【BIM・GIS・デジタルツイン】 第4回　なぜBIMをデジタルツインにつなぐのか

はじめに

前回は、BIMとGISがつながりにくい理由を四つの観点から考えました。一方で現実には、BIMの建物と都市の3Dモデルが一つの画面に並ぶ光景を見る機会が増えています。ただ、しくみが整いつつあることと、それが必要であることは別の話です。今回は、そもそもなぜBIMをデジタルツインにつなぐ必要があるのか、それで何が良くなるのかを考えます。

同じ画面に並ぶようになった現在

日本では、国土交通省が2020年に始めたPLATEAUによって、3D都市モデルの整備が大きく進みました。2026年3月末までに公開された地域は300を超え、国は約500都市への整備を目標に掲げています。

点群データの普及では、静岡県のVIRTUAL SHIZUOKAが果たした役割も大きなものです。静岡県は2019年度から県内を航空レーザなどで計測し、地形や建物の形を無数の点の集まりとして記録した3次元点群データを、誰でも使えるオープンデータとして公開してきました。2021年7月に熱海市伊豆山で起きた土石流では、産学官の有志が、以前の標高データと県の点群データを比べ、発生源に盛土があったことを数日のうちに示しました。この出来事は、点群データの価値が広く知られるきっかけになりました。都市の建物をモデルとして整備するPLATEAUと、地形を含む現実の姿をそのまま写し取るVIRTUAL SHIZUOKAという二つの流れが、日本の3D化を支えてきたと言えます。

表示の面では、Cesiumが考案しOGCのコミュニティ標準となった3D Tilesが普及し、BIMのモデルも、PLATEAUの建物も、点群も、ブラウザの上で地形と一緒に表示できるようになりました。

ただし、3D Tilesは主に表示のための形式です。同じ画面に並ぶことは、前回述べた違いが解消されたことを意味しません。以前の記事で紹介したように、デジタルツインの本質は立体であることではなく、現実と同期し続け、意思決定に使われることにあります。

それでは、BIMの情報は、どのような意思決定に必要なのでしょうか。

建物の一生の大半は「使われている時間」

一つめの理由は、建物の一生の長さにあります。設計と施工にかかるのは数年ですが、建物はその後、数十年にわたって使われ続けます。その間に、点検、修繕、改修、設備の更新が繰り返されます。

このとき必要になるのが、壁の中や天井の裏にある配管や配線、使われている材料、設備の型番といった、外からは見えない情報です。これこそBIMが持っている情報です。ところが、BIMは竣工とともに更新が止まり、使う段階では紙の図面や担当者の記憶に頼ることが少なくありません。BIMをデジタルツインにつなぐことは、設計と施工のために作った情報を、建物が最も長く過ごす「使われている時間」に生かすことを意味します。

建物の内と外にまたがる問い

二つめの理由は、大事な問いの多くが、建物の内と外の境目にまたがっていることです。

たとえば大雨のとき、ある建物の地下にある電気室が水に浸かるかどうかを知りたいとします。浸水がどこまで広がり、どの深さになるかはGISの領域です。一方、電気室が何階のどの高さにあり、どこから水が入りうるかはBIMの領域です。どちらか一方だけでは答えが出ません。避難も同じで、建物の中の階段や出口と、屋外の道路や避難所は一続きの経路です。都市全体のエネルギー使用を考える場合にも、建物ごとの設備や断熱の情報が、地域の気候や日照の情報と組み合わさって初めて意味を持ちます。

建物の中で起きることと外で起きることは、現実にはつながっています。データが建物の境界で途切れていると、その境目にある問いに答えられません。

情報は両方向に流れる

三つめの理由は、つなぐことの効果が一方向ではないことです。都市から建物へという向きでは、設計の段階で周辺の地形や日照、浸水の想定、地盤の情報を参照し、環境に合った建物を計画できます。

建物から都市へという向きもあります。第1回で触れたように、建築確認ではBIMの活用が始まり、2029年春にはBIMのデータそのものを審査するしくみの実現が目指されています。新しく建つ建物の正確な形と情報がデータとして提出されるようになれば、それは3D都市モデルを最新の状態に保つための材料にもなりえます。PLATEAUも、都市モデルを整備する材料の一つとしてBIMを位置づけています。

「見える」から「使える」へ

3Dモデルの整備は大きく進み、土台はかなり整ってきました。次に必要なのは、何の判断に使うのかを先に決め、センサーや観測のように時間とともに変わる情報をつなぎ込むことです。PSSでも、気象庁の高解像度降水ナウキャストを3D地図に重ねるなど、その方向での技術検証を進めています。

まとめと次回の予告

BIMをデジタルツインにつなぐ意味は、きれいな3Dを見せることではなく、建物が使われる長い時間に情報を生かし、建物の内と外にまたがる問いに答え、都市と建物の間で情報を行き来させることにあります。ただ、その実現を難しくしている原因の一部は、2次元の層を重ねることを前提に発展してきた従来のGISの枠組みにもあります。最終回となる次回は、既存のGISの限界と、これからの地理空間の基盤について考えます。

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