点群の土量計算は基準面で数字が変わる

土量の計算は、土工の見積と精算を左右する作業です。一般には、丁張りや測量で断面を取り、平均断面法などで体積を出す形が広く使われています。

そこへ、点群を使う方法が加わってきました。レーザースキャナや写真から地形の点の集まりを取り、面として比べて体積を出す形です。測る点の数が桁違いに増えます。

ポイントはここです。点群の土量計算で数字を決めるのは計測の精度より、どの面を基準にするかです。

ここでは、点群の土量計算について、数字が動く理由、計測の前にやること、従来の測量との突き合わせ、そして残土の管理につなぐところまでを整理します。

点群の土量計算で数字が動く理由

点群の土量計算では、同じ現場を測っても条件が違えば数字が変わります。理由は3つに分かれます。

1つめは、基準となる面の取り方です。土量は「ある面とある面のあいだの体積」なので、どちらの面を基準にするかで数字が決まります。現況の地盤面を基準にするのか、設計の計画面を基準にするのか、前回の計測結果を基準にするのか。

2つめは、測った範囲です。法面の端をどこまで含めるか、隣接する範囲をどう切るか。範囲の縁を1メートル動かすだけでも、広い現場では無視できない差になります。

3つめは、点群に何が写り込んでいるかです。点群は見えているものをそのまま記録するので、草も仮設物も「地面」として計算されます。不要な点を取り除く処理をしていないと、実際より土量が多く出ます。

この3つは、どれも計測の機器とは関係がありません。高い精度の機器を使っても、条件が違えば数字は違ってきます。

そのため、点群で土量を出すときは、数字と一緒に条件を残しておく形が要ります。基準面、範囲、除去した対象。この3つが書いてあれば、後から差の理由をたどれます。

一方で、条件を毎回変えると比べられなくなります。同じ現場で何度か測る場合は、最初に決めた条件を最後まで変えないのが扱いやすくなります。

変えざるを得ない場面もあります。範囲が追加になった、設計が変わったという場合です。そのときは、変えた日と変えた内容を記録に残して、前後の数字を混ぜないようにします。同じ表の中に条件の違う数字が並ぶのが、いちばん後で困る形です。

点群の土量計算の前にやること

点群の土量計算では、測る前の準備が結果を左右します。撮り直しがきかない場面もあるため、順番を決めておくと確実です。

まず、対象の範囲を決めます。図面上で線を引いておき、現地でも目印を置いておくと、測る側と計算する側で認識がそろいます。範囲が口頭で決まっていると、測った後で食い違いが出ます。

次に、基準となる面を決めます。着工前の現況を測っておくと、それ以降の計測はすべてその面と比べられます。着工前の計測をしていない現場は、後からさかのぼれません。

3つめは、現地の片付けです。草、仮設物、資材、車両。取り除いておけば、後の処理が軽くなります。全部をどけるのは難しいので、動かせるものだけでも寄せておくと違います。

4つめは、精度を確かめる基準点です。分かっている座標の点を現地に置いておくと、計測の結果が信用できるかを確かめられます。

そのうえで、これらは工事ごとに条件が変わります。発注者から要領が示されている場合は、そちらが優先されます。着手前に監督員と確認しておくと手戻りがありません。

一方で、準備に時間をかけすぎると効果が薄れます。範囲と基準面の2つだけは押さえて、残りはできる範囲でという割り切り方が現実的です。

計測の時期も結果を左右します。草が伸びる季節は取り除く処理が重くなり、雨の後はぬかるみで形が変わります。工程の都合が優先されるとはいえ、選べるなら条件の良い日を選ぶほうが後の作業が軽くなります。

あわせて、計測の前に一度短い範囲で試し撮りをしておくと安心です。機器の設定や写り込みの具合が、その場で分かります。

点群の土量計算と従来の測量の突き合わせ

点群の土量計算を始めると、従来の方法で出した数字と合わないことが起きます。慌てて精度を疑う前に、条件を見るほうが早く解決します。

従来の平均断面法は、決められた間隔の断面から体積を推定します。断面と断面のあいだの形は、直線で結んだものとして扱われます。実際の地形が波打っていれば、その差が数字に出ます。

点群は面として測るため、波打った形もそのまま反映されます。そのため、複雑な地形ほど2つの数字は離れます。どちらかが間違っているのではなく、近似の仕方が違うだけという場合が多くあります。

そのうえで、契約の数量がどちらの方法で決まっているかは確認しておく必要があります。設計の数量が平均断面法で出ているなら、点群の数字をそのまま請求の根拠にはできません。

実務での扱いとしては、契約の数量は従来の方法、施工の管理は点群という使い分けをしている現場があります。目的が違うので、両方を持っていても矛盾しません。

一方で、発注者が3次元での管理を求めている工事では、点群の側が正になります。この場合は要領に沿った手順で出すことになります。

数字が合わないときの調べ方は、順番を決めておくと早く終わります。まず範囲、次に基準面、次に除去した対象、最後に計測の精度。精度から疑うと、たいてい遠回りになります。

この順番で見ていくと、多くの場合は最初の2つで説明が付きます。範囲の縁と基準面は、条件を書き出して並べるだけで違いが見えるためです。

点群の土量計算を残土の管理につなぐ

点群の土量計算で出した数字は、残土の管理にもつながります。現場から出る土の量が分かれば、搬出の計画と費用の見込みが立つためです。

建設発生土については、2023年5月から搬出先を明確にして記録することが求められるようになっています。出る量と、出した先の両方を押さえておく必要があります。

点群で出るのは、出る量のほうです。切土と盛土の差から、場外へ出す量が見えてきます。ここが早く分かるほど、搬出先の手配と費用の見込みが早くなります。

そのうえで、実際に運んだ量と、計算で出た量は一致しません。土はほぐれると体積が増えるため、地山の量と運搬時の量は別の数字になります。この換算をどう扱うかを決めておかないと、集計が合わなくなります。

搬出管理表の側には、運んだ量を記録します。計算で出た量と運んだ量を並べて見られる形にしておくと、途中で差が開いたときに気づけます。

一方で、差が出ること自体は異常ではありません。換算の係数、現場での仮置き、他の工事への流用。いずれも差の理由になります。差が出たら理由を1行書いておく形にしておくと、後で説明できます。

書く場所は搬出管理表の余白で足ります。専用の欄を作るより、いま使っている表に書き足すほうが続きます。大事なのは形式ではなく、差に気づいた時点で書かれていることです。

点群の土量計算でAIが担える範囲

点群の土量計算でAIや自動処理が担うのは、点の整理と計算です。条件を決めることは人が行います。

自動処理が得意なのは、地面とそれ以外を分ける作業です。植生や構造物を判別して取り除く処理は、多くのソフトに機能として入っています。ただし、判別は完全ではありません。

草が密に生えている場所、低い仮設物、水面。いずれも判別が難しい対象です。自動で取り除いた結果を、断面で1か所ずつ見て確かめる工程は残ります。

体積の計算そのものは、条件さえ決まれば自動です。基準面と範囲を指定すれば、数値が出ます。ここに人の判断は入りません。

一方で、基準面の取り方、範囲の切り方、換算の扱い。この3つは人が決めます。現場の条件と契約の内容を知っている人でないと決められないためです。

そのため、道具に期待するのは「測る時間と計算の時間を短くすること」までにしておくと、期待とずれずに済みます。条件を決める時間は、むしろ増えると考えておくほうが安全です。

点群の土量計算を小さく試す順序

点群の土量計算は、機器を買う前に試せます。借りる形もあり、測量そのものを外注している会社も多くあります。

続きやすいのは次の形です。

1. 次の土工の現場で、着工前に1回だけ点群を取る
2. 従来の方法でも同じ範囲を測る
3. 基準面と範囲をそろえて、2つの数字を比べる
4. 差が出た理由を、条件の違いと地形の複雑さに分けて書く

2つめの並行が判断の鍵になります。手間は増えますが、比べる材料がなければ数字を信用できません。

4つめで理由を分けておくと、次の現場での見当がつきます。条件の違いで説明できるなら、そろえれば済みます。地形の複雑さで説明できるなら、複雑な現場ほど点群の価値が高いということになります。

そのうえで、効果は広さより形の複雑さで決まります。広くて平らな現場より、狭くても起伏がある現場のほうが差が出ます。立ち入りにくい場所がある現場も同じです。

一方で、処理する人の手間も見ておく必要があります。点群のデータは量が大きく、扱える端末と時間が要ります。誰がその作業をするのかを決めないまま始めると、データだけが溜まります。

最後に、発注者が3次元での管理を求めている工事があるなら、そこから入るのが自然です。求められている形で1件通せば、自社の手順としても残ります。

そのうえで、土量の数字は工事の利益に直接つながります。切土と盛土のバランス、場外へ出す量、運搬の回数。いずれも金額の大きい項目なので、早い段階で見当が付くほど打てる手が増えます。

着工前の段階で場外へ出る量が読めていれば、搬出先の手配も運搬の見積も先に動かせます。工事が進んでから分かると、条件の悪い手配になりがちです。

よくある質問

点群で出した土量と、従来の測量で出した土量が合いません。

どちらかが間違っているとは限りません。基準面の取り方、計測した範囲、法面の扱いが違えば数字は動きます。まず**両方の条件を並べて書き出す**と、どこで差が出ているかが見えてきます。条件をそろえたうえでなお差が残る場合に、計測の精度を疑う順番が実務に合います。

草や構造物が写り込んでいると数字はずれますか。

ずれます。点群は見えているものをそのまま記録するため、草や仮設物の表面を地面として計算してしまうことがあります。不要な点を取り除く処理が要るので、計測の前に対象範囲を片付けておくと後の作業が軽くなります。

小さい現場でも点群を使う意味はありますか。

面積が小さいと、準備と処理の手間が測る時間の短縮を上回ることがあります。一方で、形が複雑な現場や、立ち入りにくい場所がある現場では小さくても効果が出ます。広さより**形の複雑さと安全性**で判断するほうが実態に合います。