H28.9.21 小樽説明会 ii-Construction C t ti 活用のために 整備された基準類について 社会資本マネジメント研究センター 社会資本施工高度化研究室 室長 森川 博邦 Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism はじめに 国総研 １．ＩＣＴの全⾯的な活⽤（ＩＣＴ⼟⼯） ２ 新基準の導入 ２．新基準の導入 ３．ＩＣＴ活用工事の発注～工事完成までの流れ ３ ＩＣＴ活用工事の発注 工事完成までの流れ ①ＩＣＴ活用工事の設定 ②起工測量～設計図書照査 ③出来形管理 ④デ タ 納品 ④データの納品 ⑤完成検査 1 国総研 １．ＩＣＴの全面的な活用（ICT土工） ①ドロ ン等による３次元測量 ①ドローン等による３次元測量 ②３次元測量データによる ②３次元測量デ タによる 設計・施工計画 ３次元測量データ （現況地形）と設計図 面との差分から、施 工量（切り土、盛り土 量）を自動算出。 ③ICT建設機械による 施工 ④検査の省力化 ３次元設計データ等により、 ICT建設機械を自動制御し、 （※）を実施。 建設現場 建設現場のIoT を実施 ドローン等による３次元測 量を活用した検査等により、 出来形の書類が不要とな り 検査項目が半減 り、検査項目が半減。 OK ドローン等による写真測量等によ り、短時間で面的（高密度）な３次 元測量を実施。 ３次元設計データ等 を通信 ※IoT（Internet ※I T（I t t off Things）とは、様々なモノにセ Thi ）とは 様々なモノにセ ンサーなどが付され、ネットワークにつながる 状態のこと。 i-Construction 設計・ 施工計画 測量 発注者 施工 検査 ③ これまでの情報化施工 の部分的試行 従来方法 ② ① 設計・ 施工計画 測量 平面図 ・重機の日当たり 施工量約1.5倍 ・作業員 約1/3 ２次元 データ作成 施工 ④ 検査 縦断図 横断図 測量の実施 ３次元 データ作成 設計図から施工 土量を算出 設計図に合わ せ丁張り設置 丁張りに合わせ て施工 検測と施工を繰 り返して整形 書類による検査 2 国総研 ２．新基準の導入 ～15基準策定 名称 測量、設計 調査・ 施 工 検 査 新規 改訂 本文参照先（URL） http://psgsv2.gsi.go.jp/koukyou/public/uav/index.htm l １ ＵＡＶを用いた公共測量マニュアル（案） ○ ２ 電子納品要領（工事及び設計） ３ 3次元設計データ交換標準（同運用ガイドラインを含む） ○ http://www.nilim.go.jp/lab/qbg/bunya/cals/des.html ４ ICTの全面的な活用の実施方針 ○ htt // http://www.mlit.go.jp/common/001124407.pdf lit j / /001124407 df ５ 土木工事施工管理基準（案）（出来形管理基準及び規格値） ６ 土木工事数量算出要領（案）（施工履歴データによる土工の出来高算出要領（案）を含む） 木 事数量算出要領（案）（施 履歴デ タ よる 出来高算出要領（案）を含む） ○ ７ 土木工事共通仕様書 施工管理関係書類（帳票：出来形合否判定総括表） ○ http://www.nilim.go.jp/japanese/standard/form/index. html ８ 空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）（案） ○ http://www.mlit.go.jp/common/001124402.pdf ９ レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編）（案） ○ http://www.mlit.go.jp/common/001124404.pdf ○ http://www.cals-ed.go.jp/cri_point/ h // l d j / i i / http://www.cals-ed.go.jp/cri_guideline/ ○ http://www.mlit.go.jp/tec/sekisan/sekou/pdf/280330 kouji_sekoukanrikijun01.pdf ○ http://www.nilim.go.jp/lab/pbg/theme/theme2/sr/sur yo.htm http://www.mlit.go.jp/common/001124406.pdf １０ 地方整備局土木工事検査技術基準（案） ○ http://www.mlit.go.jp/tec/sekisan/sekou.html １１ 既済部分検査技術基準（案）及び同解説 ○ http://www.mlit.go.jp/tec/sekisan/sekou.html １２ 部分払における出来高取扱方法（案） ○ http://www.mlit.go.jp/tec/sekisan/sekou.html １３ 空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理の監督・検査要領（土工編）（案） ○ http://www.mlit.go.jp/common/001124403.pdf １４ レーザースキャナーを用いた出来形管理の監督・検査要領（土工編）（案） ○ http://www.mlit.go.jp/common/001124405.pdf １５ 工事成績評定要領の運用について 積算基準 ＩＣＴ活用工事積算要領（施工パッケージ型積算方式） ○ ○ h // http://www.mlit.go.jp/tec/sekisan/sekou.html li j / / ki / k h l http://www.mlit.go.jp/common/001124408.pdf 3 ２．新しい基準・要領 ８．空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）（案） 国総研 「空中写真測量（無人航空機（以下、ＵＡＶ））を用いた出来形管理技術」とは、被計 「空中写真測量（無人航空機（ ））を用 た出来形管理技術 とは 被計 測対象の地形の空中写真を撮影し、写真測量用のソフトウェアによる数値化を行い、 ３次元CADや同様のソフトウェアを用いて、出来形を面的に把握、出来形数量など を容易に算出する技術である。 ●ＵＡＶを用いた ● を用 た 空中写真測により短時 間で面的（高密度）な ３次元測量を実施 4 ２．新しい基準・要領 国総研 ８．空中写真測量（無人航空機）を用いた出来形管理要領（土工編）（案） 目的 主な記述内容 空中写真測量（ＵＡＶ）による出来形計測およ び出来形管理が 効率的かつ正確に実施さ び出来形管理が、効率的かつ正確に実施さ れるために以下の事項について、明確化する ①空中写真測量（ＵＡＶ）を用いた出来形計測 の基本的な取扱い方法や計測方法 ②取得データの処理方法 ③各工種における出来形管理の方法と具体 的手順、出来形管理基準及び規格値 ①施工計画書への記載内容 （撮影機材（ （撮影機材（ＵＡＶ及びデジタルカメラ）、 及びデジタ カ ） ソフトウェア、撮影計画） ②３次元設計データの作成・確認方法 ③ 空中写真測量（ＵＡＶ）による工事測量、 出来形計測方法 ④出来形管理基準および規格値 ⑤品質管理及び出来形管理写真基準 ⑥電子成果品の納品方法 本要領の適用の範囲 引渡し 完成検査 完成検査準備 出来高計測 出来形計測 準備工 ・起工測量 ･UAV・ﾃﾞｼﾞﾀﾙｶﾒﾗの準備 ･標定点・検証点の設置 ･３次元設計データの作成 ・撮影計画 施 工 施工計画 工事受注 準備工 ･基準点測量 5 ２．新しい基準・要領 ９．レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編）（案） 国総研 「「LSを用いた出来形管理技術」とは、被計測対象の地形を短時間かつ高密度に取 を た出来 管理技術 とは 被計測対象 地 を短時間か 高密度 取 得した出来形計測点群（３次元座標値）から、３次元CADや同様のソフトウェアを用 いて、出来形を面的に把握、出来形数量などを容易に算出する技術である。 レーザスキャナ－ ●測量装置がランダムに計測 範囲の点群を計測。 ●広範囲で高密度な測量を短 時間で実施。 ＬＳによる出来形管理機器の構成例 6 ２．新しい基準・要領 国総研 ９．レーザースキャナーを用いた出来形管理要領（土工編）（案） 目的 主な記述内容 LSを用いた出来形計測および出来形管理 が、効率的かつ正確に実施されるために 以下の事項について明確化する ①LSを用いた出来形計測の基本的な取 扱い方法や計測方法 ②計測点群データの処理方法 ③各工種における出来形管理の方法と具 体的手順、出来形管理基準及び規格 値 ①施工計画書への記載内容 （LS、ソフトウェア） ②３次元設計データの作成・確認方法 ③ LＳによる出来形計測方法 ④出来形管理基準および規格値 ⑤品質管理及び出来形管理写真基準 ⑥電子成果品の納品方法 本要領の適用の範囲 引渡し 完成検査 完成検査準備 出来高計測 出来形計測 準備工 ・起工測量 ･LＳの準備 ･標定点の設置 ･３次元設計データの作成 施 工 施工計画 工事受注 準備工 ･基準点測量 7 ２．新しい基準・要領 国総研 ５．土木工事施工管理基準（案） ・測定箇所は、平場面、天端面、法面の全面の標高較差または、水平較差とする。（現行の 測定箇所は 平場面 天端面 法面の全面の標高較差または 水平較差とする （現行の 土木工事施工管理基準に定められた基準高、法長、幅とは異なる ） ・法肩、法尻から水平方向にそれぞれ±５ｃｍ以内に存在する計測点は標高較差の評価か ら除く。 ら除く ・同様に鉛直方向に±５ｃｍ以内にある計測点は水平較差の評価から除く。 河川土 河川土工 道路土 道路土工 天端 小段 注１：個々の計測値の規格値には計測精度として±５０ｍｍが含まれている。 注２：計測は天端面（掘削の場合は平場面）と法面（小段を含む）の全面とし、全ての点で設計面との標高較差または、水平較差を算出する。計測密度は １点／m2（平面投影面積当たり）以上とする。 注３：法肩、法尻から水平方向に±５ｃｍ以内に存在する計測点は、標高較差の評価から除く。同様に、標高方向に±５ｃｍ以内にある計測点は水平較 差 評価から除く 差の評価から除く。 注４：評価する範囲は、連続する一つの面とすることを基本とする。規格値が変わる場合は、評価区間を分割するか、あるいは規格値の条件の最も厳し い値を採用する。 ※ここでの勾配は、鉛直方向の長さ１に対する水平方向の長さXをX割と表したもの。 8 完成検査 ３次元データの納品 ３次元出来形管理 実地検査 出来形管理資料 精度検証結果確認 納品 出来形管理資料 精度検証結果提示 数量算出に用いた設 計・ 計測データ 出来形管理資料 精度検証結果確認 発注者 通 常 積算 設計図書３Ｄ化指示 設計変更審査会 施工計画書確認 ３Ｄ設計確認 設計変更審査会 既済部分検査（実地 検査 ） 省略 出来形管理資料 精度検証結果提出 ３Ｄ出来形測量 標定点等設置・ 検 証点での精度確認 施工履歴データに基づく 数量総括表 出来高部分数量算出 ３Ｄ設計・地形 データ重畳結 果・ チェックシー ト提出 数量総括表 ＩＣＴ建設機械による施工 ３Ｄ設計データに基 づく数量算出 設計図書の照査 ３Ｄ設計データ 標定点等設置・ 検 証点での精度確認 ３Ｄ元設計 データ作成 起工測量 施工計画 書記載 ３Ｄ起工測量 ３Ｄ施工範囲協議 見積提出 施工者 施工協議 契約 積算 公告 9 ６ 施工履歴データによる土工の出来高算出要領（案） １２部分払における出来高取扱方法（案） に記載 【凡例】 ８，９出来形管理要領に記載 １３ １４監督検査要領に記載 １３，１４監督検査要領に記載 実施方針通知（ＨＰ未掲載） 国総研 ３．ＩＣＴ活用工事の発注～工事完成までの流れ（①施工協議） 国総研 ３．①施工協議（ＩＣＴ活用工事の設定） ICT活用工事の設定に係る実務内容と解説事項 フロー ICT施工を希望する旨の提 案・協議 受注者の実務内容 ・ICT施工を希望する旨の協議 の作成 監督職員の実務内容 ・ICT施工希望の受理・指示 ・設計図書の3次元化の指示 設計図書の3次元化の指示 の了解 起工測量（UAV、LS、その他） 3次元設計データ（3次元設計データがない場 合） 具体の工事内容及び対象範 囲の協議 3次元起工測量経費、3次元設計 データ作成経費の見積り提出 ・具体の工事内容及び対象範 具体の工事内容及び対象範 囲の協議の作成 具体の工事内容及び対象範囲の受 ・具体の工事内容及び対象範囲の受 理・確認 ・見積り書の作成 ・3次元起工測量経費、3次元設計デー ・3次元起工測量経費 3次元設計デー タ作成経費の見積り提出依頼 施工者希望Ⅱ型のICT活用工事では、契約後、施工計画書の提出までに、受注者がICT施工を希望する場 施工者希望Ⅱ型のICT活用工事では 契約後 施工計画書の提出までに 受注者がICT施工を希望する場 合には希望する旨の書類を作成し、協議をします。発注者はその内容を確認します。 ICT活用工事では、契約した設計図書が3次元化していない場合は、契約後に発注者より3次元の設計図書 を作成する指示をします 発注者指定型、施工者希望Ⅰ型及び、ICT施工を実施することとなった施工者希望Ⅱ型のICT活用工事で は、受注者がICT活用の具体の工事内容と対象範囲を記載した書類を作成し、協議します。監督職員はそ の内容を確認します。 発注者から3次元起工測量経費、3次元設計データ作成経費の見積り提出の依頼があるので、受注者が見 積り書を作成し、提出します。発注者はその内容を確認します。 10 ３．ＩＣＴ活用工事の発注～工事完成までの流れ（②起工測量～照査） 国総研 完成検査 ３次元データの納品 ３次元出来形管理 実地検査 出来形管理資料 精度検証結果確認 納品 出来形管理資料 精度検証結果提示 数量算出に用いた設 計・ 計測データ 出来形管理資料 精度検証結果確認 発注者 通 常 積算 設計図書３Ｄ化指示 設計変更審査会 施工計画書確認 ３Ｄ設計確認 設計変更審査会 既済部分検査（実地 検査 ） 省略 出来形管理資料 精度検証結果提出 ３Ｄ出来形測量 標定点等設置・ 検 証点での精度確認 施工履歴データに基づく 数量総括表 出来高部分数量算出 ３Ｄ設計・地形 データ重畳結 果・ チェックシー ト提出 数量総括表 ＩＣＴ建設機械による施工 ３Ｄ設計データに基 づく数量算出 設計図書の照査 ３Ｄ設計データ 標定点等設置・ 検 証点での精度確認 ３Ｄ元設計 データ作成 起工測量 施工計画 書記載 ３Ｄ起工測量 ３Ｄ施工範囲協議 見積提出 施工者 施工協議 契約 積算 公告 11 ６ 施工履歴データによる土工の出来高算出要領（案） １２部分払における出来高取扱方法（案） に記載 【凡例】 ８，９出来形管理要領に記載 １３ １４監督検査要領に記載 １３，１４監督検査要領に記載 実施方針通知（ＨＰ未掲載） 国総研 ３．②3次元起工測量（測量方法） 伐採後の現地盤形状を取得する 伐採後の現地盤形状を取得する 空中写真測量( 空中写真測量(UAV) ) 連続写真 〇連続写真から、対応点を探索 〇既知点座標を入力し3次元図化 Sfmソフトによる点群復元 ３次元図化 ﾚｰｻﾞｰｽｷｬﾅ(LS) 直接計測 3次元座標をもった点ﾃﾞｰﾀ 12 ３．②3次元起工測量（空中写真測量：ＵＡＶ） 全体の流れ（空中写真測量） 全体の流れ（空中写真測量） 国総研 ３．②3次元起工測量（標定点、検証点の設置：ＵＡＶ） 国総研 写真測量で復元される3次元点群に測地座標を与えるため、予め「標定点」設置 写真測量で復元される3次元点群に測地座標を与えるため 予め「標定点 設置 ・合わせて精度検証を行う「検証点」も設置する。 ポイント 精度確保のポイント ①標定点の設置位置（留意事項） ・撮影範囲外縁：100m間隔 ・天端上：200m間隔 天端 間隔 ②検証点の設置位置（確認事項） ・天端上200m間隔以内 国総研 ３．②3次元起工測量（空中写真測量：ＵＡＶ） UAVに搭載したカメラを用いて連続撮影をする。 UAVに搭載したカメラを用いて連続撮影をする ・一定の速度で飛行することで写真測量に必要なステレオ写真を取得 ポイント 精度確保のポイント ①ラップ率 ・隣り合う連続写真の重なる 割合（目安：留意事項） ・進行方向：９０％ ・隣接コース：６０％ 隣接コ ス ６０％ ②地上画素寸法（確認事項） ・ｾﾝｻｰｻｲｽ ｾﾝｻ ｻｲｽﾞ,画素数,焦点距離 画素数 焦点距離 （機材ｽﾍﾟｯｸ） ・撮影高度 ｾﾝｻｰ１素子寸法＝ｾﾝｻｰｻｲｽﾞ ﾞ÷画素数 （運用） 焦点距離 撮影 高度 隣接ｺｰｽﾗｯﾌﾟ 地上画素寸法 国総研 ３．②3次元起工測量（３次元形状の生成：ＵＡＶ） 連続写真をsfmソフトに読み込み写真解析→3次元形状の生成 連続写真を f ソフトに読み込み写真解析 3次元形状の生成 ・写真に写しこませた実測済み標定点の座標を与えて誤差配分する。 ・測地座標を与えた点群データは「計測点群データ」として納品の対象 測地座標を与えた点群デ タは 計測点群デ タ」として納品の対象 CSVﾌｧｲﾙ 計測点群データ （納品対象） 納 対象 Idn，xn，yn，zn，An （Id番号，緯度，経度，標高，ｽﾃｰﾀｽ） 標定点（モデル化 に使用した座標） 既知点座標入力 16 ３．②3次元起工測量（座標の設定：ＵＡＶ） （※）座標入力事例 標定点の座標入力 国総研 ３．①3次元起工測量（点群処理：ＵＡＶ） 全体の流れ（点群処理） 全体の流れ（点群処理） 国総研 国総研 ３．①3次元起工測量（点群処理：ＬＳ） 全体の流れ（点群処理） 全体の流れ（点群処理） ①レーザースキャナー ①レ ザ スキャナ 本体 計測点群デ タ 計測点群データ 基準点座標 データ ③３次元設計データ作成ソフトウェア ②点群処理ソフトウェア ・点群データの合成 ・点群データのフィルタリング 点群デ タのフィルタリング 出来形評価用データ （ポイントファイル） 出来形計測データ等 （ （ＴＩＮファイル） イ ） ＴＳ出来形管理用の基本設計データ 利用・変換しても良い。 曲線部などの補完に留意すること ④出来形帳票作成ソフトウェア ⑤出来高算出ソフトウェア ３次元設計データ 出来形管理データ （設計と出来形の差） 出来形管理資料 19 ３．①3次元起工測量（点群処理の流れ） 国総研 ＵＡＶやＬＳによる測量 ○計測点群データから起工測量計測データへの処理 計測点群データ（起工測量） （ポイントファイル） 点密度２cm四方に1点 計測点群データの処理後 （ポイントファイル） 点密度10cm四方に1点 計測時は点群密度の不足が出ないように、規定以 上の点群密度 計測されるため 作業に合わせた点 上の点群密度で計測されるため、作業に合わせた点 群密度の調整を行い、数量算出や3次元設計データ 等の修正作業を行う。 出来形評価用デ タ 出来形評価用データ （ポイントファイル） 点密度100cm四方に1点 起工測量計測デ タ 起工測量計測データ （ＴＩＮファイル） 点密度50cm四方に1点 出来形合否判定総括表 の作成 3次元設計データの修正 数量算出 2次元図面から作成した 3次元設計デ タ 3次元設計データ 20 ３．②3次元起工測量（ノイズ処理、密度調整） 国総研 計算処理をしやすくするため 必要のないデ タを削除する（してもよい） 計算処理をしやすくするため、必要のないデータを削除する（してもよい） 【トリミング】 ポイント 間引きのルール ①純粋な削除はOK、 ・各点の数値の加工はNG （平均処理はNG） ②所要の密度確保 ・数量算出・起工測量用の デ タとして データとして →50cm間隔以内 【フィルタリング（一例）】 例：最下点（盛土管理に有利）、中央点等 様々な抽出方法がある。 ３．②3次元起工測量（ＴＩＮの生成） 国総研 TINデ タを生成する TINデータを生成する 計測点群データ 計測点群デ タ （所要の密度に間引いた ポイントデータ） TIN（不等三角網）ファイル 数量算出に利用する 国総研 ３．②3次元設計データ作成（作成手順） ３次元設計データの作成手順とイメージ ・3次元設計データは当面2次元発注図から施工者が作成する 座標系入力 平面線形 BP座標 直線 工事基準点入力 平面線形入力 （測点座標、曲線要素） 緩和曲線 （クロソイド） 円曲線 EP座標 IP 線 緩和曲線 （クロソイド） 縦断線形入力 （勾配変化点要素） 直線 縦断線形 縦断曲線長VCL ===＝ 縦断変化点座標 出来形横断面形状 出来形横断面形状入力 （出来形横断面要素） 道路幅 勾配(%) 要素高 道路中心線 （又は堤防法線） 勾配 (1:x)
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