国土強靱化とデジタルツイン｜５か年加速化対策で進むインフラDXの最新動向

気候変動にともなう水害の激甚化や大規模地震への備え、高度経済成長期に集中整備された社会インフラの老朽化など、日本が直面する災害リスクは一段と深刻さを増しています。これに対し、国家レベルで推進されているのが「防災・減災、国土強靱化のための5か年加速化対策」をはじめとする一連の施策です。

この国土強靱化の現場において、急速に存在感を高めているのが「デジタルツイン」や「インフラDX」です。従来の静的な3Dモデルの可視化にとどまらず、リアルタイムデータやAI・物理シミュレーションを掛け合わせることで、被害の「予測」から現場の「自動化・省人化」、そして迅速な「意思決定」を支援する統合データ基盤へと活用が広がっています。

本記事では、5か年加速化対策を通じて進んだインフラDXの取り組みや「i-Construction 2.0」への進化、Project PLATEAUに代表される都市デジタルツインの社会実装例、さらには2026年以降の国土強靱化が目指す「高度なシミュレーション連携の未来」について解説します。

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国土強靱化を取り巻く環境―激甚化する災害とインフラ老朽化

近年、気候変動等の影響にともない頻発・激甚化する風水害や、大規模地震の発生懸念、さらに高度経済成長期以降に整備された社会インフラの急速な老朽化など、日本の国土と国民生活を取り巻く災害リスクは一層厳しさを増しています。こうした環境変化に対応し、国民の生命・財産を守り社会の重要な機能を維持するため、国家レベルでの国土強靱化の取り組みが進められています。

とりわけ、中長期的な視点に立って防災・減災対策を計画的かつ強力に推し進めるため、内閣官房（国土強靱化推進室）を中心として策定されたのが「防災・減災、国土強靱化のための5か年加速化対策」（2020年12月11日閣議決定）です。5か年加速化対策は、2021年度（令和3年度）から2025年度（令和7年度）までの5年間で重点的かつ集中的に対策を実施するもので、以下の3本柱で構成されています。

• 激甚化する風水害や切迫する大規模地震などへの対策
• 予防保全型インフラメンテナンスへの転換に向けた老朽化対策の加速（高度経済成長期に集中整備されたインフラの計画的な維持管理・修繕）
• 国土強靱化に関する施策を効率的に進めるためのデジタル化の推進

事業規模は当初「おおむね15兆円程度」を目指していましたが、5年目となる令和6年度補正予算までに約15.6兆円（うち国費約8.0兆円）を確保しています（令和７年５月時点での集計）。行政・インフラ事業者・民間企業が一体となり、ハード整備のみならず最新技術を組み入れた実効性の高い国土強靱化インフラの構築が進められています。

5か年加速化対策で進んだ「国土強靱化×デジタル」

2021年度（令和3年度）から2025年度（令和7年度）までを集中期間として講じられた「防災・減災、国土強靱化のための5か年加速化対策」では、ハード整備の加速と並んで「国土強靱化に関する施策を効率的に進めるためのデジタル化等の推進（全24対策）」が明確に位置づけられました。

この枠組みにおけるデジタル活用は、単に一部で「デジタルツイン」を構築する試みにとどまりません。インフラ管理、災害情報の収集・予測・伝達、現場施工の省人化といった国土強靱化の施策そのもののプロセス全体に、3Dデータ、IoT、AI、データ連携基盤などの先進技術が深く組み込まれる形で社会実装が進められました。

インフラデータの3次元化・データ連携

国土強靱化を高度化・効率化する基盤として、インフラや地形に関するデータの3次元化および分野を超えたデータ連携体制の構築が推進されました。

• インフラ/地形情報の3Dデータ化

道路、河川、構造物等のインフラデータや点群データを3次元モデルとして整備・蓄積し、設計・施工・維持管理の全ライフサイクルで一貫活用する取り組みが進みました。

• プラットフォームによるデータ連携/共有

各省庁や地方自治体、民間事業者が保有する地理空間情報やインフラ情報を相互運用可能な形式で接続・集約し、広域的なリスク評価や効果的な施策立案に役立てるためのデータ連携基盤の導入が図られました。

災害情報の収集・予測・伝達の高度化

迅速な初期対応と的確な避難行動を実現するため、5か年加速化対策ではデジタル化などの推進として24対策が位置づけられ、うち12対策が「災害関連情報の予測、収集・集積・伝達の高度化」にあたります。

• リアルタイムでの被害、気象情報の収集

河川水位計、監視カメラ、衛星データ、IoTセンサー等を活用し、洪水、土砂災害、津波などの発生状況をリアルタイムに把握する体制が強化されました。

• AI/物理シミュレーションによる予測

収集された時系列データや気象予測モデルとAIを組み合わせ、浸水域などの予測に活用する取り組みが進みました。

・迅速な伝達

算出された危険度情報や被害予測を、自治体の防災担当者や住民へ速やかに伝達し、避難情報の判断や救助計画の策定に役立てる取り組みが行われています。

無人化・自動化による災害対応と施工の高度化

建設業界における担い手不足への対応や、二次災害リスクが存在する危険区域での作業安全性を確保するため、施工や災害復旧現場における無人化・自動化技術の導入が進みました。

・i-Constructionと自動化施工

ドローンによる高精度な3D測量、ICT施工や建設機械の自動化・遠隔化などの技術を公共工事へ導入し、品質の確保と省力化が図られました。

・遠隔操作/無人化施工（ロボティクス）

地すべりや火口付近などの危険区域での作業に向け、遠隔操作重機や無人化施工技術の活用・検証が進められています。

以上のように、3Dデータ化・AI予測・自動化施工といったデジタル技術を施策の根幹に組み込むことで、限られたリソースの中でも、より迅速・確実・安全に国土を守るための基盤整備が進んでいます。

インフラDXが変える「つくる・守る・備える」

国土交通省が主導する「インフラDX」の取り組みは、個別工程の効率化という初期段階を終え、建設・土木・維持管理のプロセスをデジタルデータでつなぐことを目指し、活用範囲を広げています。

i-Constructionからi-Construction 2.0へ 

2016年度より本格化し、ICT活用工事の普及や生産性向上で一定の成果をあげてきた「i-Construction」は、新たなステージである「i-Construction 2.0」へとステップアップを遂げています。

人口減少にともなう将来の深刻な建設担い手不足（生産年齢人口の減少）に対応し、2040年度までに建設現場の少なくとも「3割の省人化（生産性1.5倍）」を達成することを目指しています。施策の軸足は、ICT機器の「導入」から「建設現場のオートメーション化」へ移行しています。

i-Construction 2.0は、以下の「3つのオートメーション化」を柱に掲げています。

• 施工のオートメーション化： 自動施工・遠隔操作技術や自律型重機の環境整備
• データ連携のオートメーション化： BIM/CIMなどの3Dモデルを基本とした設計・施工データのペーパーレス化・データ連携
• 施工管理のオートメーション化： 遠隔臨場やAI・データによる検査業務や点検のオフサイト化・リモート化

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AI・自動化・遠隔化が進む建設現場

i-Construction 2.0が目指す「建設現場のオートメーション化」の具体像として、AIやロボティクス、遠隔制御技術を活用した現場環境の構築が進められています。

• 無人化/自動施工の導入

1人のオペレーターが快適なオフィスや遠隔拠点から複数の建設機械を同時に動かす「一斉遠隔操作・自律施工」や、現場内に「無人エリア」を設定して安全を担保しながら重機を自動稼働させるルールの策定が進んでいます。

• メーカー間共通制御プラットフォーム

異なる建機メーカーであっても共通のプログラムで自動施工を制御するための共通基盤（自律施工技術基盤「OPERA」など）の開発・検証が行われています。

• リモート検査、管理の標準化

通信回線やカメラ、ウェアラブルデバイスを活用した「遠隔臨場」により、発注者や監督者が遠方から立会検査や品質確認を行う体制づくりが進んでいます。移動や現場への立ち入りが減ることで災害リスクの低減が見込まれ、従来は屋外・重労働が中心だった現場を、空調の効いた快適な作業空間へ変える取り組みも始まっています。

3Dデータを「現場で使う」段階へ

インフラDXの質の高まりを示すもう1つの大きな変化が、3Dデータ（BIM/CIMモデルや点群データ）の「実作業での本格活用」です。

これまで散見された「2次元図面で設計・契約を行った後に、納品用の参考資料として後から3Dモデルを作成する」といった重複作業からの脱却を図り、BIM/CIMの原則適用を進めるとともに、設計段階の3次元モデルと2次元図面の整合確認など、データ連携の改善が図られています。

1. 設計・施工データのダイレクト連携

設計時に作成した3Dモデルを中心線データや断面データとして直接ICT建設機械へ転送し、自動施工ナビゲーションに活用します。

2. デジタルツインによるシミュレーション

施工前に仮想空間上（デジタルツイン）で重機の干渉チェック、土量計算、施工ステップの事前シミュレーションを行い、手戻りの削減につなげます。

3. 維持管理・防災へのデータ継承

完成時の3D形状や施工履歴を維持管理・防災にも引き継げるよう、データの連携・活用が進められています。

3Dデータは単なるグラフィック表現を超え、「発注・設計・施工・管理・防災」の全ライフサイクルをつなぐ基盤になりつつあります。少ない人数でも品質と安全性を高い水準で保てる次世代のインフラの実現が期待されています。

デジタルツインが国土強靱化にもたらすもの

国土強靱化では、3Dモデルに気象・河川水位などのデータを重ね、被害想定や対応策の検討に活用できます。ここでは、その活用を「見る」「分析する」「予測する」「判断する」の4段階で整理します。

「3Dモデル × データ × シミュレーション」の高度な融合により、防災・減災やインフラ管理の現場では、静的な被害把握や後手に回りがちだった対応を改め、次のような一連の意思決定プロセスを築く動きが進んでいます。

「見る」：現実空間の精緻な再現と可視化

地形、道路、橋梁、河川、建物構造などのインフラ情報を点群データやBIM/CIMモデルによって3次元化し、そこにIoTセンサーや衛星、ドローン等から取得したリアルタイムデータを重ね合わせます。広域に及ぶ被災状況やアクセス困難な現場の状況、目視では捉えにくい構造物の変位などを、高い精度で直感的に可視化・把握することが可能です。

「分析する」：データに基づく現在の診断

収集された時系列データと構造計算、流体力学などの物理エンジンを組み合わせることで、仮想空間上で現在のリスクや不具合を迅速に診断・解析できます。例えば、集中豪雨時における雨水流入量と排水能力のギャップ、あるいは構造物に生じている負荷や微小な劣化傾向をデータに基づいて定量的かつ客観的に分析・可視化します。

「予測する」：時間軸を超えたシミュレーション

デジタルツインの真価が最も発揮されるのが、この「予測」のフェーズです。仮想空間上であれば、現実では試すことのできない限界条件や「もしも（IF）」のシナリオを数多く試行できます。

例えば「今後数時間で降雨量が○mmに達した場合、どの領域がどこまで浸水するか」「巨大地震の揺れによってどの橋梁や道路が遮断されるか」といった将来の被害の広がりや二次災害リスクについて、条件を変えながら試算・比較できます。ただし、予測の精度は、入力データやモデルの条件に左右されるため注意が必要です。

「判断する」：的確で迅速な意思決定支援

分析・予測された高度なシミュレーション結果は、行政の防災担当者、現場の作業員、指揮官の迅速かつ確実な「判断」を強力に支えます。「どのルートを通って部隊や重機を投入すべきか」「どのタイミングでどの地域に避難指示を発出すべきか」「どのインフラから優先して補修・補強を行うべきか」といった優先順位や有力なアクションプランを根拠データに基づいて提示し、空振りや手遅れを減らす意思決定を後押しします。最終的な判断は人が担い、シミュレーションはその根拠を示す役割です。

デジタルツインは単に「現実を画面上に映し出す」可視化ツールを超え、多様なデータとシミュレーションを掛け合わせることで「将来の被害を予測し、最適な行動を素早く判断する」インフラへと進化しつつあります。データ駆動型の意思決定サイクルこそが、激甚化する災害やインフラ老朽化に立ち向かう、これからの国土強靱化を支える中核的な技術基盤となり得るでしょう。

シリコンスタジオ「防災庁とデジタルツインが変える次世代防災。災害対策を変えるシミュレーション基盤とは」

PLATEAUなどに見る「都市デジタルツイン」の社会実装

国土交通省が推進する「Project PLATEAU（プラトー）」は、3D都市モデルの整備・活用・オープンデータ化を通じて、都市デジタルツインの社会実装を進めるプロジェクトです。2025年度末時点で329年の3D都市モデルが整備されています。

画面上に建物の3Dグラフィックを配置するだけでなく、建物構造、高さ、用途、建設年といった都市の属性情報（セマンティクス）を国際標準規格CityGML）をベースとした標準仕様で定義・構造化しています。防災、都市計画、インフラ管理、人流・交通解析、さらには新たな事業開発にいたるまで、多様なシミュレーションや分析をサイバー空間上で実行できる高度なデータプラットフォームです。

3D都市モデルが支える防災・減災

PLATEAUがもたらす最大の社会価値の1つが、都市の防災・減災対策における意思決定の高度化です。

• 水害/浸水リスクの3D可視化

従来は2次元のハザードマップ（紙や画像データ）で提示されていた想定浸水深を、3D都市モデル上に重ね合わせて可視化します被害規模を直感的に把握しやすくなります。

・建物倒壊/避難ルートのシミュレーション

地震発生時の建物倒壊率の試算や、土砂崩れ・津波到達のリアルタイム予測データを都市モデル上で組み合わせることで、どの道路が塞がり、どの避難経路が安全かを事前にシミュレート・検証できます。地域防災計画の策定や避難訓練への活用が期待されます。

都市デジタルツインとシミュレーション

3D都市モデルに属性情報が紐付いているからこそ、都市の複雑な動態を分析・予測する「都市シミュレーション」が可能です。

• 人流/交通/モビリティ最適化

携帯電話の位置情報やセンサーによる人流データ、交通量を都市モデルへ入力することで、時間帯ごとの人口密度や人の移動を再現します。例えば、自動運転車両の走行ルート検討、混雑緩和対策、公共交通の再編といった都市モビリティ計画に活用されている状況です。

• 都市空間環境のシミュレーション

風の流れ（ビル風）や日照、熱環境（ヒートアイランド現象）、雪害（地域・建物ごとの積雪量）のシミュレーションを実行し、まちづくりや都市再開発の計画段階における、より良い建築レイアウトの検討に用いられています。

衛星・点群・IoTなど多様なデータとの連携

さらに、PLATEAUの「ビジョン2026」（2026年7月公表）などに基づき、従来の3D都市モデルにとどまらない多様なデータソースとの高度な統合が進められています。

• 点群/BIM/CIMデータやIoTの統合

航空レーザー測量やドローンで取得された高密度な「点群データ」、建築・インフラ設計の「BIM/CIMデータ」、現場の「IoTセンサーデータ」を統合し、屋内外をシームレスにつなぐ精緻な都市空間モデルを形成する取り組みが進んでいます。

・衛星データ×AIによる都市デジタルツイン構築

国土交通省のProject PLATEAU推進のもと、衛星画像・オープンデータ・AI解析を組み合わせ、現地測量への依存を大幅に低減した都市デジタルツインの構築技術がマレーシア・セランゴール州セメニと福岡県久留米市で実証されました。国交省の整備費試算ツールによる従来手法の試算と比べ、構築コストを約94％削減できることが確認されています（目標は90％）。

一方、国内の既存3D都市モデルとの比較では、重なり具合を示す指標（IoU）が0.55と、目標の0.6にわずかに届きませんでした。主な要因はデータの取得年度や仕様の違いとされ、精度向上が課題として残っています。

現地測量が困難な海外の新興国や広域な都市空間であっても、衛星データとAIを活用して迅速・低コストに都市デジタルツインを構築・更新できるようになることで、グローバルな防災対策やインフラ管理、都市開発への貢献が期待できるでしょう。

シリコンスタジオ「都市モデル「PLATEAU（プラトー）」とは!?特徴や活用を解説」

5か年加速化対策から次のフェーズへ――国土強靱化×デジタルのこれから

国土強靱化の取り組みは、「防災・減災、国土強靱化のための5か年加速化対策」による集中的な技術実装とインフラ整備の成果で完結するものではありません。５か年加速化対策は2025年で終了し、2026年からは「第1次国土強靱化実施中期計画」（2026〜2030年度、事業規模おおむね20兆円強）に基づく新たなステージに入っています。

今後の社会実装において不可欠となるのは、防災・減災やインフラ老朽化対策に向けたAI、3Dデータ、異種データ連携、自動化・省人化、デジタルツイン、シミュレーションといった先端要素技術を「個別のツール」として部分導入することにとどめず、実際の現場運用や迅速な意思決定プロセスへ直結させることです。

国土強靱化基本計画と、2025年6月6日に閣議決定された「第1次国土強靱化実施中期計画」では、気候変動にともなう災害の激甚化・頻発化や大規模地震リスクへの対応として、「推進が特に必要となる施策」が整理されています。具体的には、以下の主要施策が推進軸として位置づけられています。

• 水災害リスク情報、流域治水の推進

流域全体のあらゆる関係者が協働して推進する「流域治水」の観点から、浸水想定区域や水災害リスク情報の詳細な可視化・データ共有が進められています。

• 気象/災害情報の高度化

線状降水帯の予測精度向上や、台風、大規模地震等に関する予測・観測情報の高度化・迅速化が図られています。

• SAR衛星による地殻変動、斜面監視

合成開口レーダ（SAR）衛星データを活用し、広域かつリアルタイムに近い頻度で地殻変動や傾斜地の変位、インフラ周辺の微小な挙動を捉える監視体制の強化が盛り込まれています。

これらの観測・リスクデータが、PLATEAUをはじめとする都市デジタルツインや統合データ基盤上でシームレスに結合し、分析・予測シミュレーションとして稼働することが期待されます。平時の維持管理・計画立案から、有事の避難指示・部隊運用・復旧判断にいたるまで、現場で機能する次世代の国土強靱化インフラの確立が目指されています。

3Dデータとシミュレーションが拓く国土強靱化の未来

3Dデータや観測データの活用は、被害想定や現場の判断を支える方向へ広がっています。「i-Construction 2.0」が掲げる現場のオートメーション化や、Project PLATEAUなどの都市デジタルツインがもたらす広域リスク予測、さらにはSAR衛星や気象・水災害データの高度なデータ連携にいたるまで、サイバー空間上で「未来を予測し、より適切なアクションを選択する」アプローチこそが、激甚化する自然災害や人手不足に立ち向かうこれからのインフラ管理・防災の要といえるでしょう。

シリコンスタジオでは、25年以上にわたり磨き上げてきた高度なリアルタイム3DCG技術とデジタルツイン構築のノウハウを軸に、BIM/CIMデータや地理空間情報の統合表示、各種物理エンジン・AIを活用した高精細シミュレーション環境の構築を推進しています。

インフラDXにおけるBIM/CIMデータとGISの連携処理、都市デジタルツインの視覚的・物理的再現性の向上、リアルタイムな防災・維持管理シミュレータの開発など、国土強靱化やデジタルツイン活用に関するご課題がございましたら、ぜひシリコンスタジオにご相談ください。

出典：内閣官房「防災・減災、国土強靱化のための5か年加速化対策」
出典：内閣官房「「防災・減災、国土強靱化のための5か年加速化対策による成果事例集」（令和８年７月）」
出典：内閣官房「個別事例ダウンロードページ」
出典：国土交通省「i-Construction」
出典：国土交通省「「i-Construction 2.0」の2年目（2025 年度）の取組成果をまとめました～建設現場のオートメーション化による省人化（生産性向上）～」
出典：国土交通省「Plateau by MLIT」
出典：国土交通省「PLATEAU ビジョン 2026」
出典：国土交通省「Use Case」
出典：内閣官房「国土強靱化基本計画・年次計画」