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BIM用の詳細な建物の3Dモデルの自動生成システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K04523
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分23030:建築計画および都市計画関連
研究機関岐阜協立大学

研究代表者

杉原 健一  岐阜協立大学, 経営学部, 教授 (80259267)

研究分担者 沈 振江  金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (70294543)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード自動生成 / 3次元建物モデル / 3Dモデル / CG / GIS / BIM / 建物ポリゴン分割 / 動的3次元建物モデルの自動生成 / BIM / 建物の3Dモデル / straight skeleton手法 / 3次元CG / 自動配管 / ダイクストラ(Dijkstra)法 / ポリゴン分割 / straight skeleton(直線状骨格) / 3次元コンピュータ・グラフィックス / BIM用3Dモデルの自動生成
研究成果の概要

「詳細な建物の3Dモデル」を構築し、設計から施工、維持管理に至るまで利活用するBIM (Building Information Model)が今急速に進んでいる。但し、現状では、多大の労力をかけ、3Dモデルを作成している。そこで、これまでの研究成果である「建物境界線に基づく建物の3Dモデルの自動生成システム」を発展させ、詳細な3Dモデルを自動生成することを目的とした。
研究成果は、 (1) 建物ポリゴン分割後の分割四角形のラベリングによる窓設置可能な壁の明確化。(2)部材を静的・動的剛体モデルで構成することで力学シミュレーション可能な「動的3次元建物モデル」の自動生成。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの研究の「3次元建物モデルの自動生成」で独自に開発した、コンピュータ幾何学の分野となる「ポリゴンの分割手法」や「ストレートスケルトン手法による直線状骨格生成、及びポリゴンの単調増加(monotone)ポリゴンへの分割」を発展させて、電子地図上の建物境界線から、枝屋根や間取りの分割を行い、「建物枝部が分割された窓設置可能な壁が明確化された詳細な建物の3Dモデル」を自動生成することに成功した。 研究成果の学術的意義は、「コンピュータ幾何学の新しいアルゴリズム」を開発し、BIM普及の障害になっている多大な3Dモデル作成工数の削減に取り組んだことである。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (32件) (うち国際共著 4件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] 防災教育を目的とした土砂災害の力学シミュレーション可能な3次元地形・建物モデルの自動生成2021

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      日本教育工学会第38回全国大会講演論文集

      巻: Vol.38 ページ: 171-172

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Improvement of Evacuation Modeling by Considering Road Blockade in the Case of an Earthquake: A Case Study of Daitoku School District, Kanazawa City, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dinh-Thanh、Shen Zhen-jiang、Truong Minh-Hoang、Sugihara Kenichi
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 13 号: 5 ページ: 2637-2637

    • DOI

      10.3390/su13052637

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Automatic Generation of 3D Terrain Models for Debrics Flow Simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Sugihara, K., Shen, Z., Murase, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of 20th International Conference on Construction Application of Virtual Reality. Middlesbrough, UK: Teesside University Press.

      巻: Vol.2020 ページ: 209-219

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Automatic Generation of 3D Terrain Models for Debrics Flow Simulation2020

    • 著者名/発表者名
      Murase, T., Sugihara, K., Shen, Z.
    • 雑誌名

      Proceedings of 20th International Conference on Construction Application of Virtual Reality . Middlesbrough, UK: Teesside University Press.

      巻: Vol.2020 ページ: 304-314

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 土石流シミュレーションのための3次元地形モデルの自動生成2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬 孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      日本建築学会 第43回 情報・システム・利用・技術 シンポジウム

      巻: Vol.43

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 窓やドアの設置可能な壁を明らかにするポリゴン分割法による3次元建物モデルの自動生成2020

    • 著者名/発表者名
      杉原健一, 村瀬孝宏
    • 雑誌名

      第45回土木情報学シンポジウム講演集 CG/AR/VR②

      巻: Vol.45

    • NAID

      40022409933

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 自動生成する地形モデルを用いた土石流による建物倒壊シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      第45回土木情報学シンポジウム講演集 CG/AR/VR②

      巻: Vol.45

    • NAID

      40022409926

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 分割四角形の隣接情報を明らかにするポリゴン分割法による3次元建物モデルの自動生成2020

    • 著者名/発表者名
      杉原健一,村瀬孝宏
    • 雑誌名

      地理情報システム学会講演論文集 , 解析理論2

      巻: Vol.29

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 土石流シミュレーションのための3次元地形モデルと動的3次元建物モデルの自動生成”,2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬 孝宏・杉原 健一・沈 振江
    • 雑誌名

      地理情報システム学会講演論文集 防災3

      巻: Vol.29

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 土石流シミュレーションのための3次元地形モデルの自動生成2020

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、村瀬 孝宏
    • 雑誌名

      日本建築学会 第43回 情報・システム・利用・技術 シンポジウム

      巻: Vol.43

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 3次元地層モデルの自動生成による自然災害シミュレーションの教材開発2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      日本教育情報学会 年会論文集36, 札幌学院大学

      巻: Vol.36 ページ: 264-265

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 防災のための土砂災害シミュレーションを備えた3次元地形モデルの開発2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      教育システム情報学会第45回全国大会講演論文集

      巻: Vol.45 ページ: 221-222

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 自動生成の3次元地形モデルによる自然災害シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      日本教育工学会第37回全国大会講演論文集

      巻: Vol.37 ページ: 553-554

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] 3次元地形モデルを用いた力学シミュレーションによる土砂移動現象の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      情報文化学会第28回全国大会講演予稿集

      巻: Vol.28 ページ: 21-24

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A GIS-Based Model for Integrating Risk Estimations of Residential Building Damage and Shelter Capacity in the Case of Earthquakes2020

    • 著者名/発表者名
      Nguyen Dinh-Thanh、Shen Zhenjiang、Honda Kyohei、Sugihara Kenichi、Nishino Tatsuya、Truong Minh-Hoang
    • 雑誌名

      Natural Hazards Review

      巻: 21 号: 2

    • DOI

      10.1061/(asce)nh.1527-6996.0000350

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Straight Skeleton Computation Optimized for Roof Model Generation2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara
    • 雑誌名

      WSCG 2019, 27th. International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision 2019

      巻: DVD-ROM

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Straight Skeleton Computation Optimized for Automatic Generation of 3D Roof Model2019

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、沈 振江
    • 雑誌名

      日本建築学会 第42回 情報・システム・利用・技術 シンポジウム

      巻: DVD-ROM

    • NAID

      200000451155

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分割四角形の隣接関係を明らかにするポリゴン分割法による屋根モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、村瀬 孝宏
    • 雑誌名

      第44回土木情報学シンポジウム講演集 CG/AR/VR②

      巻: Vol.44

    • NAID

      40022069226

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 分割四角形の隣接情報を明らかにするポリゴン分割法による3次元建物モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、村瀬孝宏
    • 雑誌名

      地理情報システム学会講演論文集

      巻: Vol.28

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] MRを用いた歴史的市街地における既存不適格建築物の可視化に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      沈振江,杉原 健一,田島鉄朗,藤井涼,田中裕樹,岸 展摩,滕瀟
    • 雑誌名

      土木学会 第15回景観.デザイン研究発表会論文集

      巻: DVD-ROM

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Preliminary Study on Visualization of Building Standard Laws by HoloLens: A case study in Kanazawa City2019

    • 著者名/発表者名
      沈 振江・杉原健一・WU Teng・TENG Xiao
    • 雑誌名

      日本建築学会 第42回 情報・システム・利用・技術 シンポジウム

      巻: DVD-ROM

    • NAID

      200000451195

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 防災教育のための土石流等のシミュレーション可能な3D地形モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      日本教育情報学会 年会論文集

      巻: 35 ページ: 216-217

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 防災教育を目的としたポリゴン縮小処理による3次元地形モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      教育システム情報学会第44回全国大会講演論文集

      巻: 44 ページ: 393-394

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ストレートスケルトン手法による内部構造を持つ地形モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      村瀬 孝宏、杉原健一
    • 雑誌名

      第44回土木情報学シンポジウム講演集 CG/AR/VR②

      巻: 44

    • NAID

      40022069325

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 土砂移動現象をシミュレーションできる内部構造を持つ地形モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      地理情報システム学会講演論文集

      巻: Vol.28

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 土石流等のシミュレーション可能な3D地形モデルの自動生成2019

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 雑誌名

      日本教育工学会2020年春季全国大会(第36回大会)

      巻: 36 ページ: 211-212

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Roof report from automatically generated 3D building models by straight skeleton computation2018

    • 著者名/発表者名
      Sugihara Kenichi、Khmelevsky Youry
    • 雑誌名

      2018 Annual IEEE International Systems Conference (SysCon)

      巻: Vol.2018 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/syscon.2018.8369554

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Building Polygon Rectification for Automated 3D Building Models2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Signal Processing Proceedings (ICSP)

      巻: Vol.2018 ページ: 1065-1065

    • DOI

      10.1109/icsp.2018.8652494

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic Generation of 3D Building Models for Environmental Education by Straight Skeleton Computation2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Murase, Kenichi Sugihara
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Signal Processing Proceedings (ICSP)

      巻: Vol.2018 ページ: 1040-1040

    • DOI

      10.1109/icsp.2018.8652493

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How green is your smart house: Looking back to original concept of smart house2018

    • 著者名/発表者名
      Puteri Fitriaty, Zhenjiang Shen, and Kenichi Sugihara
    • 雑誌名

      in Z.Shen, L. Huang, K. Pheng, J. Pai (Eds.), “Green City Planning and Practice in Asian Cities”, Springer,

      巻: 1 ページ: 39-77

    • DOI

      10.1007/978-3-319-70025-0_3

    • ISBN
      9783319700243, 9783319700250
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 四角形の方向性を考慮したポリゴン分割・整形による建物の自動生成2018

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、沈 振江
    • 雑誌名

      日本建築学会 第41回 情報・システム・利用・技術 シンポジウム

      巻: Vol.2018

    • NAID

      200000451253

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Illegal Detection of Building Setback Line Using Augmented Reality2018

    • 著者名/発表者名
      Zhenjiang SHEN, Jiaohua CHEN, Kenichi SUGIHARA, Tatsuya NISHINO
    • 雑誌名

      日本建築学会 第41回 情報・システム・利用・技術 シンポジウム: 41th Symposium of Information, System, Usage, and Technology. Architecture Institute of Japan, (Tokyo, 2018.12), R45

      巻: Vol.2018

    • NAID

      200000451269

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Automatic generation of double leaned roof model for smart Houses2021

    • 著者名/発表者名
      Kenichi SUGIHARA, Zhenjiang SHEN
    • 学会等名
      International Community of Spatial Planning and Sustainable development (SPSD-VC2020), Spatial and digital adaption Plenary Session (オンラインで参加、発表:https://www.spsdcommunity.org/)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Generation of 3D Building Models for BIM (Building Information Model)2020

    • 著者名/発表者名
      Kenichi SUGIHARA, Zhenjiang SHEN
    • 学会等名
      International Symposium of ETIC/SPSD Symposium 2020, Kanazawa, Symposium on Regional Environment Sustainable Development: Water Environment February 21st 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automatic Generation of 3D Building Models for BIM (Building Information Model)2020

    • 著者名/発表者名
      Kenichi SUGIHARA, Zhenjiang SHEN
    • 学会等名
      International Symposium of ETIC/SPSD Symposium 2020, Kanazawa, Symposium on Regional Environment Sustainable Development: Water Environment
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automatic Generation of 3D Building Models for BIM2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi SUGIHARA, Zhenjiang SHEN
    • 学会等名
      International Symposium of Environment /Eco-technology and policy in East Asian, ETIC/RSET/SPSD Symposium 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Automatic Generation of BIM 3D Building Models for Sustainable Development2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase and Zhenjiang Shen
    • 学会等名
      2019 International Conference on Spatial Planning and Sustainable Development (SPSD 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Generation of 3D Terrain Models with Inner Structure for Disaster Prevention2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Murase and Kenichi Sugihara
    • 学会等名
      International Conference on Spatial Planning and Sustainable Development (SPSD 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automated Generation of Roofs by Straight Skeleton with Line Segment Event2019

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase and Zhenjiang Shen
    • 学会等名
      International Conference on CYBERWORLDS, Kyoto, Modeling & Rendering, General Track of 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic Generation of 3D Building Models from Building Polygons for BIM (Building Information Model)2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi SUGIHARA, Zhenjiang SHEN
    • 学会等名
      International Symposium of Environment/Eco-technology and policy in East Asian, ETIC/RSET/SPSD Symposium 2018, Kanazawa
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 改良したstraight skeleton手法による3次元屋根モデルの自動生成2018

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、村瀬 孝宏
    • 学会等名
      土木学会 第43回土木情報学シンポジウム講演集 CG/AR/VR
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Current Status of Artificial Intelligence in Smart Home - From Literature and Product -2018

    • 著者名/発表者名
      Xiao Guo, Zhenjiang SHEN, Kenichi SUGIHARA, Tatsuya NISHINO
    • 学会等名
      Proceeding of 2018 Workshop on Urban Planning and Management “Planning and Environmental Management” (WUPM 2018, Kanazawa), Paper no.19
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3次元地形モデルの自動生成と環境教育への活用2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      日本教育情報学会 年会論文集34, pp.328-329, 松蔭大学, 2018-8
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ストレートスケルトン手法による3次元地形モデルの自動生成による環境教育2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      教育システム情報学会第34回全国大会, pp.437-438, 北星学園大学, 2018-9
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Straight Skeleton 手法による3次元建物の自動生成による環境教育2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      2018年日本教育工学会第34回全国大会講演論文集, pp.909-910, 東北大学, 2018-9
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 拡張straight skeleton手法による街並み3Dモデルの自動生成2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      情報文化学会第26回全国大会講演予稿集, pp.23-26, 東京大学, 2018-10
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 岐阜協立大学 教員紹介 杉原健一

    • URL

      https://www.gku.ac.jp/about/teacher/sugihara_k.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 杉原健一の研究紹介ページ

    • URL

      http://kensugi1128.at-ninja.jp/

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    • URL

      http://kensugi1128.at-ninja.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] Demonstration of Automatic Generation Process

    • URL

      http://kensugi1128.at-ninja.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 岐阜協立大学 教員紹介

    • URL

      https://www.gifu-keizai.ac.jp/about/teacher/k_sugihara.html

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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