建設業界でDX（デジタルトランスフォーメーション）が加速するなか、点群データをBIMで活用する取り組みが注目されています。
点群データをもとにBIMモデルを構築することで、現況把握から施工計画、維持管理まで、さまざまな工程の効率化が期待できます。
一方で、点群データのBIM活用に対して、
「専門知識が必要で難しそう」
「導入コストや運営負担が大きいのではないか」
と感じ、導入に踏み切れないケースも少なくありません。
そこで本記事では、点群データのBIMモデル化の手順や導入メリット、具体的な活用事例を解説します。さらに、導入時に直面しやすい課題と解決策についても触れていきます。
なお、BIM活用前の負担を軽減するには、クラウド型点群処理ソフトの導入がおすすめです。
本記事の後半では、点群データの前処理を効率化し、BIMとの連携をスムーズにするクラウド型点群処理ソフトScanXも紹介します。
業務効率化のヒントとして、ぜひ最後までご覧ください。
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目次
点群データとは
点群データとは、3D空間上に取得した膨大な点の集合体で構成されたデジタルデータです。
レーザースキャナーやフォトグラメトリといった方法で計測された各点には、座標情報（X, Y, Z）が付与されています。
さらに、必要に応じて色情報（R, G, B）や反射強度などの属性情報を持たせることも可能です。
点群データの特徴は、実物に近い感覚で現況を把握できる再現性の高さにあります。点の密度が高まるほど、構造物の細かな形状までリアルに可視化できます。
例えば、図面が現存しない古い構造物でも、測量機材を使ってスキャンするだけで正確に3Dデータ化が可能です。
現在は建設分野にとどまらず、地形測量や文化財のデジタルアーカイブなど、幅広い領域で活用が広がっています。
点群データの基本や取得方法、活用分野については、以下の記事でより詳しく解説しています。活用を検討している方はぜひ参考にしてください。
BIMとは
BIM（Building Information Modeling）とは、建築物を3Dモデルとして表現し、形状情報だけでなく部材の名称や材質、コストなどの属性情報を一元管理する技術です。
BIM化することで、単なる3Dモデルの作成に留まらず、設計・施工・維持管理といった各工程で同じ情報を共有できるようになります。
国内では、2010年に国土交通省がBIM導入プロジェクトを開始しました。現在は官民一体となり、ガイドラインの整備や普及が急速に進められています。
また、BIMは主に建築物を対象としますが、橋梁やダムなどの土木構造物を対象とする場合はCIM（Construction Information Modeling）と呼ばれます。
現在はBIMとCIMを統合し、建築と土木を横断する「BIM/CIM」という枠組みで運用されるのが一般的です。
設計から維持管理までの全工程で情報を共有することで、建設業界全体の生産性向上が図られています。
点群データをBIM活用する5つのメリット
点群データを活用してBIMモデルを構築することで、現況の正確な把握から施工計画、維持管理まで一連の業務を効率化できます。
ここでは、点群データのBIM活用で得られる具体的な5つのメリットを紹介します。
【点群データをBIM活用する5つのメリット】
- 作業効率が向上する
- 無駄なコストを削減できる
- 施工品質を高められる
- 修繕や維持管理に活用できる
- 関係者間で状況を共有しやすくなる
1.作業効率が向上する
点群データをBIMモデル化するメリットのひとつが、業務全体の作業効率が向上する点です。
現況を正確に反映した3Dモデルをプロジェクトの共通データとして活用できるため、工程ごとの確認や修正の手間を削減できます。
従来の現況調査では、紙への記録ミスや寸法の測り漏れが発生しやすく、現場への再確認が大きな負担となっていました。
また、設計段階でも情報がソフトごとに分断されており、図面修正のたびに平面図や断面図を個別に書き直す労力が必要でした。
点群データを活用したBIMモデルであれば、3Dモデルを修正するだけで関連する図面や数量情報が自動で更新されます。
また、BIMモデルで事前に干渉チェックや工程検討を行うことで、設計・施工準備段階の作業を効率化でき、後工程への影響を最小限に抑えられます。
2.無駄なコストを削減できる
点群データのBIMモデル化で、設計から施工までの工程で発生する無駄なコストを削減できる可能性があります。
点群データを反映したBIMモデルは、建物の形状や寸法を正確に再現するため、必要な資材量や作業量を早い段階で正確に算出できます。
その結果、過剰な発注や不要な工程を回避し、コストの最適化につながります。
さらに、設計段階で部材同士の干渉を把握できるため、施工後に発生しがちな手直しや再工事などにかかるコストを未然に防げる点もメリットです。
3.施工品質を高められる
点群データのBIMモデル化は、建築物の施工品質の向上にも有効です。
従来の目視や部分的な計測に頼る方法では、部材同士の干渉や微妙な寸法差などを見落とすリスクがありました。
一方、点群データを反映したBIMモデルであれば、現況をデジタル空間上で忠実に再現し、立体的な視点で検討できます。
そのため、図面だけでは把握しきれなかった干渉や施工上の制約を設計段階で具体的に洗い出すことが可能です。
初期段階で問題点を解消できれば、設計や施工方法の選択肢を広く保ったまま計画を進められます。
無理な計画変更や現場での応急対応を回避できるため、本来あるべき品質を損なうことなく、精度の高い施工につながります。
4.修繕や維持管理に活用できる
点群データをBIMモデルに活用することで、建物の修繕や維持管理を効率的に進められます。
BIM上で設備の位置や仕様を迅速に確認できるため、現場で図面や資料を探す手間が減り点検や修繕作業をスムーズに行えます。
また、点検結果や部品交換の履歴などをBIMに記録していけば、建物の健康診断書として継続的に管理できます。
蓄積されたデータは、計画的な修繕や更新判断の材料となり、長期的な資産価値の維持にも役立ちます。
5.関係者間で状況を共有しやすくなる
BIMモデル化したデータは関係者間で共有しやすく、情報伝達の精度を高められます。
点群データを反映したBIMモデルでは、外観や内部を立体的に把握でき、完成後の姿や周辺環境を含めた空間イメージを直感的に共有が可能です。
また、内装や設備の配置、照明の印象などもモデル上で確認できるため、打ち合わせ時の説明が簡潔になり、認識のズレを防ぎやすくなります。
BIMモデルの活用で、関係者全員が同じ完成イメージを持ちやすくなり、合意形成や意思決定をスムーズに進められます。
こうしたBIM運用のメリットを高めるためには、その基盤となる点群データを効率よく処理することが重要です。
例えば、クラウド型点群処理ソフトScanXは、大容量の点群データをクラウド上で処理し、前処理・分類・共有までを一元かできるサービスです。
パソコンへの負荷を抑えながら、BIM活用前の準備作業を大幅に効率化できます。
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点群データをBIMモデル化するまでの流れ
点群データをBIMモデルとして活用するには、複数の工程を順序立てて進める必要があります。工程ごとに適切な処理を行うことで、精度の高いBIMモデルを効率的に構築できます。
点群データをBIMモデル化するまでの基本的な流れは、以下のとおりです。
1.点群データを取得する
点群データの取得には、3Dレーザースキャナーや移動型測量システム（MMS）、ドローンなど、計測対象や環境に応じた機材を用います。
建物内部や構造物の詳細計測には、据え置き型の3Dレーザースキャナーが適しています。
一方、道路周辺や造成地、プランと敷地といった広域には車両搭載型のMMS、人が立ち入れない危険な場所にはドローンが活用されます。
これらの機材は、レーザーを対象物に発射し、反射した情報を測定することで精度の高い3次元座標（X, Y, Z）や色情報（R, G, B）などを取得します。
正確な点群データの取得が、BIMモデル化を成功させる第一歩です。
2.点群処理ソフトで前処理を行う
取得したばかりの点群データには、計測位置ごとのズレや不要な点（ノイズ）が含まれています。
精度の高いBIMモデルを構築するためには、BIMソフトで扱う前に専用ソフトでの前処理が欠かせません。
前処理では、複数回に分けて取得した点群データを正確に統合する位置合わせ（レジストレーション）や、通行人・車両・植生といった不要な点を取り除くノイズ除去などを行います。
これらの工程を適切に実施することで、データの容量を抑えながら、BIMソフト上での視認性や操作性を高められます。
前処理の精度は、その後のモデリング作業の効率や完成度に大きく影響するため、BIM活用を成功させるうえでの重要なポイントといえるでしょう。
点群処理の具体的な進め方やつまずきやすいポイントをさらに知りたい方は、以下の記事で詳しく解説しています。前処理の全体像を把握したい方は、あわせて参考にしてください。
3.点群データをBIMソフトに読み込む
前処理を終えた点群データは、使用するBIMソフトに対応した形式へ変換したうえで、RevitやArchicadなどのBIMソフトに読み込みます。
BIMソフト上では、点群データが正確な位置を示す参照用の下地（背景）として画面上に表示されます。
画面上に表示された点群を確認しながら、壁・柱・床といったBIM部材を重ね合わせるようにトレース（なぞり描き）することで、BIMモデルを構築していきます。
点群データを下地として活用すれば、寸法や位置関係を正確に反映したモデリングが可能になります。
現地調査での見落としや寸法誤差を抑えながら、施工計画や数量算出にも活用できる高精度なBIMモデルの作成が可能です。
4.BIMモデルを完成させたうえで出力・共有する
BIMモデル化の最終工程では、点群データを参照して作成した壁・柱・床などの部材に、形状だけでなく素材や性能といった属性情報を付与します。
形状や属性が統合されたBIMモデルは、設計検討にとどまらず、数量算出や干渉チェック、施工管理、維持管理まで幅広い業務に活用可能です。
さらに、完成したBIMモデルを出力・共有することで、発注者や協力会社を含む関係者間で同じ情報を参照でき、認識のズレを防ぎながら業務全体の精度と効率を高められます。
点群データのBIM/CIM活用事例
点群データを活用した3Dモデルは、建設分野におけるBIMだけでなく、土木分野のCIMにおいても、施工計画や維持管理などの実務で広く利用されています。
日本では国土交通省が「BIM/CIM」という統合的な枠組みのもと、土木・建設分野を横断した3次元データ活用を推進しています。
ここでは、点群データをもとに作成したBIM/CIMモデルが、実際どのように活用されているのか、具体的な事例を紹介します。
【点群データのBIM/CIM活用事例】
- 駅周辺整備事業の施工計画に活用された事例
- トンネルの維持管理に活用された事例
- ノートルダム大聖堂の再建に活用された事例
駅周辺整備事業の施工計画に活用された事例
渋谷駅西口周辺では、歩行者の利便性向上を目的として、国道246号の地下空間に地下歩道を整備する工事が進められています。
しかし、既設の道路橋や周辺構造物があるため施工空間が限られており、従来の調査・計画方法ではリスク管理が難しい状況でした。
そこで、現地を3Dレーザースキャナーで計測し、取得した点群データをもとに、既設構造物や周辺施設の3Dモデルを作成しています。
点群データを反映した3Dモデルによって実際に作業可能な空間を正確に把握できるようになり、地下埋設物との干渉などを施工前に確認できるようになりました。
さらに、3Dモデルを用いて情報を共有することで、安全性の向上につながるだけでなく、関係者間での協議や意志決定もスムーズに進んでいます。
「BIM/CIM活用工事としての取り組み（国道246号 渋谷駅周辺整備事業）」（関東地方整備局）をもとにローカスブルー社作成
トンネルの維持管理に活用された事例
2023年に開通した笠波トンネルでは、施工段階で作成されたBIM/CIMモデルを維持管理でも使える形に再整備しました。点検や補修に活用できるデータ基盤として、使用しています。
まず、施工時に納品されたBIM/CIMモデルを基礎データとし、竣工直後に走行型計測で取得した覆工の画像データや点群データを重ね合わせました。
設計図書だけでは把握しきれない実際の出来形をモデルへ反映でき、現地の状態をより正確に確認しやすくなっています。
さらに、データに施工記録や点検履歴などを属性情報として紐づけ、一元管理を実施しました。
異常が発生した場合でも、3Dモデルを起点に必要な資料へ迅速にアクセスできる運用が実現しています。
「笠波トンネルの開通とBIM/CIMモデルを使った維持管理について」（近畿地方整備局）をもとにローカスブルー社作成
ノートルダム大聖堂の再建に活用された事例
歴史的建造物の再建でも、点群データを基盤とした3Dモデルが活用されています。
その一例が、2019年に火災で甚大な被害を受けたフランスのノートルダム大聖堂です。
修復のためにまず、12台のレーザースキャナーで撮影された4万6,000枚もの画像を点群データとして統合しました。
さらに、膨大なデータを処理したうえで、BIMソフト上で火災前の既存データと照合し、建物全体を高精度に再現した3Dモデルを構築しています。
数百年もの歴史を持つ建造物では、従来の図面や断片的な写真だけでは、損傷前の姿を完全に復元できないケースも少なくありません。
しかし、デジタル空間上で建物を立体的に再現することで、設計検討や修復計画を効率よく進められます。
出典：日経BP｜ノートルダム再建の舞台裏、米オートデスクがBIM活用に奔走した理由
点群データのBIM活用で直面しやすい課題
点群データをBIMモデルに活用することで、現状を正確に反映した3Dモデルを作成でき、設計・施工・維持管理などの効率化が期待できます。
一方で、導入を進める際には技術面や運用面でさまざまな課題に直面するケースも少なくありません。
ここでは、点群データのBIMモデル化を進めるうえで起こりやすい主な課題を紹介します。
【点群データのBIM活用で直面しやすい課題】
- ノイズや不要点によりデータが使いづらい
- データが重くて扱いにくい
- 技術の習得に時間がかかる
- コスト面のハードルが高い
ノイズや不要点によりデータが使いづらい
取得したばかりの点群データには、計測時の環境や条件によって、特有のノイズや不要な点が含まれやすい傾向があります。
人や車両などの移動体、樹木や草木、反射や誤差による不要点がその一例です。このような状態では、BIMソフトに点群データを取り込んでも視認性が低くなり、正確なトレース作業が難しくなります。
その結果、必要な形状を判別しにくくなったり、BIMモデル化に想像以上の時間がかかったりすることも少なくありません。
点群データをBIMで有効活用するには、事前にノイズ除去や不要点を整理し、扱いやすい状態に整えることが重要です。
データが重くて扱いにくい
点群データをBIMモデル化する際、多くの現場で障壁となりやすいのが、扱うデータ容量の膨大さです。
点群データは無数の点で構成されるため、計測範囲によっては容量が数十メガバイトから数百ギガバイト以上になります。
また、BIMモデルは形状に加えて部材情報や属性情報を付与できる一方で、詳細な情報を持たせるほどファイル容量も増加します。
容量が大きいデータを扱う場合、一般的な業務用パソコンでは処理能力が不足し、画面のフリーズや動作遅延が発生することも少なくありません。
さらに、保存場所の確保が必要、データの受け渡しに時間がかかるなど、業務全体の効率低下につながる場合があります。
なお、膨大なデータ容量を効率的に管理する方法は、以下の記事で詳しく紹介しています。ぜひ参考にしてください。
技術の習得に時間がかかる
点群データの活用やBIMモデル化には、専門的な知識と操作スキルが求められます。
点群データの取得に使用する機材の操作や、計測後の点群処理にも専門性が必要です。また、BIMは比較的新しい技術であり、従来のCADとは考え方や操作方法が異なります。
そのため、すぐに使いこなせる人材が限られており、導入のハードルを感じる場合があります。
さらに、BIMソフトは機能が多く、高度な設定やデータ管理が必要となるため、一定の習熟期間を要する点も課題です。
既存業務と並行して新しいツールやワークフローを学ぶ必要があり、現場の負担が増えやすい点もデメリットといえるでしょう。
コスト面のハードルが高い
点群データを取得し、BIMモデルとして活用するには、初期費用や継続的な運用コストが発生する点も課題のひとつです。
点群データを取得するための3Dレーザースキャナーは、近年は安価で簡易的な機材も増えており、以前より導入しやすくなっています。
一方で、高精度や広範囲の計測を求める場合には、数百万円以上の投資が必要になるケースもあります。
また、点群処理ソフトは機能や用途によって価格帯に幅があり、買い切りのオンプレミス型では数百万円になることもあります。
BIMソフトも従来のCADソフトに比べてライセンス費用が高い傾向にあり、多くの場合1ユーザーあたり年間で数十万円程度の費用が発生します。
さらに、点群処理ソフトやBIMソフトを使用するためには、処理能力が優れている高性能パソコンも必要です。必要なスペックの詳細は、以下の記事をぜひご覧ください。
BIM活用を進めるには、点群データの取得や処理といった前処理をスムーズにする必要があります。
しかし、点群データのBIM活用には、上記で紹介したようにさまざまな課題があるのが現実です。
そこでおすすめなのが、クラウド型点群処理ソフト「ScanX（スキャン・エックス）」です。
ScanXは、ブラウザ上で点群データの処理・整理・共有ができ、ノイズ除去などの前処理を効率的に行えます。
大容量データでもパソコンに負荷をかけず、専門スキルがなくても扱えるため、BIM活用で発生しやすい課題をまとめて解消できます。
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点群データのBIM活用を効率化するポイント
点群データをBIMで活用する際には、前章で紹介したように技術面や運用面、コスト面といったさまざまな課題に直面する場合があります。
ここでは、課題を踏まえたうえで、点群データのBIM活用を効率化するために押さえておきたいポイントを紹介します。
【点群データのBIM活用を効率化するポイント】
- 事前に点群処理を行う
- 必要な範囲だけを扱う
事前に点群処理を行う
点群データをBIMで活用する際は、BIMソフトに取り込む前の段階で点群処理を行うことが重要です。
取得直後の点群データには不要な点やノイズが多く含まれており、そのまま扱うとパソコンの処理負荷が高まります。
点群処理ソフトでノイズ除去を事前に行えば、BIMで扱うデータ量を抑えられます。
その結果、下準備が作業時間の短縮や負担軽減につながり、点群データのよりスムーズな活用が可能です。
近年は、AIによって点群のノイズ除去や分類を自動化できるソフトも登場しており、専門知識がなくても比較的簡単に前処理を行えます。
また、クラウド型の点群処理サービスを利用すれば、高性能パソコンを用意する必要がなくなるため、機材投資や運用コストの負担も軽減できます。
必要な範囲だけを扱う
点群データを効率よく扱うには、範囲の絞り込みが重要です。
最初からすべてを高精度で扱おうとせず後工程で必要な範囲や精度を事前に整理しておくと、不要なデータの取得を避けられます。
また、点群処理やBIMモデル化の段階でも、不要な領域を切り出したり、目的に応じて精度を調整したりすることで、データ容量を抑えられます。
目的に合った範囲や情報量の整理が、扱いやすいモデルを構築するポイントです。
点群データのBIM連携を支援する「ScanX」とは
点群データをBIMで活用する際は、作業負担や導入コスト、専門スキルを持つ人材の確保などが課題となります。
こうした負担を軽減し、BIM活用を効率化するのがクラウド型点群処理ソフト「ScanX（スキャン・エックス）」です。
ScanXは点群処理に特化した機能を備えており、BIMソフトへ連携する前の前処理工程をスムーズに進められます。
ここでは、ScanXがどのようにBIM連携を支援するのか、主な特長を紹介します。
【点群データのBIM連携を支援する「ScanX」とは】
- クラウド型で大容量データの負荷を軽減
- AIによる自動分類で点群処理を効率化
- コスト負担を抑えた導入の実現
クラウド型で大容量データの負荷を軽減
ScanXは、点群データの処理や解析をすべてクラウド上で行うため、高価なハイスペックパソコンを用意する必要はありません。一般的な業務用パソコンでも、スムーズに点群データを扱えます。
また、複数人が同時にアクセスして作業できるため、現場や設計事務所など拠点をまたいだ運用や共同作業にも適しています。
さらに、BIMデータの国際標準フォーマットであるIFC形式のアップロードにも対応しており、BIMのデータをそのまま取り込むことも可能です。
データはURLひとつで共有できるため、データ管理や受け渡しにかかる手間や負荷も軽減できます。
AIによる自動分類で点群処理を効率化
ScanXにはAIによる自動クラス分類機能が搭載されており、点群処理にかかる手間を大幅に削減可能です。
ブラウザから点群データをアップロードするだけで、AIがノイズ・地表面・植生・構造物などを自動で判別・分類します。
地表面の分類精度は約95%と高く、従来は手作業で行っていた仕分け作業の効率化に役立ちます。
また、操作画面は不要な機能を省いたシンプルなUI設計となっており、専門的な知識がなくても扱いやすい点も特長です。
点群処理はわずか4ステップで完了するため、実務への導入もスムーズに進められます。
コスト負担を抑えた導入の実現
ScanXは月額制の料金体系を採用しており、初期費用を大幅に抑えた導入が可能です。
月額29,800円から利用でき、サポート費用も含まれているため追加の出費を軽減できます。
また、ユーザーごとの高額なライセンス購入も必要ありません。
クラウド型サービスであるため、ハイスペックなパソコンを用意しなくても利用できるため、機材投資の負担軽減にもつながります。。
低コストで高機能な環境を整え、現場のDXを後押しします。
点群データ×BIMで業務のDX化を実現しよう
点群データとBIMを組み合わせることで、設計や施工、維持管理を効率化でき、業務のDX化を大きく前進させられます。
一方で、データ容量の大きさや専門スキルを持った人材の確保、機材・ソフトにかかるコストなどが導入のハードルになる場合も少なくありません。
こうした課題を理解したうえで、自社の業務に合ったツールや運用方法を選ぶことが、点群データのBIM活用を成功させるポイントです。
特に点群処理の負担を軽減しながら、BIMとの連携をスムーズに進めたい場合に役立つのが、クラウド型点群処理サービス「ScanX（スキャン・エックス）」です。
ScanXは、ブラウザから点群データをアップロードするだけで自動的に処理できるクラウドサービスです。クラウド上で処理が行われるため、高性能なパソコンを用意する必要がありません。
さらに、データはURLひとつで共有でき、関係者間のやり取りもスムーズです。操作画面はシンプルなUI設計となっており、専門知識がなくても誰でも簡単に利用できます。
点群データやBIMの活用をこれから始めたい方、業務を効率化したい方は、ぜひ一度ご相談ください。
