JP2002297688A - 土木工事測量・施工支援システム - Google Patents
土木工事測量・施工支援システムInfo
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Abstract
のずれを見つけ、どこをどのように修正したらいいかを
視覚的にも数値的にも容易にかつ確実に認識することの
できるシステムを提供する。 【解決手段】 施工対象となる地形の実測数値と設計図
面２１から得られた数値とを同一データ構造の位置デー
タに変換する手段１２，２２と、それらの位置データに
基づいて、地形と施工計画を長さの単位を属性とする属
性ボクセルによって構成された３次元グラフィックス１
４をコンピュータ画面上に重畳表示する手段と、入力さ
れた丁張位置の座標に基づいて前記３次元グラフィック
ス１４上に当該丁張位置を表示する手段とを備えた土木
工事測量・施工支援システム。
Description
計画に対する丁張位置のずれの認識が容易な土木工事測
量・施工支援システムに関する。
ては、平面図、横断図、縦断図、構造図などの設計図面
と設計図面から作成した数値表（路肩表など）に基づく
計画と、ＧＰＳや航空写真（ステレオ）で得た実際の地
形の測量データとに基づいて、地山を切ったり盛土をし
て施工を行う。このとき、仕上がり面のレベルや法面の
勾配を表すために丁張をポイント毎に打っていき、現場
における工事の基準点としている。
計図面と測量データは全て二次元的資料であるため、こ
れらを見ながら頭の中で三次元的な全体的な把握をする
必要があり、工事が出来上がるまで、ミスを見つけるこ
とができないことが多く、土を切りすぎた場合には盛土
を行うなど、やり直しには多大な時間と人手とそれに伴
う費用がかかっていた。
ているか、貫板がカーブになっているかを目視で確認し
ているが、高さを間違えていても一応貫板が通っておれ
ば目視では間違いが分からないので、本当の意味でのチ
ェックではなく、結局、工事が完成するまでミスが分か
らないのが今までの実状である。
設計図面では道路のセンターの高さだけを表現してい
る。この図面から、道路が何パーセント上っているか、
下っているか、また幅員を判断する必要がある。また、
この図面が正しいかどうかも判断しなければならない。
道路がカーブしている所では、所定の路面勾配となるよ
うに現場で丁張をかけていくが、丁張をかける前に、計
算で路肩表を５ｍピッチで作り、道路のセンターの高
さ、右の高さ、左の高さを全て５ｍピッチで出して、そ
れらの高さに基づいて丁張をかけていく。
という、点による施工管理が一般的であったが、この方
法では、丁張の設定ミスやその見過ごしが重大な施工ミ
スにつながり、この解決が土木業界の懸案であった。
用いて、計画と測量による数値、関数計算機やコンピュ
ータ計算によって丁張位置の解を得るようにしたものが
提案されている。
関数計算の手法では、計画の線形形状によっては解を求
めることができないものもあり（例えば、卵型クロソイ
ドカーブ、Ｓ型クロソイドカーブ）、確率的な数値表等
を参照しながらでないと、丁張位置と計画線形との関係
を定義できないという問題点があった。
画に対する丁張位置のずれを見つけ、どこをどのように
修正したらいいかを視覚的にも数値的にも容易にかつ確
実に認識することのできるシステムを提供することを目
的とする。
ために本発明は、施工対象となる地形の実測数値と設計
図面から得られた数値とを同一データ構造の位置データ
に変換する手段と、それらの位置データに基づいて、地
形と施工計画を長さの単位を属性とする属性ボクセルに
よって構成された３次元グラフィックスをコンピュータ
画面上に重畳表示する手段と、入力された丁張位置の座
標に基づいて前記３次元グラフィックス上に当該丁張位
置を表示する手段とを備えた土木工事測量・施工支援シ
ステムである。
xは、次式で示される座標によって表すことができる。 Ｐvox＝（（Ｘ−Ｘmin）／Δ，（Ｙ−Ｙmin）／Δ，
（Ｚ−Ｚmin）／Δ） ただし、Δ：ボクセルサイズ、（Ｘmin，Ｙmin，Ｚmi
n）はボクセル空間の基準点。
ータによるボクセル表現に施工対象となる地形の測量か
ら得られた数値と計画数値から水平成分と垂直成分の長
さの属性を与えることにより、丁張位置と計画線形との
関係を明示することができる。こうして定義されたボク
セル空間内に、計測された丁張位置を入力し表示するこ
とにより、計画と丁張位置とのずれが、視覚的にも、数
値としても認識される。このようにして、最適位置への
修正の為の数値が得られる。
て説明する。本発明では、丁張をかけた所と実際の景観
とがどれだけずれているかを可視化するために、コンピ
ュータで三次元化することが大きなねらいである。
元形状の表現手段の１つであるボクセルは、対象物を中
身の詰まった箱状の物体の集合として表現するが、これ
を用いれば路線と現況の地形に打った丁張との関係が認
識しやすくなる。このボクセルという概念は、切ったり
盛ったりする土量を計算するのにも適している。本発明
においては、ボクセルの属性として高さと位置を定義す
ることにより本システムへの適用が可能になる。
構成図であり、１１は航空測量により撮影したステレオ
写真、１２は解析図化機、１３は３次元ワイヤーフレー
ムモデル、１４はボクセル化地形データ、２１は設計図
面、２２は設計図面２１から数値データを自動導出する
データ計算システム、２３は３次元施工データ、２４は
ボクセルの拡大図である。また、図２はボクセル空間に
おけるボクセルの位置を表す座標図である。
成の手順を以下に示す。
オ写真１１を撮影する。
機１２に入力して、現実地形の特徴点を表す３次元座標
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）の集合に変換する。
ワイヤーフレームモデル１３を作成し、ワイヤーフレー
ムに面を与えてサーフェスモデルを作成する。
左右幅員拡幅要素、縦断勾配要素によって構成する路肩
表，法面切勾配、法面盛勾配によって構成する法面要素
表，測点名称と追加距離，測点のＸ値、Ｙ値によって構
成する線形計算書からなる設計（施工計画）データを作
成する。
ータの３次元表示に必要な３次元施工頂点データ（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）の集合２３を自動計算する。
て地形のワイヤーフレームモデルを作成し、ワイヤーフ
レームに面を与えてサーフェスモデルを作成する。
スモデルを近似するボクセルモデルを作成して、現実地
形および施工計画の各３次元モデルを基準点で重ね合わ
せて表示する。現実地形と施工計画のワイヤーフレー
ム、サーフェス、ボクセルの各データ形式の間で任意の
組み合わせで重ね合わせが可能である。サーフェスモデ
ルからボクセルモデルの生成は、図２に示す計算式を用
いて行う。
ボクセルの集合体で構成するボクセルに、属性として長
さの単位を与え、ボクセル空間内の任意のボクセル点Ｐ
voxを、図２によって示した３次元座標の基準点を（Ｘm
in，Ｙmin，Ｚmin）として、以下の式で算出する。 Ｐvox＝（（Ｘ−Ｘmin）／Δ，（Ｙ−Ｙmin）／Δ，
（Ｚ−Ｚmin）／Δ） ただし、Δ：ボクセルサイズ、 以上により、道路計画とボクセル位置との関係づけが可
能になる。
て説明すると、図３は３次元コンピュータグラフィック
スの例を示す図、図４は横断図を示している。これらの
図において、１は単位ボクセル、２は錯誤丁張点、３は
線形上の計画点、４は計画丁張点、５は計画線、６は錯
誤線、７は線形上の関係点である。
ボクセル１の集合であるボクセル空間内に、計測された
丁張位置２を表示し、計画線形上の点の位置３との関係
において、計画本来の丁張位置４とのずれが可視化され
る。
を切りすぎて法面勾配は間違ったものになってしまう。
そこで、錯誤丁張点２を計画丁張点４に修正するか、あ
るいは線形上の関係点７に対して、適切な位置に変更し
なくてはならないことが認識できる。ボクセル空間に重
畳された線形がどんなに複雑な形状であっても、属性の
付与されたボクセル空間内において位置の定義がされた
ボクセルと線形との関係は可視化され、数値化される。
ここではボクセルサイズ＝精度である。
下に記載されるような効果を奏する。
ルに属性としての長さの単位を付与することにより、ボ
クセル空間内の位置が定義できる。
り、計画との関係が明確になる。
置と現在の丁張位置とのずれが数値化されるとともに、
可視化され、修正を容易にするとともに間違った施工を
防止できる。
ある。
座標図である。
を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 施工対象となる地形の実測数値と設計図
面から得られた数値とを同一データ構造の位置データに
変換する手段と、それらの位置データに基づいて、地形
と施工計画を長さの単位を属性とする属性ボクセルによ
って構成された３次元グラフィックスをコンピュータ画
面上に重畳表示する手段と、入力された丁張位置の座標
に基づいて前記３次元グラフィックス上に当該丁張位置
を表示する手段とを備えたことを特徴とする土木工事測
量・施工支援システム。 - 【請求項２】 ボクセル空間内のボクセルの位置Ｐvox
を、次式で示される座標によって表すことを特徴とする
請求項１記載の土木工事測量・施工支援システム。 Ｐvox＝（（Ｘ−Ｘmin）／Δ，（Ｙ−Ｙmin）／Δ，
（Ｚ−Ｚmin）／Δ） ただし、Δ：ボクセルサイズ、（Ｘmin，Ｙmin，Ｚmi
n）はボクセル空間の基準点。
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| JP2001101617A JP3440278B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 土木工事測量・施工支援システム |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2001
- 2001-03-30 JP JP2001101617A patent/JP3440278B2/ja not_active Expired - Fee Related
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