日本情報考古学会第45回大会ポスター発表

1. 埋蔵文化財
発掘調査現場におけるデジタル化を考える
野口 淳*,1)
* asiansophia@gmail.com
1） フリーランス考古学者

2. 「埋蔵文化財発掘調査のデジタル化」とは何か
ワークフローのデジタル化＝
情報処理技術(IT)・情報通信技術(ICT)への適合
☞単に使用する機器を置換する、中間・最終成果物を
デジタル・データとして出力するということだけではない
情報処理技術の核
☞データのフローからあらたな価値を生み出すこと（データ駆動）
効果の大きい工程
☞デジタル化・コンピューター化の利益が大きい計測・記録・データ処理
⇔ 人力・手作業・機械力作業中心の工程は別途検討
再掲：野口(2021)「埋蔵文化財調査のDX」日本情報考古学会第44回大会ポスター発表
（野口(2021)「埋蔵文化財調査のDX」『日本情報考古学会講演論文集』24）
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 2

3. 「埋蔵文化財発掘調査のデジタル化」とは何か
2つの「デジタル化」とDX（デジタルトランスフォーメーション）
本発表では「デジタル化2 Digitalization」を中心に扱う
Digital Transformation
（デジタルトランスフォーメーション）
Digitalization
（デジタル化2）
Digitalization
（デジタル化2）
野口(2021)「埋蔵文化財調査のDX」『日本情報考古学会講演論文集』24
Digitization
（デジタル化1）
Digitization
（デジタル化1）
デジタル化1=アナログデータをデジタル化する 例)手描き図面・銀塩フィルムをスキャンする
デジタル化2＝作業工程をデジタル化する 例)トータルステーション、デジタルカメラの導入
デジタルトランスフォーメーション＝ワークフローやシステム全体をデジタル化された情報技術で最適化する
デジタル化されたデータフローの最適化
デジタルデータによる一気通貫・効果の最大化
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 3

4. デジタル化の「効果」
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 4
効果の大きい工程
コンピューター化・情報処理技術が適用できる
計測・記録・データ処理
データ駆動型
効果の小さい・無い工程
コンピューター化・情報処理技術と無関係
手作業・人力・機械力
労働力駆動型

5. デジタル化の「コスト」
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 5
• トータルステーション、3Dフォトグラメトリの導入 ☞ 現場規模・予算による格差
☞ 人の確保と訓練も大変
• 簡便な図面作成 ☞ 手測り・紙図面
☞ 最終出力(版下)はデジタル=事後にデジタル化
＞＞＞
導入コスト大：機器・転換訓練 ☞ 短期的には利得はマイナス
オーバースペック問題 ☞ 複雑な形状・多量の計測点にはプラス
／単純な形状・限定的な計測にはマイナス
シンプルなセクション図、ピットや土坑等の図化記録
☞ 量が多いので有効なソリューションの提起は全体への寄与が大きい

6. ワークフローの確認
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 6
基準点の設定
計測
手計測
手描き
写真撮影
多数写真撮影
スキャン
デジタル化
オルソー化
デジタルトレース
SfM-MVS
デジタルトレース
位置情報付与
アウトプットデータ
追加計測
数値データ取得
数値データ取得
※3Dフォトグラメトリでは3次元の数値計測データを取得可能
※手測り・写真トレースでは記録できない
＋1次元の数値計測データが必要
（☞ オートレベル・トータルステーション）

7. 新しい現場計測のデジタル化ソリューション
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 7
https://www.apple.com/jp
/iphone-12-pro/specs/
LiDAR計測
オルソー化
デジタルトレース
数値データ取得
位置情報付与
アウトプットデータ
iOS携帯端末：iPhone12pro/ pro max
iPhone13pro/pro max
iPad pro 2020, 2021
工程の単純化・簡略化×アプリ内で完結
フル3Dデータとしての記録

8. iOS携帯端末のアドバンテージ／ディスアドバンテージ
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 8
https://www.apple.com/jp
/iphone-12-pro/specs/
LiDAR計測
オルソー化
デジタルトレース
数値データ取得
位置情報付与
アウトプットデータ
〇 低コスト（10～14万円）
〇 小型軽量、可搬性が高い
〇 端末内で計測処理が完結（アプリ使用）、操作が簡便
〇 即時性、数分で結果を確認できる
■ 精度、とくに重ね合わせ処理
■ 解像度
■ 通信環境への依存性（一部の3D写真計測処理）
LiDAR計測アプリは多数提供されている
iwamah氏の比較レビューを是非ご参照を
https://twitter.com/iwamah1/status/1437033330348675075?s=20

9. 3D計測機器としてのiOS携帯端末の仕様
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 9
https://www.apple.com/jp
/iphone-12-pro/specs/
• 奥行き方向の計測レンジ＝5m
☞ 調査区全体などの広域の計測には、端末の位置認識と計測データの重ね合わせ
処理が重要... 初期(2020年後半～2021年初頭)より大幅に改善されつつある
☞ フォトグラメトリモードの併用で20mの計測レンジを持つアプリもある
（Scaniverse: 2021年10月30日時点で開発途上のβ版）
• 計測ピッチ＝最大（最密）5mm
☞ 対象表面の微細形状の再現性には難がある。遺物より遺構向き
• 取得データ＝点群（+テクスチャ）
☞ メッシュ化まで行うアプリも多い
☞ 据置型レーザースキャナーや3Dフォトグラメトリより取得される点群密度は少ない
☞ 従来の計測における標高値の取得やエレベー
ションラインの計測に必要なピッチから見れば
120%十分なデータではある
LiDAR計測アプリは多数提供されている
iwamah氏の比較レビューを是非ご参照を
https://twitter.com/iwamah1/status/1437033330348675075?s=20

10. iOS携帯端末による計測の実例
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 10
• 埋蔵文化財の調査記録＝形状+テクスチャ ☞ メッシュ系アプリ
• 提示例：iPad2020+Metascan（旧Forge）
国分寺市教育委員会・遺跡調査会の協力により武蔵国分尼跡発掘調査現場(MK679)
で実施
• 計測2分、処理2分現場で結果確認
• 他に3dScannerApp、Scaniverseでも計測を実施
Metascan
Scaniverse
3d Scanner App

11. 埋蔵文化財調査現場向けのアプリの選択
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 11
• 狭い場所、ハングしている箇所 ☞ 狭い場所の下の方はテクスチャが辛い
• ハング部分は良好 ☞ トータルステーションやフォトグラメトリでは厳しかった部分

12. 3Dフォトグラメトリとの比較
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 12
• 撮影： ILCE -7C 35mm単焦点×52枚、解析処理：Metashape pro
• テクスチャ ☞ 圧倒的（当たりまえ）
• ハング部分 ☞ 点群再構築されず... 狭い、距離がある、角度が取れない
• 撮影5分 処理：ドラフト5分程度、高品質3時間
✖ 現場で結果確認できない（電源・PCがあれば...）
iPad×Metascan 3Dフォトグラメトリ

13. 用途目的による選択
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 13
iPad×Metascan 3Dフォトグラメトリ

14. 埋文調査現場に適した計測手法を考える
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 14
Scaniverse
Scan Range=5m
260k mesh
Scaniverse
3ｄ Scanner App
High Res.
Scan Range=1.7m
Res=10mm
1462k mesh
3d Scanner App
計測レンジや解像度の設定を調
整可能なアプリ
（例: 3d Scanner App)
☞ より多数・高密度な点群を
計測できる
＝より詳細な表面形状を
記録できる場合がある

15. 埋文調査現場に適した計測手法を考える
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 15
Scaniverse
Scan Range=5m
260k mesh
Scaniverse
3ｄ Scanner App
High Res.
Scan Range=1.7m
Res=10mm
1462k mesh
3d Scanner App
しかし…
高密度・詳細な計測の方が欠測
や重ね合わせ不良が生じやすい
☞ iOS携帯端末では自己位置
推定にLiDAR-SLAMではなく、
VIO(モーションセンサー+画像
解析)を用いている。検出範囲が
相対的に小さいため、広範囲の
位置合わせ・重ね合わせに弱い
場合がある*
⇒ その弱点を補うためには解像
度を落として位置合わせしやすく
した方が良い（場合がある）
＊ソウ「iPhone(iPad) LiDARの裏
で動いている技術」
https://note.com/soh_01/n/n4
aaeadab3a2b

16. 埋文調査現場に適した計測手法を考える
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 16
低解像度データで十分なのか?
☞ 低解像度データを基準として高解像度データをICP
により重ね合わせ（CloudCompareのfine regist-
rationを使用）
⇒欠測範囲以外は数mm～数十mm程度のズレ
＝ 従来の計測手法と比較して問題ない範囲
Scaniverse 3d Scanner App

17. 埋文調査現場に適した計測手法を考える
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 17
低解像度データによる
5mmメッシュ段彩図*と
10mm等高線図**
☞ 任意の点の標高値やエレ
ベーション取得に十分な情
報量を保持している
データサイズは
低解像度：29MB
高解像度：1019MB
＊CloudCompare2.12αの
Rasterlizeによる
＊＊ 同上、Cross Sectionの
Extract Envelopeによる
☞ 闇雲に解像度を高めるより
用途目的に応じ設定や方法を選択すべき
☞ 生成されるデータサイズや処理時間も勘案すべき

18. iOS携帯端末LiDAR計測を含めたワークフローの検討
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 18
基準点の設定
計測
手計測
手描き
写真撮影
多数写真撮影
スキャン
デジタル化
オルソー化
デジタルトレース
SfM-MVS
デジタルトレース
位置情報付与
アウトプットデータ
追加計測
数値データ取得
数値データ取得
※3Dフォトグラメトリ、iOS-LiDARでは
3次元の数値計測データを取得可能
LiDAR計測
※地理空間参照のために必須
解析処理極短時間
=タイムラグなしで
現地確認可能
従来手法＝工数が増える
（現場：追加計測、
整理作業：デジタル化）
☞ バックアップとし常用しない
デジタル化手法
3Dフォトグラメトリ
＝高精細・高解像度
写真記録として
併用可能
携帯端末LiDAR
＝低解像度
短時間・多数処理

19. 結 論
2021/10/30 31
～ 45
日本情報考古学会第 回大会：野口 埋文デジタル化 19
1. 機材コスト、時間コスト、人員コストを考慮して、機器・手法を選択
☞ オーバースペックを回避して最適化を図る
2. 用途目的に対応した機器・手法のハイローミックスな運用
☞ iOS携帯端末LiDAR計測はあくまで現時点での提案のひとつで決定打ではない
3. その場の手軽さ・容易さより工程全体の効率化を優先
☞ 効果測定・評価の単位は、一工程 < 一現場 < 単年度 << 組織規模の中長期計画
4. その場のコストではなく将来的な機会費用を含めて比較対象とする
☞ そのためには(3)の考慮は必須
5. 新技術・手法の導入による効率化は単なる経営的コスト削減のためではない
効率化により創出される余剰時間・人員・コストは埋蔵文化財保護に資する記録・調
査に振り向けることができる
⇔ それが行なわれないことによる機会損失についても真剣に検討すべき