点群土量計算で鉛直面に異常な三角形ができる理由
点群を使った土量計算では、地表面を構成する多数の三次元座標から三角形網や格子状の面を作り、その面と基準面との高さの差を積み上げて体積を算出します。平坦な地盤や緩やかな法面であれば、平面上の一つの位置に対して一つの標高が対応するため、比較的安定した地形モデルを作成できます。
一方で、擁壁、掘削面、段差、切り立った法面、土砂の急な側面など、鉛直または鉛直に近い形状が含まれる場合は注意が必要です。一般的な土量計算用のTINや標高格子は、上空から地表を見下ろした平面位置ごとに高さを表す2.5次元の面として扱われることが多く、同じ平面位置に上面、側面、下面の複数の点が重なる形状を一枚の面で表現することには制約があります。TINは入力点などから連続面を補間するため、欠測部や境界条件が不適切な場所にも面が作られることがあります。オートデスクヘルプ+2USGS+2
例えば、擁壁の上端と下端は、平面上ではほぼ同じ位置に存在しますが、標高には大きな差があります。三角形生成処理が点同士の平面的な近さを重視すると、上端側の点と下端側の点が近傍点として選ばれ、本来は接続すべきでない位置に長く傾いた三角形が張られることがあります。
土砂の山でも同様です。天端側の点と裾側の点の間に欠測があると、離れた点を直接結ぶ三角形が生成されます。その三角形が実際の土砂表面に沿っていれば問題は小さいものの、鉛直面を横断して空中へ張り出している場合は、現実には存在しない地表面が作られます。
点群そのものを点表示している段階では、こうした異常を見つけにくいことがあります。点はそれぞれ妥当な位置に存在していても、どの点とどの点を結ぶかという接続関係が誤っているためです。点群が正しく見えることと、作成された三角形網が正しいことは同じではありません。
また、点群密度が高ければ必ず防げるわけでもありません。鉛直面の上端や下端が欠けていたり、異なる方向から取得した点群に位置ずれがあったりすると、高密度な点群でも異常な接続が起こります。重要なのは、点数の多さだけでなく、地形が変化する境界を適切に取得し、面ごとに妥当な接続条件を与えることです。
異常な三角形が土量計算へ与える影響
異常な三角形が土量計算用の面に混入すると、実際には存在しない土砂や空間が体積として計上される可能性があります。影響の大きさは、三角形の面積、高低差、基準面との位置関係、計算範囲によって変わります。
代表的な異常は、鉛直面の上端から下端へ斜めに張られた長大な三角形です。本来は垂直な段差であるにもかかわらず、面モデル上では長い斜面として表現されます。その斜面と基準面の間にある空間が土量へ含まれると、実際より大きな盛土量や切土量が算出されることがあります。
反対に、本来存在する土砂表面が異常な三角形によって内側へ短絡されると、体積が小さく算出される場合もあります。例えば、土砂の裾が凹凸を持って広がっているのに、離れた境界点が直線的に結ばれると、外側の土量が計算範囲から失われます。
異常な三角形は、土量の合計値だけでなく、切土と盛土の内訳にも影響します。施工前後の点群を比較する場合、一方の面だけに異常な三角形が含まれていると、その場所に施工とは無関係な標高差が生じます。差分分布上では、鉛直面に沿って細長い切土帯や盛土帯が現れることがあります。
さらに、計算範囲を少し変更しただけで土量が大きく変動する原因にもなります。外周付近に長大な三角形がある場合、境界線をわずかに移動しただけでも、三角形の大部分が計算対象へ入ったり外れたりするためです。同じ点群を使っているのに結果が安定しないときは、基準面だけでなく、外周付近の三角形接続を確認する必要があります。
異常な三角形を見分ける代表的な特徴として、周辺と比べて一辺が極端に長いこと、細くつぶれた形状であること、周囲と法線方向が大きく異なること、実測点が存在しない領域へ張り出していることなどがあります。面を陰影表示すると、不自然な筋や鋭い折れとして見える場合もあります。
断面表示では、本来は段差である場所が斜線で結ばれていないかを確認します。上段と下段が明確に分かれている現場なのに、断面上で長い斜面として連続している場合は、鉛直面をまたぐ三角形が生成されている可能性があります。
土量計算の信頼性を確保するには、計算値だけを確認するのでは不十分です。三角形の形状、外周、境界線、断面、差分分布を合わせて確認し、計算対象となる面が現地形状を妥当に表していることを確かめる必要があります。
対策1 土量計算に適した面モデルを選ぶ
一つ目の対策は、求めたい体積に適した面モデルと計算方式を選ぶことです。鉛直面を含む点群をすべて一枚の地形面へ変換しようとすると、面の構造に無理が生じます。
一般的な土量計算では、施工前地形と施工後地形の差、現況地形と設計面の差、土砂上面と基準面の差などを求めます。これらは上空から見下ろした平面位置ごとに高さを比較する方法であり、基本的には2.5次元の面が適しています。
2.5次元の面では、一つの平面位置に複数の高さを持たせることができません。そのため、鉛直面の途中にある点を地表面へ無理に含めると、上端側と下端側の点が競合します。土量計算用の面には、上から見たときに地表面として採用すべき点を残し、鉛直面の途中の点は検証用または立面確認用の別データとして管理する方が安定します。
例えば、擁壁の上に土砂があり、その前面に低い地盤がある場合、上段地盤と下段地盤は別々の面として考えます。擁壁の鉛直面は、両者の境界として扱います。擁壁の表面全体を土量計算用の地形面へ含める必要はありません。
土砂の急な側面についても、上面から裾へ連続する通常の斜面なのか、ほぼ垂直に切り立った面なのかを区別します。通常の斜面であれば地表面の一部として三角形化できますが、上から見て同じ位置に複数の高さが重なる形状では、上面と下面を分けて処理する必要があります。
一方、対象物を閉じた立体として体積化する場合は、上面、下面、側面を含む三次元の閉じた面を作る方法があります。ただし、閉じた三次元形状の内部体積を求める方式と、地表面と基準面の標高差から土量を求める方式では、計算の考え方が異なります。
閉じた立体として計算する場合は、面に穴がないこと、表裏の向きがそろっていること、面同士が自己交差していないことなどを確認する必要があります。通常の地表面差分による土量計算に、この閉じた立体の考え方をそのまま持ち込むと、側面や外周の扱いが不明確になります。
実務では、処理を始める前に、施工前後の地形差を求めるのか、基準面からの盛土量を求めるのか、閉じた物体の体積を求めるのかを明確にします。その目的に応じて、鉛直面を地表面に含めるのか、境界として分離するのかを決めることが、異常な三角形を防ぐ第一歩です。
対策2 鉛直面の上端と下端を重点的に計測する
二つ目の対策は、鉛直面そのものの点数を増やすだけでなく、上端、下端、左右端、隅角部を重点的に取得することです。三角形の接続関係を決めるうえで、面の向きが変わる境界点は重要です。
鉛直面を正面から計測すると、側面上には多くの点が得られます。しかし、上端の天端や下端の地盤が死角になり、境界線が欠けることがあります。反対に、上方から計測すると天端は取得しやすいものの、側面や下端が十分に見えないことがあります。
このため、現場条件と安全を確認したうえで、可能な範囲から異なる方向と高さで計測します。鉛直面の上端では、天端側と側面側の両方に点が存在する状態を目指します。下端では、側面側と周辺地盤側の点を取得し、どこで面が切り替わるかを判別できるようにします。
上端や下端が一列の点だけで表現されていると、点群の間引きや外れ値除去によって境界が消えやすくなります。境界の両側に一定の幅で点があれば、傾斜や法線方向の変化を把握しやすくなり、ブレークラインも設定しやすくなります。
擁壁の根元や法尻では、草、砕石、排水材、資材などが地盤との境界を隠している場合があります。現場条件が許す範囲で障害物を整理し、境界を直接計測します。除去できない障害物がある場合は、その位置を記録し、後工程で自動補間された面を実測面と混同しないことが重要です。
鉛直面が折れ曲がる隅角部も重点的に計測します。二つの壁面が直角に交わる場所では、別々の面に属する点が平面的に近接します。正面方向からだけ計測すると、隅の奥が欠け、両側の面をまたいで三角形が張られる可能性があります。斜め方向から追加計測し、折れ曲がり位置を明確にします。
土砂の山では、天端、法肩、法面、法尻、周辺地盤の順に形状が変化します。特に法肩と法尻は土量計算の外形を左右します。法肩が欠けると上面と法面の区別が曖昧になり、法尻が欠けると裾の位置が自動補間に依存します。
計測密度は、対象範囲全体で同じにする必要はありません。平坦で変化の少ない場所よりも、鉛直面の上下端や段差部を細かく取得する方が、土量計算の安定性向上につながります。点数を均等に増やすのではなく、地形の変化を表す位置へ重点的に点を配置する考え方が重要です。
計測中の移動物にも注意します。重機、運搬車両、作業員などが鉛直面の前を通過すると、地盤と壁面の間に浮いた点が混入することがあります。その浮遊点を経由して、上面と下面が誤って接続される場合があります。可能であれば移動物が少ない時間帯に計測し、取得後にも浮遊点の有無を確認します。
対策3 点群を面ごとに分離して不要点を除去する
三つ目の対策は、取得した点群を一括して三角形化せず、上面、下面、鉛直面、周辺地盤、構造物などに分けてから処理することです。
異なる方向を向いた複数の面が一つの点群へ混在していると、近傍点探索が距離を主な基準として行われた際、本来は別の面に属する点同士が接続されやすくなります。鉛直面の上下端では、この問題が特に起こりやすくなります。
最初に、原点群を変更せず保存し、土量計算用の作業点群を複製します。原点群を残しておけば、処理の途中で重要な点を削除してしまった場合でも、元の状態へ戻って確認できます。
作業点群では、土量計算に不要な遠方地形、樹木、車両、作業員、仮設物、資材、建設機械などを除外します。広すぎる範囲を一度に三角形化すると、外周や欠測部で離れた点が接続される可能性が高まります。計算対象と周辺確認に必要な余裕を残しながら、適切な範囲へ切り出します。
次に、位置、高さ、傾斜、法線方向などを参考に点群を分類します。上向きの面、横向きの面、下向きの面を分けることで、上面と鉛直面の誤接続を減らせます。ただし、点群密度が低い場所や凹凸の大きい場所では、法線方向が安定しないことがあります。自動分類だけで確定せず、三次元表示と断面表示で確認します。
土量計算用の2.5次元面を作る場合、鉛直面の途中にある点は別のデータとして分離します。これらの点は現況確認や立面形状の確認には有用ですが、同じ平面位置に複数の高さを生じさせるため、地表面生成へそのまま含めると不安定になります。
外れ値除去では、明らかな孤立点だけでなく、上面と下面の中間に浮いている点を確認します。反射条件や移動物の影響で生じた少数の点が、誤った三角形の頂点として利用されることがあります。
一方で、外れ値除去を強くしすぎると、法肩、法尻、段差の角など、本来残すべき点まで削除されます。地形の折れ点は周囲と傾斜や法線方向が異なるため、機械的な判定では異常点とみなされることがあるからです。
点群を間引く際も、境界部を一律に削減しないことが大切です。平坦部では点を減らしても地形への影響は比較的小さいものの、鉛直面の上端や下端では、一点の有無によって接続先が変わる可能性があります。形状変化の小さい面は適度に間引き、境界部は点を残す処理が有効です。
複数の計測データを統合した場合は、境界部の二重化も確認します。上面を取得した点群と側面を取得した点群がずれていると、上端線が二重に現れ、その間に細長い三角形が生成されることがあります。固定物や基準となる点で位置関係を確認し、必要に応じて統合条件を見直します。
対策4 ブレークラインと外周境界を設定する
四つ目の対策は、地形が急に変化する位置へブレークラインを設定し、三角形化の拘束条件として利用することです。
ブレークラインは、法肩、法尻、擁壁上端、擁壁下端、道路端部、段差の角、排水溝の縁など、傾斜や標高が急変する線を表します。使用するソフトウェアがブレークラインをTINの拘束線として扱う場合、三角形を線に沿わせ、線をまたぐ不適切な接続を抑えることができます。機能名や制約はソフトウェアによって異なるため、単なる表示線ではなく面生成へ反映される線であることを確認します。オートデスクヘルプ+2オートデスクヘルプ+2
鉛直面では、上端線と下端線を別々に設定することが重要です。両者は平面上で非常に近くても、高さが大きく異なります。上端と下端を一つの線へ平均化すると、存在しない中間高さが作られます。
上端線は上面側の地表境界として、下端線は下面側の地表境界として管理します。標準的な2.5次元TINで同一平面位置に複数の標高を保持できない場合は、上段と下段を別の面へ分割するか、使用ソフトウェアが備える壁面用の処理方法を確認します。
土砂の法面では、法肩と法尻をブレークラインとして設定します。法肩が不明確なまま平滑化すると、天端が丸くなり、土量が変化することがあります。法尻が不明確なまま補間すると、裾の位置が実測ではなく設定条件に左右されます。
外周境界も手動または半自動で確認します。点群の最外周点を単純に接続すると、凹形状が直線でふさがれたり、離れた点が結ばれたりすることがあります。特に鉛直面付近では、上端側の点と下端側の点が外周として接続され、斜めのふたのような面が生成されることがあります。
計算対象の外周は、現地で土砂や施工範囲が存在する境界に沿って設定します。境界を過度に単純化すると実際の裾や凹凸が失われますが、細かな計測ノイズまで追従させると、外周が不安定になります。地形として意味のある変化を残し、局所的なばらつきは整理します。
ブレークラインや外周線を作成した後は、線の交差、重複、途切れを確認します。線が交差していると、局所的に不自然な三角形が生成されたり、面生成が失敗したりすることがあります。線の端点がわずかに離れている場合は、その隙間を通って異常な三角形が越境する可能性もあります。
複数の段差がある現場では、すべてを一枚の面で処理せず、上段、中段、下段に分割する方法も有効です。それぞれを個別に三角形化すれば、異常が発生した範囲を特定しやすくなります。ただし、分割範囲の重複や空白が生じると、体積の二重計上や計上漏れにつながるため、境界線を共通化して管理します。
対策5 三角形生成の辺長と補間条件を調整する
五つ目の対策は、三角形生成時の最大辺長、近傍探索範囲、三角形の細長さ、穴埋め条件などを、点群密度と地形に合わせて調整することです。利用できる条件名や判定方法はソフトウェアによって異なるため、各設定が面生成へどのように作用するかを確認して使用します。
異常な三角形を防ぐうえで、最大辺長は重要な条件です。最大辺長が点群の通常の点間隔より大きすぎると、欠測部の両側や鉛直面の上下端が直接接続されます。周囲より極端に長い辺を持つ三角形を生成しないよう制限することで、大きな越境を減らせます。
ただし、最大辺長を小さくしすぎると、正常な地表面にも穴が開きます。点群密度が不均一な現場では、全範囲に一つの値を適用するだけでは調整が難しいことがあります。高密度部分と低密度部分を分けるか、低密度部分を再計測することも検討します。
最大辺長を決める際は、点群全体の平均値だけでなく、鉛直面周辺、平坦部、外周部の点間隔を確認します。平均点間隔が小さくても、局所的な欠測部では点間隔が大きくなるためです。
近傍探索の範囲が広すぎる場合も、異なる面の点が候補へ入ります。鉛直面付近では、平面距離が近くても高さや法線方向が大きく異なる点があります。距離だけでなく、面の向きや標高の連続性を考慮できる場合は、それらの条件も利用します。
三角形の縦横比や最小角度を確認することも有効です。上面と下面を誤って結んだ三角形は、周囲より細長い形状になりやすいためです。極端につぶれた三角形を異常候補として抽出すれば、カーテン状の異常面を発見しやすくなります。
ただし、狭い溝や細長い施工範囲では、正常な三角形も細長くなることがあります。形状条件だけで一括削除せず、異常候補を抽出するための目安として使用し、現地形状と照合します。
穴埋めや補間の設定にも注意が必要です。欠測部を自動的に閉じる処理を強くすると、鉛直面の上下端や離れた外周点の間に大きな面が作られます。面を閉じなければ土量を計算できない場合でも、計測していない範囲をどのような根拠で補ったかを明確にする必要があります。
小さな欠測で、周囲の地形が連続していることを確認できる場合は補間が有効です。一方、鉛直面、構造物の背面、土砂の裏側など、形状を推定できない場所まで自動補間することは避けます。再計測できない場合は、境界を設定して計算範囲から除外する方法もあります。
平滑化も慎重に行います。強い平滑化を適用すると、異常な三角形が目立たなくなる場合がありますが、誤った接続そのものが修正されたとは限りません。さらに法肩や法尻が丸くなり、土量へ新たな差を生じさせる可能性があります。
処理の順序としては、不要点の除去、面の分離、境界設定、三角形生成、異常三角形の修正を先に行い、その後で必要最小限の平滑化を検討します。見た目を滑らかにすることより、実測形状と計算面の対応を優先します。
設定値を決める際は、全体を何度も処理するのではなく、鉛直面を含む代表的な小範囲を切り出して試験します。複数の条件で面を作り、三角形の形状、欠測面積、断面、体積の変化を比較してから全体へ適用すると、効率的に調整できます。
対策6 断面表示と差分分布で計算前に検証する
六つ目の対策は、三角形面を作成した直後に土量を確定せず、断面、陰影、三角形品質、点群と面の対応、差分分布を確認することです。
まず、鉛直面に直交する方向へ断面を作成します。擁壁であれば壁面に対して直角方向、段差であれば上段から下段へ横切る方向、土砂の急斜面であれば法肩から法尻へ向かう方向に断面を設定します。
断面上で、本来は鉛直な段差が長い斜線に置き換わっていないかを確認します。上段と下段の間に実測点がないのに直線的な地表面が作られている場合は、異常な三角形または過度な補間が疑われます。
断面は一か所だけでなく、一定間隔で複数作成します。一つの断面が異常な三角形の隙間を通った場合、問題を見逃す可能性があります。断面位置を少しずつ移動させることで、異常が局所的なのか、鉛直面全体に連続しているのかを判断できます。
三角形を陰影表示すると、面の向きの違いが分かりやすくなります。異常な三角形は、周囲と異なる明暗を示したり、鋭い筋として現れたりします。光の向きを変え、上面、側面、外周を複数方向から確認します。
三角形の辺長や面積を色分けできる場合は、周辺より大きな三角形を抽出します。鉛直面の上下端や外周に大面積の三角形が集中している場合は、最大辺長、ブレークライン、点群分離の条件を見直します。
点群と三角形面の距離を利用する場合は、比較方向と評価対象を確認します。一般的なクラウド・トゥ・メッシュ距離は、比較点群の各点から参照メッシュまでの距離を求めるため、実測点が存在しない三角形内部そのものを自動的に異常として検出できるとは限りません。鉛直面の原点群を検証用に残して土量計算面までの距離を確認する、メッシュ上へ評価点をサンプリングして参照点群までの距離を調べる、局所的な点密度や支持点の有無を確認するなど、空中へ張り出した面を検出できる方法を選びます。CloudCompare+2CloudCompare+2
土量計算を行った後は、合計値だけでなく差分の分布を確認します。施工前後の比較で、鉛直面に沿って細長い切土帯や盛土帯が生じている場合、施工による変化ではなく、三角形接続の違いが原因である可能性があります。
計算範囲を分割して検算する方法も有効です。平坦部、法面部、鉛直面周辺を分けて体積を算出し、どの範囲が設定変更の影響を受けているかを確認します。鉛直面周辺だけで値が大きく変動する場合は、面生成条件が安定していないと判断できます。
概算値との比較も欠かせません。代表断面の面積と延長からおおよその体積を求め、点群による計算結果が大きく外れていないかを確認します。概算値は正式な計算結果の代わりではありませんが、桁違いや異常な増減を発見する手段になります。
施工前後の点群を比較する場合は、座標系、標高基準、単位、外周、点群処理条件、補間条件をそろえます。一方だけに異なる平滑化や穴埋めが適用されていると、実際の施工変化ではない差分が発生します。
鉛直面を含む点群土量計算の実務手順
鉛直面を含む現場では、計測後に異常三角形を探すだけでなく、計画から検証までの流れを統一することが重要です。
最初に、何の土量を求めるのかを整理します。施工前後の差を求めるのか、現況と設計面との差を求めるのか、仮置き土の体積を求めるのかによって、必要な地表面と基準面が異なります。
次に、現地で鉛直面、段差、法肩、法尻、死角、障害物の位置を確認します。上端と下端を複数方向から取得できるよう計測経路を計画し、必要に応じて計測地点や移動経路を増やします。
計測後は原点群を保存し、処理用データを作成します。座標系、標高、単位、計測日時を確認し、複数データを統合した場合は位置ずれや二重化を点検します。
その後、計算範囲を切り出し、移動物、構造物、植生、浮遊点などを除去します。上面、鉛直面、下面を分離し、土量計算用の面に採用する点を選びます。
法肩、法尻、擁壁上端、擁壁下端、外周にはブレークラインや境界線を設定します。線の交差や重複を修正し、面を分割する場合は隣接範囲に重複や空白がないことを確認します。
代表範囲で三角形を試験生成し、最大辺長、細長さ、穴埋め範囲を確認します。異常がなければ全体へ適用し、面生成後に断面、陰影、辺長、差分分布を点検します。
異常な三角形が見つかった場合は、その三角形だけを削除して終わらせないことが重要です。原因が不要点、欠測、境界不足、探索範囲、点群の位置ずれのどこにあるかを確認し、元の工程へ戻って修正します。
最後に、確定した面と基準面を使って土量を計算します。計算範囲を複数に分けた場合は、重複計上や計上漏れがないことを確認して合算します。
異常な三角形を修正しても土量が合わない場合
異常な三角形を除去しても結果が想定と合わない場合は、別の条件に原因が残っている可能性があります。
最初に確認したいのは座標単位です。点群がメートル単位であるのに、処理時に別の単位として扱われると、点間隔、最大辺長、面積、体積が大きく変わります。平面座標と高さの単位が一致していることを確認します。
高さとして扱う座標軸も確認します。鉛直方向の軸を誤ると、水平面と鉛直面が正しく判定されません。既知の構造物や標高点を使い、平面方向と高さ方向を確認します。
基準面の設定も重要です。三角形面が正しくても、基準面が実際の地盤を表していなければ土量は合いません。水平な基準面を使うのか、傾斜した現況地盤を使うのか、施工前点群を使うのかを確認します。
外周範囲も結果を大きく左右します。土砂の裾より内側で境界を閉じれば体積は小さくなり、外側へ広げすぎれば周辺地盤の凹凸まで計算されます。施工前後を比較する場合は、同じ平面範囲を使用します。
複数時期の点群を統合した場合は、計測中の地形変化も考慮します。上面を計測した後に土砂が搬入され、別の時刻に側面を計測した場合、位置合わせが正しくても形状は一致しません。異なる時刻の点群を一つの地表面へ統合すると、境界に不連続や重複が生じます。
点群密度の差も確認します。高密度な上面と低密度な下面を同じ条件で処理すると、低密度側の欠測を埋めるために大きな三角形が生成されやすくなります。密度差が大きい場合は、面を分けて処理する方が安定します。
外れ値除去や平滑化を何度も繰り返した場合は、原点群と比較します。処理を重ねるうちに法肩や法尻が移動し、土砂の外形が変わっていることがあります。どの工程で差が発生したかを確認するため、原点群から最小限の処理で再構築します。
また、現地の土量と運搬記録の体積が一致しない場合は、異常三角形以外にも、土の締固め、ほぐれ、含水状態、荷台内の空隙、計測時刻の違いなどが関係します。点群から得られる幾何学的な体積と、運搬や施工管理で扱う土量が常に同じになるとは限りません。比較する値の定義をそろえることが必要です。
点群土量計算の再現性を高める記録方法
鉛直面を含む点群の処理では、担当者の判断による境界設定や点の除外が多くなりやすいため、処理条件を記録することが重要です。
保存すべき情報には、原点群、処理済み点群、除外した点群、ブレークライン、外周境界、作成した三角形面、基準面、計算範囲、土量結果などがあります。元データと処理後データを分けて保存すれば、後から修正内容を検証できます。
点群を複数の面に分割した場合は、上面、下面、鉛直面、構造物などの区分が分かる名称を付けます。どの点群を土量計算へ使用したかを明確にしておくことで、別の担当者でも同じ計算を再現しやすくなります。
三角形生成に使用した最大辺長、探索範囲、穴埋め、平滑化などの条件も記録します。処理環境の設定を変更すると結果が変わるため、体積値だけを保存しても再計算できない場合があります。
手動で三角形を削除した場合は、削除箇所と理由を残します。異常三角形が発生した原因を記録すれば、次回の計測経路や点群処理の改善に活用できます。
断面確認を行った位置も保存します。鉛直面に直交する代表断面、隅角部、欠測部、外周部など、確認した場所が分かれば、再計算時に同じ観点で比較できます。
施工前後を比較する場合は、使用した点群の計測日時を明確にします。同じ日であっても、施工や搬入が進行していれば形状は変化します。計測時点の現場状況も簡潔に記録しておくと、差分の原因を判断しやすくなります。
土量計算の結果には、総体積だけでなく、切土量、盛土量、対象面積、計算範囲、基準面の種類などを関連付けます。計算結果が更新された場合は、以前の結果を上書きせず、変更理由とともに版を分けて保存することが望まれます。
まとめ
点群土量計算で鉛直面に異常な三角形が生成される主な原因は、同じ平面位置付近に異なる高さの点が存在し、本来は別々の面に属する点が接続されることです。
異常な三角形を防ぐには、まず土量計算の目的に適した面モデルを選びます。2.5次元の地表面を使用する場合は、鉛直面の途中にある点を無理に含めず、上面と下面を分けて扱うことが重要です。
現地計測では、鉛直面の上端、下端、左右端、隅角部を複数方向から取得します。点群処理では、上面、下面、鉛直面、構造物、不要点を分離し、土量計算へ採用する地表面を明確にします。
法肩、法尻、擁壁上端、擁壁下端には、使用ソフトウェアで面生成へ反映されるブレークラインを設定し、三角形の不適切な越境を抑えます。外周境界についても、自動生成に任せず、現地形状に沿っているかを確認します。
三角形生成では、最大辺長、近傍探索、細長さ、穴埋め、平滑化の条件を点群密度に合わせて調整します。設定値を一律に適用するのではなく、代表範囲で試験してから全体へ反映すると安定した結果を得やすくなります。
面生成後は、断面、陰影、辺長、点群と面の対応、差分分布を確認します。距離評価を使う場合は比較方向を確認し、実測点がない面の内部を点から面への距離だけで見落とさないようにします。体積の合計値だけで判断せず、現地に存在しない斜面や帯状の差分が生じていないかを確認することが大切です。
点群による土量計算の信頼性は、計測精度だけでは決まりません。計測計画、点群分類、境界設定、三角形生成、基準面、計算範囲、検証方法を一連の工程として管理する必要があります。
現場で座標付き点群を取得し、施工範囲や地形を確認しながら土量計算用データへつなげたい場合は、対応する計測機能や点群処理機能を確認したうえで、LRTK Phoneを活用する方法も選択肢になります。公式情報では、LRTK Phoneによる絶対座標付き点群の取得や、関連クラウドでの点群処理・断面確認などが案内されています。Lefixea Irtk+2Lefixea Inc.+2