点群データを活用し、道路や公共構造物を仮想空間上に再現する新技術

研究チームは、現実の街並みや建物を仮想空間上に再現する「点群データ」技術について報告する。 研究チームは、レーザー測定は単なる「点の集合」であると述べている。 しかし、点群データを含む3Dデータを共有できるプラットフォームがあれば、その応用範囲はさらに広がるだろうと研究者らは説明する。

チームは、中村健二教授が率いました。 大阪経済大学、今井隆一教授 アル・フセイニ大学塚田 義典 准教授、梅原 義正 講師 摂南大学田中重則教授 関西大学。

チームによるレポートが英語で出版されました デジタルライフマガジン日本を拠点とする学際的な査読済みのオープンアクセスジャーナル。

点群データとは何ですか?

点群データは、XYZ 座標 (幅、高さ、深さ) や RGB (赤、緑、青) の色値などの情報を持つ点の巨大な集合体です。 実際の場所にある物体の詳細なデータを記録するために使用できます。

例えば、旧都城市民会館（宮崎県都城市）の解体を決断した。 故人がデザインしたものです 菊竹清訓, 戦後を代表する建築家の一人。 2019 年、ボランティアのグループがサイバースペースで建築を保存するために活動しました。 3Dレーザースキャナーを使用して、外観だけでなく、ステージの内部、客席、屋根裏の構造などもアーカイブしました。

点群データは建物の「保存」だけでなく、「電子建築」の分野でも注目を集めています。 建設現場や土木工事におけるICTの活用分野です。

この技術はインフラ点検にも応用できる。 このため国土交通省では、点群データを活用して道路管理の効率化に取り組んでいます。 具体的には、災害時にどのルートが危険にさらされているかを特定します。

3D Point Studio プラットフォームが課題に取り組む

点群データは確かに有用な技術ではあるが、点群データはその目的に応じて賢明に使用するのが難しい場合があると中村博士らは指摘する。

点群データを用いて3D道路を設計すると、「ここからあそこまで道路があって、その横に歩道がある」ということが視覚的に一目で分かりやすくなります。 あるいは、そこに木があり、信号機があり、道路標識があること。 しかし、既存のシステムで点群データを解析する場合、点群データ自体は点の集合にすぎません。 したがって、何かがどこにあるかなどの基本的な情報は評価できません。

この問題を解決するために、中村博士、今井博士、および彼らの同僚は V インテリジェントスタイル合同会社 3D ポイント スタジオによって開発されました。 点群データの活用を促進するプラットフォームです。 また、一部の機能を無料で公開している。

「デジタルツイン」公共スペースの構築

3D Point Studioでは、点群データに、人工物や人工物の位置や性質に関する情報を含む「エリアデータ」が付与されます。 これにより、データ化されていない膨大な点群データの中から、「定義された点の集合」だけを抽出することが可能となります。

エリアデータの機械可読（コンピュータ可読）属性により、都市景観点群データからのみ道路の傾斜を抽出することが可能です。 あるいは、道路沿いに並ぶ「柱状の物体」から電柱だけを抽出するなど。

仮想空間の中に現実空間の「ツイン」を作り、シミュレーションを行う技術を「デジタルツイン」と呼びます。 中村博士らは、道路、道路標識、電柱などをそれぞれの仮想空間で解析できる技術を「公共構造物のデジタルツイン」と呼んでいる。

点群データはサイズが大きく、簡単に表示できないため、中村博士と彼のチームは、データ表示と情報共有のために 3D Point Studio の機能をオンライン バージョンに分割しました。 データ処理と分析のためのオフライン バージョンも作成しました。

実際に使用されている受賞歴のあるテクノロジー

道路建設作業員が建設現場をすぐに確認したい場合は、Web サイトのオンライン バージョンにアクセスできます。 そこで、数分で 3D グラフィックスでサイトを「プレビュー」できます。 表示したデータのURLを公開して他の人に共有することも可能です。

オフライン版には点群データを多角的に解析・編集できる実践的な解析機能も多数搭載されています。 たとえば、3D Point Studio を使用すると、静岡県が公開する県道の点群データを季節ごとに比較することができます。 これにより、インテリジェント スタイル社は、ハリケーン被害地域がハリケーン前後でどのように変化したかを調査できる環境を構築しました。

この功績により、同社は 2019 年の賞を受賞しました。 i-Construction大賞 （優秀賞）。 国土交通省が建設・土木に関する優れた事業を表彰するもの。

研究チームは今後、3D Point Studioを活用して建物やインフラの維持管理だけでなく、建築や建設に関わるさまざまな研究を実施し、研究成果の充実を図っていきたいとしている。

この記事は以前Sankei Bizに掲載されたものです デジタルライフマガジン。 記事も読むことができます 日本語で。

著者：野間丈敏

J では英語でも読むことができますアパンFWSankeiBizに初掲載されたその他の記事は以下のとおりです。 デジタルライフマガジン。