こんにちは、インフォマティクスの空間情報クラブ編集部です。
国土交通省の「i-Construction」施策推進などにより、3次元レーザースキャナーによる計測が普及してきました。この計測で取得されるのが点群データです。
点群データは高精度であることから、インフラ構造物の保守点検、老朽化診断の業務をはじめ多くの分野で活用が広がっています。
今回は点群データの取得方法や活用事例についてご紹介します。
目次
点群データとは
点群（てんぐん）とは元々点の集まりのことをいいます。ポイントクラウドと呼ばれることもあります。
点群データが持つ情報
点群データは以下の情報から構成されます。
- 3次元座標値（X,Y,Z）
- 色の情報（R,G,B)
ファイル形式は.txt、.las、.xyzをはじめ、さまざまな形式があります。
点群データの取得方法
点群データの取得方法は主に以下のようなものがあります。
- 地上設置型の3次元レーザースキャナー（測量機器）を使った3次元計測
- 無人航空機やドローンを使った航空レーザー測量
- レーザースキャナーを搭載した車両を使った移動型3次元計測（MMS：Mobile Mapping System）
上記のほか、ハンディ型計測器や、水中設置・移動型による計測からデータ収集する場合もあります。
以下はMMS（モービルマッピングシステム：移動型3次元計測）により取得された点群の例です。シーン全体が無数の点から構成されています。
インフォマティクスの「Glove」を使って取得した点群の例
3次元計測のメリット
3次元レーザースキャナーによる測量には以下のようなメリットがあります。
- 非接触による測定・形状データを記録できる
- 高所や人の立入りが困難な危険な場所のデータを取得できる
- デジタルデータとして保存し、用途に応じた加工ができる
概ね360°全方位計測できますが、あくまでもレーザーが届く範囲に限定されるため、より正確なデータを取得するには位置を変えて複数回計測する必要があります。
活用事例
点群データは以下をはじめ、さまざまな用途に活用されています。
文化財の研究や展示に3次元点群データとVRを活用する取り組みも行われています。
GISにおける点群データの扱い
GISでは点群データは地形や構造物を表す際に利用されることが多く、範囲や点数は膨大です。GISで点群データをうまく活用するには、データの軽量化や加工、表現がポイントとなります。
GISソフト「SIS」はバージョン9以降点群データに対応していますので、点のサイズや形状、密度を変えた表現が可能です。
オープンデータとして公開されている3次元点群データ
点群データのオープンデータ化に取り組む自治体も増えてきています。
静岡県
静岡県は富士山南東部・伊豆東部の3次元点群データをオープンデータとして公開しています。（静岡県を3次元点群データで再現した「VIRTUAL SHIZUOKA」のデータセットは2020年度グッドデザイン賞を受賞。）
以下は3次元点群データを映像化した動画です。（Youtube「静岡どぼくらぶ」ちゃんねる「VIRTUAL SHIZUOKA - 3次元点群データでめぐる伊豆半島-」より）
静岡県は2017年より県全域のデジタルツイン化「VIRTUAL SHIZUOKA」に向けて点群データ取得の取り組みを開始しています。
2021年7月の熱海土石流発生の際は有志チームを結成し、数日で3次元地形データをオープンデータ「バーチャル被災地」として公開しました。
この時中心となって産官学からメンバーを募りチームを率いたのが、静岡県デジタル戦略局の杉本直也様です。（杉本様はインフォマティクスが構築した公開型GIS「静岡県地理情報システム」のユーザーでもあります。）
有志チームによる調査・分析により、もとは谷だった箇所が持ち込まれた土砂により盛り上がっていたことが判明。この盛土部分が大きく崩れたことが被害拡大につながった可能性をスピーディに突き止めたのです。
関連
宮崎県都城市
2019年夏から解体工事が行われていた「都城市民会館」（建築家・菊竹清訓氏設計）の3次元点群データがオープンデータとして公開されています。
東京都交通局
東京都交通局は、東京都の「デジタルツイン実現プロジェクト」の一環として、都営大江戸線都庁前駅の3D点群データをオープンデータとして公開しました。
デジタルツインの基礎となる点群データを公開することで活用を促進し、市民や民間事業者による活用事例の創出を図るとされています。
おわりに
今回は3次元計測によって収集される点群データについて紹介しました。
点群データは自動運転からインフラ構造物の保守点検、工場・プラント設備の保守メンテナンス、エンターテインメントまで、幅広い分野での活用が期待されています。
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