CN1104702C

CN1104702C - 地图编辑装置

Info

Publication number: CN1104702C
Application number: CN96122617A
Authority: CN
Inventors: 小川祐纪雄; 畠山朋子; 角本繁
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 2003-04-02
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: US5864632A; FR2739707A1; JPH09101742A; CN1159036A; FR2739707B1; CA2186975C; JP3622094B2; CA2186975A1

Abstract

能够容易地补充不足信息，并容易地重新测量一个改变物体的一个地图编辑装置。一个图象，一个透视投影地图，一个投影中心和一个投影角度被重叠地显示。当一个用户手工改变投影中心和投影角度时，改变后的一个透视投影地图被产生和显示。当一个可以获取不足信息的透视投影地图被确定时，能够确定一个基于此时投影中心和投影角度，可以获取不足信息的拍摄条件。如果安排好获取与拍摄条件一致的图象，不足信息能容易地补充。重新测量所需条件能被确定。

Description

地图编辑装置

本发明涉及一种地图编辑装置，尤其涉及一种地图编辑设备，它可以辅助利用拍摄一个地区得到的图象来更新该地区的三维数字地图。

JP-A-60-95474公开了一种现有技术，称为“Generationmethod of premise management diagram”，可以将一个地区的航空照片与该地区的地图(二维地图)进行对照，检测出两者中形状不符合的物体。

JP-A-3-196372公开了一种技术，称为“Positioningapparatus of images”，可以实现包含(X，Y)坐标线的一个二维数值地图的坐标转换，产生一个透视投影地图，并可将地图与图象进行对照。

JP-A-5-181411公开了一种技术，称为“Map informationcollation/updating methed”，可以实现包含(X，Y，Z)坐标线的一个三维数字地图的坐标转换，产生一个透视投影地图，将该图与一个航空照片进行对照，当透视投影地图上的物体与航空照片图象的物体的对照证明是成功时，利用航空照片图象的物体信息来更新地图信息。

根据上述JP-A-60-95474描述的现有技术，航空照片和地图是重叠的并彼此对照。然而，航空照片是基于透视投影而地图是基于正投影，这些投影方法导致的偏差是不可避免的，而检测精度较低。此外，因为二维地图没有物体高度的信息，就存在这样的问题，即物体实际上的变化不能被检测到。

JP-A-3-196372的现有技术存在这样的问题，因为包含(X，Y)坐标线的二维数字地图没有物体高度的信息，这一技术不能检测到物体的实际变化。

尽管JP-A-5-181411中描述的技术能够检测到包括实际变化的物体的变化，其中仍存在问题，当透视投影地图中的物体与航空照片图象中的物体的对照证明是不成功时，只能用手工操作来更新地图信息。(例如，当一个建筑消失或新建后，地图信息就不能自动更新。)

所有这些现有技术都没有考虑补充不足信息的装置，简化重新测量改变物体的装置，简化捕捉一个地区的装置，该地区的物体发生了许多变化，等等。

本发明的第一目的是提供一种地图编辑装置，该装置能容易地补充不足信息和重新测量改变了的物体。

本发明的第二目的是提供一种地图编辑装置，该装置能容易的捕捉一个地区，该地区中的物体发生了很多变化。

本发明的第三目的是提供一种地图编辑装置，该装置能自动更新一个三维数字地图，即使一个建筑消失或新建。

根据本发明的第一方面，这里提供了一种地图编辑装置，该装置包括坐标转换装置，用于从三维数字地图到该图象所基于的一个坐标系统，产生一个透视投影地图，其中利用了该图象的拍摄参数；对照装置，用于在作为透视投影地图中的物体形状参照的一个点(地图基点)，和作为图象中的物体形状参照的一个点(地面控制点)之间建立对应关系；地图变化点设定装置，用于设定一个点(地图变化点)，由于一个地图基点和一个地面控制点彼此没有对应，该点处的物体发生了改变；地图编辑装置，用于在地图变化点的基础上编辑一个三维数字地图；透视投影地图显示装置，用于通过用户指令改变的一个投影中心和一个投影角度和通过编辑后的三维数字地图，产生一个新的透视投影地图，并显示该地图；以及拍摄参数获取装置，用于获取与用户指定的投影中心和投影角度相应的一个拍摄条件。

上述地图编辑装置检测包括实际变化内的物体变化，将地图更新为一个三维数字地图。因为图象是从一个地图视点获得的，这样，由于死角的原因，有一部分在图象上没有显示，就有更新所需信息部分不足的情况存在。为此，用户手工移动地图视点。然后，从移动后的地图视点看到的透视投影地图就通过更新的三维地图产生和显示出来，以这种方式，可以获得不足信息的地图视点被确定下来。基于这个地图视点，可以获得不足信息的拍摄条件也能确定下来。因此，通过设法获得与这一拍摄条件符合的图象，不足的信息很容易地得到补充。

根据本发明的第二方面，提供了一种地图编辑装置，其中增加图象获取装置，用于获取与上述拍摄条件符合的一个新的图象，该图象获取装置与上述第一方面中的地图编辑装置结合在一起。根据这种结构，为获取不足信息，与拍摄条件符合的新的数据，可以从一个数据库或一个网络中获取，而不足信息可以容易地得到补充。

根据本发明的第三方面，提供了一种地图编辑装置，其中包括新的图象获取方案日期提供装置，用于报告符合拍摄条件的新图象能被获取的日期，该装置进一步提供给组成于上述第一或第二方面中的地图编辑装置。根据这种结构，可以提供为得到不足信息，获取与拍摄条件符合的新的图象(例如，一个卫星照片)的日期，(例如，从与上述拍摄条件符合的位置拍摄卫星照片的日期是周期分布的)，因此，能够方便地知道可以补充不足信息的日期。

根据本方面的第四方面，提供了一种地图编辑装置，其中包括测量辅助信息提供装置，用于将例如地图改变点所在位置等属性信息作为测量辅助信息提供出来，该装置进一步提供给组成于上述第一到第三方面中的地图编辑装置。

由于上述地图编辑装置提供例如地图改变点所在位置等属性信息，变化物体的重新测量方案能很容易地建立。

根据本发明的第五方面，提供了一种地图编辑装置，用于辅助根据拍摄一个地区得到的图象更新该地区的一个三维数字地图，其中包括坐标转换装置，用于利用图象拍摄参数，从三维数字地图为该图象所基于的一个坐标系统，产生一个透视投影地图；对照装置，用于在透视投影地图中作为一个物体形状参照的一个点(地图基点)，和图象中作为一个物体形状参照的一个点(地面控制点)之间建立对应关系；地图变化点设定装置，用于设定一个点，由于一个地图基点和一个地面控制点彼此没有对应，该点处的物体发生了改变，(地图变化点)；地图变化点提供装置，用于计算和提供整个地区或其中某一部分地图变化点的数量或密度。

因为根据第五方面构成的地图编辑装置能定量地提供物体形状的改变，物体形状发生很多变化的的某一地区可以容易地捕捉到，重新测量方案能很容易地建立。

根据本发明的第六方面，提供了一种地图编辑装置，用于辅助根据拍摄一个地区得到的图象更新该地区的一个三维数字地图，其中包括坐标转换装置，用于利用图象拍摄参数，从三维数字地图为该图象所基于的一个坐标系统，产生一个透视投影地图；对照装置，用于在透视投影地图中作为一个物体形状参照的一个点(地图基点)，和图象中作为一个物体形状参照的一个点(地面控制点)之间建立对应关系；地图编辑装置，用于在一个地面控制点没有一个相应的地图基点的情况下，在三维数字地图中增加一个物体，和在一个地图基点没有相应的地面控制点的情况下，从三维数字地图中删除与该地图基点相应的物体。

在上述地图编辑装置中，即使当地图基点和地面控制点彼此没有对应的时候，物体被自动地增加或删除。因此，即使一个建筑消失或新建，三维数字地图能够自动地更新。

根据本发明的地图编辑装置或地图编辑程序提供下列效果和优点。

1)即使当一个建筑消失或新建，三维数字地图能自动更新。因而能减轻用户更新地图的负担。

2)有很多物体改变的地区能被容易地捕捉，能容易地建立重新测量计划。

3)因为能获取如地图改变点所在位置的地点等属性信息，能容易地建立重新测量计划。

4)能提供获取补充不足信息图象的日期，该信息用于更新三维数字地图。

5)能从数据库或网络获取补充不足信息的图象，该信息用于更新三维数字地图。

6)可以知道拍摄条件，用于获取更新三维数字地图的不足信息。

对于本领域普通的熟练技术人员，通过阅读和理解下面最佳和可选实施例的详细描述，本发明进一步的优点都将变得明显。

本发明将结合某些附图进行描述，附图仅用于理解本发明的最佳和可选实施例，而不用于限制实施例，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的一个地图编辑装置的一个功能结构图示；

图2是一个流程图，显示根据本发明的一个实施例的地图编辑装置的操作过程；

图3是一个流程图，显示一个地图和一个图象之间的对照处理；

图4是一个流程图，显示一个地图改变点设定处理；

图5是一个流程图，显示一个地图编辑处理；

图6(a)和6(b)是流程图，显示一个拍摄条件获取处理和一个不足信息补充处理；

图7是用于一个地图编辑处理的一个图象的示例；

图8概括示出一个三维数字地图；

图9是一个透视投影地图的示例；

图10是解释从一个三维数字地图产生透视投影地图的一个示例；

图11是当一个图象和一个透视投影图彼此重叠时，一个重叠图的示例；

图12是一个地图参照点和一个与前者对应的地面控制点的一个示例；

图13是一个地图参照点和一个相应的地面控制点的一个重叠图的一个示例；

图14(a)-14(c)是一个地图改变点的示例；

图15是地图改变点的一个分布图；

图16(a)-16(b)是涉及一个消失物体的一个地图改变点的一个地图编辑处理的示例；

图17(a)和17(b)是涉及一个变化物体的一个地图改变点的一个地图编辑处理的示例；

图18(a)-18(g)是涉及一个新建物体的一个地图改变点的一个地图编辑处理的示例；

图19(a)-19(b)是一个投影中心和一个投影角度的一个变化的解释性图例；

图20是提供一个新图象获取方案日期的一个屏幕的示例；

图21是提供一个新图象获取方案日期的一个屏幕的示例图；及

图22是当本发明以软件实现时的一个系统结构图。

此处及其后，本发明的最佳实施例将参照附图加以解释，但本发明并不仅限制于此。

图1以功能和结构图显示了根据本发明的一个实施例的一个地图编辑装置。

图象输入装置101将从一个扫描仪或一个网络得到的一个图象及拍摄参数，例如拍摄图象时一个相机的位置，方向，焦距等等，输入到地面控制输入点提取装置103。图象输入装置101获取一个图象，该图象与以后出现的来自一个数据库或网络的拍摄条件相一致，将该图象和拍摄参数，例如照相机在拍摄图象时的位置，方向，焦距等等，输入到地面控制点提取装置103。

地面控制点提取装置103对这样输入的图象执行一个图象处理，并提取一个点作为包含于图象中的物体形状的参照(地面控制点)。

地图恢复装置104在输入图象拍摄参数基础上，恢复一个地区的一个三维数字地图，该地区与来自一个地图文件的图象中的拍摄地区相符合，该地图文件存在一个记忆单元中，地图恢复装置将此三维数字地图输入给三维坐标转换装置105。该三维坐标转换装置105在拍摄参数的基础上，对这样输入的三维数字地图执行三维坐标转换，产生以一个透视投影表示的一个透视投影地图，在三维数字地图中提取特征点(例如道路，十字路口等的形状轮廓线的端点)，并将它们设为地图基点。

对照装置106将该图象与该透视投影地图重叠，而建立地面控制点和地图基点之间的对应关系。

地图改变点设定装置107设定或指定那些没有对应的地面控制点的地图基点，和没有对应地图基点的地面控制点，作为地图改变点。

地图改变点数量提供装置108计算整个地区地图改变点的数量(或密度)，和每个地区中各区域如一个行政区或街区的地图改变点的数量(或密度)，并以一个图或数值的形式提供它们。

地图操作装置102将一个用户对地图操作的命令传送给地图编辑装置109，拍摄条件获取装置110a，新图象获取方案日期提供装置110b和测量支持信息提供装置111。

地图编辑装置109执行一个地图编辑处理，将涉及地图改变点的一个变化增加到三维数字地图中。

拍摄条件获取装置110a获取一个图象的一个拍摄条件，使得能够补充不足信息。

新图象获取方案日期提供装置110b，提供获取对应于上述拍摄条件的一个新图象的日期。

测量支持信息提供装置111，提供如地图改变点所在位置的地点，环境地图等属性信息，作为测量支持信息。

处理概况显示装置112向用户显示地图编辑装置109，拍摄条件获取装置110a，新图象获取方案提供装置110b和测量支持信息提供装置111的处理概况，提示用户作出判断。

处理结果输出装置113向一个打印机或向记忆单元100，输出地图编辑装置109，拍摄条件获取装置110a，新图象获取方案日期提供装置110b和测量支持信息提供装置111的处理结果。

图2是地图编辑装置1的处理过程的一个流程图。

在步骤200，图象输入装置101将一个社区的管理地区的图象，作为数字图象输入到地面控制点提取装置103。更特别地，这一提取装置103通过用一个扫描仪读取航空照片或卫星照片，或通过从网络下载数字图象来输入数字图象。更可取的是，因为能够容易获取最新的地理信息，取自卫星照片的数字图象可以周期地下载。图7是这样输入图象的示例。

在步骤201，这一输入图象的拍摄参数，被图象输入装置101输入给地图恢复输入装置104和三维坐标转换装置105。

在步骤202，地面控制点提取装置103分析该图象，提取作为物体参照的点(地面控制点)。更特别地，执行了图象的边缘检测和追踪，结合物体的颜色信息，形状信息等，识别了一条道路700，一个建筑701，一块场地702和树林703的形状，特征点，如形状轮廓线的端点、交叉点等作为地面控制点704提取出来。

在步骤203，地图恢复装置104在输入的拍摄参数基础上，恢复三维数字地图，该图对应于来自地图文件的图象中的拍摄地区，该地图文件存在记忆装置100中，地图恢复装置将此三维数字地图输入给三维坐标转换装置105。图8示出了三维数字地图的一个例子。通过将物体形状转换为矢量数据和将高度信息和地址等属性信息加到每个物体，来产生三维数字地图。三维数字地图上的物体，例如道路800，建筑801，场地802等，都包含特征点803的点集，如线段的交叉点，端点等，物体由一个(X，Y，Z)坐标线804来管理。这些特征点803作为地图基点使用。

在步骤204，三维坐标转换装置105从输入的拍摄参数计算出一个转换系数。如图10所示，三维数字地图1000的三维坐标系统是(X，Y，Z)，对应于输入图象平面的投影平面1002的二维坐标系统是(u，v)，在(X，Y，Z)坐标系统中相机1001的投影中心O的位置是(XO，YO，ZO)，从投影中心O向投影平面1002作一条垂直线，一个垂足的位置o是(u，v)坐标系统的原点(0，0)，相机的屏距(焦距)是c，相机的姿态是X轴正向偏左ω，Y轴正向偏左φ，Z轴正向偏左κ。在此例中，用下式 (1)可以计算出转换系数：

[\begin{matrix} a 11 & a 12 & a 13 \\ a 21 & a 22 & a 23 \\ a 31 & a 32 & a 33 \end{matrix}] = [\begin{matrix} 1 & 0 & 0 \\ 0 & \cos ω & - \sin ω \\ 0 & \sin ω & \cos ω \end{matrix}] [\begin{matrix} \cos φ & 0 & \sin φ \\ 0 & 1 & 0 \\ - \sin φ & 0 & \cos φ \end{matrix}] [\begin{matrix} \cos κ & \sin κ & 0 \\ - \sin κ & \cos κ & 0 \\ 0 & 0 & 1 \end{matrix}] \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (1)

在步骤205，三维坐标转换装置105根据下式(2)，将三维数字地图1000上的点(X，Y，Z)转换为投影平面上的点(u，v)，并根据与图象相同的透视投影产生透视投影地图。

u = - c \frac{a 11 (X - X_{0}) + a 12 (Y - Y_{0}) + a 13 (Z - Z_{0})}{a 31 (X - X_{0}) + a 32 (Y - Y_{0}) + a 33 (Z - Z_{0})}

v = - c \frac{a 21 (X - X_{0}) + a 22 (Y - Y_{0}) + a 23 (Z - Z_{0})}{a 31 (X - X_{0}) + a 32 (Y - Y_{0}) + a 33 (Z - Z_{0})} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot (2)

图9举例示出从图8所示的三维数字地图产生透视投影地图。图8中所示例如建筑801的具有高度的物体，以具有一个深度来表示，如图9中的建筑901所表示。地图基点803转换为图9所示的各个地图基点900。

在步骤206，三维坐标转换装置105从拍摄参数偏差计算(u，v)坐标的偏差δ(地图转换偏差)。

在步骤207，对照装置106执行图3所示的处理步骤300-312，并对照地图，即透视投影地图和图象。

图3示出地图和图象对照过程的流程图。

在步骤300，使图象中相机的位置(当相机位置不在图象中时，扩展图象使得相机位置在扩展了的图象中)与透视投影地图中相机位置(当相机位置不在透视图中时，扩展透视图使得相机位置在扩展了的透视投影地图中)相符合，同时使得它们的方向彼此一致，以便将图象和透视投影地图重迭起来。此外，可根据用户手工操作将图象和透视投影地图彼此重叠。图11是图象(虚线)和透视投影地图(实线)这样重叠的典型图解。如果地图转换偏差δ是“0”，图象和透视投影地图就彼此完全符合。但是实际上δ不是“0”，在图象中的道路1101和透视投影地图中的道路1100之间就出现位置偏差，如图11所示。位置偏差也出现在图象中的建筑1103和透视投影地图中的建筑1102之间。

在步骤302，在整个透视投影地图中，同时随机地选择至少六个X，Y，Z坐标彼此不同的地图基点1104，用作地图参照点，它们中至少有一个地面控制点在地图转换偏差δ距离内。例如在图11中，地面控制点1105(白圈)就在离地图参照点1104(黑圈)的地图转换偏差δ距离范围内。地面控制点1107和1108(白圈)就在离地图参照点1106(黑圈)的地图转换偏差δ距离范围内。

在步骤303，决定地图参照点和相应的地面控制点1∶1的结合。如在图11中，两个地面控制点1107和1108(白圈)就在离地图参照点1106(黑圈)的地图转换偏差δ距离范围内，但选择最近的地面控制点1108与地图参照点1006(黑圈)组成1∶1集。附带地，上述步骤302和303采用的系统自动决定地图参照点和对应的控制点的组合，当然也可以采用由用户指定一个适当的地图参照点和一个图象对应点的组合然的一个系统。

在步骤306，将地图参照点(X1，Y1，Z1)到(Xi，Yi，Zi)(i＞6)和与它们组合成集的地面控制点，即(u1，v1)到(ui，vi)，送入下列公式(3)，并用最小二乘法确定地图转换系数a1到a11和H。这里H是与相机屏距(焦距)有关的一个值。

在步骤307，用通过送入地图转换系数a1到a11和H得到的公式(4)，从地图参照点(X1，Y1，Z1)到(Xi，Yi，Zi)计算点(u1’，v1’)到(ui’，vi’)的坐标值，并将这些点(u1’，v1’)到(ui’，vi’)的坐标值与(u1，v1)到(ui，vi)相比较以计算对照偏差Δ。

u＝Hu/H v＝Hv/H ……(4)

在步骤308，利用这样计算的地图转换系数a1到a11和上述的公式(4)，从三维数字地图产生透视投影地图，并将透视投影地图和图象重叠。

在步骤312，从地图产生时间到图象拍摄时间，形状几乎不发生变化的物体被设定为对照判断的参照物体。例如，一条道路可以设为对照判断的参照，构成地图中道路的地图基点就从赋予地图的属性信息中区别出来。根据地图的种类，其他物体也可用作对照判断的参照。在地图属性信息基础上，具有更多详细属性的物体，如一条国道或一条省道，能被用作对照判断的参照。进一步，判断是否大部分用作对照判断参照的地图基点都有对应的地面控制点。例如，判断至少有一个地面控制点，在离地面控制点的对照偏差A距离范围内的比例是否超过80％。如果用作对照判断参照的地图基点的大部分都有对应的地面控制点，对照就完成了。另一方面，如果用作对照判断参照的地图基点的大部分没有对应的地面控制点，流程返回步骤302，从步骤302到312被重复执行直到对照完成。以这种方式这样，可以使得重叠时的位置偏差如图13所示一样小。附带地，在判断大多数地图基点都有地面控制点时，作为参照的比例可根据地面控制点的提取精度来确定。

再翻回到图2，在步骤208，地图改变点设定装置107执行图4所示处理步骤400到404，设定从三维数字地图产生时间到图象拍摄时间发生变化的点(地图改变点)。

图4显示地图改变点设定处理的流程图。

在步骤400，考虑一个地图基点，对这个地图基点执行的步骤401对所有地图基点重复。

在步骤401，判断是否有地面控制点，在离该地图基点对照偏差Δ范围内，如有，流程回到步骤400，如没有，流程进入步骤402。

在步骤402，考虑的地图基点设为地图改变点(物体消失)。为解释地图改变点，图14(a)到14(c)各显示一部分图样，其中新获取的一个图象(虚线)与透视投影地图(实线)重叠。例如，地面控制点不在离图14(a)所示的地图基点1400，和图14(b)所示的地图基点1401和1402的对照偏差Δ距离范围内，它们成为地图改变点。

在步骤403，考虑一个不对应任何地图基点的地面控制点，对该地面控制点执行的步骤404，对所有不对应任何地图基点的地面控制点重复执行。

在步骤404，考虑的地图基点设为地图改变点(物体新建)。例如该地图基点不与图14(c)所示的地面控制点1406对应，它们被判定为地图改变点。

翻回到图2，地图改变点数量提供装置108计算每个行政区或每个街区地图改变点的数量，或每单位地区地图改变点的密度，并图示计算结果。用户就能在这个图示基础上，判断地图编辑的优选地区。

再翻回图2，地图编辑装置109在步骤210地图改变点的基础上编辑三维数字地图。

图5是显示地图编辑过程的一个流程图。

在步骤451，考虑一个地图改变点，对该地图改变点执行的步骤452对所有地图改变点重复执行。

在步骤452，通过考虑该地图改变点，或地图改变点的信息，或与该地图改变点相联的地面控制点，来判断该地图改变点的类型是一个消失的物体，或是一个改变的物体，或是一个新建的物体。当地图改变点的类型是消失的物体，流程进入步骤453，如果它是改变的物体，流程进入步骤455，如果它是新建的物体，流程进入步骤500。

消失物体的地图改变点将参照图16(a)和(b)来解释。

图16(a)是一个图例，重叠显示了预先保持的透视投影地图(轮廓以实线表示，黑圈表示地图基点)和新获取的图象(轮廓以虚线表示，建筑内部以斜线表示，白圈表示地面控制点)。图16(a)的透视投影地图显示了三个建筑。而获取的图象仅表示了两个建筑。根据地图参照点与地面控制点的关系，在离地图参照点(1661，1663，1664)的地图改变偏差距离内的地面控制点1662对应1661，1664对应1665，但对应于地图参照点1663的地面控制点不存在。因此，地图参照点1663被判定为消失物体的地图改变点。

在图5中的步骤453，判定为消失物体地图改变点的地图基点被擦除。例如在图16(a)中，所有构成地图参照点1663所属建筑的地图参照点都被擦除，如图16(b)所示。擦除的结果是保留的建筑只有两个。在步骤454，执行必要的形状改变(属性信息的修正)。

改变物体的地图改变点将参照图17(a)和17(b)来解释。

图17(a)是一个图例，重叠显示了预先保持的透视投影地图(轮廓以实线表示，黑圈表示地图参照点)和新获取的图象(轮廓以虚线表示，建筑内部以斜线表示，白圈表示地面控制点)。在图17(a)中，透视投影地图中地图参照点1651，1653，1655所属的建筑形状，与地面控制点1652，1654，1656所属的输入图象的形状不同。这种差别可以通过存在这样的点来判断，该处地面控制点不在地图改变偏差距离内，这样的地图参照点1651和1655被判定为改变物体的地图改变点。

在图5所示步骤455中，被判定为改变物体地图改变点的地图基点被移至其他地图参照点(1653)，对应地面控制点所属图象中其他地面控制点(1652，1656)的位置上。图17(b)显示移动的结果。图17(b)显示出作为改变物体地图改变点的地图参照点移至对应图象改变点的位置的状态。也就是，透视投影地图中建筑的形状与输入图象彼此符合，地图参照点1651对应于地面控制点1652。在步骤456，执行必要的形状修改(属性信息的修正)。

新建物体的地图改变点将参照图18(a)到18(g)来解释。

当对应新获取的图象1601(轮廓以虚线表示，内部以斜线表示，白圈表示地面控制点)的透视投影地图不存在时，该新图象1601被用作由新建物体地图改变点构成的物体1601。如图18(a)所示，靠近物体1601产生一个长方体1600，其尺寸大体等于由作为新建物体地图改变点的地面控制点构成的物体1601的尺寸(步骤500)。

在步骤502，长方体1600以这样的方式移动(固定在一个点)，它的一个顶点1602与它对应的物体1601的一个地面控制点1603符合，如图18(b)所示。

在步骤503，长方体1600以这样的方式变形(固定在一条边)，步骤502中固定的顶点1602所在的边1604上的另一个端顶点1605，与对应物体1601的地面控制点1606符合，如图18(c)所示。

在步骤504，长方体1600以这样的方式变形(固定在一个面)，步骤503中固定的边1604所在的面1607上的对边的顶点1608，与对应物体1601的地面控制点1609符合。

在步骤505，长方体1600以这样的方式变形(固定在垂直于所固定面的一条边)，垂直于步骤504中固定的面1607的边1610的另一端顶点1611，与对应物体1601的地面控制点1612符合，如图18(e)所示。

在步骤506，地图基点被产生，移动和擦除，以便长方体1600和物体1601彼此符合，长方体1600被变形。也就是如图18(f)所示，在长方体1600的边上产生地图基点1613和1614，或顶点1615和1617被移至地面控制点1616和1618的位置上。以这种方式，能获得形状符合物体1601，包含地图基点的物体框架，如图18(g)所示。

附带地，图14(c)所示建筑的一部分1408(对应于图18中的1620)，被建筑1407(对应于图18中的1601)遮蔽，该建筑1408上的信息不足。在这种情况下，地图基点可以根据用户指令，临时置于适当位置。

在步骤520，步骤451到506获取的物体框架的每一个顶点，被用作地图基点，从公式(3)计算(X，Y，Z)坐标，通过在这些坐标数据中增加属性，更新三维数字地图，更新的数据输出到记忆装置100。

翻回到图2，在步骤211，补充不足信息的拍摄条件由拍摄条件获取装置110a获取。例如，图14(c)中的建筑1408部分地被建筑1407遮蔽，关于该建筑1408的信息因而是不足的。

图6(a)是拍摄条件获取过程的流程图。

在步骤601，透视投影地图中相机的位置(当相机位置不在透视投影地图中时，扩展透视投影地图使得相机位置在扩展了的透视投影地图中)，和投影角度在重叠地图上显示为地图视点1700，如图19(a)所示，提示用户引导改变该位置和投影角度的操作。

在步骤602，利用作为投影中心，如图19(b)所示改变的地图视点1703，产生透视投影地图1704，并与图象(虚线)重叠显示出来。

在步骤603，用户判断图象中不足信息，是否到达出现在透视投影地图上的地图视点，当到达这样一个地图视点时，流程进入步骤604，如果没有，流程回到步骤601，重复执行步骤601到603，直到到达这样一个地图视点。

在步骤604，用图象不足信息出现在透视投影地图上的地图视点位置和投影角度，更新图象拍摄参数(其他参数如一个高度不被更新)，更新的数据被用作拍摄条件。

翻回到图2，在步骤212补充图象中的不足信息。

图6(b)是显示不足信息补充过程的一个流程图。

在步骤605，拍摄条件获取装置110a恢复是否能立即从记忆装置100或网络获取满足拍摄条件的图象，如能立即获取，流程进入步骤606，如不能，进入步骤607。

在步骤606，图象输入装置101从记忆装置100或网络，输入满足拍摄条件的图象。

当可获取图象的方案是预先知道时，例如一个卫星的遥感，新图象获取方案日期提供装置110b检查输入接近于拍摄条件的图象的时期，例如如果该时期是从1995年1月1日，到1995年1月20日，从对应定于1995年1月1日获取的图象的透视投影地图1705，到对应定于1995年1月20日获取的图象的透视投影地图1707的透视投影地图被依次产生和显示，如图20所示。允许用户从所显示的透视投影地图中，选择一个合适的地图。

在步骤608，提供对应于用户选择的透视投影地图的图象的获取方案日期。

再翻回图2，在步骤213，测量辅助信息提供装置111提供重新测量用户指定地区所需辅助信息。例如，当用户指定覆盖如图18所示地图改变点的地区时，该提供装置111提供如地区地点，地区大小，最近一次测量的日期等测量辅助信息。

迄今解释的过程由硬件装置表述，如图1所示。然而，本发明也可由一个计算机系统中的组合软件来实现，该计算机系统具有一个普通的结构，包括一个记忆装置2201，用于储存地图数据，一个图象输入装置2202，用于获取新的地图图象，输出装置2203，用于输出一个处理过程和一个处理结果，输入装置2204，用于输入外界处理命令，一个具有多个处理程序和记忆区的存储器2205，和信息处理装置2206，用于根据存储器中的处理程序执行处理，如图22所示。术语“组合软件”意味着与图1所示相同的功能，即本发明的功能，可由信息处理部分执行储存在存储器2205中的程序来实现。

存储器2205可以是一个盘驱动器，装载一个可移动媒体，如一个磁盘，一个光盘，一个磁光盘，一个DVD，或类似者。在这种情况，储存在媒体中的程序包括地图恢复程序2211，三维坐标转换程序2212，地面控制点提取程序2213，对照程序2214，地图改变点设定程序2215，地图改变点数量提供程序2216，地图编辑程序2217，拍摄条件获取程序2218，新图象获取方案日期提供程序2219，测量支持信息提供程序2220，和一个激活系统和信息储存区所需要的可选程序，后两者图中没有显示。

通过由信息处理器2206执行存储器2205中的程序，图22所示系统执行参照图2解释的处理。

图象从图象输入装置2202(如一个扫描仪)输入(图2中的步骤200)，拍摄参数从输入装置2204(如一个键盘或一个鼠标)输入(图2中的步骤201)。通过传送地面控制点提取程序2213提取地面控制点(图2中的步骤202)。地图的输入是根据地图恢复程序2211，从记忆装置2201中读出(图2中的步骤203)。转换系数从三维坐标转换程序2212输入的参数中计算(图2中的步骤204)。透视投影地图根据公式(2)产生(图2中的步骤205)。然后，计算偏差δ(图2中的步骤206)。对照程序2214执行图3所示的处理并将地图和输入图象进行对照(图2中的步骤207)。地图改变点设定程序2215执行图4所示的处理并设定地图改变点(图2中的步骤208)。地图改变点数量提供程序2216计算特定范围内地图改变点的密度，并由输出装置显示它(步骤209)。地图编辑程序2217在从地图改变点设定程序2215获取的地图改变点基础上，执行图5所示的处理并编辑三维数字地图(图2中的步骤210)。拍摄条件获取程序2218根据图6(a)所示处理，获取拍摄条件(图2中的步骤211)。当信息不足时，新图象获取方案日期提供程序2219执行图6(b)所示处理，以补充不足信息(图2中的步骤212)。当执行重新测量用户指定地区时，测量辅助信息提供程序2220提供必要的测量辅助信息(图2中的步骤213)。以这种方式执行一系列处理。

参照最佳和可选实施例描述了本发明。显然，通过阅读和理解本发明，普通的熟练技术人员可以想到修改和替换。本发明应该被理解为在如下程度上包括所有这种修改和替换，它们具有附加权利要求或其相等物的适用范围。

附图标记说明：

—— 透视投影图(预知地图信息)；

· 透视投影地图的地图参考点；

---- 重叠图象；

σ 重叠图象的地面控制点。

Claims

1.一种地图编辑装置，用于利用拍摄地区获取的图象来辅助更新一个所述地区的三维数字地图，包括：

坐标转换装置，用于利用所述图象的拍摄参数，从所述三维数字地图，产生所述图象所基于的一个坐标系统的一个透视投影地图，并且从产生的透视投影地图提取一个地图基点，所述图象及其拍摄参数的获得来自存储于存储器中的三维数字地图；

对照装置，用于将表示所述透视投影地图中一个物体的形状的一个参照点的一个地图基点，与表示所述图象中一个物体的形状的一个参照点的一个地面控制点进行对照；

地图改变点设定装置，响应所述对照装置的对照，用于从被确定的彼此不对应的所述地图基点和所述地面控制点中，指定一个地图改变点，该处物体发生变化；

地图更新装置，响应所述地图改变点设定装置，用于在所述设定装置指定的地图改变点基础上，编辑一个三维数字地图；

透视投影地图显示装置，用于在由一个用户指令改变的一个投影中心和一个投影角度，和经过所述地图更新装置所述编辑后的三维数字地图的基础上，产生一个新的透视投影地图，并在一个显示器上显示所述新的透视投影地图；

地图操作装置，用于输出用户的关于地图操作的指令；和

拍摄条件获取装置，用于获取对应于地图操作装置指定的投影中心和投影角度的一个拍摄条件。

2.根据权利要求1的一种地图编辑装置，进一步包括附加图象获取装置，用于获取一个对应于所述拍摄条件的新图象。

3.根据权利要求1的一种地图编辑装置，进一步包括新图象获取方案日期提供装置，响应于由所述地图操作装置的输入，用于报告获取对应于所述拍摄条件的一个新图象的日期。

4.根据权利要求1的一种地图编辑装置，进一步包括测量辅助信息提供装置，响应于由所述地图操作装置的输入，用于提供地图改变点所在位置的地点等属性信息作为测量辅助信息。

5.一种地图编辑装置，用于利用拍摄一个地区获取的图象，辅助更新所述地区的一个三维数字地图，包括：

对照装置，用于将作为所述透视投影地图中一个物体的形状参照的一个点，即地图基点，与作为所述图象中一个物体的形状参照的一个点，即地面控制点进行对照；

地图改变点设定装置，响应所述对照装置的对照，用于从彼此不对应的所述地图基点和所述地面控制点中设定一个点，即地图改变点，该处一个物体发生改变；和

地图改变点数量提供装置，用于根据由所述地图改变点设定装置指定的地图改变点，计算作为一个整体的所述地区，或所述地区中一个区域的地图改变点的数量或密度，并提供该数量或密度。

6.一种地图编辑装置，用于利用拍摄一个地区获取的图象来辅助更新一个三维数字地图，包括：

坐标转换装置，用于利用所述图象的拍摄参数，从所述三维数字地图，产生所述图象所基于的一个坐标系统的一个透视投影地图，并且从产生的透视投影地图提取一个地图基点，所述图象及其拍摄参数的获得来自存储于一个存储器中的三维数字地图；

对照装置，用于将作为所述透视投影地图中一个物体的形状参照的一个点，即地图基点，与作为所述图象中一个物体的形状参照的一个点，即地面控制点进行对照；和

地图更新装置，用于通过所述对照装置的输出，确定在一个地面控制点没有一个地图基点与其对应的的基础上，在所述三维数字地图中增加一个新物体，和在一个地图基点没有一个地面控制点与其对应的基础上，从所述三维数字地图中删除对应于所述地图基点的一个物体。

7.一种用于编辑一个地图的地图信息的方法，利用拍摄一个地区获取的图象，所述方法包括步骤：

从所述地图信息产生一个透视投影地图；

对照所述透视投影地图和所述图象；

在所述区域探测在所述透视投影地图和所述图象之间没有对应的点；

以所述地图信息对应所述图象的方式在所述点编辑所述地图信息；以及

计算一个拍摄条件，以获得包含所述点的一个图象。

8.根据权利要求7的一种编辑一个地图的地图信息的方法，其中所述图象包括卫星图象。

9.根据权利要求7的一种编辑一个地图的地图信息的方法，进一步包括提供一个使卫星能够获取符合所述拍摄条件的卫星图象的时间。

10.根据权利要求7的一种编辑一个地图的地图信息的方法，其中对照所述透视投影地图和所述图象的步骤包括以下子步骤：

指定代表包含在所述透视投影地图中一个物体的形状的一个参考点的地图基点和代表包含在所述图象中的一个物体的形状的一个参考点的地面控制点；以及

对照地图基点与地面控制点。