CIMモデルの構成要素とは？3Dデータの種類を解説

CIM（Construction Information Modeling/Management）の基礎知識

CIMの基礎知識として、その定義と国土交通省が推進するi-Constructionでの役割を解説します。建設業界の生産性向上に不可欠な情報の連携・活用の仕組みを整理し、導入の背景を明らかにしましょう。

CIMの定義とi-Constructionにおける役割

CIMとは、建設生産システムの効率化を図るための新しいワークフローです。調査・設計段階から3次元モデルを導入し、施工、維持管理の各段階で情報を連携・活用します。

• i-Constructionとの関係
  国土交通省が提唱するi-Constructionの3本柱の一つであり、ICT施工や平準化と並んで、現場の生産性向上に直結する重要な施策です。


• モデルの活用範囲
  設計時の干渉チェック、施工時の進捗管理、完成後の点検履歴蓄積など、構造物のライフサイクル全体でデータを活用します。

CIM導入によって解決できる建設現場の課題

建設現場では、2次元図面による情報の欠落やコミュニケーションロスが課題となっていました。CIMを導入することで、以下のような問題を構造的に解決できます。

CIMが解決する主な課題

・2次元図面間の不整合による手戻りの削減


・複雑な構造物の視覚的な理解不足の解消


・熟練技術者のノウハウに依存した現場管理のデジタル化


・関係者間（発注者・受注者・住民）の迅速な合意形成

[出典：国土交通省 BIM/CIM推進に関するガイドライン]

CIMモデルを形作る主要な構成要素：形状と属性

CIMモデルは、単なる3Dグラフィックスではなく、「形状情報」と「属性情報」を統合したデータベースとして機能します。それぞれの役割と、情報の作り込み度合いを示すLOD（詳細度）について詳しく解説します。

形状情報（3次元形状データ）の役割

形状情報とは、構造物の外観、寸法、位置を3D空間上に配置した幾何学的なデータです。

• 空間把握の迅速化
  構造物の全体像をあらゆる角度から確認できるため、設計の意図や施工の難所を瞬時に把握できます。


• 物理的な整合性確認
  異なる部材同士が空間上でぶつかっていないか（干渉チェック）を自動で行うための基礎データとなります。

属性情報（非形状データ）の重要性とLODの概念

属性情報とは、3D形状に紐付けられたテキストや数値データのことで、CIMを「情報の器」たらしめる核心要素です。また、これらをどの程度細かく作成するかを定義したものが「LOD（Level of Development/Detail）」です。

• 属性情報の具体例
  コンクリートの強度、部材のメーカー名、施工日、点検履歴、コスト情報などが含まれます。


• LOD（詳細度）の基準
  LOD100（概略モデル）からLOD400（詳細な施工・管理モデル）まで、フェーズに応じて情報の密度を高めていきます。

【表で整理】形状情報と属性情報の違い

CIMモデルにおける2つの構成要素の違いを比較表にまとめました。

比較項目	形状情報（3Dモデル）	属性情報（属性データ）
役割	外観・寸法・位置の可視化	仕様・管理情報の保持
具体例	3D座標、形状、角度	材質、強度、単価、点検日
主なメリット	直感的な理解、干渉チェック	数量算出、維持管理の効率化
作成ツール	3D CAD、3Dスキャナー	表計算ソフト、データベース

[出典：国土交通省 BIM/CIM活用ガイドライン（案）]

CIMで活用される3Dデータの種類と特徴

CIMモデルの作成には、目的に応じて「サーフェス」「ソリッド」「ワイヤーフレーム」「点群」といった異なるデータ形式が選定されます。各形式の特徴と適切な用途を把握することが重要です。

サーフェスモデル：地形や面表現に適したデータ

サーフェスモデルは、厚みのない「面」の集合体で構成される形状データです。

• 特徴
  中身が空洞であるため、データ容量を比較的軽く抑えることが可能です。


• 主な用途
  広範囲にわたる地形データや、道路の法面（のりめん）、土地の造成計画などで活用されます。

ソリッドモデル：構造物の体積を保持するデータ

ソリッドモデルは、中身の詰まった「塊」として定義される立体データです。

• 特徴
  体積や重量、重心位置などの物理的な特性を正確に計算できる性質を持っています。


• 主な用途
  橋脚やダム、トンネルなどのコンクリート構造物の詳細設計や配筋検討に適しています。

ワイヤーフレームモデル：軽量な骨組みデータ

ワイヤーフレームモデルは、頂点と線だけで形状を表現する最もシンプルな形式です。

• 特徴
  描画負荷が非常に低く、処理が高速ですが、面や体積の情報は持ちません。


• 主な用途
  設計の初期段階での簡易的な形状確認や、モデル全体のスケルトン表示に用いられます。

点群データ：レーザースキャンによる現況再現

点群データは、3Dレーザースキャナーなどで取得した「座標を持つ点の集まり」です。

• 特徴
  地形や構造物をありのままの状態で、ミリ単位の精度でデジタル化できます。


• 主な用途
  起工測量、現況の3D化、経年変化のモニタリングに活用されます。

【表で整理】3Dデータ形式の比較

各データ形式のメリットとデータ負荷の関係を整理しました。

データ形式	特徴	主な用途	データ負荷
ワイヤーフレーム	線のみで構成	簡易確認、骨組み	非常に低い
サーフェス	面のみ。中身は空	地形、道路計画	中
ソリッド	体積のある立体	構造物詳細設計	高い
点群データ	点の集合	現況測量、現況再現	非常に高い

CIM導入検討時に知っておきたい比較と不安解消

CIM導入に際しては、BIMとの違いや技術習得へのハードルが懸念されることが多いです。ここでは、分野別の使い分けと導入の不安を解消するためのアプローチを提示します。

CIMとBIMの違い：土木と建築の使い分け

CIMとBIMは、根本的な概念は同じですが、対象とする建設対象物と空間の捉え方が異なります。

• BIM（Building Information Modeling）
  ビルや住宅などの「建築物」を対象とし、意匠や建物内部の設備管理を重視します。


• CIM（Construction Information Modeling）
  橋梁、ダム、道路などの「土木構造物」を対象とし、広大な地形情報や公共座標との整合を重視します。

「データが重い」「操作が難しい」という不安への対策

CIMモデルは大容量になりやすく、高度なソフト操作が求められるため、以下のステップでの導入が推奨されます。

CIM導入を成功させるためのステップ

1.スモールスタートの実践


全てを3D化せず、干渉が懸念される箇所などの「スモールスタート」から始める。


2.LODの適切な設定


目的に合わせてLOD（詳細度）を適切に設定し、不要な情報の作り込み（データ肥大化）を防ぐ。


3.分業体制の構築


モデルの作成は専門チームや外部ベンダーに委託し、現場は「ビューワーでの確認」に専念する。

【表で整理】CIMとBIMの主な違い

土木と建築におけるモデリングアプローチの差異を整理しました。

比較項目	CIM	BIM
主な分野	土木（橋梁、道路、河川）	建築（ビル、住宅、公共施設）
重視する座標	公共座標（地球上の絶対位置）	建物独自の任意座標
モデルの範囲	広域（周辺地形との関わり）	建物単体（内部構造の充実）
共通概念	情報の一元管理（BIM/CIMと併記される）	同左

[出典：一般財団法人日本建設情報総合センター(JACIC) BIM/CIM用語集]

まとめ：CIMモデルの理解が建設DXの第一歩

CIMモデルの理解は、建設現場のDX（デジタルトランスフォーメーション）を進める上で避けては通れないステップです。本記事で解説した「形状情報」と「属性情報」の組み合わせ、そして用途に応じたデータ形式の選定こそが、効率的な情報管理の鍵となります。

本記事のポイント

・CIMは「3D形状」に「属性データ」を紐付けた情報のデータベースである。


・用途に合わせてサーフェス（地形）やソリッド（構造物）を使い分ける。


・属性情報の蓄積により、維持管理フェーズのコストを大幅に削減できる。


・スモールスタートと適切なLOD設定が、導入成功の秘訣である。

CIMは単なる視覚化ツールではなく、プロジェクトの全関係者が情報を共有し、意思決定を加速させるための戦略的資産です。まずは自社の課題に最適なデータ形式の選定から検討を始めましょう。

Q1. CIMモデルを作るには必ず専用のソフトが必要ですか？

はい、基本的にはAutoCAD Civil 3DやRevitといったBIM/CIM対応のソフトウェアが必要です。ただし、作成されたモデルを確認・共有するだけであれば、無料のビューワーソフトを活用することで、専門ソフトを持たない関係者でも情報を閲覧することが可能です。

Q2. 属性情報はどの程度詳しく入力すべきですか？

目的（発注者への納品か、自社の施工管理か）によって異なります。過度な入力は作成負荷を増大させるため、維持管理での活用頻度が高い項目や、数量算出に必要なデータに絞り込むなど、フェーズに合わせた情報の取捨選択が重要です。

Q3. 2次元図面があればCIMは不要ではありませんか？

2次元図面のみでも施工は可能ですが、CIMを導入することで「情報の可視化」と「データの整合性」が飛躍的に向上します。特に、複雑な配筋や地下埋設物との干渉は3Dでしか発見できないケースも多く、着工後の手戻りという大きな損失を防ぐ保険としての役割も果たします。

[出典：国土交通省 BIM/CIM活用ガイドライン（案）]