3次元出来形計測の方法｜i-Constructionの出来形管理をドローンで行う

i-Constructionで求められる「3次元出来形計測」は、従来の断面測量に代わり点群データで施工精度を確認する手法です。ドローン測量（UAV写真測量）を活用すると、広範囲を短時間・低コストで計測できます。本記事では実施手順から帳票作成まで詳しく解説します。

1. 3次元出来形計測とは

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出来形管理とは「設計図書と実際の施工形状を比較して、許容範囲内に収まっているかを確認する作業」です。従来は断面ごとにTSで高さや幅を計測していましたが、3次元出来形計測ではドローンや地上型スキャナで取得した点群データ（数百万点）を設計面と比較します。

国土交通省の「UAV（ドローン）を用いた出来形管理要領（土工編）」に基づいて実施することで、ICT活用工事の出来形管理書類として認められます。

2. ドローン出来形計測の特徴

広範囲を一度に計測できる

1フライト（30〜60分）で数ha〜数十haの範囲を計測できます。従来のTS測量では数日かかる範囲も半日で完了するケースが多く、工程短縮に直結します。

高精度な点群データ

RTK対応ドローン（DJI Matrice 350 RTK等）を使用することで、水平±3cm・垂直±5cm程度の精度を確保できます。地上にGCPを配置することで、さらに精度を向上させることも可能です。

施工段階ごとの繰り返し計測が容易

盛土・切土の進捗に合わせて複数回計測し、設計面との差分を可視化することで、施工品質の継続的な管理が可能です。

3. 実施手順

STEP 1：GCP（地上基準点）の設置

現地に4〜8点程度のGCPをGNSS測量機で設置します。座標系は施工エリアの平面直角座標系に統一します。RTKドローンを使用する場合でも、GCPによる後検証（チェックポイント計測）を行うことが推奨されます。

STEP 2：ドローンによる空撮（写真測量）

設計されたフライトパスに沿って自動飛行し、オーバーラップ80%以上・サイドラップ60%以上で空撮します。高度・速度・シャッタースピードを現場条件（風・光量・障害物）に合わせて調整します。

STEP 3：点群データの生成（SfM処理）

空撮画像をMetashapeやPix4Dmapperなどのフォトグラメトリソフトで処理し、高密度点群（DSM）を生成します。GCPを使った精度確認を行い、要求精度を満たしているかチェックします。

STEP 4：設計面との差分比較

生成した点群（現況面）と3次元設計データ（LandXML形式）を出来形管理ソフト（TREND-POINT、FieldWorksなど）に読み込み、各点での設計面との差分（残差）を算出します。許容値（±50mm程度が多い）との比較を行います。

STEP 5：出来形帳票の作成

差分コンター図（色分けマップ）・横断図比較・統計値（最大・最小・平均残差）を含む出来形管理帳票を作成します。国交省要領に準拠した様式で整備し、監督員に提出します。

4. 帳票に記載すべき項目

UAVを用いた出来形管理要領では、以下の項目を帳票に記録することが求められています。

• 計測日時・天候・使用機器（型番・シリアル番号）
• GCPの座標値と精度確認結果（RMS誤差）
• 点群データのファイル名・取得点数・解像度
• 設計面との差分統計（平均値・標準偏差・最大値・最小値）
• 差分コンターマップ（施工範囲全体）
• 横断方向の断面比較図

5. ドローン出来形計測が適さないケース

ドローン出来形計測はすべての状況に適しているわけではありません。以下のケースでは地上型スキャナやTS測量との組み合わせを検討してください。

• 樹木・構造物の陰で見通しが取れない箇所
• 飛行禁止区域・規制空域内の現場
• 狭小な構造物（ボックスカルバート内部など）
• 悪天候（強風・降雨・低視程）時

6. 費用と工期の目安

東海エアサービスのドローン出来形計測の標準的な費用・工期は下記のとおりです（現場条件により変動）。

• 計測費用：15万円〜（面積・GCP数・解析仕様による）
• 現地作業：半日〜1日
• データ納品：計測後3〜5営業日
• 精度：水平±3cm・垂直±5cm

実績218件以上。3次元計測（LiDAR含む）は25万円〜で対応しています。