現場で即土量を確認するためにスマホLiDARが役立つ理由
建設現場では、掘削した土の搬出量、盛土材の残量、仮置き土の在庫、埋戻しに必要な材料量などを、作業の途中で確認したい場面があります。数量が分からないまま施工を進めると、搬出車両の手配が不足したり、購入土の発注が遅れたり、仮置き場の容量を超えたりする可能性があります。そのため、現場で即土量を把握し、次の作業判断につなげる仕組みが重要です。
土量を概算する一般的な方法として、土砂の幅、長さ、高さを測り、直方体や台形などの単純な形状に置き換えて計算する方法があります。短時間で計算できる反面、実際の土砂は法面の勾配や天端の高さが一定ではなく、表面には凹凸があります。どの寸法を代表値として選ぶかによって結果が変わりやすく、複雑な形状では近似の影響が大きくなります。
スマホLiDARを利用すると、対象物の表面を多数の三次元点として取得し、立体的な形状を記録できます。土砂の表面を点群化し、地盤や設計面などの基準面との間にある空間を計算することで、幅、長さ、高さだけでは表しにくい形状でも土量を算出しやすくなります。
スマホLiDARの利点は、比較的持ち運びやすい端末を使い、対象物の周囲を移動しながら計測できることです。大型の測量機器を設置する余地が限られる場所や、小規模な仮置き土を繰り返し確認する場面では、準備から計測までの流れを簡素化できる場合があります。撮影後に点群と計算結果をその場で確認できる環境であれば、現場事務所へ戻る前に不足データへ気づき、追加撮影することも可能です。
ただし、スマホLiDARを対象へ向けて一周すれば、必ず適切な土量が得られるわけではありません。土砂の裏側、法肩の直下、凹部の奥、障害物の背面などが点群に含まれていないと、実際の形状とは異なる面を基に土量が計算される可能性があります。現場で即土量を確認するには、操作の速さだけでなく、撮影漏れを防ぐ計測経路と確認手順が欠かせません。
スマホLiDARによる土量計測の基本
スマホLiDARによる土量計測では、対象物の表面を三次元点群として取得し、その点群から面を作成して体積を求めます。点群は、対象表面の位置を多数の点で表したデータです。取得した点が多く、必要な範囲が連続していれば、法面や天端の凹凸を比較的細かく表現できます。
仮置き土の体積を求める場合は、土砂の表面だけでなく、その下側をどのような面として扱うかを決める必要があります。土砂を置く前の地盤データがあれば、その地盤を基準面として利用できます。事前データがない場合には、土砂周囲の地盤点を使って底面を推定する方法があります。ただし、元の地盤が傾斜していたり、土砂の下に段差があったりすると、周囲だけから推定した面と実際の地盤が一致しない場合があります。
掘削量を求める場合には、掘削前と掘削後の点群を比較する方法があります。同じ範囲を二つの時点で計測し、地表面の差を体積として求めます。別の方法として、掘削後の現況面と設計面を比較することもあります。いずれの場合も、比較する二つのデータについて、位置、高さ、範囲、単位が整合していることが必要です。
土量計算では、取得した点群全体が自動的に計算対象になるとは限りません。通常は、対象範囲を示す範囲線を設定し、その内側について基準面との差を計算します。範囲線が土砂の途中を横切れば体積が不足し、隣接する土砂や地盤まで囲めば余分な体積が含まれます。そのため、撮影の段階から法尻や区画境界が分かるようにデータを取得することが大切です。
また、点群に重機、作業員、資材、植生などが含まれていると、それらが土砂表面として扱われる場合があります。不要な物体は後処理で除去する必要がありますが、物体の裏側は計測されていないため、削除しただけでは本来の地形が現れません。障害物を避けて複数方向から取得するか、移動後に追加撮影することが必要です。
スマホLiDARによる計測は、点群を作る作業と土量を計算する作業を分けて考えると理解しやすくなります。最初の段階では、対象形状、周辺地盤、境界、比較に必要な固定箇所を漏れなく取得します。次の段階で、不要点を確認し、計算範囲と基準面を設定します。撮影時に必要な面が欠けていると、後処理だけで正確に補うことは難しいため、現場での取得品質が結果を左右します。
撮影漏れが土量計算に与える影響
撮影漏れとは、土量計算に必要な表面が点群として取得されていない状態です。画面上では対象物が立体的に表示されていても、点群を回転させると、側面に穴が空いていたり、法尻が途切れていたりすることがあります。
点群から面を作成する処理では、周囲の点を結んで欠けた部分を覆う場合があります。そのため、撮影漏れがあっても、完成した面だけを見ると穴がないように見えることがあります。しかし、実際には計測されていない範囲が直線や平面で補われており、元の凹凸とは異なる形状になっている可能性があります。
例えば、土砂の側面に深いくぼみがあるにもかかわらず、くぼみの奥が取得されていない場合、入口周辺の点を結んだ面が作られることがあります。この面は実際の表面より外側を通るため、体積を大きく計算する可能性があります。反対に、張り出した部分の裏側が欠け、内側へ面が形成されれば、体積が小さく計算される場合があります。
法肩の撮影漏れも土量へ影響します。法肩は天端と法面の切り替わりであり、形状が急に変わる場所です。法肩付近の点が不足すると、本来は角度が変わる位置が滑らかにつながれ、天端面積や法面形状が変わることがあります。
法尻が途切れている場合は、土砂と地盤の境界を正しく設定しにくくなります。範囲線を目視だけで推定すると、土砂の一部を除外したり、周辺地盤を含めたりする可能性があります。仮置き土では法尻が体積計算の外周になりやすいため、土砂表面と同じ程度に重要な計測箇所です。
基準面に使用する周辺地盤の撮影漏れにも注意が必要です。土砂本体を密に取得していても、周囲の地盤点が少なければ、土砂の下側にある面を安定して推定できません。特に傾斜地や不陸のある地盤では、限られた点から作った基準面が実際の地形と大きく異なる可能性があります。
現場で即土量を利用する目的が、搬出計画や材料手配の判断であっても、撮影漏れを無視してよいわけではありません。厳密な検査用計測と同じ確認項目が必要とは限りませんが、少なくとも計測範囲、法肩、法尻、凹部、基準面に大きな欠測がないことを確認したうえで数値を利用する必要があります。
コツ1 計測範囲と基準面を撮影前に決める
撮影漏れを防ぐ一つ目のコツは、計測を始める前に対象範囲と基準面を決めることです。対象物を見つけてすぐ撮影を開始すると、土砂の表面は取得できても、体積計算に必要な外周地盤や境界が不足しやすくなります。
最初に、何の数量を求めるのかを明確にします。同じ仮置き場に複数種類の土砂がある場合、全体を一つの在庫として求めるのか、土質や搬出先ごとに分けて求めるのかによって計測範囲が異なります。隣接する土砂を別々に管理するのであれば、両者の境界が点群上で判断できるように撮影する必要があります。
仮置き土では、土砂の裾だけを撮影範囲の端にしないことが重要です。法尻の外側にある地盤を含めて取得すると、土砂と地盤のつながりが分かり、底面を推定するための材料になります。土砂の周囲を歩くときは、画面内に法面だけでなく、法尻と外側の地盤が同時に入る距離を確保します。
土砂を置く前の地盤点群がある場合は、そのデータを基準面に利用できる可能性があります。ただし、計測時点の座標や高さが整合していること、土砂を置く前後で地盤自体が変化していないことを確認する必要があります。地盤の掘削や締固め、わだち、排水工事などが行われていれば、過去の地盤面をそのまま使えない場合があります。
事前の地盤データがない場合は、周囲の地盤から底面を推定します。この方法では、土砂の影響を受けていない場所を複数方向から取得することが重要です。片側の地盤しか取得していないと、その傾斜を全体へ延長した基準面となり、反対側の実際の高さと合わない可能性があります。
掘削前後の差分を求める場合は、二つの時点で同じ範囲を計測します。掘削前は広い範囲を撮影したのに、掘削後は掘削底面だけを撮影した場合、法面上部や外周部の比較ができません。掘削予定範囲の少し外側まで含め、変化しない地盤や構造物も取得しておくと、データの整合を確認しやすくなります。
計測前には、現地で一周できるかどうかも確認します。仮設柵、資材、重機、段差、軟弱地盤などによって通行できない区間があれば、どの位置から補うかを考えます。対象を平面図のように見るだけでなく、天端、法面、法肩、法尻、凹部を立体的に見て、各面をどの方向から取得するかを決めます。
計測範囲と基準面を先に決めておけば、撮影中に必要な場所と不要な場所を判断しやすくなります。現場で即土量を求めるためには、やみくもに広く撮影するのではなく、計算に必要な面を確実に含めることが効率化につながります。
コツ2 外周から内側へ重なりを確保して移動する
二つ目のコツは、対象物の外周から撮影を開始し、取得済みの範囲と重なりを持たせながら内側や上側へ移動することです。経路を決めずに歩くと、同じ場所を繰り返し撮影する一方で、反対側の法面を忘れるなどの偏りが起こりやすくなります。
仮置き土の場合は、最初に対象から少し離れた位置を一周し、土砂全体、法尻、周辺地盤を取得します。開始位置を決め、右回りまたは左回りのどちらかに進行方向を統一します。途中で頻繁に方向を変えると、撮影済みの範囲と未撮影の範囲を把握しにくくなります。
外周を撮影するときは、常に土砂の中心だけへ端末を向けるのではなく、法尻と地盤の境界が画面内に入るようにします。天端ばかりを追うと下側の地盤が欠け、足元ばかりを追うと上部の形状が不足します。端末の向きを緩やかに上下させながら、連続した面として取得します。
外周を一周した後は、点群を簡単に確認し、天端や法面の中央部が十分に取得されているかを見ます。対象が小さく、周囲から全体を見通せる場合は、外周計測だけで必要な面がそろうこともあります。一方、大きな土砂山では、法肩が手前の面を隠し、天端中央が取得されていないことがあります。
安全に進入できる天端や通路がある場合は、外周で取得した範囲と重なるように追加経路を設定します。新しい経路だけが孤立しないよう、開始部分と終了部分を既に取得した面へ重ねます。重なりがあることで、全体の位置関係を確認しやすくなります。
対象の周囲を一周できない場合は、正面、右側、左側、背面などの区間に分けて撮影します。区間同士の接続部分では、同じ法面や地盤を両方の経路から取得します。通行止めの区間がある場合でも、両端から斜めに向けることで、欠測範囲を減らせることがあります。
移動速度は、点群の生成状態を確認できる程度に保ちます。速く歩きすぎると、細い法肩や細かな凹凸の取得が不十分になる場合があります。形状が急に変わる場所では速度を落とし、必要であれば立ち止まって端末の向きを変えます。
端末を急激に振ったり、短時間に何度も振り返ったりすると、どの範囲を取得しているか分かりにくくなります。歩行方向に合わせて緩やかに向きを変え、対象表面を連続してなぞる意識が大切です。
同じ仮置き場を定期的に計測する場合は、開始位置と進行方向をそろえると運用が安定します。毎回同じ経路を完全に再現する必要はありませんが、外周を一周してから上部を補うなど、基本的な順序を統一すると撮影漏れを見つけやすくなります。
コツ3 法肩・法尻・凹部を複数の角度から撮影する
三つ目のコツは、法肩、法尻、凹部、稜線など、形状が変化する場所を一方向だけで終わらせず、角度や高さを変えて撮影することです。これらの箇所は手前の面に隠れやすく、点群の穴が生じやすい部分です。
法肩は、天端と法面が切り替わる位置です。地上から斜め上へ向けるだけでは、法肩の奥にある天端面が隠れる場合があります。反対に、天端側から下へ向けるだけでは、法肩直下の急斜面が見えにくくなる場合があります。安全に移動できる範囲で、下側と上側の異なる方向から取得します。
土砂山へ上がれない場合は、周囲から複数方向に回り込み、法肩の向こう側が見える位置を探します。高さのある安全な通路や離れた場所から見通せる場合は、全体形状を補うために利用できます。ただし、点群を埋めるために不安定な土砂へ登ったり、崩落のおそれがある法肩へ近づいたりしてはいけません。
法尻は、法面と周辺地盤の境界です。土量計算の範囲線を設定するときに重要になるため、点群が途切れないようにします。法尻付近では、土砂表面と外側の地盤を同時に取得し、境界の傾きや連続性が分かるようにします。
法尻に草、砕石、泥、シートなどがある場合は、どの面を土量計算の対象にするか注意が必要です。草の上面を地盤として取得すると、実際の土砂や地面より高い面になる場合があります。移動可能なものは現場ルールに従って整理し、除去できないものは点群上で影響を確認します。
凹部は正面から見えているようでも、奥の面が取得されていないことがあります。くぼみの左右へ移動し、斜め方向からセンサーを向けます。可能であれば、端末の高さも変えて、上側と下側から見える範囲を増やします。
端末の高さを変える際は、安定して保持できる範囲にとどめます。極端に低い姿勢で後退したり、端末を頭上へ大きく持ち上げたまま歩いたりすると、転倒や接触の危険が高まります。高さを変える必要があるときは、安全な場所で立ち止まって行います。
複数の土砂山が接している場所では、山と山の間が深い谷のようになり、両側の法面が互いに隠れます。正面から撮影しただけでは底部が欠けるため、可能な範囲で谷の方向に沿って移動し、左右の法面を別々に取得します。
稜線も撮影漏れが起こりやすい部分です。手前側からは稜線まで見えても、その裏側の面は取得できません。稜線を越えた反対側へ回り、裏側の法面を読み取ります。対象の周囲を一周する目的は、単に移動距離を確保することではなく、異なる面をセンサーから見える状態にすることです。
点群確認では、法肩や凹部を横方向から表示します。上から見ると連続しているように見えても、側面表示では穴や不自然な直線が見つかる場合があります。複数方向から撮影した後は、複数方向から確認することが大切です。
コツ4 障害物と作業中の変化による死角を減らす
四つ目のコツは、重機、車両、資材、作業員などが作る死角を減らし、計測中に対象形状が変わらない時間を選ぶことです。土量計測では、不要な物体が点群へ入る問題と、その物体が背面を隠す問題を分けて考える必要があります。
例えば、法尻の前に資材が置かれている場合、その資材自体は後処理で除去できることがあります。しかし、資材の裏にある地盤は計測されていません。不要点を削除すると穴が残り、その穴が周囲の点から補間されることになります。可能であれば、計測前に資材を移動するか、反対側から背面を取得します。
重機や運搬車両を移動できない場合は、停止位置と移動予定を確認します。車両が移動する時刻が近いのであれば、移動後に不足箇所を追加撮影する方が確実です。移動の予定がない場合は、車両の左右や後方から撮影し、見通せる地盤をできるだけ増やします。
作業員が計測範囲を横切ると、人物が一時的な点群として記録される場合があります。計測担当者は周囲へ作業内容を共有し、安全上可能な範囲で短時間の立入りを調整します。ただし、土量計測のために現場全体の作業を無理に止めるのではなく、作業の切れ目や休止時間を利用することが現実的です。
仮置き場で搬入や搬出が続いている場合、計測中に土砂の形状が変化します。撮影開始時に取得した側面と、終了時に取得した反対側が異なる時点の形状になると、一つの時刻を表す点群ではなくなります。その結果、実際には同時に存在していない形状を組み合わせて土量を計算する可能性があります。
可能であれば、搬入や搬出が一時的に止まる時間帯に計測します。停止が難しい場合は、対象を小区画に分け、区画ごとの計測中には形状を変えないように調整します。途中で土砂が追加された場合は、変化した区画を再撮影し、どの時点の状態を計算するかを明確にします。
計測動線も撮影前に整理します。重機の旋回範囲、車両の通路、足元の段差、軟弱地盤、開口部などを確認し、安全に一周できる経路を決めます。点群画面へ集中すると周囲への注意が低下しやすいため、移動しながら細かな画面操作を続けないことも大切です。
後退しながら撮影すると、足元の障害物に気づきにくくなります。基本的には進行方向を確認しながら歩き、角度を変えるときはいったん立ち止まります。撮影漏れをなくすことよりも安全確保が優先です。危険な位置からしか取得できない面がある場合は、その欠測を記録し、他の計測方法や施工記録との併用を検討します。
粉じんが多い作業中も注意が必要です。空中の粒子やセンサー周辺の汚れによって、不要な点や取得不良が生じる場合があります。掘削や積込みの直後ではなく、粉じんが落ち着いてから計測した方が確認しやすくなります。
現場で即土量を求める場合でも、作業中の数分間を準備に使う価値があります。障害物、動線、形状変化の有無を先に確認すれば、後処理で大量の不要点を除去したり、再計測のために現場へ戻ったりする手間を減らせます。
コツ5 現場で点群を確認して不足箇所を撮り直す
五つ目のコツは、計測を終了する前に点群を現場で確認し、撮影漏れがあればその場で追加取得することです。どれだけ丁寧に経路を計画しても、対象形状や障害物によって欠測が残る可能性があります。最初から一度で完全に撮影しようとするのではなく、確認と撮り直しを手順に含めることが重要です。
点群確認では、最初に全体を上から表示し、対象範囲が一つのデータとしてつながっているかを見ます。外周が途中で切れていないか、計測対象から離れた不要な範囲が大量に含まれていないか、隣接する土砂と区別できるかを確認します。
次に、点群を横方向から表示します。天端、法肩、法面、法尻、周辺地盤のつながりを確認し、途中に大きな穴がないかを見ます。上から見たときには面が埋まっているようでも、側面から見ると法肩直下が欠けていることがあります。
さらに、対象を斜め下や裏側から表示します。現場では見下ろす方向から画面を見ることが多いため、下側の欠測を見逃しがちです。点群を回転させ、法尻や凹部の底が取得されているかを確認します。
点の密度も重要です。色付きの表示では表面が連続して見えても、拡大すると点の間隔が大きい場合があります。特に法肩、稜線、急な凹部などでは、周囲と比べて点が極端に少なくないかを確認します。
不足箇所を見つけたら、画面上の位置と現地の場所を対応させます。点群の向きが分からないと、どこを撮り直せばよいか判断できません。計測開始時に目印となる構造物や進行方向を確認し、現地と点群の向きを把握しておきます。
追加撮影では、同じ位置から繰り返すのではなく、欠測が生じた原因に合わせて方向を変えます。法肩の裏が欠けている場合は高い位置または反対側から、凹部の奥が欠けている場合は左右から、障害物の背面が欠けている場合は物体の反対側や移動後に取得します。
対象との距離も調整します。遠すぎて細かな形状が不足している場合は、安全な範囲で近づきます。近すぎて周辺とのつながりが分かりにくい場合は、少し離れた位置から広い範囲を重ねて取得します。
点群を確認した後は、土量計算に必要な範囲線を設定できるかを考えます。法尻が途中で消えていたり、周辺地盤が不足していたりすると、点群自体が立体的に見えても計算範囲を決められません。対象物の外周が閉じられる状態であることを確認します。
基準面に必要な地盤点も確認します。土砂の周囲を一周していても、端末を上へ向け続けていた場合、地盤点が少ないことがあります。土砂の外側に複数方向の地盤が含まれているかを確認し、不足していれば追加撮影します。
現場で概算土量まで算出できる場合は、結果が想定規模から大きく外れていないかも確認します。運搬台数、施工範囲、おおまかな寸法、前回数量などと比べ、桁が違うほどの差がある場合は、範囲線、基準面、不要点、欠測を見直します。概算値との一致だけで正しさを判断することはできませんが、設定ミスを発見するための補助になります。
スマホLiDARの計測を安定させる現場条件
撮影経路を工夫しても、移動や環境条件が不安定であれば、点群の品質にばらつきが生じる場合があります。現場で即土量を安定して求めるためには、端末の動かし方、対象との距離、表面状態、明るさなども確認します。
計測中は、端末を安定して保持します。急激に上下へ振ったり、短時間で大きく回転させたりすると、取得範囲を目で追いにくくなります。対象面を画面内に保ち、歩行方向に合わせて緩やかに向きを変えます。
移動速度は、点群が生成される様子を確認できる程度に抑えます。平坦で単純な地面と、凹凸の多い土砂面では、必要な移動速度が異なる場合があります。法肩や凹部などの重要箇所では、速度を落とすか立ち止まって取得します。
対象との距離は、遠すぎても近すぎても撮影漏れにつながります。遠い位置からは全体を把握しやすい一方、細かな凹凸が不足する場合があります。近い位置では細部を取得しやすい一方、周辺とのつながりが画面に入りにくくなります。最初に離れた位置から全体を取得し、その後に必要箇所へ近づく方法が有効です。
日差しの強い場所では、画面の表示が見えにくくなり、点群の不足を判断しづらいことがあります。画面だけへ集中せず、安全な日陰や見やすい角度で立ち止まり、点群を確認します。明るい場所と暗い場所が混在する場合は、暗部の形状が取得されているかを重点的に確認します。
夜間や薄暗い場所では、足元と対象境界を目視しにくくなります。照明を使用する場合は、土砂表面だけでなく、法尻や周辺地盤も確認できるようにします。強い影によって境界を誤認しないよう、照明方向を変えながら現地形状を確認することも大切です。
雨天後や水たまりのある場所では、水面と地盤面を区別する必要があります。水面の下にある掘削底面が、そのまま取得できるとは限りません。掘削量を求める場合は、可能であれば排水後に計測します。排水できない場合は、水がある範囲と深さの扱いを別途検討し、点群だけで底面が取得できたと断定しないようにします。
草やシートが土砂表面を覆っている場合も、取得した面が実際の地盤面とは限りません。短い草であっても、求める精度や対象面によっては影響します。計測対象を土砂表面とするのか、植生を含む現況表面とするのかを事前に決めます。
粉じんや泥が端末のセンサー周辺へ付着していないかも確認します。計測前後に外観を確認し、機器の取扱方法に従って清掃します。汚れを強くこすったり、不適切な方法で清掃したりすると機器へ影響する可能性があるため、指定された手順を守ります。
仮置き土を計測するときの実務手順
仮置き土を現場で計測する場合は、計測対象の確認、外周撮影、形状変化部の追加撮影、点群確認、範囲設定、基準面設定、土量確認という順序で進めると整理しやすくなります。
最初に、どの土砂を一つの対象として扱うかを確認します。同じ場所に複数の山がある場合、管理上まとめてよいのか、土質や搬出先ごとに分けるのかを決めます。接している土砂を別々に計算する場合は、境界を判断できる情報が必要です。
次に、土砂の周囲を歩いて安全な経路を確認します。重機の動線、軟弱な地盤、排水溝、資材、段差などを把握し、撮影できない側があるかを確認します。同時に、法尻の位置、周辺地盤の傾斜、天端へ上がれるかどうかも見ます。
計測を開始したら、土砂から少し離れた外周を一方向へ進みます。法面だけでなく、法尻と外側地盤が画面に入るようにします。対象が大きい場合は、区画を意識しながら一周し、開始位置付近へ戻ります。
その後、法肩、天端、凹部、隣接土砂との谷などを追加撮影します。安全に天端へ上がれない場合は、周囲の異なる位置から角度を変えます。特に正面から見えない裏側は、反対側へ回り込んで取得します。
一通り撮影したら、点群を上、横、斜め下から確認します。法尻が閉じているか、天端が欠けていないか、凹部が不自然にふさがれていないか、周辺地盤が複数方向で取得されているかを見ます。
不要な資材や作業員が大きく含まれている場合は、移動後にその場所を追加撮影できるか検討します。後処理で不要点を削除するだけでは背面の地形が得られないため、可能な限り現地で補います。
土量計算では、法尻や管理区画を基に範囲線を設定します。土砂の途中を横切っていないか、隣の山を含めていないかを確認します。法尻が曖昧な場合は、現地状況や施工記録を参照し、判断方法を記録します。
基準面は、土砂を置く前の地盤データがあれば、その利用を検討します。事前データがない場合は、周辺地盤から推定します。片側だけの地盤で決めず、可能な範囲で土砂周囲の高さを反映させます。
計算結果が出た後は、対象範囲、基準面、計測日時、土砂の状態を記録します。仮置き土は搬入や搬出によって短時間で形状が変わるため、数値がどの時点を表すかを明確にする必要があります。
掘削土量を前後比較で求めるときの注意点
掘削前後の点群を比較して土量を求める場合は、撮影漏れだけでなく、二つのデータの位置関係にも注意が必要です。掘削前と掘削後の点群がずれていれば、地表面が変化していない場所にも差が生じます。
計測範囲は、掘削予定範囲より少し広く取ります。掘削部だけを撮影すると、二つのデータを確認するための共通箇所が不足します。掘削の影響を受けない周辺地盤や固定構造物を含めておくと、位置や高さの整合を確認しやすくなります。
掘削前後で範囲をそろえることも重要です。掘削前に撮影した外周部が掘削後には含まれていない場合、その部分は比較できません。毎回の開始位置、進行方向、外周範囲をおおむね統一し、同じ固定箇所を取得します。
掘削後は、底面だけでなく法面も計測します。底面積と深さだけで概算する場合とは異なり、点群差分では掘削によって変化した全表面を比較します。法面の一部が欠けると、掘削範囲の端部に不自然な面が作られる可能性があります。
掘削底に水、泥、崩落土、残土がある場合は、どの面を完成した掘削面として扱うかを確認します。水面を底面として計算したり、崩落土の上面を掘削完了面として扱ったりすると、実際の掘削量と異なる可能性があります。
掘削作業の途中で計測する場合は、その時点の出来高を求めるのか、計画面との差を求めるのかを明確にします。途中計測では、未施工部分と掘削済み部分が同じ範囲に含まれます。範囲線と比較面を適切に設定しなければ、求めたい数量と異なる結果になります。
複数日にわたって比較する場合は、座標系、高さ基準、単位、使用する基準点を統一します。点群の見た目が重なっていても、高さがずれていれば広い範囲で体積差が発生します。変化していない周辺地盤の差がほぼ一定方向に出ている場合は、位置や高さのずれを疑います。
撮影漏れと不要点を見分ける確認方法
点群の確認では、点がない撮影漏れと、必要のない物体が写った不要点を区別します。両者は対応方法が異なります。
撮影漏れは、本来取得したい表面に点が存在しない状態です。法面の途中に穴がある、凹部の奥が空白になっている、障害物の裏側に地盤点がないといった状態が該当します。撮影漏れは、現場で角度を変えて追加撮影することが基本です。
不要点は、土砂や地盤ではない物体が点群に含まれた状態です。作業員、車両、資材、仮設物、植生などが該当します。不要点は削除できる場合がありますが、その裏側が撮影漏れになっていれば、削除だけでは十分ではありません。
点群から作成した面に不自然に大きな三角形や平面がある場合は、撮影漏れが補間されている可能性があります。本来は凹凸がある場所が一直線に結ばれていたり、深い谷が板のような面でふさがれていたりする場合は、元の点群を確認します。
空中に飛び出した点や、周辺から離れた孤立点は、不要点や計測時の乱れである可能性があります。ただし、実際に細い杭や枝が存在する場合もあるため、画面上だけで即座に削除せず、現地状況や撮影記録と照合します。
点群の色が周囲と異なることだけで、不要点と判断するのは避けます。土質、影、濡れ、照明などによって色が変わることがあります。位置、形状、連続性を見て、対象表面として妥当かを判断します。
確認時は、元の点群と面表示の両方を見ます。面表示は土量計算の形状を確認しやすい一方、補間によって穴が隠れることがあります。点群表示では、実際に取得された点の分布を確認できます。
土量計算の範囲線と基準面を設定する考え方
スマホLiDARで十分な点群を取得しても、範囲線と基準面の設定が適切でなければ、求めたい土量にはなりません。撮影品質と計算設定は別々に確認する必要があります。
範囲線は、どこまでを体積計算へ含めるかを示します。仮置き土では法尻を基本にする場合がありますが、管理区画や施工境界を優先することもあります。土砂が周辺地盤へ薄く広がっている場合、見た目だけで境界を決めにくいため、現場の管理ルールを確認します。
範囲線を設定するときは、上からの表示だけでなく、側面表示でも確認します。上からは法尻に見える位置でも、横から見ると法面の途中を通っている場合があります。範囲線付近の点群が連続していることを確認します。
基準面は、体積の下側または比較相手となる面です。水平面を基準にする方法は簡単ですが、元の地盤が傾斜している場合には実際の底面と合いません。仮置き場の地盤が平坦であることを確認できる場合を除き、周辺地盤や事前計測データを使う方法を検討します。
周辺地盤から基準面を推定するときは、土砂の影響を受けていない点を選びます。法尻近くの地盤には、こぼれた土やタイヤ跡がある場合があります。どの点を元地盤として採用したかによって結果が変わるため、選定範囲を記録します。
掘削前後の比較では、掘削前点群が基準面になります。この場合は、二つの点群が同じ位置に重なることが前提です。変化していない地盤で高さ差が生じていないかを確認し、ずれがある場合は原因を調べます。
設計面を基準にする場合は、座標、高さ、単位、設計範囲を確認します。現況点群と設計面が異なる基準で扱われていると、全体に一定の差が生じます。設計データの対象外へ範囲線を広げないことも重要です。
現場で即土量を算出するときは、数値の速さだけを優先して基準面を固定しないようにします。簡易な判断用の概算と、記録や数量管理に利用する値では、必要な確認水準が異なる場合があります。用途を明確にし、計算条件を残しておくことが大切です。
現場で即土量を運用するときの記録と共有
土量の結果を実務で利用するには、数値だけでなく、どのように求めたかを記録する必要があります。同じ点群でも、範囲線や基準面を変えれば異なる体積になります。数値だけを共有すると、後から差の原因を確認できません。
記録には、計測日時、対象場所、対象区画、計測目的、計測担当者、基準面、範囲線、現場条件などを含めます。雨天後で地面が濡れていた、車両が一部を遮っていた、土砂の搬出中に計測したなど、結果へ影響する可能性がある条件も残します。
定期的に計測する場合は、データ名の付け方を統一します。日付、時刻、区画、作業前後、対象土砂などが分かる名称にすると、前回データとの取り違えを防ぎやすくなります。
計測結果を共有する際は、体積の数値だけでなく、対象範囲が分かる点群表示や範囲線も確認できるようにします。受け取った担当者が、どの土砂を含む数量なのか判断できる状態が望まれます。
搬出計画へ利用する場合は、計測後に土砂が増減していないことを確認します。午前中の計測値を夕方の搬出判断へ使用する場合、その間に搬入や積込みが行われていれば数量は変化しています。計測時点と判断時点を区別します。
運搬車両の台数から推定した数量や施工記録がある場合は、点群計測結果と照合します。両者が完全に一致するとは限りませんが、大きな差がある場合は、土量換算の状態、範囲線、基準面、運搬記録などを見直すきっかけになります。
現場で即土量を求める運用を定着させるには、担当者ごとに撮影方法が大きく変わらないよう、共通の手順を設けます。対象確認、外周撮影、形状変化部の追加、点群確認、範囲設定、基準面確認、結果保存という流れを統一すると、撮影漏れや設定忘れを減らしやすくなります。
LRTK Phoneを土量計測に活用するポイント
LRTK Phoneを用いて現場で即土量を確認する場合も、基本となるのは必要な形状を漏れなく取得し、範囲線と基準面を明確にすることです。計測機能があっても、撮影経路や計算条件が適切でなければ、安定した結果にはつながりません。
計測前には、端末、受信機、アプリの状態を確認します。接続状態、電池残量、必要な設定、保存先などを確認し、計測途中で中断しないように準備します。広い対象を計測する場合は、作業時間と端末の使用状況も考慮します。
異なる日に取得した点群を比較する場合は、位置と高さの基準をそろえることが重要です。測位状態や座標設定を確認し、変化していない周辺地盤や固定構造物の位置が整合しているかを見ます。
点群取得では、外周から内側へ進み、取得済み範囲と追加範囲を重ねます。法肩、法尻、凹部、稜線は複数方向から撮影し、画面へ点が表示されたことだけで完了と判断しないようにします。
計測後は、点群を上、横、裏側から確認します。土量計算に必要な外周地盤があるか、範囲線を閉じられるか、基準面を設定できるかを確認します。不足箇所があれば、現場を離れる前に撮り直します。
土量を算出した後は、対象範囲と基準面を再確認します。結果の数値が表示されても、隣接する土砂を含めていたり、周辺地盤を誤って体積へ含めていたりする可能性があります。点群、範囲線、基準面、数値を一組として確認することが大切です。
取得したデータを共有するときは、計測日時と対象区画が分かる名称を付けます。繰り返し計測する現場では、類似したデータが増えるため、作業前、作業後、搬入前、搬出後などの区分も記録します。
LRTK Phoneによる計測結果を、契約数量、出来形管理、発注者への提出などに利用する場合は、現場ごとの管理基準や必要な確認方法を事前に確認します。現場判断用の概算と、正式な成果として利用する数量では、求められる精度、記録、検証方法が異なる場合があります。
まとめ
スマホLiDARを使えば、土砂の複雑な形状を三次元点群として取得し、現場で即土量を確認しやすくなります。幅、長さ、高さだけを使う単純な近似では表現しにくい法面や天端の凹凸も、点群として記録できることが利点です。
一方で、対象物の周囲を一度歩いただけでは、法肩の裏側、法尻、凹部、稜線の反対側、障害物の背面などに撮影漏れが残る可能性があります。欠測した部分が自動的に面で補われると、見た目では異常に気づきにくく、土量を過大または過小に算出する原因になります。
撮影漏れを防ぐ一つ目のコツは、計測範囲と基準面を撮影前に決めることです。土砂表面だけでなく、法尻の外側にある周辺地盤や、前後比較に必要な固定箇所も含めます。
二つ目のコツは、外周から内側へ、取得範囲を重ねながら移動することです。開始位置と進行方向を決め、外周、法面、天端の順で不足箇所を補うと、撮影済み範囲を把握しやすくなります。
三つ目のコツは、法肩、法尻、凹部を複数の角度から撮影することです。一方向から見えていても、手前の面に隠れた部分は点群になりません。左右、上下、反対側からセンサーの視線を変えます。
四つ目のコツは、障害物と作業中の形状変化による死角を減らすことです。重機や資材の裏側は、不要点を削除するだけでは復元できません。可能であれば障害物の移動後に追加撮影し、搬入や搬出が止まっている時間に計測します。
五つ目のコツは、現場で点群を確認して撮り直すことです。上からの表示だけでなく、横、裏側、斜め下から確認し、法肩、法尻、凹部、周辺地盤に穴がないかを見ます。現場を離れる前に不足へ気づけば、追加取得によって再訪の手間を抑えられます。
土量の結果を利用するときは、計測日時、対象範囲、範囲線、基準面、現場条件を一緒に記録します。数値だけでなく、どの面とどの範囲から求めたかを残すことで、後から結果を確認しやすくなります。
スマホLiDARによる土量計測を日常業務へ取り入れるには、端末の操作方法だけでなく、撮影経路、点群確認、基準面設定、記録方法までを一連の手順として整えることが重要です。現場で即土量を確認する作業をさらに効率化したい場合は、測位情報と点群計測を組み合わせて運用できるLRTK Phoneをご確認ください。