本記事では、Civil 3Dで点群データから現況地形を作成する方法について、初心者向けにやさしく解説していきます。動画や操作画面を豊富に使って解説していきますから、独学でCivil 3Dの操作方法を習得したい方もぜひ参考にしてください。
Civil３Dとは
現況地形モデルが作成できるBIM/CIMソフト
Civil ３Dは、BIM/CIM対応ソフトのひとつで、道路や河川といった「線形」のインフラや、造成などの「面的」な計画・設計をする際に便利な機能をもつソフトです。
Civil ３DがBIM/CIM活用の際に特に役立つ機能のひとつとして、３次元の現況地形（サーフェス）を作成する機能があります。
この３次元の現況地形（サーフェス） は、設計したBIM/CIMモデルを周辺環境に反映し、「統合モデル」にすることで、景観検討や安全の確認、対外説明など、 BIM/CIMを活用するさまざまな場面において使用します。
Civil ３Dは、正確な位置情報を持つ「３次元の現況地形（サーフェス）」をさまざまなデータから作成できるため、BIM/CIM活用業務のさまざまな用途やリクワイヤメントで役に立ちます。
現況地形（TINサーフェス）を作成する方法はたくさん
Civil ３Dでは、さまざまなデータから ３次元の現況地形（TINサーフェス）を作成することができます。今回は、さまざまな作成方法のなかから、「「点群」から現況地形を作成」する方法について、くわしく解説していきます。
Civil 3Dで現況地形（サーフェス）を作成するさまざまな方法
- 「座標値」から現況地形を作成
- 「点群」から現況地形を作成
- 「２次元図面の端点標高」から現況地形を作成
- 「２次元図面の等高線」から現況地形を作成
- 「拡張DMデータ」から現況地形を作成
- 「DEMデータ（基盤地図情報の数値標高モデル）」から現況地形を作成
TINサーフェスとは
TIN（ティン）サーフェスとは、不規則な三角系網（TIN：Triangulated Irregular Network）で表現した、地表面（サーフェス）のことを指します。 （図１）
大小さまざまな複数の三角形で構成されるTINサーフェスによって、地表の標高や起伏などを表現しています。作成したTINサーフェスは、断面図の作成や標高別の色分けなどを行うこともできます。
点群から３次元の現況地形（TINサーフェス）を作成する手順
Civil ３Dを使えば、点群データから３次元の現況地形（TINサーフェス）を簡単に作成できます。 点群データの取得は、さまざまな方法があります。
点群データの取得方法
- 地上設置型の3Dレーザースキャナ（測量機器）を使った3D計測
- ドローンなどの無人航空機（UAV）を使った航空レーザー測量
- レーザースキャナーを搭載した車両を使った移動型3D計測 など
全体的な流れはたった４ステップ ！
全体的な流れは下記のとおりです。前準備を含めても、大きく４ステップで行うことができます。
- STEP１：ReCapで点群データのファイル形式を変換（前準備）
ReCapソフトを用いて、点群データのファイル形式をCIvil ３Dで読み込み可能なファイル形式（RCPまたはRCS形式）に変換します。
- STEP２：点群データをCivil 3Dで読み込む
Civil ３Dで点群データ（RCPまたはRCS形式）を読み込みます。
- STEP３：点群からTINサーフェス作成
読み込んだ点群データからTINサーフェスを作成します。
- STEP４：TINサーフェスを確認
作成したTINサーフェスを「オブジェクトビューア」 と呼ばれる表示画面で確認します。
動画による手順の解説（Youtube動画へのリンク）
動画で手順だけ学びたい方は、下記YoutubeからSTEP２〜STEP４の手順を一気にご覧いただけます（動画の長さ：およそ３分）。下記Youtube動画の画質が悪い場合は、Youtubeページから直接ご覧ください。リンクはこちら）
Civil 3Dを理解しながら操作方法を学びたい方は、このまま記事のつづきをお読みいただければ、詳しい解説付きの手順をご覧いただけます。
STEP１:ReCapで点群データのファイル形式を変換（前準備）
このステップでは、ReCapソフトを用いて、点群データのファイル形式をCIvil ３Dで読み込み可能なファイル形式（RCPまたはRCS）に変換する方法を解説します。
すでに点群データのファイル形式がRCPまたはRCSの場合、STEP２に進みましょう。
点群データのファイル形式にはさまざまなファイル形式があります。 CIvil ３Dで読み込み可能なファイル形式は、RCPまたはRCSです。その他のファイル形式（E57、LAS、CLR、FLSなど)の場合、ReCapソフトを用いてRCPまたはRCS形式に変換することで、CIvil ３Dに読み込むことができます。
TXT形式でもCivil ３Dで読み込むことは可能ですが、データが重くなります。ReCapソフトが使用できる環境であれば、RCPもしくはRCS形式に変換した方がCivil ３Dでの操作がしやすくなります。
ReCapでのファイル形式の変換方法
- ReCapまたはReCAP Proソフトを起動。
- [新規プロジェクト]をクリック。
- [点群を読み込み]をクリックし、変換したい点群データファイルを選択。
- 「書き出し機能」でRCSまたはRCP形式に変換して保存。
Civil 3Dで読み込み可能なファイル形式「RCS」「RCP」とは
RCPとRCSはどちらも、Civil ３Dで読み込むことができる点群データのファイル形式です。違いは、まとまった複数の点群データの扱いかたにあります。
今回はサーフェス作成が目的ですので、点群データ全体を単一のデータとして扱うRCS形式に変換しています。
- RCS：複数の点群を単一の点群スキャンデータとした、「複数の点群を１つに統合」したようなもの。「点群ファイル」「点群スキャンファイル」と呼ばれるファイル形式。
- RCP：複数のRCS形式の点群ファイルの「集合体」のようなもの。：「点群プロジェクトファイル」「リアリティキャプチャプロジェクトファイル」と呼ばれるファイル形式。複数の RCS形式ファイルを外部参照する。
STEP２:点群データをCivil 3Dで読み込む
このステップでは、点群データ （RCSまたはRCP形式）を Civil ３Dで読み込む方法を解説します。
Civil ３Dでは、点群を読み込み、データを挿入することを「アタッチ（挿入）」と呼びます。点群データの読み込みには、 Civil ３Dの「点群をアタッチ」という機能を使用します。
点群データファイル(RCSまたはRCS形式)を Civil ３Dで読み込む手順
- [挿入]タブ > [点群]パネル > [アタッチ]をクリック。（図２）
- [点群をアタッチ]ダイアログ ボックスが開くので、 [参照先]をクリックし、読み込みたい点群データファイル (RCSまたはRCS形式) を選択。
- （必要に応じて、挿入位置、尺度、回転の設定し 、）[OK]をクリック。
しばらくすると、読み込まれた点群データが地図上に反映されますので、正確な位置に表示されているか確認します。
アタッチした点群データファイルは移動しないように注意
点群データファイル （RCS またはRCP形式）は、リンク参照で Civil 3Dにアタッチ（挿入）されています。
読み込んだ（アタッチした）点群データのファイルのリンク切れを避けるため、移動や削除をしないようにしましょう。
STEP３:点群からTINサーフェス作成
このステップでは、読み込んだ点群データから、TINサーフェスを作成します。 TINサーフェス作成には、「点群からサーフェスを作成」という機能を使用します。
点群からTINサーフェス作成する手順
- 画面上でサーフェス化したい点群データを選択。すると、点群タブが自動で追加されます。
- [点群]タブ > [Civil 3D]パネル > 「点群からサーフェスを作成」をクリック。（図３）
- [点群からTINサーフェスを作成]ダイアログ ボックスが開くので、（ダイアログ内の左側） [一般] をクリックし、名前入力欄にサーフェスの名前（「現況地形」など）を入力。
- [次へ] ボタンまたは（ダイアログ内の左側） [点群の選択] をクリックし、「選択された領域」の設定画面で「ポイント間の距離」を入力。今回、「ポイント間の距離」は0.5に設定＞ [サーフェスを作成]ボタンをクリック。（図４）
TINサーフェスが作成されると、画面右下のコメントマークで「点群からサーフェスを作成」と表示され、作成が完了すると、画面上にTINサーフェスの枠（茶色〜オレンジ色）で表示されます。今回は、河川と堤防の点群データをTINサーフェス化しました。（図５）
「ポイント間の距離」の設定で点群を間引く
[点群からTINサーフェスを作成]ダイアログの [点群の選択]画面で、「ポイント間の距離」を設定できます。（図４）
このポイント間の距離を指定することで、点群データを間引くことができます。
また、同じ [点群からTINサーフェスを作成] ダイアログの [非固定ポイント フィルタ]画面で、「クリギング補間」を選択すれば、点群データを滑らかに補間できます。
STEP４:オブジェクトビューアで確認する
このステップでは、作成されたTINサーフェスを「オブジェクトビューア」 と呼ばれる表示画面で確認します。
表示機能「オブジェクトビューア」で点TINサーフェスを確認する手順
- 画面上でTINサーフェスの枠（茶色〜オレンジ色）を選択し、右クリック＞「オブジェクトビューア」を選択。
- 「オブジェクトビューア」の表示画面で真上から見たTINサーフェスが表示される。
- TINサーフェスを直接操作したり、ビューキューブ（右上の正方形）で視点を切り替えて、TINサーフェスを確認する。（図６〜図７）
まとめ
この記事ではBIM/CIMソフトCivil ３Dで点群から現況地形（TINサーフェス）を作成する方法についてご紹介しました。
土木分野でBIM/CIM活用する場合、さまざまな場面で現況地形（TINサーフェス）を使用します。たとえば、Revitなどで設計した3次元の構造物モデル（BIM/CIMモデル）と3次元の地形モデル（BIM/CIMモデル）を合わせて統合モデルを作成し、景観検討や安全検討する、といったように活用できます。そのため、Civil ３DをBIM/CIM活用したいのであれば、まず習得しておきたいのが今回ご紹介した「現況地形（TINサーフェス）の作成」です。
Civil ３Dでの現況地形（TINサーフェス）は、今回の記事で解説した「点群データ」からの作成方法のほかにも、さまざまなデータから作成する方法があります。他の記事で今後紹介していきますから、業務の目的や用途にあった作成方法を習得していきましょう。
参考
１）芳賀 百合、福地 良彦（2020）「Civil 3DをBIM/CIMでフル活用するための65の方法」、エクスナレッジ
２）Autodesk社（2021）「点群データからサーフェスを作成するには」、Autodesk社WebサイトKnowledge Network
https://knowledge.autodesk.com/ja/support/civil-3d/learn-explore/caas/CloudHelp/cloudhelp/2020/JPN/Civil3D-UserGuide/files/GUID-2F76077A-CA80-481F-B0D3-60BE636EF31C-htm.html