「土木設計を進化させる3次元技術」 〜デジタルツインの実現と可能性〜

3次元データ取得技術は、都市や構造物の現況を高精度に「見える化」する革新的な手法です。計測機器で取得した膨大な点群データを解析することで、建物や道路の形状をリアルに再現し、設計・維持管理・防災計画に活用できます。当社では、実際にビル周辺を計測し、取得したデータを表示。DX推進に不可欠なこの技術は、効率化と精度向上を両立し、未来の都市づくりに新たな価値をもたらします。

3次元のモデル化

建設分野では、現場の精密な再現と施工計画の高度化に向けて、3次元モデル化技術が急速に進化しています。点群データは、レーザー測量やドローン計測によって取得される膨大な座標情報を基盤とし、既存構造物や地形を高精度に再現します。さらに、近年注目されているガウシアン・スプラッティングは、従来の3次元可視化技術に比べてリアルな表現を可能にします。これらの技術は、BIM/CIMとの連携による施工シミュレーション、維持管理の効率化、災害リスク評価など、建設プロジェクトの意思決定を支援する次世代ソリューションとして期待されています。

点群データ

レーザースキャナによる3D点群データの計測は、土木分野における空間情報取得の高度化を支える技術です。近年の機材は、位置情報に加えてRGBカラー情報も同時に取得可能となり、構造物や地形の形状だけでなく、表面の質感や状態までリアルに再現できます。これにより、設計や維持管理において、より視覚的で直感的な判断が可能となり、作業の効率化や精度向上に貢献しています。技術の進化は、設計の最適化と現場の可視化を同時に実現し、土木設計の新たな可能性を広げています。

北海道ドローン協会当別練習場
当社自社ビルがある新札幌周辺

ガウシアン・スプラッティング

ガウシアン・スプラッティングは、3D空間の視覚表現を革新する新しいレンダリング技術です。従来のポリゴンやボリュームベースの手法とは異なり、空間上の情報をガウス分布として扱うことで、滑らかで自然な描画を可能にします。特にリアルタイム処理に優れており、複雑なシーンでも高品質なビジュアルを高速に生成できる点が特長です。映像制作やVR、建設分野など、空間の可視化が求められる多様な領域で注目されており、次世代の表現技術として期待が高まっています。

北海道中川町 採石場周辺
北海道中川町 石灰岩島

3次元の可視化

建設コンサルタント業務では、発注者や住⺠など専⾨知識のレベルが異なる関係者への理解促進、平⾯図・断⾯図だけでは⽴体的理解が困難な2次元図⾯の限界、時間的変化や複数案の⽐較が困難な静的資料の制約、そして限られた時間での複雑な内容の効果的伝達という課題があります。
これらの課題に対応するため、3D地図プラットフォームやゲームエンジン等による「3次元の可視化」技術を活⽤した動的で理解しやすい資料の効率的な作成方法の検討を進めています。

3D地図プラットフォームとゲームエンジンの活用

3D地図プラットフォーム(Cesium ion)とゲームエンジン(UnrealEngine)の組み合わせにより、既存の⾼精度地理データを効率的に活⽤した周辺環境の再現が可能になりつつあります。Cesium ionのGoogleのPhotorealistic 3D Tilesを活⽤することで、従来必要だった設計施設周辺の既存建物、交通施設、公園、植栽等のモデル作成が不要となり、美麗で詳細な実環境を効率的に再現することが可能です。

札幌都心部のイメージ
※ゲームエンジンは、3D空間の構築やシミュレーションを効率的に行える開発基盤で、土木分野でも活用が進んでいます。設計データの可視化や施工シミュレーションにより、住民との合意形成等を支援するツールとして注目されています。


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