シンガポール、国まるごとデジタルツインを完成——担当測量士が語る地図づくりとの違い、広がる可能性と課題

最近、シンガポールは世界初の国まるごとデジタルツイン化する作業を完了した。Bentley Systems のツールは、生の GIS データ、LiDAR データ、画像データを、国の現実的なメッシュ、建物、交通機関のモデルに変換するプロセスを加速させた。

シンガポール国土庁（SLA）の上級主席測量士である Hui Ying Teo 氏は、VentureBeat に次のように語った。

我々は、これらの構成要素が、3D マッピングやデジタルツインに始まるメタバース構築の一部となることを想定している。

彼は、デジタルツインを、強力なデジタイゼーションとデジタライゼーションによる現実世界の複製と考えているそうだ。それらは、持続可能で弾力性のある、スマートな開発に不可欠なものだ。彼のチームは、世界のさまざまな側面やユースケースを反映した複数のデジタルツインにわたって、単一の真実のソースを可能にするフレームワークを開発している。

シンガポールは島国であり、海面上昇も大きな懸念事項だ。統合されたデジタルツインのインフラは、すでにシンガポールが気候変動の影響などさまざまな課題に対応するのに役立っている。正確で信頼性が高く、一貫性のある単一の地形モデルは、国の水資源機関の資源管理、計画、沿岸保護の取り組みをサポートしている。

また、デジタルツインの取り組みは、再生可能エネルギーの展開にも役立っている。2030年までに2ギガワット・ピーク（GWp）の太陽光発電を導入するという政府の公約を達成するため、統合された建物モデルデータのソースが太陽光発電ロードマップの作成に役立っている。

地図づくりからデジタルツインへ

デジタルツインと地図の大きな違いは、デジタルツインは新しいデータに応じて常に更新されることだ。異なるプロセスで収集されたデータを更新し、別々でありながらリンクした都市のデジタルツインを表現するためには、高度なデータ管理プラットフォームが必要だ。

デジタルツインは、物理的な空間だけでなく、法的な空間（不動産権利の地籍図）やデザイン空間（BIM=ビルディングインフォメーションモデリングなどの計画モデル）も表現する必要がある。（Teo 氏）

市や国の政府は、個々の地理、インフラ、所有権の記録データのサイロを、統一されたデジタルツインに変換するためのさまざまな戦略を模索している。データの取得方法、使用するファイル形式、基盤となるデータの品質や精度には大きな違いがあるため、これは簡単な作業ではない。さらに、政府は、市民のプライバシー、企業データ IP の機密性、基礎となるデータのセキュリティを尊重した方法でこれらのマップを作成する必要がある。

たとえば、地籍調査などのデータソースは、不動産、鉱物、土地の使用領域にわたる所有権の境界を反映している。これらの記録に悪意や偶発的な変更が加えられると、プライバシーや競争上の優位性、所有権が損なわれる可能性がある。

シンガポールは世界で2番目に人口密度の高い国であり、垂直方向の建物やインフラの整備が盛んに行われている。従来の地図作成は、2次元の地形に重点を置いていた。2011年の大洪水で国土が破壊された後、政府はラピッドキャプチャ技術を使用して国土全体をマッピングする意欲的な3Dマッピングプログラムを開始し、2014年に最初の3Dマップを作成するに至りた。この地図は、様々な政府機関が政策形成、計画、運営、リスク管理を改善するのに役立ちた。

しかし、この地図は次第に古くなっていくる。そこでSLAは2019年、経年変化を検出し、国のダイナミックな都市開発を反映するために精度を向上させたオリジナルマップを更新する2回目の取り組みを開始した。このプロジェクトでは、国土全体の航空写真と、シンガポールのすべての公道を対象としたモバイルストリートマッピングを組み合わせた。

一度キャプチャすれば、多くの人が利用できる

従来は、計画策定の判断材料として、各官庁が独自に地形調査を行っていた。

開発スケジュールが異なるため、二度手間になることも少なくなかった。（Teo 氏）

Bentley とのパートナーシップは、SLA が「一度キャプチャしたら、多くの人に使ってもらう」という戦略を実行するのに役立った。この戦略により、政府機関、当局、コンサルタントの間で行われるプロジェクトで、オープンソースの 3D 国家地図として利用できるようになり、地図へのアクセス性が最大化された。最終的には、この3Dマップを拡張し、経年変化を把握するための 4D をサポートしたいと考えている。

LiDAR と自動撮影技術を組み合わせ、高速に全国地図を作成する。新しい高速キャプチャプロセスにより、コストを3,500万シンガポールドル（約30億円）から600万シンガポールドル（約5億円）に、時間を2年からわずか8ヶ月に削減することができた。

SLA では、41日間で16万枚以上の高解像度航空写真を撮影した。Bentley の ContextCapture ツールは、これらを0.1メートル精度の全国的な 3D リアリティメッシュに変換した。また、Bentley の Orbit 3DM ツールを使用して、25テラバイトを超えるシンガポールの道路データをデジタルツインに変換した。

チームは、データのさまざまな側面について、2つのファイル形式を標準化した。点群データには LAS と LAZ が使用されている。GeoTIFF は、画像と物理的な空間との位置合わせに使用される。CityGML は、ベクターモデルとサーフェースモデルのサポートに使用される。

オープン性とセキュリティのバランス

オープンデータとセキュリティの適切なバランスをとることが重要だと、Teo 氏は言う。オープンデータであれば、ユーザは用途に関係なく、組織のニーズに合わせて適切なツールを採用することができる。しかし、このオープン性は、セキュリティやプライバシーへの配慮とバランスをとる必要があった。生データを安全に処理し、適切なプライバシー保護措置を講じた上で、組織、企業、市民が利用できるようにする必要があったのだ。

チームメンバー全員がセキュリティスクリーニングを受け、データは安全に管理された環境で処理された。さらに、機密保持のため、さまざまな匿名化技術が適用された。これにより、計画、リスク管理、運用、政策に関わる機関全体で、誰のデータ権限にも影響を与えることなく、より広くデータを共有することができた。

データ処理は管理された環境で行われた。つまり、ネットワークにアクセスすることなく、外部から隔離された環境である。そのため、問題が発生したときに技術サポートを受けるなど、いくつかのプロセスに支障をきたした。