スマート建設技術の一つに数えられるデジタルツインとは、簡単に言えば仮想世界に現実とまったく同じ3Dモデルを構築することを意味します。ドローンマッピングの成果物の一つである「点群（Point clouds）」にジオリファレンシング（Georeferencing）技術を適用すれば、精度の高い3Dモデル地図を得ることができ、これがデジタルツインの基盤となります。
少し難しく感じるかもしれません！ 以下では、点群とは何か、ジオリファレンシングとは何か、そして3Dモデルは建設現場でどのように活用されるのかを、もう少し詳しく見ていきます。
3D点群（Point Cloud）とは、3次元空間における座標（x, y, z）、色、高さの情報を持つ無数の点の集合です。建設現場の地形、構造物、機材などを点群として可視化すると、測定や分析が容易になり、精密な現場管理が可能になります。
点群は大きく2つの方法で生成できます。1つ目はLiDARやRGB-Dのようなセンサーを使用する方法で、2つ目はドローンで撮影した2D画像を利用する方法です。
建設現場では、コスト効率と使いやすさの観点から、ドローン写真測量方式が多く採用されています。作業現場をさまざまな角度から撮影した後、撮影した画像を重ね合わせて整列させ、3Dで再構成することが基本原理です。LiDARと写真測量方式に関するより詳しい内容は、この記事をご参照ください。
それでは、なぜ点群にジオリファレンシング作業が必要なのでしょうか。点群から作られた3Dモデルが紙に描かれた作業図面であり、ジオリファレンシング作業はその作業図面の下に描かれたスケールバーだと考えると理解しやすいです。
ジオリファレンシングとは、点群データに座標値を付与する作業を指します。ジオリファレンシングによって点群データに位置情報を追加すると、それを基に現場のスケールにぴったり合った3Dモデルを生成できます。
ジオリファレンシングのためには、GCP（Ground Control Point）すなわち地上基準点が必要です。GCPとは、地理的に既知の位置に設置されたランドマークを指します。画像の位置を正確に決定する役割を果たし、ドローン測量の際にはGCPを通じて画像をより正確に整列させることができます。
この過程で得られた点群データとGCPデータを結合すると、点群データに座標値を付与することができます。メイサでは、正確なモデルを作成するために4点以上のGCP地点を測量することを推奨しています。
メイサのプラットフォームは、3Dモデルを通じてさまざまなスマート建設機能をサポートします。「位置の追加」「線分の追加」「高さの追加」といった測量機能や、計画高と現況高のデータの比較機能などにより、現場に行かなくても建設現場に役立つさまざまな作業を行うことができます。
3D点群を通じて作業場の地形、標高、構造物を立体的に把握できるため、施工計画、安全管理、品質管理まで効率的に行うことができます。
クラウドベースの3D地図は直感的な視覚情報を提供し、チームメンバー、管理者、発注者などの関係者が現場の状況を容易に理解できるよう支援します。
移動資材量の追跡やスケジュール管理などプロジェクト管理に活用でき、メイサではBIMファイルと整合した点群データを通じて工程の進行状況を定量的に確認できるよう研究を続けています。
より詳しい現場適用の事例は、メイサ建設活用事例集を通じてご確認いただけます。
現在メイサでは、現場データの3D点群をBIMファイルと整合させ、工程の進行状況を定量的な数値で確認できるよう研究を重ねています。実際の現場で有用に活用されるスマート建設技術のために、メイサは今後も多方面にわたる利便性と実効性を高度化していく予定です。
