要 旨
都市域における避難計画を検討する上で，地下街 を含む公共的屋内空間は屋外同様に重要であり，浸 水シミュレーションにおいても，少なくとも屋外と 同程度の精度を有するGISデータが必要となる．設 計図等の既存資料の活用により，効率的に屋内空間 の三次元GISデータを作成できることを実証するた め，避難計画策定や浸水シミュレーションに適用可 能な屋内空間の三次元GISデータの基本的な仕様案 を検討し，国土地理院庁舎とつくばエクスプレス南 流山駅舎を対象に，その仕様案に基づいた屋内空間 の三次元GISデータの試作と，GNSS及びトータル ステーション測量による精度検証を行った．その結 果，設計図等の既存資料から，1:2,500都市計画基本 図と同程度である「最大誤差が概ね 1m 以内」の精 度で屋内空間の三次元GISデータを作成できること を確認した．また，現地調査により設計図と現況が 適合しない部分を修正するとともに，トータルステ ーション測量により設計図に座標値及び標高値を付 与することで，浸水シミュレーションに必要な床面，
壁面，天井面等で構成される屋内空間の三次元GIS データを，水平位置30cm程度，標高20cm程度の精 度で作成することができた．さらに，今回の試作に おいては，設計図の活用により，トータルステーシ ョン測量の半分程度の作業量でデータを作成できる ことが分かった．データ試作で得られた知見を元に，
設計図等を使用した効率的な屋内空間の三次元GIS データ作成方法に関するマニュアル案を作成し，ウ ェブページで公開する．
1. はじめに
地下街を含む公共的屋内空間は，屋外と同等以上 に利用されており，都市部の災害対策において屋内 空間を無視することはできない．特に洪水災害にお いて，地下空間の浸水対策は重要とされている（国 土交通省，2002）．地下空間の浸水シミュレーション や避難対策において，屋内外一体となった三次元 GISデータは不可欠であるが，屋内における測量は，
屋外と比べると作業効率が低いことなどから，この ようなデータの整備はあまり進んでいない．屋内空 間の三次元GISデータの整備を促進するため，設計 図等を用いて屋内空間の三次元GISデータを作成す
るためのツールの開発なども進められている（経済 産業省，2010）が，これまでの実証実験等において は，作成した三次元GISデータの精度検証は行われ ておらず，また，データ作成における精度管理につ いても検討されていない．そこで，設計図等から精 度の明らかな三次元GISデータを効率的に作成する ための基本的仕様案と作成方法を示すことにより，
屋内空間の三次元GISデータの整備と作成された三 次元GISデータの利用を促進することが必要である．
そのため，避難計画検討や浸水シミュレーションに 利用できる屋内空間の三次元GISデータの基本的仕 様案を検討し，その仕様案に基づいて国土地理院庁 舎とつくばエクスプレス（以下，「TX」という．）南 流山駅舎を対象に，設計図等から三次元GISデータ を試作するとともに，試作した三次元GISデータの 精度検証を行い，屋内空間の三次元GISデータ作成 方法に関するマニュアル案を作成した．本稿では，
屋内空間の三次元GISデータの基本的仕様に関する 検討結果と設計図等の既存資料の活用による効率的 なデータ作成方法及び，三次元GISデータ作成にお ける課題について報告する．
2. 研究概要
本研究では，まず屋内の災害対策におけるGISデ ータの利用状況に関する文献調査を行い，公共的屋 内空間の浸水シミュレーションや避難計画検討に必 要となる屋内空間の三次元GISデータの内容と要求 精度について検討し，基本的な仕様案をまとめた．
続いて，基本的仕様案に基づく屋内空間の三次元 GIS データの試作と現地測量を実施し，データ作成 に要する作業量を把握するとともに，作成した三次 元GISデータの精度検証を行った．また，設計図等 を用いた屋内空間の三次元GISデータ作成における 課題を整理した．
屋内空間の三次元GISデータの整備と作成された 三次元GISデータの利用を促進するため，本研究で 得られた知見を，設計図等を用いた屋内空間におけ る三次元GISデータ作成マニュアル案としてまとめ た．
次章以降で，各研究項目の詳細な内容を述べる．
3. 基本的仕様案の提案
3.1 屋内災害対策における地理空間情報の利用状況 内閣府（2009）による屋内空間の浸水シミュレー ションでは，（1）屋外の地形から氾濫解析を行い，
出入口における水位や，出入口の幅等から氾濫水の 流入量を算定，（2）屋内床面の高さと床面積，氾濫 水の流入量から，屋内空間の水深を計算，（3）屋内 空間毎に計算した接続部における水位の差と床面の 高さと接続部の通路の幅から，屋内空間間の氾濫水 の流入出量を計算していた．また，地下空間におけ る浸水時の避難計画では，主に各階平面図を用いて，
避難経路について検討が行われており，歩行経路を 示すネットワークデータを必要とする一方，絶対位 置座標は必要とされていなかった（国土交通省，
2002）．
3.2 屋内空間の三次元GISデータの基本的仕様 前節に記載した状況に基づき，屋内空間の三次元 GIS データは，（1）屋内外を一連のデータとして扱 うことを前提に，データの位置精度は絶対位置精度 とする，（2）絶対位置精度は，屋外の三次元GISデ ータのベースとなる 1:2,500 都市計画基本図と同等 レベル以上とする，（3）浸水シミュレーションに必 要な断面積等が求められるように，屋内空間を床面，
壁面，天井面で囲んで表現するボックスモデルとす る，（4）避難誘導に利用できるネットワークデータ を表現できるモデルとする，（5）データの符号化形 式は，The Open Geospatial Consortium（OGC）が都 市域における屋内外シームレスの三次元GISデータ の標準化を目指している CityGML 形式と，三次元 CAD で広く使われているデータフォーマットであ
る DWG, DXF 形式を使用することとし，CityGML
形式で定義可能なデータ構造とする，（6）簡便に更
新できるように，主に設計図の記載内容だけで作 成・更新できるようにする，という仕様を目指した．
以下，（1）～（4）についての概要を述べる．
まず，上記（1），（2）について，都市計画基本図 等の地図情報レベル 2500 の数値地形図データの絶 対位置精度は，水平位置の標準偏差で 1.75m 以内，
標高点の標準偏差で0.66m以内である（国土交通省，
2013）．
次に，上記（3）のボックスモデルの考え方に基づ
き CityGML 形式で建物を表す場合のデータ構造と
その概念図を図-1に，そのUML（Unified modeling Language）クラス図を図-2に示す．building（建物）
は1つ以上のboundary（境界面）と任意の数のinner room（部屋）で構成される．このうちboundary（境 界面）は，Roof Surface（屋上面），Wall Surface（外 壁面），Closure Surface（外壁のドアの無い出入口）
に分けられる．Wall Surface（外壁面）のうちopening
（開口部）となっている出入りが可能な部分は，
Window（窓）とDoor（ドア）に分けられる．また，
Closure Surface（構造物の無い境界面）の代表的なも のとしては，地下への出入口などが該当する（図-3）．
Room（部屋）は，Ceiling Surface（天井面），Interior Wall Surface（内壁面），Floor Surface（床面），Closure
Surface（構造物の無い境界面）から構成される．
Interior Wall Surface（内壁面）のうちopening（開口
部）は，Window（窓）と Door（ドア）に分けられ
る．Room（部屋）におけるClosure Surfaceには，吹 き抜けなど壁は無くても通り抜けられない境界面や ドアのない出入口などが含まれる．なお，各階平面 図との連携を考慮し，ボックスは床面の上に床面が 重ならない単位で区切ることとした．階段では，1 階から2階までの間で1つのボックスとなるよう区 切っている（図-4）．
図-1 屋内空間を表す三次元モデルのデータ構造（左図）とその概念図（右図，（OGC,2013）を一部修正）
Building
boundedBy RoofSurface WallSurface
opening Window
Door
ClosureSurface
interiorRoom Room
boundedBy CeilingSurface InteriorWallSurface
FloorSurface
ClosureSurface
opening Window
Door 建物
部屋 屋上面 外壁面
外壁の窓 外壁のドア 外壁のドアの無い出入口
天井面 内壁面
内壁の窓 内壁のドア 床面
内壁のドアの無い出入口 内壁の吹き抜け
図-3 Closure Surfaceの例（赤破線で囲まれた範囲の面）
図-4 階段部を表すボックスモデルの例．1階から2階ま での間で区切り，床面の上に床面が重ならないよう にした．
次に，上記（4）のネットワークデータについて説
明する．CityGML形式ではネットワーク構造を定義
できないため，ネットワーク構造を独立して表現す る必要がある．そこで，歩行空間ネットワークデー タ整備仕様案（国土交通省，2010）に基づくネット ワークデータ（図-5）を採用した．ネットワークデ ータは，歩行経路を示す「リンク」，及びリンクの 結節点である「ノード」によって構成され，リンク には，歩道，階段，エレベーター，エスカレーター などの種類がある．ノードはリンクが分岐する点の ほか，リンクの種類が変わる点や施設の出入口に設 けられる．リンクには，種類，幅員，縦断勾配，手 すりの有無，視覚障害者誘導用ブロックの有無，エ スカレーターの場合は進行方向などが属性として付 けられる．歩行空間ネットワークデータ整備仕様案 において，ネットワークデータの形式は，GML形式 と CSV 形式が示されているが，ボックスモデルの
CityGML形式と組み合わせることから，基本的仕様
案では，GML形式を採用した．
図-2 CityGML形式のBuildingプロファイルパッケージ（UMLクラス図）
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至1階
<<Feature>>
C i t y G ML: :_C it y Ob je ct + creationDate :xs:date [0..1]
+ terminationDate :xs:date [0..1]
<<Feature>>
C i t y G ML: :_S it e
<<Feature>>
C i t y G ML::R oom
<<Feature>>
C it yG ML:: _Op e n i ng
<<Feature>>
C it y GML: :_Ab s t ra c t Bu ild i n g
<<Feature>>
C i t y G ML: :Bu i ld i ng
<<Feature>>
C it y G ML:: Win d ow <<Feature>>
C i t y G ML: :Door
<<Feature>>
C it y G ML::
_Bou n d a ry Su rfac e
<<Feature>>
C it y GML: : R oo f S urfa c e
<<Feature>>
C i t y G ML: : Wa ll Su rfa ce
<<Feature>>
C i t y G ML: : C e i li ng S u rfa c e
<<Feature>>
C it yG ML::
In t e ri orWa l lS urfa c e
<<Feature>>
C it y GML: : F loorSu rfa c e
<<Dataset>>
C it y G ML: :C it y Mod e l
<<Geometry>>
G ML: :Mu lt iS urfa c e
<<Feature>>
C i t y G ML: : C los u reS u rfa c e +opening
0..*
1
+boundedBy 1..*
0..1
+interiorRoom
0..* 1
+boundedBy 1..*
1 +cityObjectMember
1 *
1..*
+lod4MultiSurface 1 1..*
+lod4MultiSurface 1