点群データとは、地形や建物の形状を無数の3次元座標点として記録し、3D空間上に再現できるデジタル情報です。点群データを活用すれば、危険な場所でも安全に測量できるほか、作業時間の大幅な短縮や高精度な3Dモデルの作成が可能になります。
一方で、点群データを活用したくても、「どの取得方法を選ぶべきか分からない」「導入コストや専門知識の壁が高くて踏み切れない」と感じる方も少なくありません。
本記事では、点群データの基本から代表的な取得方法、解析や3Dモデル化の手順、具体的な活用事例、さらに導入時に直面しやすい課題と解決策までを詳しく解説します。
点群データ技術の全体像を理解し、自社に最適な導入方法を見つける手がかりとして、ぜひご活用ください。
目次
点群データとは
近年、レーザー計測やドローン技術などの進歩により、点群データは建設・測量の現場で広く活用されるようになっています。点群データの仕組みを理解し、業務に取り入れることで、、作業の効率化やデジタル化をよりスムーズに進められます。
ここからは、点群データの特長をわかりやすく解説します。
点群データとは
- 測量装置によって取得されるデータ
- 位置と色の情報を持つ点の集まり
- 点群データの主なファイル形式
測量装置によって取得されるデータ
点群データとは、レーザースキャナーやカメラ付きドローンなどの機材を使って、建物や地形を細かい点の集合として記録したデジタルデータのことです。
対象物にレーザーや光を照射し、その反射をセンサーで測定することで、3次元空間上の位置情報を高密度に取得します。
こうして得られた点群データは、点の集合としてコンピュータ上に立体的に可視化され、実際の地形や構造物の形状を3Dモデルとして精度高く再現することができます。
そのため、現場の状況を非接触・短時間で把握できる手段として、建設・測量・土木・林業など幅広い分野で注目されています。
位置と色の情報を持つ点の集まり
点群データの各点は、X・Y・Zの3つの座標で「位置」情報に加えて、「色」の情報もあわせ持っています。
例えば壁の白さや木の緑などの色味も反映できるため、建物や地形をよりリアルに再現ができます。
また、点群データは数百万から数億の膨大な点で構成されるため、写真や図面ではわかりにくい立体構造や奥行きまで、精密に可視化することが可能です。
これらのデータは専用のソフトウェアで解析・分類でき、設計の検討や現場の状況把握、インフラ整備などさまざまな分野で活用されています。
点群データの主なファイル形式
点群データの形式は、機材やソフトウェアによって異なります。代表的な拡張子には「las」「laz」「e57」「txt」などがあります。
なかでも、las／laz形式は多くの現場で使われており、さまざまな点群処理ソフトとの互換性が高いのが特長です。
点群処理については以下でも詳しく解説しています。
点群データのメリットとは
点群データを活用すると、従来の測量や調査では難しかった作業も効率的かつ安全に行えるようになります。
ここからは、点群データがもたらす代表的なメリットを具体的に紹介します。
点群データのメリットとは
- 危険な場所でも安全に測量できる
- 作業時間を短縮できる
- 3Dモデル化や2D図面化できる
- さまざまな分野で幅広く活用できる
危険な場所でも安全に測量できる
点群データのメリットの一つは、人が危険な場所に立ち入らなくても安全に測量が行える点です。
従来は、建設現場や老朽化した施設で作業員が直接計測地点まで移動する必要があり、転落や崩落などの事故のリスクが伴っていました。
しかし、3Dレーザースキャナーやドローンを活用すれば、遠隔から必要なデータを取得でき、作業員が危険区域に入る必要がなくなります。
さらに小型ドローンやロボットを使えば、狭くて人が立ち入りにくい場所でも計測が可能です。
高所作業や災害現場のように安全確保が難しい環境でも、短時間で高精度な点群データを取得できるため、労働災害のリスクを減らせます。
作業時間を短縮できる
点群データを活用すると、従来の手作業による測量に比べて作業時間を大幅に短縮できます。
手作業による測量では、複数人の作業員が現場に入り、一点ずつ測定する必要があります。しかし、3Dレーザースキャナーやドローンを使えば、広い範囲を短時間でスキャンし、数百万点規模のデータを自動で取得することが可能です。
必要な人員は機材を操作するオペレーターのみで済むため、作業負担を軽減でき、人件費の削減にもつながります。
さらに、取得した点群データはそのまま設計図の作成や施工計画に活用できるため、現場での測量作業だけでなく、設計・施工プロセス全体を効率化できます。
3Dモデル化や2D図面化できる
点群データを活用すれば、図面が手元になくても、現場で取得した計測結果から3Dモデルを生成できます。
特に、古い建物では図面が紛失していたり、手書きによる精度の低い資料しか残っていないケースもあり、改修や補修に時間とコストがかかっていました。
点群データを保存しておけば、必要なときに正確な3Dモデルをすぐに作成できるため、設計や施工計画を効率的に進められるのが大きな利点です。
さらに、点群データは3次元モデルだけでなく2次元の図面としても出力できます。正確な寸法情報が不明な建築物や、複雑な構造物でも、短期間で高精度な図面を作成できるため、業務の効率化につながります。
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点群データの活用事例
点群データは汎用性が高いため、さまざまな分野で活用されています。
その範囲は建設・測量業界にとどまらず、文化財保護や都市計画、農業やエンターテインメントの分野でも活用が拡大しています。
| 分野 | 活用用途 |
|---|---|
| 建設・土木 | 既存建物の現況調査、BIM連携 |
| 製造業 | 設備配置・設計の計画、品質管理 |
| インフラ整備 | 橋梁・トンネル・高速道路の維持管理 |
| 都市計画 | 都市モデルの作成、復旧支援 |
| 災害査定 | 被害状況の記録・査定 |
| 農業 | デジタルアーカイブ、修復支援 |
| エンタメ・ゲーム | 建物・風景のデジタル化 |
例えば、2025年大阪・関西万博では、日本電信電話株式会社（NTT）が次世代通信基盤「IOWN」を活用し、点群データを含む3D空間をリアルタイムで遠隔地に伝送・再現する世界初の実験を実施しました。
Perfumeのライブを対象に、夢洲と吹田会場をつなぎ、高解像度かつ臨場感あふれる演出を再現することに成功しています。※
※出典：大阪・関西万博 NTTパビリオン IOWNを活用した世界初のリアルタイム3D空間伝送実験に成功 | ニュースリリース | NTT
こうした先端的な取り組みに加え、国内の企業や自治体でも点群データを実務に取り入れる動きが進んでいます。以下では、建設業界や森林調査の分野での具体的な事例を紹介します。
山形県で建設DXを牽引する先進企業の事例
山形県寒河江市に本社を構える株式会社寒河江測量設計事務所は、地域に根ざした測量・設計を手がける総合建設コンサルタントです。
UAVレーザースキャナー（ULS）やモバイルマッピングシステム（MMS）などの最新技術を積極的に導入し、災害現場やICT施工の現場で多様な3次元計測を実践しています。
さらに、山形県が推進する「道路空間3次元点群データプラットフォーム」の整備にも参画し、県内での点群データ活用を先導しています。
点群処理ソフトを用いてフィルタリングやクラス分類などの処理を日常業務に取り入れることで、設計・施工の精度向上と業務効率化を実現しています。
詳細は「株式会社寒河江測量設計事務所の点群データ活用事例」で紹介しています。
森林調査の常識を変える点群活用事例
北海道釧路市の大澤木材株式会社は、森林整備や木材生産を行う企業です。
同社は、ドローンによる点群データ取得と点群処理ソフトを組み合わせ、従来のプロット調査に代わる新しい森林調査の方法を導入しました。
樹木解析機能を用いることで、樹木1本ごとの位置や樹高を自動で算出し、材積推定や作業計画に活用しています。
その結果、従来11人日かかっていた毎木調査を1人日で完了できるようになり、工数は10分の1以下に削減されました。
森林調査の効率化と精度向上を同時に実現した同社の取り組みは、スマート林業の先進的な事例といえるでしょう。
さらに詳しい内容は「大澤木材株式会社の森林調査の点群データ活用事例」で紹介しています。
代表的な7つの点群データ取得方法
点群データの取得方法は一つではなく、現場の状況や目的に応じて適した機材を選ぶ必要があります。
適切な方法の選択が、効率的かつ正確な点群データ取得につながります。
1.地上設置型レーザースキャナー（TLS）
地上設置型レーザースキャナー（TLS）は、三脚などに設置して使う高精度な計測機材です。
従来の測量のように一点ずつ時間をかけて計測する必要がなく、レーザーを回転させて照射し、広い範囲を短時間でスキャンできるのが特長です。
TLSはミリ単位の精度を誇り、トンネルや建造物の内部など空からは撮影できない現場で活用されています。
ただし、設置型のため死角が生じやすく、広範囲を計測する際には機材を移動して複数回スキャンしたあとにデータを統合する必要があります。
また、装置は大型かつ高価で、運用には専門知識も求められます。加えて、設置型で移動に手間がかかることから、広大な敷地や急斜面のような現場には適していません。
2.レーザースキャナー搭載型ドローン
レーザースキャナー搭載型ドローンは、無人航空機（UAV）に軽量化されたLiDARを取り付け、上空から点群データを取得できるよう設計されています。
飛行中に地表や構造物へレーザーを照射し、距離を計測して3次元座標を収集します。
広大なエリアを短時間で効率的に測量できるという特長があり、急斜面や河川敷、森林、災害現場など人が立ち入りにくい場所でも安全に計測が可能です。
一方で、飛行中の振動や天候の影響で精度は地上設置型に劣る傾向があり、機材コストや飛行許可、操縦技術の習得など運用面の課題もあります。
高精度なデータが必要な場面では地上測量と併用し、目的に応じて使い分けることが重要です。
3.写真測量（フォトグラメトリ）
写真測量（フォトグラメトリ）は、対象物をさまざまな角度から撮影した写真を解析し、3次元モデルを生成する技術です。
写真をもとにしているため、形状だけでなく表面の質感までリアルに再現できるのが特長です。
しかし、再現できるのは撮影した部分に限られ、建物の裏側や樹木の下などは再現が難しい点が課題です。
また、高精度の写真が大量に必要であり、模様の少ない壁面や水面などは特長を抽出しにくいため、精度が安定しません。
そのため、森林や閉鎖的な環境などでは、レーザースキャナーとの併用が推奨されます。
4.モバイルマッピングシステム（MMS）
モバイルマッピングシステム（MMS）は、車両にレーザースキャナーやカメラ、人工衛星を使って位置を測るGNSSなどを搭載し、走行しながら周囲の3次元データを取得するシステムです。
車両が移動する際にレーザーを照射して反射を捉え、対象物の3D座標を記録します。
走行中に広い範囲を連続的にスキャンできるため、道路や都市部の測量を効率的に行えるのがメリットです。
一方で、専用車両や高額な機材が必要となるため、導入コストや運用体制の整備がデメリットとなります。
しかし、都市部や狭い道路での測量を大幅に効率化できる技術として注目されており、今後さらに利用の拡大が期待されています。
5.ハンディ型3Dスキャナー
ハンディ型3Dスキャナーは手持ち式の小型装置で、利用者は対象物の周囲を移動しながら3次元形状をスキャンできます。
コンパクトな設計のため、狭い空間や複雑な環境でも扱いやすいのが特長です。
さらに、測定結果をリアルタイムで確認でき、精度不足や取りこぼしをその場で修正できる利点もあります。
ただし、計測範囲は手の届く範囲に限られており、大規模な構造物や広い地形の測量には向いていません。
加えて、手持ち操作による振動や操作者の熟練度が精度に影響するため、安定したデータ取得には一定の技術が求められます。
6.LiDAR搭載スマホ
近年では、iPhoneなどに内蔵された小型レーザー測距センサーを利用して手軽に3次元計測ができるLiDAR搭載スマホも登場しています。
専用アプリなどを組み合わせれば、測量からデータ処理、3Dモデルの作成までがその場で完結できます。
しかし、ハンディ型同様、計測距離が限られるため広範囲の測量には向いていません。
さらに、専用レーザースキャナーと比べると精度は劣り、正確さが求められる場面には適していないのが現状です。
一方で、低コストかつスピーディーに導入できる利点から、ICT施工や建設業界の生産性向上を支える実用的なツールとして普及が進んでいます。
7.音響測深
音響測深は、水中に音波を発射し、反射が戻るまでの時間から距離を算出する測量方法です。
ソナーと呼ばれる装置を使い、海洋や河川、ダム湖などの水中環境を計測して点群データを取得します。
従来使用されるシングルビームでは1本の音波しか使えず、同じ範囲を繰り返し測定する必要がありました。
これに対し、マルチビームソナーは扇状に多数の音波を発射できるため、広範囲を一度に計測し、短時間で高精度なデータを得られます。
ただし、音波は水深や水質の影響を受けやすく、環境によっては正確に測れない可能性もあります。
さらに、マルチビームによる計測は専用装置を要するため、導入コストが高額になりやすい点にも注意が必要です。
点群データの解析と3Dモデル化の手順
取得した点群データは、そのままでは単なる座標の集まりにすぎません。建物や地形を正確に表現する3Dモデルや図面として利用するためには、データの処理や解析が必要です。
ここでは、一般的な点群データの解析から3Dモデル化までの手順をわかりやすく紹介します。
点群データの解析と3Dモデル化の手順
- 1. データを点群処理ソフトに取り込む
- 2. ノイズの除去・位置合わせをする
- 3. 解析・分類をする
- 4. 3Dモデル化する
1.データを点群処理ソフトに取り込む
計測機材から取得した点群データは、まず専用の処理ソフトに取り込むことから始まります。
点群は数百万から数億点の膨大な座標データから構成されており、そのままでは実務に適していません。
専用ソフトに取り込むことで初めて整理が可能となり、測量成果や3Dモデルへと変換する準備が整います。
点群処理ソフトは、レーザースキャナーやドローン、写真測量など異なる機材から得られた膨大なデータを効率的に統合・処理する役割を担っています。
なお、点群処理ソフトの種類や機能をより詳しく知りたい方は、あわせてこちらの記事もご覧ください。
2.ノイズの除去・位置合わせをする
点群データには、周囲の環境や動く物体の影響で不要な点（ノイズ）が含まれることがあります。
例えば、計測中に人や車が横切ると不要な点が混在し、データの精度が下がってしまいます。
さらに、複数の地点から取得したスキャンデータは位置合わせが必要です。レーザースキャナーは設置場所によって死角が生じるケースもあるため、複数のデータを重ね合わせることで、対象物全体を正しく再現します。
ノイズ除去については以下で詳しく解説しています。
3.解析・分類をする
ノイズ除去や位置合わせでデータを整えたあとは、寸法の計測や干渉チェックなど具体的な解析を行います。
これにより、点群から形状や位置関係を数値化でき、建物の寸法や断面の把握などに活用可能です。
さらに分類処理では、膨大な点群を地面・建物・樹木・電線・車・人などの属性ごとに自動識別し整理します。分類をすることで、地形だけを抽出して分析したり、建物だけを取り出して高さを測定したりといった作業も容易になります。
4.3Dモデル化する
解析と分類を終えた点群データは、必要に応じて3Dモデルとして活用できる形に変換します。
代表的な方法が「メッシュ化」で、点群の座標を頂点とし、三角形や四角形の面で結ぶことで滑らかな立体モデルを構築します。
完成したモデルは、CADソフトやシミュレーションツールに取り込み、設計検討や施工計画、関係者との情報共有に活用が可能です。
このように、点群データを実務に生かすには複数の工程が必要ですが、近年は処理を自動化できる専用ソフトも登場しています。
なかでもクラウド型点群処理ソフト「ScanX」は、専門知識がなくても4ステップで簡単に点群処理ができるシンプルな操作が特長です。
特別なスキルを持たない人でもスムーズに活用できます。
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点群データ活用の課題
点群データは多くの分野で活用が進んでいますが、導入にあたっては以下のような課題に直面する場合もあります。
点群データ活用の課題
- コストがかかる
- 専門知識が必要で扱いづらい
- 互換や共有に手間がかかる
コストがかかる
点群データを導入する際に直面する課題の一つが、コストです。
地上型レーザースキャナーやドローン搭載LiDARは数百万円に及ぶこともあり、中小企業にとっては大きな負担になります。
また、取得した膨大なデータを処理するには高性能なパソコンが欠かせず、数十万円以上の費用が必要です。
さらに、一般的に使用されているオンプレミス型の点群処理ソフトの場合、数十万から数百万円の初期費用に加え、年間ライセンス料も発生します。
機材・ソフト・PCすべてに多額の費用がかかることが、導入のハードルとなっているのです。
専門知識が必要で扱いづらい
点群データは高度な3D情報を扱うため、活用には一定の知識や経験が必要です。
特に初心者が専用ソフトを使用すると、膨大な点群が並ぶ画面や複雑な操作に戸惑うことも少なくありません。
操作や処理の流れに慣れるまで時間がかかり、思うように効率が上がらない可能性もあります。
さらに、解析や分類、モデル化などの高度な工程では、専門スキルを持つ人材の育成や確保も課題となっています。
互換や共有に手間がかかる
点群データは非常に大容量で複雑な情報を含むため、利用するソフトウェアやシステムによって対応できる形式が異なります。
そのため、異なる環境でデータをやり取りする際には、形式の変換や一部データの調整が必要です。
また、処理が終わった点群データは容量が非常に大きく、数十ギガバイトに及ぶことも珍しくありません。
メール添付では対応できず、外付けHDDやDVDなどの媒体に保存して受け渡すケースが一般的です。
しかし、この方法では移動や発送の手間が発生し、データ共有に時間がかかるというデメリットが生じます。
点群処理の課題については以下で詳しく解説しています。
点群データの課題を解決するクラウド型ソフトとは
点群データの導入では、高額な機材やソフト、高性能なパソコンの準備など多くの課題が伴います。
しかし、クラウド型点群処理ソフト「ScanX」を導入すれば、これらの負担を大幅に軽減できます。
従来のオンプレミス型のように専用PCや高価なライセンスは不要で、一般的なパソコンとWebブラウザがあれば作業が可能です。
処理済みのデータはリンクで関係者に共有でき、現場・オフィス・リモート環境など場所を問わず利用できます。
さらに、直感的な操作性IやAIによる自動分類機能により、専門知識がなくても数クリックで処理が完了し、作業時間を大幅に短縮できます。
加えて、ScanXでは、点群をもとに以下のような3Dデータを生成できます。
- メッシュ生成：分類した点群をそのまま3Dメッシュに変換し、形状を直感的に把握可能。
- DTM（デジタル地形モデル）：地表面のみを対象に高さを表現し、地形解析や土木測量に有効。
- DSM（デジタルサーフェスモデル）：地表面に加え建物や植生を含めた高さを表現し、都市計画や森林管理などに活用。
実際にScanXを導入した企業事例を、以下で詳しく紹介しています。ぜひご覧ください。
点群データを活用して業務を効率化しよう
点群データは、測量や建設業界などにおいて業務効率化と高精度化を実現する革新的な技術です。
取得したデータは専用ソフトに取り込み、ノイズ除去や分類、3Dモデル化などの工程を経て、実用的なデジタル情報に変換されます。
点群データは建設業だけでなく、製造業や文化財保護、災害対応、農業など幅広い分野で活用が広がり、各業界のデジタル変革を支える基盤となっています。
一方で、導入には多くのコストや専門知識が必要となるため、踏み切れない企業も少なくありません。
この課題を解決するのが、クラウド型点群処理ソフト「ScanX」です。自動分類と直感的な操作性により、専門知識がなくても短期間で点群データの処理が可能。月額29,800円からでWebブラウザさえあれば動作するため、高性能パソコンは不要で、低コストかつ場所を選ばない運用を実現します。
また、NETIS(国土交通省新技術システム）に登録されており、工事成績評定点+１点の加算対象となります。
点群データの導入を検討されている方は、ぜひScanXの無料デモやお試し処理で、操作性と利便性を体感してください。
