確に測定された三角点・水準点・電子基準点等位置の基準となる点の正確な位置情報を求めるために行われる測量のことです。


  • 基本測量

基本測量とは、測量法における用語の1つで、「すべての測量の基礎となる測量で、国土地理院の行うもの」を指します。しかし国土地理院が実施するすべての測量が「基本測量」というわけではなく、中でも測量法に基づき実施される「すべての測量の基礎となる測量」が基本測量とされています。


  • 空中写真

飛行中の飛行機やヘリコプター、ドローンなどのカメラから地表面を撮影した写真のことで、『航空写真』とも呼ばれます。
CSSではドローンによる航空写真撮影も実施しておりますので、興味のある方はお気軽にお問合せください。


  • 検証点

UAVなどを利用した航空写真測量では、3D点群データの精度を確保するために『標定点』を設置します。そして計測した3D点群データの精度を確認するために設置するのが『検証点』です。
検証点は、計測対象範囲の内側で標定点から離れた場所にできるだけ均等に配置し、配置数は標定点の半数以上にすることが「UAVを用いた公共測量マニュアル」で規定されています。ただし規定された場所以外にも、特に精度を確認する必要がある場所には検証点を配置することが推奨されています。
また、平成29年3月に「UAVを用いた公共測量マニュアル」が改正され、これまで設置を求められていた外部検証点は廃止されました。


  • 公共測量

公共測量とは、測量に要する費用の全部、または一部を国・公共団体が負担・補助して実施する測量のことです。公共測量を実施する場合は、国土交通大臣の承認を得て測量業者の登録を受けることが測量法により定められています。
また、この測量業の登録には、登録する事務所に1人以上の常勤の測量士を置くことが義務付けられています。


  • 航空写真測量

UAVや航空機から地表の垂直写真を飛行ルートに沿って連続撮影し、その写真から地形の3D情報を復元することで撮影範囲の地形を測量する技術です。i-Constructionの起工測量や出来形測量などの計測方法として、建設・土木の現場では急速に利用が拡大しています。


  • 航空レーザー測量

UAVや航空機を使用して上空からレーザー測量を行う方法です。GNSS・IMU(慣性計測装置)によりUAV(航空機)の位置情報を常に取得しながら、搭載した3Dレーザースキャナで高精度な測量を行うことができます。
空中写真測量と違い夜間でも計測できること、樹木の下でもレーザーが届けば計測できることが特徴です。


  • コース間隔

UAV航空写真測量のため撮影を行う際、i-Constructionで精度を確保するために規定されたサイドラップ率60%を満たすための、UAVの飛行間隔のことです。


  • サーフェスモデル

3Dデータを表現するワイヤーフレームモデル(立体形状を頂点と線によって表現したモデル)に面情報を加えたもので、複雑な形状を作るのに向いています。サーフェスモデルの中は空洞で、同じ3Dモデルであるソリッドモデルのように中身を持たないため、体積を求めることができないことが特徴です。


  • 撮影基線長 / 撮影高度

  • 撮影基線長

UAVで撮影する際、オーバーラップ率を満たすためのUAVの撮影間隔を指します。


  • 撮影高度

UAVで撮影する際、UAVの飛行する高度から地表までの高さのことを指します。


  • 三次元設計データ

国土交通省の三次元設計データ交換標準(案)に基づき作成された3次元設計データのことで、主にLandXML形式で作成されます。
設計の情報や測量した地形情報を三次元化し施工の現場で活用することで、工事全体の省力化や技術者の生産性向上が期待されています。


  • 詳細度

3Dモデルと部材の寸法や数量などの属性情報を組み合わせたCIMモデル作成では、3Dモデルをどれくらい詳細に作成するかの基準となる「詳細度」が定義されています。詳細度は100、200、300、400、500の5段階に分けられ、3Dモデル作成の目的に応じて発注者・受注者の協議の上で決定されます。

  • 100
  • 構造物の位置(配置)や形状がわかる単純な形のモデル

  • 200
  • 構造物の形式が分かる程度のモデルで、標準横断による切土・盛土の表現、また構造物の標準横断面によるモデル化を含む

  • 300
  • 附帯工や細部の構造を除いた構造物の外形を正確に表現したモデル

  • 400
  • 詳細度300に加え、付帯工・接続構造などの細かい構造や配筋も含めて正確にモデル化する

  • 500
  • 現実の形状をすべて正確に表現したモデル


  • 水準測量

高さを求めるために行われる測量で、2測点間に標尺を設置し高さを測るための測量機器・レベルにより測定を行います。これを繰り返して複数の測点の高さを算出する水準測量により、高精度に高さを求めた基準点を水準点と呼びます。


  • 水準点

全国に約1万8千点設置されている、高さの基準となる国家基準点のことで、、高精度な標高の情報を持っています。地図の作成や公共工事の際には測量などの高さの基準として利用されるほか、地盤の沈下などの詳細な上下変動を監視する変位測量などにも利用されています。


  • 世界測地系

国際的に定められている測地基準系のことで、世界共通で利用できる位置の基準です。
地球の正確な形状と大きさに基づき、世界的な整合性を持たせて構築された経度・緯度の測定基準で、地球の重心に座標系の原点を置いています。


  • 地上画素寸法

航空写真測量ではUAVなどで地上の垂直写真を撮影しますが、そのデジタルカメラで撮影された写真は画素と呼ばれる点で構成されています。そして撮影した写真の1画素に対する地上の寸法が地上画素寸法です。地上画素寸法は、デジタルカメラのCCDやCMOSといわれるセンサーのサイズと焦点距離、撮影高度から計算することができます。


  • 点群データ

点群データは、3Dレーザースキャナによる測量、または写真測量で作成される計測データです。
計測された物体や地形の表面が、非常に高密度な多数の点の集合としてデータ化され、計測範囲の位置・形状を正確に表現することができます。


  • 電子基準点

国土地理院が地殻変動を監視するシステムとして構築した、GNSS連続観測システム(GEONET:GNSS Earth Observation Network System)の観測点で、精度の高い測量網でもあります。
各種測量の基準点としても利用される電子基準点は、GNSS衛星からの電波を受信するアンテナが内蔵されており、全国約1300ヶ所に設置されています。


  • トータルステーション測量

TS(トータルステーション)を用いた測量で、空間の位置を確定する水平角・鉛直角・斜距離を同時に読み取ることができます。狭い範囲の高精度測量に適した測量です。


  • 日本測地系

明治時代に地球上の位置を緯度・経度で表すためにベッセル楕円体を基準面として定められた測量基準系で、『日本測地系』と呼ばれています。港区麻布台の旧国立天文台跡地を経緯度原点に定めており、それを基準にして全国に基準点網が整備されています。
当時最良の基準面として多くの国で採用されたベッセル楕円体も、人工衛星などの観測技術の発達により地球規模の観測が可能になり、地球全体に適合した測地基準系とはいえなくなりました。日本でも2002年に測量法が改正され、現在はより地球全体に適合した測地系である『世界測地系』が採用されています。


  • 飛行速度

UAVによる航空写真測量を行う際、地上画素寸法やラップ率などを満たすためのUAVの飛行速度のこと


  • 標定点

UAVなどによる航空写真測量で計測される3D点群データの精度低下を避けるため、写真上の点と地上の座標とを関連付けるために測定される地上の点。
標定点は計測対象範囲の形状、高さが大きく変化するような箇所、地表面の粒度を考慮して配置します。


  • フロントローディング

設計や測量などのような工事の初期工程に作業を前倒して進めることで、事前に設計検討や問題点の改善を図り早い段階での設計品質向上を目指す取組みです。
これにより、現場での手戻りによるスケジュールの長期化や、無駄なコストの発生を防ぐことが可能になります。


  • みちびき  準天頂衛星システム

みちびき(準天頂衛星システム)とは日本が整備している衛星測位システムのことで、英語ではQZSS(Quasi-Zenith Satellite System)と呼ばれます。みちびきは「準天頂軌道」という日本のほぼ天頂(真上)を通り長くとどまる特殊な軌道をもっており、互換性のあるアメリカのGPS衛星と併用することで、日本・アジア・オセアニア地域の高精度測位が安定して可能になります。
2010年9月に初号機が打ち上げられたみちびきは、2018年には4機体制が整備され、一般向けサービスの運用開始が予定されています。


  • 無人航空機

構造上人が乗ることが出来ない飛行機、ラジコンヘリ、滑空機、飛行船などの、遠隔操作または自動操縦により飛行させることができるものを指します。英語でUnmanned aerial vehicleと表記されることからUAV、または通称ドローンと呼ばれることもあります。固定翼機と回転翼機の両方があり、軍用・民間用いずれも実用化され、様々な分野での活用が期待されている技術です。
日本では、機体本体の重量とバッテリーの重量の合計200g以上の重量のものを「無人航空機」として法規制の対象とされています。


  • ラップ率  オーバーラップ / サイドラップ

ラップ率とは、UAV航空写真測量などで撮影した連続写真の『重なった部分』を指します。
ラップ率にはコース上進行方向の重なりを示す「オーバーラップ」と、Uターンして戻ってくるときに行きのコースと重なる「サイドラップ」の2種類あり、この重なりが大きいほど精度の高いデータを作成することができます。
i-Constructionでは、現在オーバーラップ率を80%以上、サイドラップ率を60%以上と規定しています。