日本工営 - Cesium for Unrealで描くインフラ革命

• Cesium World Bathymetry を活用し、海底地形データをそのまま取り込むことで、港湾・沿岸開発の背景作成が簡単に。
• Google Photorealistic 3D Tiles を適用することで、高精度な都市環境を手作業なしで背景データとして取得。
• Bing Mapsの航空写真 + Cesium World Terrain を活用し、広範囲の地形情報を即座に統合。
• Japan 3D Buildings は、国土交通省PLATEAUが提供する全国200を超える市区町村において、クリック一つでこれまで整備されたすべての建物データが利用可能。
• Cesium ionのContent Data（衛星画像、3D建築データ、地形情報など）を利用することで、ゼロからデータを作成する手間を省き、高品質な背景データを短時間で取得可能。

これにより、日本工営では、背景データ作成にかかっていた膨大な工数を削減し、設計エリアのモデリングに集中できるようになりました。

Cesium ionを通じたUnreal Engineとのシームレスな統合

Cesium ionとCesium for Unreal pluginを活用することで、膨大な地理空間データをクラウドから直接ストリーミングし、Unreal Engine内でダイナミックに可視化が可能になりました。

• 3Dタイルの自動処理：Cesium ionのタイリングパイプラインを活用し、BIM/CIMデータを自動的に3Dタイル化。
• リアルタイムストリーミング：Google Photorealistic 3D TilesやCesium World Terrain、測量で取得した地形のデータを動的に読み込み、必要に応じて表示。
• データの軽量化とパフォーマンス向上：Cesium ion上で処理されたデータをCesium for Unrealを使用しUnreal Engineに取り込み、最適化された形でレンダリング。

事例

水辺空間開発プロジェクト

住民説明会では、Cesium World TerrainやCesium ionに搭載されているPLATEA 3D都市モデルを活用し、設計対象箇所に密接に関連する都市の背景データを即座に表示。住民が自分の街の未来像を直感的に理解でき、説明の効率が向上しました。従来の住民説明会では、パースや平面配置図を使用しており、参加者が自ら頭の中で3次元空間を想像していましたが、この手法により、空間に対する正確な共通認識を得た状態で議論を行うことができました。

河川、流域管理プロジェクト

Bing画像 + Cesium World Terrainを利用し、川の周辺環境を詳細に再現。流況シミュレーションデータと組み合わせることで、河川の状態や氾濫リスクの可視化が飛躍的に向上しました。河川の流れの様子や都市の氾濫シミュレーションをCesiumの各種データと重ね合わせることで、場所に対する理解、リスクの理解が大幅に向上します。流況シミュレーションをゲームエンジンで表現する取り組みは進めていましたが、場所の理解につながる周辺環境の際現には時間がかかっていました。これがCesium ionとCesium for Unrealを用いることで大幅に効率化できるようになりました。

地震データの可視化

Cesium World Bathymetryを活用し、震源データを海底地形と統合。日本工営は、これにより、震源位置や震源域の変化、海底地形との関係性など防災や地球科学の観点で有用な可視化を実現しました。非常に多くの地震が日本全国で発生していることを立体的に見ることは、防災教育の観点でも重要な資料として利用できると考えられます。

上の動画のコンテンツを制作した日本工営の佐藤隆洋氏は、以下のように語ります。「日本ではプレート沿いや断層沿いに発生する地震が多く、震源位置を3次元で表現した見せ方でも、関連性が浮かび上がってきます。そこで2020年～2022年3月までの震源位置を３Ｄデータの動画で見れるように作成したのが上の動画コンテンツです。

一方で、プレート活動により発生する地震とプレート活動で形成された海底地形の関係性の理解まではできません。そこで、Cesium ionとCesium for Unreal、およびCesium ionのworld Bathymetryを使用して、震源の位置と海底地形の関係や、地震の発生状況を時系列で表現する取り組みを行いました。それが、2024年8月に日向灘で起きた地震を可視化した次のコンテンツになります。この地震では南海トラフ地震臨時情報（巨大地震注意）が発表されています。このコンテンツでは、地震の発生場所はどこか、発生場所は移動しているのかなど、海底地形と同時に表示することで現象の理解を深めることができたと考えています。」

土砂災害シミュレーション

土砂災害は、大雨や地震などにより発生し大きな被害を生じさせます。どういったメカニズムで土砂災害が発生しているのかの理解は、対策を考えるうえでも重要になります。そしてここでも、土砂災害が発生している場所と周辺の関係性の理解が重要になります。Cesium for UnrealとCesium ionに登録した詳細な地形データやCesium World Terrainを活用し、高精度な地形データを取得。土砂崩れの3次元シミュレーションと合成することで、どういった現象がどこで発生したのかの理解が容易になっています。

• Cesium World Bathymetry enables direct integration of seabed terrain data, simplifying background creation for port and coastal development projects.
• Google Photorealistic 3D Tiles provide detailed urban environments, eliminating the need for manual modeling of background data.
• Bing Maps Aerial imagery + Cesium World Terrain allows for instant integration of large-scale terrain information.
• Japan 3D Buildings allows users to access building data with one click from over 200 municipalities nationwide from PLATEAU (provided by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism).

With Cesium ion, Nippon Koei has drastically reduced the labor previously required for surrounding geospatial data creation, allowing engineers to focus on modeling the actual design area.

River management project

Nippon Koei used Bing Maps Aerial imagery and Cesium World Terrain and have achieved a highly detailed reproduction of the river’s surrounding environment. When combined with flow simulation data, the visualization of river conditions and flood risks has improved dramatically. Overlaying river flow patterns and urban flood simulations with various Cesium datasets significantly enhances spatial understanding and risk awareness. While they had been working on visualizing flow simulations using game engines, reproducing the surrounding environment to support spatial understanding used to be time-consuming. This process has now been greatly streamlined through the use of Cesium ion and Cesium for Unreal.

Earthquake data visualization

This video content visualizes the hypocenter locations of earthquakes that occurred between 2020 and March 2022 using 3D data. In Japan, many earthquakes occur along tectonic plate boundaries and fault lines, and by presenting the hypocenters in three dimensions, these correlations become more apparent. However, this method alone does not provide a clear understanding of the relationship between earthquakes caused by plate activity and the seafloor topography shaped by that same activity.

To address this, Nippon Koei used Cesium for Unreal, Cesium ion, and Cesium World Bathymetry to visualize the relationship between hypocenter locations and seafloor features, as well as to show the progression of seismic activity over time. This led to the creation of new content visualizing the earthquake that occurred off the coast of Hyuga-nada in August 2024. In this case, an Emergency Nankai Trough Earthquake Information (warning of a potential megathrust earthquake) was issued.

By displaying the location and movement of the earthquake in conjunction with the seafloor topography, this content helped deepen understanding of the phenomena.

Landslide simulation

Landslides can occur due to heavy rain, earthquakes, and other natural events, often resulting in significant damage. Understanding the mechanisms behind how landslides occur is essential when considering effective countermeasures. In addition, it is crucial to understand the relationship between the locations where landslides occur and their surrounding environments.

Using Cesium for Unreal along with high-resolution terrain data uploaded to Cesium ion, the Nippon Koei team generated a high-fidelity mountain landscape to support 3D landslide simulations.

By integrating real-world elevation data and erosion models, researchers and engineers can better understand how landslides develop and are able to predict potential high-risk areas.