シールド工法を用いたトンネル工事は、シールド機内の後方部で組み立てられたセグメントリングを反力にし、シールド機で地山を掘削しながらシールドジャッキを伸ばして進めます。日々の作業終了後には、シールド機とセグメントリングの位置や、トンネル設計中心線からのずれを測量により確認し、その結果をもとに、計画したシールド機とセグメントリングの方向修正をオペレーターに指示することで、シールドトンネルの線形を適正に管理しています（線形管理）。

シールド機の方向を修正するには、シールド機を修正したい方向に大きく掘削して隙間を作ること（余掘り）が必要です。また、セグメントリングの方向を修正するには、シールド機とセグメントリングとの間にも適切な隙間（クリアランス）が必要です。そのため、シールドトンネルの線形を適正に管理するには方向修正計画の立案が非常に重要になりますが、従来の二次元による線形管理では、1リングごとに断面を抽出し、 余掘りやクリアランスが適正であることを確認していました。しかし、部分的な点データに基づいた修正計画のため、実際の掘削では余掘りやクリアランスが不足し、シールド機やセグメントリングに無理な力がかかってしまうことがありました。