JP3423848B2 - Geographic information system - Google Patents

Geographic information system

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JP3423848B2
JP3423848B2 JP31384296A JP31384296A JP3423848B2 JP 3423848 B2 JP3423848 B2 JP 3423848B2 JP 31384296 A JP31384296 A JP 31384296A JP 31384296 A JP31384296 A JP 31384296A JP 3423848 B2 JP3423848 B2 JP 3423848B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は地理情報システム
(GIS)に代表される空間図形情報の処理システムに
係り、特に地図データや衛星画像データ等の多様な空間
図形情報の管理と利用に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spatial graphic information processing system represented by a geographical information system (GIS), and more particularly to management and utilization of various spatial graphic information such as map data and satellite image data.

【0002】[0002]

【従来の技術】地理情報システム(GIS)を基盤とす
る実用的なシステムを構築する場合、従来はシステムに
必要な地図データや画像データをそのつど整備してい
た。しかし、現在は地図データの電子化による整備が進
み、GISの導入に際して既存の地図データを利用する
方が有利になっている。また、経緯度によるベクトル地
図データや人工衛星による画像データの重ね合わせな
ど、多様な空間図形を統一的に利用するニーズが増大し
ている。
2. Description of the Related Art When constructing a practical system based on a geographic information system (GIS), conventionally, map data and image data required for the system have been prepared. However, at present, map data is being improved by computerization, and it is more advantageous to use existing map data when introducing GIS. In addition, there is an increasing need for unified use of various spatial figures such as superimposition of vector map data according to latitude and longitude and image data from artificial satellites.

【0003】作成条件や仕様などの異なる空間図形情報
では、もとになる座標系や図葉を区切るメッシュ定義な
どが異なっているので、これまでは統一して管理するこ
とができなかった。
In the spatial graphic information having different creation conditions and specifications, the original coordinate system and the mesh definition for partitioning the map leaf are different, so that it has not been possible to manage them in a unified manner.

【0004】最近、様々な機関が整備した地図情報、衛
星画像、航空写真や紙地図なども含むラスタデータな
ど、多様な空間情報を管理するため、データの概要や利
用法を記述したメタデータを付加しようとする動きが進
んでいる。原理的にはメタデータのフォーマットが同一
ならば、メタデータを見るだけでデータの利用方法が分
かるようになる。
Recently, in order to manage various spatial information such as map information prepared by various organizations, satellite images, raster data including aerial photographs, paper maps, etc., metadata describing the outline and usage of the data is provided. The movement to add is progressing. In principle, if the metadata format is the same, you can understand how to use the data just by looking at the metadata.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】多様な空間図形情報の
データの概要や利用のメタデータによる管理は、まだ必
要なパラメータの検討段階であり実用に達していない。
また、メタデータで分かるのはデータの利用法のみであ
り、利用に際しては利用法に沿ったデータアクセスプロ
グラムを用意しなければならない。
SUMMARY OF THE INVENTION Outline of data of various spatial figure information and management by use metadata are still in the stage of studying necessary parameters and have not yet been put to practical use.
Also, only the usage of the data can be understood from the metadata, and a data access program according to the usage must be prepared when using the data.

【0006】例えば、経緯度で記述されたベクトル地図
データと、衛星画像データを重ね合わせようとした場
合、画像データがどのような条件(投影原点、投影方
向、視界など)で得られたかが重要となる。また、一般
的に地図データは座標定義などが明確になってはいる
が、その表現はシステムによって異なる。経緯度で記述
されたベクトル地図データと、衛星画像などのデータは
異なるパラメータで管理されているため、これらを同時
に利用するためには、それぞれ別のプログラムモジュー
ルが必要となる。このようにメタデータを利用したとし
ても、結局データの種別の組み合わせに応じた変換ルー
チンが必要になる。
For example, when it is attempted to superimpose satellite map data and vector map data described in latitude and longitude, it is important under what conditions (projection origin, projection direction, field of view, etc.) the image data was obtained. Become. Also, in general, map data has a clear definition of coordinates, but the representation differs depending on the system. Since vector map data described in latitude and longitude and data such as satellite images are managed with different parameters, different program modules are required to use them simultaneously. Even if the metadata is used as described above, a conversion routine corresponding to a combination of data types is eventually required.

【0007】本発明の目的は、従来技術の現状と問題点
に鑑み、地図データや画像データ等の多様な空間図形情
報を統一して管理し、それらを同時に検索したり重ねた
りできる使い勝手のよい地理情報システムを提供するこ
とにある。
In view of the current state of the art and problems, the object of the present invention is to manage various spatial graphic information such as map data and image data in a unified manner, and to retrieve and overlay them at the same time, which is convenient. To provide a geographical information system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、経緯度線に
したがって作成される地図データ、投影図形における視
点を原点とする極座標にしたがって作成される衛星や航
空写真による画像データ等、もとになる座標系やデータ
形式などの異なる多様な空間図形情報を蓄積し、任意の
空間図形情報に対する所望領域のデータ検索が可能とな
るように管理する地図情報システムにおいて、所定の基
準座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を含む投影
図に必要な領域定義パラメータによって各空間図形情報
の領域を定義し、多様な空間図形情報を投影図形とみな
す同一のパラメータによって管理することによって達成
される。
[Means for Solving the Problems] The above-mentioned object is based on map data created according to latitude and longitude lines, image data such as satellites and aerial photographs created according to polar coordinates with a viewpoint in a projected figure as an origin. In a map information system that stores various spatial figure information with different coordinate systems and data formats, and manages it so that it is possible to retrieve data in a desired area for arbitrary spatial figure information, projection based on a predetermined reference coordinate system This is achieved by defining the area of each spatial figure information by the area definition parameters necessary for the projection diagram including the origin, the projection direction, and the field of view, and managing various spatial figure information by the same parameter which is regarded as the projection figure.

【0009】前記基準座標系として、地球中心極座標系
を用いることを特徴とする。また、前記領域定義パラメ
ータには、前記画像データの視界による領域定義に対す
る前記地図データの経緯度線による領域定義の歪を補正
するため、前記地球中心極座標系における前記地図デー
タの極座標値を調整する極座標オフセットが含まれてい
ることを特徴とする。
An earth-centered polar coordinate system is used as the reference coordinate system. Further, the region definition parameter adjusts the polar coordinate value of the map data in the earth-centered polar coordinate system in order to correct the distortion of the region definition due to the latitude and longitude lines of the map data with respect to the region definition due to the field of view of the image data. It is characterized by the inclusion of polar offsets.

【0010】前記地図情報システムは、前記地図データ
を経緯度線によって分割される領域毎に及び、前記画像
データを視界に応じた領域毎に、それぞれ格納する空間
図形データ記憶手段と、所定の基準座標系に基づく投影
原点、投影方向、視界を含む投影図に必要な領域定義パ
ラメータを、前記空間図形データの各領域に対応して格
納する領域定義パラメータ記憶手段と、前記投影原点、
投影方向、視界を指定した検索領域の入力値に従い、前
記領域定義パラメータを参照して定義内容の該当する領
域を検索し、該当領域の空間図形データを抽出する空間
図形データ検索手段を設けたことを特徴とする。
The map information system has a spatial graphic data storage means for storing the map data for each area divided by a latitude / longitude line and an area for storing the image data for each area according to a field of view, and a predetermined reference. Area definition parameter storage means for storing area definition parameters necessary for a projection drawing including a projection origin based on a coordinate system, a projection direction, and a field of view in correspondence with each area of the spatial graphic data, and the projection origin,
According to the input value of the search area in which the projection direction and the field of view are designated, the area definition parameter is referred to search the area corresponding to the definition content, and the spatial figure data searching means for extracting the spatial figure data of the area is provided. Is characterized by.

【0011】前記空間図形データ検索手段は、前記検索
領域を立方体の集合で表し、この各立方体と前記領域定
義パラメータによって規定される各領域との間で順次、
交差の有無を判定し、交差のある領域の領域番号を前記
検査領域としてリストアップすることを特徴とする。
The spatial graphic data search means represents the search area by a set of cubes, and sequentially between each cube and each area defined by the area definition parameter,
It is characterized in that the presence or absence of an intersection is determined and the area number of the area having the intersection is listed as the inspection area.

【0012】前記検索領域に該当する空間図形データを
表示座標系(ピクセル座標)に変換して画面表示する座
標系変換手段を設けたことを特徴とする。
It is characterized in that a coordinate system conversion means for converting the spatial graphic data corresponding to the search area into a display coordinate system (pixel coordinates) and displaying it on the screen is provided.

【0013】さらに、ベクトル地図を衛星画像に重ねる
実施態様の場合、前記地図情報システムは、前記検索領
域の地図データにおける各構成点を、前記地球中心極座
標系における極座標値に変換し、地球中心直交座標系を
経由して前記画像データの投影に対応する極座標値に変
換し、この極座標値を画像のピクセル座標へと変換する
座標変換手段を設け、前記検索領域の画像データと地図
データを重ねて表示できるようにしたことを特徴とす
る。
Further, in the case of the embodiment in which the vector map is superposed on the satellite image, the map information system converts each constituent point in the map data of the search area into a polar coordinate value in the earth center polar coordinate system to obtain an earth center orthogonal coordinate. Coordinate conversion means for converting into polar coordinate values corresponding to the projection of the image data via a coordinate system and converting the polar coordinate values into pixel coordinates of the image is provided, and the image data of the search area and the map data are superposed. The feature is that it can be displayed.

【0014】本発明によれば、地図データの定義と画像
データの定義を統一したパラメータで行うので、画像デ
ータと地図データを同一のプログラムモジュールによっ
て検索したり、重ね合わせたりすることができる。
According to the present invention, the definition of the map data and the definition of the image data are performed by using the unified parameters, so that the image data and the map data can be searched and superposed by the same program module.

【0015】図2〜図6を参照し、本発明の統一管理の
原理を地図データと衛星画像の例により説明する。
With reference to FIGS. 2 to 6, the principle of the unified management of the present invention will be described with reference to map data and satellite image examples.

【0016】図2は、衛星画像と地図データがともに投
影によって表現できることを示している。投影原点、投
影方向、視界などが分かれば、画像データがどの地点の
情報を表しているかを決定することができる。これを地
図に適用した場合、地図は地球中心から地表面を投影し
た物と見ることができる。
FIG. 2 shows that both satellite images and map data can be represented by projection. By knowing the projection origin, the projection direction, the field of view, etc., it is possible to determine which point the image data represents. When this is applied to a map, the map can be viewed as a projection of the ground surface from the center of the earth.

【0017】同図の座標系には、地球を中心とした極座
標Σ(r,λ,ψ)を用い、rを地球半径からの距離、
λを経度、ψを緯度と定義する。また、x軸を赤道上経
度0度の方向に、y軸を赤道上東経90度の方向に、z
軸を北極方向にとる。投影原点をこの座標系で定義する
と(r,λ,ψ)となる。衛星Sの位置、すなわち衛星
画像の撮影原点は(Sr,Sλ,Sψ)である。地図の
場合の撮影原点は地球中心で(0,0,0)である。
In the coordinate system of the figure, polar coordinates Σ (r, λ, ψ) centering on the earth are used, where r is the distance from the earth radius,
Define λ as longitude and ψ as latitude. Also, the x-axis is in the direction of longitude 0 degrees on the equator, the y-axis is in the direction of east longitude 90 degrees, and z
Take the axis toward the North Pole. Defining the projection origin in this coordinate system gives (r, λ, ψ). The position of the satellite S, that is, the shooting origin of the satellite image is (Sr, Sλ, Sψ). In the case of a map, the origin of photography is the earth center (0,0,0).

【0018】なお、本発明における前記基準座標系は地
球中心座標系で、投影図形で多用される極座標形式の地
球中心極座標Σが好適である。しかし、原理的には地球
中心直交座標系の利用も可能である。
The reference coordinate system in the present invention is the earth center coordinate system, and the earth center polar coordinate Σ of a polar coordinate format which is frequently used in projection figures is preferable. However, in principle, it is also possible to use the earth-centered Cartesian coordinate system.

【0019】図3は、投影方向の説明図を示す。投影方
向は図2の座標系と平行で、原点のみ投影原点に平行移
動した座標系Σ’(r’,λ’,ψ’)を用いる。投影
方向の距離は不要なので、投影方向は(λ’,ψ’)で
表される。
FIG. 3 shows an explanatory view of the projection direction. The projection direction is parallel to the coordinate system of FIG. 2, and a coordinate system Σ '(r', λ ', ψ') in which only the origin is translated to the projection origin is used. Since the distance in the projection direction is unnecessary, the projection direction is represented by (λ ', ψ').

【0020】図4は、視界の説明図を示す。図示の座標
系Σ*(x*,y*,z*)は、x*軸を視線方向に一
致するように変換した後、画像が上を向くように変換し
た座標系である。ここで、α,βは投影面における視野
角を示している。投影面には衛星画像であればビットマ
ップデータが投影される。ビットマップの横方向のピク
セル数をMx、縦方向のピクセル数をMyとする。
FIG. 4 shows an explanatory view of the field of view. The illustrated coordinate system Σ * (x *, y *, z *) is a coordinate system in which the x * axis is transformed so as to match the line-of-sight direction, and then the image is oriented upward. Here, α and β represent viewing angles on the projection surface. If it is a satellite image, bitmap data is projected on the projection surface. The number of pixels in the horizontal direction of the bitmap is Mx, and the number of pixels in the vertical direction is My.

【0021】図5は、経緯度線による領域分割と投影画
像の視界との違いを示す説明図である。衛星画像など一
般の画像データの場合、図5(d)の方法で正しく視界
を定義できる。これを、経緯度線による地図データの境
界の定義に応用すると、図5(c)のように極近くで歪
む。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the difference between the area division by the latitude and longitude lines and the field of view of the projected image. In the case of general image data such as a satellite image, the field of view can be correctly defined by the method of FIG. When this is applied to the definition of the boundary of the map data by the latitude / longitude line, the distortion is extremely close as shown in FIG. 5 (c).

【0022】そこで、視界を定義する前に、一旦、極座
標の緯度方向に極座標オフセットγを加算する。この操
作により、緯度方向の視界βはγ±βと表されるように
なる。この後に視界を定義すると、経度方向の視界αは
γ−βの緯度とγ+βの緯度で定義されるため、図4
(c)のような歪を表現できるようになる。しかし、極
座標オフセットγを加算したままであり、視界で区切ら
れた領域の中心は投影方向からγだけずれているので、
極座標オフセットγの分逆回転を行なう。
Therefore, before defining the field of view, the polar coordinate offset γ is once added in the latitude direction of the polar coordinate. By this operation, the field of view β in the latitude direction is represented as γ ± β. When the field of view is defined after this, the field of view α in the longitudinal direction is defined by the latitude of γ−β and the latitude of γ + β.
The distortion as shown in (c) can be expressed. However, since the polar coordinate offset γ is still added and the center of the area delimited by the field of view is shifted by γ from the projection direction,
Reverse rotation is performed by the polar coordinate offset γ.

【0023】この補正によれば、γがψ'のとき図5
(a)の状態で視界が定義され、図5(c)のように経
緯度線による境界分割ができる。γ=0のとき、図5
(b)の状態で視界が定義され、図5(d)のように画
像データの視界を表す。
According to this correction, when γ is ψ ', FIG.
The field of view is defined in the state of (a), and boundary division can be performed by the latitude and longitude lines as shown in FIG. 5 (c). When γ = 0, FIG.
The field of view is defined in the state of (b) and represents the field of view of the image data as shown in FIG.

【0024】図6は、座標系の回転と視界深度を示して
いる。画像データは常に北が上とは限らない。そこで、
x*軸回りにδの回転変換を可能とする。また、地図デ
ータを地表裏側への投影図形として扱うと、通常利用し
ている地図と左右が反転してしまうため、反転パラメー
タεを付加して補正する。
FIG. 6 shows the rotation of the coordinate system and the depth of field. The image data is not always north north. Therefore,
Allows rotation conversion of δ around the x * axis. Further, if the map data is treated as a projected figure on the back side of the ground, the map is normally used and the left and right are reversed, so the correction is performed by adding the reversal parameter ε.

【0025】さらに、投影方向だけでは無限遠まで領域
を定義してしまうので、有効データの存在領域を限定す
るために、視界深度の最大値h2、最小値h1を付加す
る。視界深度hは地図データにおいては高さの最大、最
小を表すことになる。
Further, since the area is defined up to infinity only in the projection direction, the maximum value h2 and the minimum value h1 of the depth of field are added to limit the area where the valid data exists. The depth of field h represents the maximum and minimum heights in the map data.

【0026】以上に説明したパラメータをまとめると、
投影原点(r,λ,ψ)、投影方向(λ’,ψ’)、視
界(α,β)、ピクセル数(Mx,My)、極座標オフ
セット(γ)、座標回転角(δ)、反転パラメータ
(ε)、視界深度(h1,h2)となる。
Summarizing the parameters described above,
Projection origin (r, λ, ψ), projection direction (λ ', ψ'), field of view (α, β), number of pixels (Mx, My), polar coordinate offset (γ), coordinate rotation angle (δ), inversion parameter (Ε), depth of field (h1, h2).

【0027】これらのパラメータを用いれば、もともと
投影図形である衛星等による画像データと、経緯度によ
る地図データをともに地球中心の極座標系における投影
図形データとして扱うことができ、同一の処理手段によ
って検索したり表示したりすることができる。
By using these parameters, it is possible to handle both the image data of the satellite, which is originally a projected figure, and the map data of the latitude and longitude as projected figure data in the polar coordinate system centered on the earth, and search by the same processing means. Can be displayed and displayed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態ついて詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施例による地理情
報システムの構成を示す機能ブロック図である。本シス
テムは計算機装置により構成され、演算処理装置1、記
憶装置2、キーボードやマウス等のデータ入力装置3、
CRTやLCD等の表示装置4からなる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of a geographical information system according to an embodiment of the present invention. This system is composed of a computer device, and includes an arithmetic processing device 1, a storage device 2, a data input device 3 such as a keyboard and a mouse,
It comprises a display device 4 such as a CRT or LCD.

【0029】演算処理装置1は、本システムに特有な機
能として、領域決定手段11、データ選択手段12、情
報取得手段13および座標変換手段14を有している。
同様に、記憶装置2は空間図形データ格納部21、領域
定義パラメータ格納部22およびシステム情報格納部2
3を有している。
The arithmetic processing unit 1 has a region determining means 11, a data selecting means 12, an information acquiring means 13 and a coordinate converting means 14 as functions peculiar to the present system.
Similarly, the storage device 2 includes a spatial graphic data storage unit 21, an area definition parameter storage unit 22, and a system information storage unit 2.
Have three.

【0030】領域決定手段11は、データ入力装置3か
らの入力に基づき処理を行う領域を決定する。データ選
択手段12は、領域定義パラメータ格納部22のデータ
に基づきデータが領域内に存在するかどうかの判定を行
う。情報取得手段13はデータ選択手段12の結果に基
づいて空間図形データ格納部21から必要な情報のみを
取得する。座標変換手段14は情報取得手段13から得
られた空間情報を、領域定義パラメータ格納部22、シ
ステム情報格納部23からの情報に基づいて座標変換
し、空間情報を表示座標系に適合させ、表示装置4にデ
ータを出力する。
The area determining means 11 determines the area to be processed based on the input from the data input device 3. The data selection means 12 determines whether or not the data exists in the area based on the data in the area definition parameter storage unit 22. The information acquisition unit 13 acquires only necessary information from the spatial graphic data storage unit 21 based on the result of the data selection unit 12. The coordinate conversion unit 14 performs coordinate conversion of the spatial information obtained from the information acquisition unit 13 based on the information from the area definition parameter storage unit 22 and the system information storage unit 23, adapts the spatial information to the display coordinate system, and displays it. The data is output to the device 4.

【0031】空間図形データ格納部21は例えば地図デ
ータ、画像データ、気象情報などの事象発生箇所、物体
の存在箇所等の空間情報を格納する。領域定義パラメー
タ格納部22は図葉ごとの領域定義パラメータ、注記等
を格納する。システム情報格納部23はシステム情報、
システム座標系定義などを格納する。
The spatial graphic data storage unit 21 stores spatial information such as map data, image data, event occurrence locations such as weather information, and object presence locations. The area definition parameter storage unit 22 stores area definition parameters, notes and the like for each drawing sheet. The system information storage unit 23 stores system information,
Stores the system coordinate system definition, etc.

【0032】以下では、衛星画像と経緯度座標で記述さ
れたベクトル地図の例をもとに、異なる空間図形情報の
統一的管理と利用方法を説明する。衛星画像のビットマ
ップとベクトル地図のベクトルデータは、空間図形デー
タ格納部21に格納されている。これら実データの領域
を決定する領域定義パラメータは、入力装置3から領域
決定手段11を介して領域定義パラメータ格納部22に
格納される。このとき、格納部21の実データと対応す
る格納部22の領域定義パラメータには、同一領域番号
nを付与している。なお、管理情報としては領域番号以
外に、投影時刻、データフォーマット定義、注釈等を付
加することもできる。
Below, based on an example of a vector map described by satellite images and latitude and longitude coordinates, a unified management and usage of different spatial figure information will be described. The space map data storage unit 21 stores the bit map of the satellite image and the vector data of the vector map. The area definition parameter that determines the area of these actual data is stored in the area definition parameter storage unit 22 from the input device 3 via the area determination means 11. At this time, the same area number n is given to the area definition parameter of the storage unit 22 corresponding to the actual data of the storage unit 21. In addition to the area number, projection time, data format definition, annotation, etc. can be added as the management information.

【0033】図7は、領域定義パラメータ格納部の構成
図で、使用するベクトル地図と衛星画像の領域定義パラ
メータの内容を示している。ベクトル地図の領域番号は
Vn、衛星画像の領域番号はSnである。
FIG. 7 is a block diagram of the area definition parameter storage section, showing the contents of the area definition parameters of the vector map and satellite image to be used. The area number of the vector map is Vn, and the area number of the satellite image is Sn.

【0034】ベクトル地図の領域定義パラメータから説
明する。投影原点(r,λ,ψ)は地球中心となるか
ら、(0,0,0)となる。ベクトル地図が2本の経線
λmin,λmaxと、2本の緯線ψmin,ψmax
によって区切られる領域に存在しているとき、投影方向
(λ’,ψ’)はベクトル地図が存在領域の中心点とな
るから、数1で表される。
The area defining parameters of the vector map will be described first. Since the projection origin (r, λ, ψ) is the center of the earth, it is (0, 0, 0). Vector map has two meridians λmin and λmax and two latitude lines ψmin and ψmax
The projection direction (λ ′, ψ ′) when it exists in the area delimited by is expressed by the equation 1 because the vector map is the center point of the existing area.

【0035】[0035]

【数1】Vλ’=(λmin+λmax)/2 Vψ’=(ψmin+ψmax)/2 視界(α,β)は領域の経度、緯度方向の広がりを表し
ているから、数2で表される。
## EQU1 ## V.lamda. '= (. Lamda.min + .lamda.max) / 2 V.psi.' = (. Psi.min + .psi.max) / 2 The field of view (.alpha.,. Beta.) Expresses the longitude and latitude of the region, and is therefore expressed by Formula 2.

【0036】[0036]

【数2】Vα=(λmax−λmin)/2 Vβ=(ψmax−ψmin)/2 ピクセル数(Mx,My)はベクトル地図の精度によっ
て決まる。例えば、ベクトル地図の座標値がx方向、y
方向ともに0から10000の値で表されているなら
ば、VMx=10000,VMy=10000となる。
## EQU2 ## Vα = (λmax−λmin) / 2 Vβ = (ψmax−ψmin) / 2 The number of pixels (Mx, My) is determined by the accuracy of the vector map. For example, the coordinate value of the vector map is x direction, y
If both directions are represented by values from 0 to 10000, VMx = 10000 and VMy = 10000.

【0037】ベクトル地図は経緯度により領域を区切っ
ているので、図5(c)のように視界(α,β)が経緯
度線に沿って曲がっている。このため、通常の写真投影
と同じ手法を使ったのでは正しく領域を表すことができ
ない。本実施例では、直交座標に変換する前に極座標系
をオフセットγだけ回転している。このため、変換後の
極座標値はオフセットγ分だけ補正する。この補正によ
り、Vγ=Vψ’のとき、図5(a)のように経緯度線
による境界分割ができる。
Since the vector map is divided into regions by latitude and longitude, the field of view (α, β) is curved along the latitude and longitude lines as shown in FIG. 5 (c). For this reason, it is not possible to correctly represent the area using the same method as that for normal photographic projection. In this embodiment, the polar coordinate system is rotated by the offset γ before being converted into the rectangular coordinates. Therefore, the converted polar coordinate value is corrected by the offset γ. By this correction, when Vγ = Vψ ′, boundary division by the latitude / longitude line can be performed as shown in FIG.

【0038】ベクトル地図では常に北が上にあるため、
座標回転角δ=0となる。一方、ベクトル地図での投影
は地表を裏側から見ることになるため、通常の地図とは
左右反転の状態となる。この補正のために反転パラメー
タεを使い、Vε=−1とする。また、ベクトル地図で
表される情報は地表面から領域内の最大標高までなの
で、視界深度hは地球の半径Rと領域内の最大標高Vd
を用い、Vh1=R,Vh2=R+Vdとなる。
Since the north is always on the top in the vector map,
The coordinate rotation angle δ = 0. On the other hand, the projection on the vector map looks at the ground surface from the back side, so that it is in the state of left-right reversal from the normal map. The inversion parameter ε is used for this correction, and Vε = −1. Further, since the information represented by the vector map is from the ground surface to the maximum altitude within the area, the depth of field h is the radius R of the earth and the maximum altitude Vd within the area.
Is used, Vh1 = R and Vh2 = R + Vd.

【0039】次に、衛星画像の領域定義パラメータにつ
いて説明する。衛星Sから撮影した衛星写真において、
投影原点(r,λ,ψ)は衛星Sの位置(Sr,Sλ,S
ψ)である。地表上空Shの位置を飛行しているなら
ば、Sr=R+Shとなる。
Next, the area definition parameters of the satellite image will be described. In the satellite photo taken from satellite S,
The projection origin (r, λ, ψ) is the position of the satellite S (Sr, Sλ, S
ψ). If flying at the position Sh above the ground surface, Sr = R + Sh.

【0040】投影方向(λ',ψ')は衛星Sからの撮影
方向(Sλ',Sψ')であり、例えば真下の地表をみて
いるならば、数3で表される。
The projection direction (λ ', ψ') is the imaging direction (Sλ ', Sψ') from the satellite S, and is represented by the equation 3 if the ground surface directly below is viewed, for example.

【0041】[0041]

【数3】Sλ’=Sλ+180゜ Sψ’=−Sψ 視界(α,β)は衛星Sのスペックによって決まる。例
えば、衛星の視野角が1度であれば、Sα=1°、Sβ
=1°となる。
## EQU3 ## Sλ '= Sλ + 180 ° Sψ' =-Sψ The field of view (α, β) is determined by the specifications of the satellite S. For example, if the viewing angle of the satellite is 1 degree, Sα = 1 °, Sβ
= 1 °.

【0042】ピクセル数(Mx,My)は衛星の分解能
によって決まる。例えば、衛星画像がx方向に5000
ピクセル、y方向に3000ピクセルで構成されている
ならば、SMx=5000,SMy=3000となる。
The number of pixels (Mx, My) depends on the resolution of the satellite. For example, the satellite image is 5000 in the x direction.
If the pixel is composed of 3000 pixels in the y direction, SMx = 5000 and SMy = 3000.

【0043】衛星画像は利用時に投影画像そのものとし
て扱われる。従って、ベクトル地図のように視界を調整
する必要がなく、パラメータγは0となる。しかし、衛
星画像は常に北が上にあるとは限らないので、座標回転
角パラメータδは衛星画像の傾きSδとなる。
The satellite image is treated as a projected image itself when used. Therefore, it is not necessary to adjust the field of view unlike the vector map, and the parameter γ becomes 0. However, since the satellite image is not always in the north upward direction, the coordinate rotation angle parameter δ is the inclination Sδ of the satellite image.

【0044】衛星画像における投影は地表を表側から見
るため、ベクトル地図のように左右反転の状態になるこ
とはなく、パラメータεは1となる。また、衛星画像に
写る情報は投影原点から地表面までなので、視界深度h
は地表面までの最大距離Sdを用いて、Sh1=0,S
h2=Sdとなる。
Since the projection on the satellite image sees the surface of the earth from the front side, the parameter ε becomes 1 without being in a horizontally inverted state unlike a vector map. In addition, since the information shown in the satellite image is from the projection origin to the ground surface, the depth of field h
Is the maximum distance Sd to the ground surface, Sh1 = 0, S
h2 = Sd.

【0045】これらパラメータについては拡張性を考慮
し、テキストファイルなどの構造を用いて、キーワード
のみを設定し、キーワードで示される項目がどのような
値をとるかを記述したメタデータフォーマットを用いて
もよい。メタデータフォーマットを使うことの利点は、
項目の変更に対応しやすいなど自由度が大きいことであ
る。例えば、キーワードの意味付けによって、異なる構
造を混在させることが可能であり、また、記述の必要が
ない物は書かなくてすむ。
With regard to these parameters, in consideration of extensibility, only a keyword is set by using a structure such as a text file, and a metadata format describing what value an item indicated by the keyword takes is used. Good. The advantages of using a metadata format are:
This means that it is easy to handle changes in items and has a high degree of freedom. For example, it is possible to mix different structures depending on the meaning of the keyword, and it is not necessary to write an object that does not need to be described.

【0046】次に、以上に説明した領域定義パラメータ
を用いて、演算(検索)や表示に必要なデータの選択方
法を説明する。例えば、衛星画像とベクトル地図を重ね
て表示するためには、データ入力装置3から衛星位置
(Sr,Sλ,Sψ)、方向(Sλ’,Sψ’)、視界
(Sα,Sβ)、視界深度(Sh1,Sh2)を指定し
て、該当の衛星画像データと対応するベクトル地図デー
タを取得する。
Next, a method of selecting data required for calculation (retrieval) and display will be described using the area definition parameters described above. For example, in order to display the satellite image and the vector map in an overlapping manner, the satellite position (Sr, Sλ, Sψ), the direction (Sλ ′, Sψ ′), the field of view (Sα, Sβ), the depth of field (from the data input device 3 are displayed. Sh1, Sh2) is designated to acquire vector map data corresponding to the corresponding satellite image data.

【0047】図8は、データ選択手段による処理フロー
を示す。データ選択手段12は、入力装置3から入力さ
れた検索領域を取得し(S101)、この検索領域を複
数の立方体の集合で表す(S102)。次に、領域定義
パラメータ格納部22から、領域番号順に領域定義パラ
メータを1づつ取り出し(S103)、検索領域の各立
方体が領域定義パラメータから指定された領域番号nの
領域と交差しているか否かを判定する(S104〜S1
06)。
FIG. 8 shows a processing flow by the data selecting means. The data selection means 12 acquires the search area input from the input device 3 (S101), and represents this search area with a set of a plurality of cubes (S102). Next, the area definition parameters are fetched one by one from the area definition parameter storage unit 22 (S103), and whether or not each cube of the search area intersects the area of the area number n specified by the area definition parameter is determined. Is determined (S104 to S1
06).

【0048】処理S105で、交差していると判定され
ると、当該判定に用いた領域の領域番号nを領域番号リ
ストに格納し(S107)、全ての領域定義パラメータ
の判定が終了すると(S108)、領域番号リストを情
報取得手段13に渡す(S109)。
When it is determined in step S105 that the areas intersect, the area number n of the area used for the determination is stored in the area number list (S107), and when all the area definition parameters have been determined (S108). ), And passes the area number list to the information acquisition unit 13 (S109).

【0049】図9に、領域検索の説明図を示す。A〜D
が領域定義パラメータに対応した領域で、点Pからlの
方向を検索領域として検索した例でる。視界深度hがあ
るためA,B,Cの領域は交差し、D領域は交差しな
い。
FIG. 9 shows an explanatory diagram of area search. AD
Is an area corresponding to the area definition parameter, and is an example in which the direction from the point P to l is searched as the search area. Because of the depth of field h, the areas A, B, and C intersect, but the area D does not intersect.

【0050】このように、本実施例のデータ選択処理で
は、領域定義パラメータのn個の定義領域のうち、入力
された検索領域を部分的にでも含むものをリストアップ
することで、全データにアクセスすることなく処理に必
要な定義パラメータが効率よく取得できる。また、検索
領域を立方体の集合によって表すことで、交差の判定処
理が単純化できる。このとき、立方体を細かくするほど
判定精度が向上し、検索領域の見逃しがなくなる。しか
し、判定処理に時間がかかるので、細分の程度は利用目
的に応じて最適化される。
As described above, in the data selection processing of the present embodiment, among the n definition areas of the area definition parameter, the ones that partially include the input search area are listed, so that all the data can be obtained. Definition parameters required for processing can be acquired efficiently without accessing. In addition, the intersection determination process can be simplified by representing the search region by a set of cubes. At this time, the finer the cube, the higher the accuracy of determination, and the more the search area is overlooked. However, since the determination process takes time, the degree of subdivision is optimized according to the purpose of use.

【0051】データ取得手段13は、データ選択手段1
2から領域番号リストを取得する。実データは全て領域
番号nで管理されているので、領域番号nから実データ
を特定することができる。よって、領域番号リストに基
づいて実データを取得し、これを座標変換手段14に送
る。このようにして、非正規な図郭を持つ多くの図葉の
中から、演算や表示処理に必要な図葉のデータみを選択
することができる。
The data acquisition means 13 is the data selection means 1
Obtain the area number list from 2. Since all real data is managed by the area number n, the real data can be specified from the area number n. Therefore, the actual data is acquired based on the area number list and sent to the coordinate conversion means 14. In this way, it is possible to select only the data of the leaf necessary for the calculation and display processing from many leaf having the non-regular outline.

【0052】次に、データ取得手段13に抽出された実
データを、領域定義パラメータを用いて表示座標に変換
する方法について説明する。実データの座標系から地球
中心座標系などを経由して表示座標系に変換する過程で
は、座標系の平行移動と回転が多用される。本実施例で
は力学で使われる同次座標変換行列を用いている。同次
座標変換行列は3次元における単純な3×3の一次変換
行列を、平行移動のために1次元拡張した4×4の行列
とされ、数4で表される。
Next, a method for converting the actual data extracted by the data acquisition means 13 into display coordinates using the area definition parameters will be described. In the process of converting from the coordinate system of actual data to the display coordinate system via the earth center coordinate system and the like, translation and rotation of the coordinate system are often used. In this embodiment, a homogeneous coordinate transformation matrix used in mechanics is used. The homogeneous coordinate transformation matrix is a 4 × 4 matrix in which a simple 3 × 3 linear transformation matrix in three dimensions is extended one dimension for translation, and is represented by Formula 4.

【0053】[0053]

【数4】 [Equation 4]

【0054】ここで、(4−1)のMは一般形である。
(4−2)のMo(x,y,z)は(x,y,z)への
平行移動である。(4−3)のMz(θ)はz軸回りの
θ回転、(4−4)のMy(θ)はy軸回りのθ回転、
(4−5)のMx(θ)はx軸回りのθ回転となる。
Here, M in (4-1) is a general form.
Mo (x, y, z) of (4-2) is a parallel movement to (x, y, z). Mz (θ) of (4-3) is θ rotation around the z-axis, My (θ) of (4-4) is θ rotation around the y-axis,
Mx (θ) of (4-5) is θ rotation around the x axis.

【0055】一例として、地球中心座標系Σ(x,y,
z)を、x'”軸を、衛星からの視線方向に一致させた
座標系Σ'”(x'”,y'”,z'”)に変換する座標変
換について説明する。座標系Σのx軸はx'”軸へと変
換されるため、この座標系Σ'”への変換はx軸を視線
軸に一致させる変換ということができる。この変換は、
以下の3ステップで実現される。
As an example, the earth center coordinate system Σ (x, y,
The coordinate conversion for converting z) into a coordinate system Σ '"(x'", y '", z'") in which the x '"axis is aligned with the line of sight from the satellite will be described. Since the x-axis is converted to the x '"axis, it can be said that the conversion to this coordinate system Σ'" is a conversion to match the x-axis with the line-of-sight axis.
It is realized by the following three steps.

【0056】第1のステップは、地球中心座標系Σの原
点を衛星の位置(Sx,Sy,Sz)に移動させる座標
系変換である。この変換は並行移動であり、M0(S
x,Sy,Sz)で表される。この結果、座標系Σは図
10の座標系Σ’(x’,y’,z’)に変換される。
The first step is coordinate system conversion for moving the origin of the earth center coordinate system Σ to the satellite position (Sx, Sy, Sz). This conversion is a parallel movement, and M0 (S
x, Sy, Sz). As a result, the coordinate system Σ is converted into the coordinate system Σ '(x', y ', z') of FIG.

【0057】第2のステップは、視線軸とz’軸の双方
を含む平面内に、座標系Σ’のx’軸を変換したx”軸
が存在するように、x’軸を(x’−y’)平面上で回
転する座標系変換である。(x’−y’)平面上のみの
回転を考慮すると、x”軸が視線軸とz’軸の双方を含
む平面内にあるためには、z’軸回りのλ’回転を行な
えばよい。図10に示すように、x”軸、y”軸、z’
軸で定義される座標系Σ”は、座標系Σ’をz’軸回り
にλ’回転した座標系であり、変換はMz(λ’)で表
される。
The second step is to set the x'axis to (x 'so that the x "axis obtained by converting the x'axis of the coordinate system Σ'is present in the plane including both the line-of-sight axis and the z'axis. -Y ') This is a coordinate system transformation that rotates on the plane.Since the rotation only on the (x'-y') plane is considered, the x "axis is in the plane including both the line-of-sight axis and the z'axis. For this purpose, λ ′ rotation around the z ′ axis may be performed. As shown in FIG. 10, x "axis, y" axis, z '
The coordinate system Σ ″ defined by the axes is a coordinate system obtained by rotating the coordinate system Σ ′ about the z ′ axis by λ ′, and the conversion is represented by Mz (λ ′).

【0058】第3のステップは、座標系Σ”のx”軸を
視線方向と一致させる座標系変換である。x”軸は視線
軸とz’軸の双方を含む平面内にあるので、x”軸を視
線方向と一致させるためには、(x”−z”)平面上で
の回転変換、すなわちy”軸回りのψ’回転を行なえば
よい。図11は、y”軸回りのψ’回転を示し、この変
換はMz(ψ’)で表される。
The third step is a coordinate system conversion in which the x "axis of the coordinate system Σ" coincides with the line-of-sight direction. Since the x "axis is in a plane including both the line-of-sight axis and the z'axis, in order to match the x" -axis with the line-of-sight direction, a rotational transformation on the (x "-z") plane, that is, y " It is sufficient to perform ψ ′ rotation about the axis, and FIG. 11 shows ψ ′ rotation about the y ″ axis, and this conversion is represented by Mz (ψ ′).

【0059】以上の3つのステップをまとめると、x軸
を視線方向に一致させる変換は一つの変換行列Mに集約
でき、数5で表される。
When the above three steps are put together, the transformations for matching the x-axis with the line-of-sight direction can be aggregated into one transformation matrix M, which is expressed by equation 5.

【0060】[0060]

【数5】M=My(ψ’)・Mz(λ’)・Mo(S
x,Sy,Sz) 次に、ベクトル地図を衛星画像に重ねるための座標変換
を説明する。ここでは、ベクトル地図を衛星画像に重ね
ることが目的であるから、ベクトル地図を表示座標系に
変換することになる。衛星画像については表示座標と同
じ座標系であるから、基本的には変換の必要がない。
[Equation 5] M = My (ψ ′) · Mz (λ ′) · Mo (S
x, Sy, Sz) Next, the coordinate conversion for superimposing the vector map on the satellite image will be described. Here, since the purpose is to superimpose the vector map on the satellite image, the vector map is converted into the display coordinate system. Since the satellite image has the same coordinate system as the display coordinates, basically no conversion is necessary.

【0061】図12は、座標変換手段による座標変換方
法のフローを示す。まず、ベクトル地図データを取得し
(S201)、ベクトル地図のデータの構成点の1点の
ピクセル座標値(VPMx,VPMy)を取得する(S
202)。次に、ベクトル地図座標の投影に対応する座
標系VΣ*の極座標系へ変換する(S203)。
FIG. 12 shows the flow of the coordinate conversion method by the coordinate conversion means. First, vector map data is acquired (S201), and the pixel coordinate value (VPMx, VPMy) of one of the constituent points of the vector map data is acquired (S201).
202). Next, it is converted into the polar coordinate system of the coordinate system VΣ * corresponding to the projection of the vector map coordinates (S203).

【0062】この極座標系におけるx*軸は図4のよう
にベクトル地図の視線方向で、地球中心からベクトル地
図領域の中心に向いている。視界Vα、Vβはそれぞれ
地図の横方向のピクセル数VMx、縦方向のピクセル数
VMyと比例関係にある。従って、VPMx、VPMy
をΣ*座標系の極座標値(VPγ*,VPλ*,VPψ
*)に変換した成分のうち、VPλ*,VPψ*は数6
によって求められる。
The x * axis in this polar coordinate system is the line-of-sight direction of the vector map, as shown in FIG. 4, and extends from the center of the earth toward the center of the vector map area. The fields of view Vα and Vβ are proportional to the number of pixels in the horizontal direction VMx and the number of pixels in the vertical direction VMy, respectively. Therefore, VPMx, VPMy
Is the polar coordinate value of the Σ * coordinate system (VPγ *, VPλ *, VPψ
Of the components converted to *), VPλ * and VPψ * are expressed by
Required by.

【0063】[0063]

【数6】 VPλ*=(VPx−VMx/2)×2Vα/VMx VPψ*=(VPy−VMy/2)×2Vβ/Vmy また、ベクトル地図は地球表面にあるので、VPr*は
地球の半径Rを用いてVPr*=Rとなる。
VPλ * = (VPx−VMx / 2) × 2Vα / VMx VPψ * = (VPy−VMy / 2) × 2Vβ / Vmy Since the vector map is on the surface of the earth, VPr * is the radius R of the earth. Using, VPr * = R.

【0064】本実施例はベクトル地図の変換例を示して
いるが、衛星画像においてもPr*をPλ*とPψ*の
関数で表すことができ、衛星画像を他の表示座標系、例
えばベクトル地図の座標系へ変換することは可能であ
る。
Although this embodiment shows an example of vector map conversion, Pr * can be expressed by a function of Pλ * and Pψ * even in a satellite image, and the satellite image can be displayed in another display coordinate system, for example, a vector map. It is possible to convert to the coordinate system of.

【0065】次に、VΣ*座標系の極座標VPψ*にγ
オフセット(Vψ’)を加える(S204)。これによ
って、視界を経緯度線と合わせることが可能となる。ま
た、裏側から投影したときの左右反転を補正するため、
極座標VPλ*に反転パラメータVεを掛け合わせる。
Next, γ is added to the polar coordinate VPψ * of the VΣ * coordinate system.
An offset (Vψ ') is added (S204). This allows the field of view to be aligned with the latitude and longitude lines. Also, to correct the left-right reversal when projecting from the back side,
The polar coordinate VPλ * is multiplied by the inversion parameter Vε.

【0066】次に、VΣ*座標系の極座標(VPγ*,
VPψ*,VPλ*)を、数7によりVΣ*座標系の直
交座標系に変換する(S205)。
Next, the polar coordinates of the VΣ * coordinate system (VPγ *,
VPψ *, VPλ *) is converted to the Cartesian coordinate system of the VΣ * coordinate system by the equation 7 (S205).

【0067】[0067]

【数7】 VPx*=VPr*・cosVPψ*・cosVPλ* VPy*=VPr*・cosVPψ*・sinVPλ* VPz*=VPr*・sinVPψ* 次に、VΣ*座標系の直交座標系から、x'”軸を視線
方向に一致させた座標系VΣ'”への変換を、数8の行
列を用いて行う(S206)。この変換はx*軸回りに
−Vδ回転することで画像の上を北極方向に戻し、
y'”軸回りに−Vγ回転させることで、γオフセット
の加算による中心軸のずれを補正する。
VPx * = VPr * · cosVPψ * · cosVPλ * VPy * = VPr * · cosVPψ * · sinVPλ * VPz * = VPr * · sinVPψ * Next, from the orthogonal coordinate system of the VΣ * coordinate system, x ′ ” The conversion to the coordinate system VΣ ′ ″ with the axes aligned with the line-of-sight direction is performed using the matrix of Equation 8 (S206). This transformation returns the top of the image to the North Pole by rotating -Vδ around the x * axis,
By rotating −Vγ around the y ′ ″ axis, the deviation of the central axis due to the addition of the γ offset is corrected.

【0068】[0068]

【数8】M=My(−Vγ)・Mx(−Vδ) 次に、VΣ'”の直交座標系から地球中心座標系Σへの
変換を行なう(S207)。地球中心座標系Σは基準座
標系であるので、ベクトル地図と衛星画像で座標系の違
いがなく、同じ記号Σで表すことができる。この地球中
心座標系を経由することにより、ベクトル地図と衛星画
像の変換が可能になる。
[Formula 8] M = My (−Vγ) · Mx (−Vδ) Next, conversion from the Cartesian coordinate system of VΣ ′ ″ to the earth center coordinate system Σ is performed (S207). Since it is a system, there is no difference in the coordinate system between the vector map and the satellite image, and they can be represented by the same symbol Σ.By passing through this earth center coordinate system, it is possible to convert the vector map and the satellite image.

【0069】この変換はx軸を視線方向に一致させる変
換の逆変換で、数9の変換行列による。すなわち、
y'”軸回りに−Vψ’回転を行ない、z’軸回りに−
Vλ’回転を行ない、地球中心に並行移動を行なう。
This conversion is an inverse conversion of the conversion in which the x axis coincides with the line-of-sight direction, and is based on the conversion matrix of equation (9). That is,
Rotate -Vψ 'around y'"axis and rotate around z'-axis
Vλ ′ rotation is performed and parallel movement is performed to the center of the earth.

【0070】[0070]

【数9】M=Mo(0,0,0)・Mz(−Vλ’)・
My(−Vψ’) これによって、ベクトル地図データの1ピクセルが、地
球中心座標系で表されるようになる。
[Equation 9] M = Mo (0,0,0) · Mz (−Vλ ′) ·
My (−Vψ ′) As a result, one pixel of the vector map data is represented by the earth center coordinate system.

【0071】次に、地球中心座標系Σのx軸を、衛星画
像の視線方向に一致させた座標系SΣ'”に変換する
(S208)。この変換は、上述のx軸を視線方向に一
致させる変換で、数10の行列を用いて行なう。まず、
原点を衛星の位置(Sx,Sy,Sz)に平行移動し、
z軸回りにSλ’回転を行い、y”軸回りにSψ’回転
を行う。
Next, the x-axis of the earth-centered coordinate system Σ is converted into a coordinate system SΣ ′ ″ in which the line-of-sight direction of the satellite image is matched (S208). This conversion matches the above-mentioned x-axis with the line-of-sight direction. This conversion is performed using the matrix of Equation 10. First,
Translate the origin to the satellite position (Sx, Sy, Sz),
Sλ ′ rotation is performed around the z axis, and Sψ ′ rotation is performed around the y ″ axis.

【0072】[0072]

【数10】M=My(Sψ’)・Mz(Sλ’)・Mo
(Sx,Sy,Sz) 次に、SΣ'”座標系から衛星画像の投影に対応する座
標系SΣ*への変換を行う(S209)。この変換は
y”軸回りにSγ回転させることで、γオフセットの減
算による中心軸のずれを補正し、x'”軸回りにSδ回
転することで画像の上方が上を向くようにする。変換は
数11の変換行列を用いて行なう。
[Equation 10] M = My (Sψ ′) · Mz (Sλ ′) · Mo
(Sx, Sy, Sz) Next, conversion from the SΣ ′ ″ coordinate system to the coordinate system SΣ * corresponding to the projection of the satellite image is performed (S209). This conversion is performed by rotating Sγ around the y ″ axis. The shift of the central axis due to the subtraction of the γ offset is corrected, and the image is turned upward by rotating Sδ around the x ′ ″ axis. The conversion is performed by using the conversion matrix of Expression 11.

【0073】[0073]

【数11】M=Mx(Sδ)・My(Sγ) ところで、S206からS209までの変換は全て行列
演算となり、全てのパラメータは既知である。これを一
度の行列演算にまとめ、全てのピクセルの変換に利用す
ることができる。数8〜数11の行列をまとめた変換M
allは、数12で表される。
## EQU00009 ## M = Mx (S.delta.). My (S.gamma.) By the way, all the transformations from S206 to S209 are matrix operations, and all parameters are known. This can be combined into one matrix operation and used for conversion of all pixels. Transformation M that summarizes the matrices of equations 8 to 11
all is represented by Expression 12.

【0074】[0074]

【数12】 Mall=Mx(Sδ)・My(Sγ)・My(Sψ’)・Mz(Sλ’)・ Mo(Sx,Sy,Sz)・Mo(0,0,0)・Mz(−Vλ’) ・ My(−Vψ’)・My(−Vγ)・Mx(−Vδ) この行列による座標変換は、数13によって求められ
る。
[Expression 12] Mall = Mx (Sδ) · My (Sγ) · My (Sψ ′) · Mz (Sλ ′) · Mo (Sx, Sy, Sz) · Mo (0,0,0) · Mz (−Vλ ') * My (-V [psi]') * My (-V [gamma]) * Mx (-V [delta]) The coordinate conversion by this matrix is obtained by Expression 13.

【0075】[0075]

【数13】(SPx*,SPy*,SPz*)T=Ma
ll・(VPx*,VPy*,VPz*)T 次に、SΣ*座標系の直交座標系をSΣ*座標系の極座
標に変換する(S210)。この変換は数14で表され
る。
(13) (SPx *, SPy *, SPz *) T = Ma
ll · (VPx *, VPy *, VPz *) T Next, the Cartesian coordinate system of the SΣ * coordinate system is converted into polar coordinates of the SΣ * coordinate system (S210). This conversion is expressed by Expression 14.

【0076】[0076]

【数14】 SPr*=√(SPx*2+SPy*2+SPz*2) SPψ*=sin~1(SPz*/SPr*) SPλ*=tan~1(SPy*/SPx*) 次に、SΣ*座標系の極座標において、数15によりγ
オフセットを取り除き、反転パラメータSεをSPλ*
に掛け合わせる(S211)。
[Formula 14] SPr * = √ (SPx * 2 + SPy * 2 + SPz * 2 ) SP ψ * = sin ~ 1 (SPz * / SPr *) SPλ * = tan ~ 1 (SPy * / SPx *) Next, SΣ * In polar coordinates in the coordinate system, γ
Remove the offset and set the inversion parameter Sε to SPλ *
(S211).

【0077】[0077]

【数15】SPψ*=SPψ*−Sψ’ SPλ*=SPλ*×Sε 次に、SΣ*座標系の極座標を、数16により表示座標
のピクセル座標に変換する(S212)。
[Formula 15] SPψ * = SPψ * −Sψ ′ SPλ * = SPλ * × Sε Next, the polar coordinates of the SΣ * coordinate system are converted into the pixel coordinates of the display coordinates by Expression 16 (S212).

【0078】[0078]

【数16】 SPMx=SPλ*×SMx/2Sα+SMx/2 SPMy=SPψ*×SMy/2Sβ+SMy/2 これによって、衛星画像におけるピクセル座標(SPM
x,SPMy)を得ることができた。
SPMx = SPλ * × SMx / 2Sα + SMx / 2 SPMy = SPψ * × SMy / 2Sβ + SMy / 2 Thus, the pixel coordinates (SPM) in the satellite image are calculated.
x, SPMy) could be obtained.

【0079】次に、ベクトル地図の全点での変換を行っ
たかを判定し(S213)、全点の変換が終了したなら
ば変換結果を出力して終了する(S214)。ベクトル
地図の全点に対し、上述したS202〜S212の変換
を行うことにより、衛星画像と交差するベクトル地図を
衛星画像上に重ねて表示することができる。
Next, it is determined whether or not the conversion is performed at all points of the vector map (S213), and if the conversion of all points is completed, the conversion result is output and the processing is completed (S214). By performing the above-described conversion of S202 to S212 for all points of the vector map, it is possible to display the vector map intersecting the satellite image in a superimposed manner on the satellite image.

【0080】本実施例によれば、様々な機関が整備した
地図情報、空間情報、航空写真や紙地図なども含むラス
タデータなどの多様な空間情報を、統一した手法で扱う
ことが可能となる。
According to the present embodiment, it is possible to handle a variety of spatial information such as map information, spatial information, raster data including aerial photographs and paper maps prepared by various organizations by a unified method. .

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明によれば、地図データや画像デー
タ等の空間情報の領域定義を、地球中心座標系における
視点を投影原点とした投影図形に変換して行なうので、
多様な空間図形データを統一して管理できる。この結
果、情報検索や表示などを同一のプログラムモジュール
で処理することができ、システム構成が簡単で使い勝手
がよい。特に、地図データと画像データの重ね合わせ
や、多種のデータの集計、解析をなど効率的に処理でき
る。
According to the present invention, since the area definition of spatial information such as map data and image data is converted into a projected figure having the viewpoint of the earth center coordinate system as the projection origin,
Various spatial figure data can be unified and managed. As a result, information retrieval and display can be processed by the same program module, and the system configuration is simple and easy to use. In particular, it is possible to efficiently process superposition of map data and image data, aggregation and analysis of various data, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による地理情報システムの構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a geographic information system according to an embodiment of the present invention.

【図2】地球中心極座標系上の同一パラメータで、地図
データと画像データを取り扱うことができることを示す
説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing that map data and image data can be handled with the same parameters on the earth-centered polar coordinate system.

【図3】投影方向の定義を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing the definition of a projection direction.

【図4】視界の定義を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the definition of a field of view.

【図5】経緯度による領域分割と投影画像の視界との違
いについて示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a difference between a region division based on longitude and latitude and a field of view of a projected image.

【図6】座標系の回転と視界深度を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing rotation of a coordinate system and depth of field.

【図7】一実施例による領域定義パラメータのフォーマ
ット図。
FIG. 7 is a format diagram of area definition parameters according to an embodiment.

【図8】一実施例による指定領域のデータ検索方法を示
すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart showing a data search method for a designated area according to an embodiment.

【図9】視界深度と検索領域の関係を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a depth of field and a search area.

【図10】x軸を視線に合わせるためのz軸回りの回転
を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing rotation around the z axis for aligning the x axis with the line of sight.

【図11】x軸を視線に合わせるためのy”軸回りの回
転を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing rotation around the y ″ axis for aligning the x axis with the line of sight.

【図12】座標変換方法を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing a coordinate conversion method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…演算処理装置、2…記憶装置、3…入力装置、4…
表示装置、11…領域決定手段、12…データ選択手
段、13…情報取得手段、14…座標変換手段、21…
空間図形データ格納部、22…領域定義パラメータ格納
部、23…システム情報格納部。
1 ... Arithmetic processing device, 2 ... Storage device, 3 ... Input device, 4 ...
Display device, 11 ... Area determination means, 12 ... Data selection means, 13 ... Information acquisition means, 14 ... Coordinate conversion means, 21 ...
Spatial figure data storage unit, 22 ... Area definition parameter storage unit, 23 ... System information storage unit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−319984(JP,A) 特開 昭60−15776(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G09B 29/00 - 29/14 G06T 17/50 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-4-319984 (JP, A) JP-A-60-15776 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G09B 29/00-29/14 G06T 17/50

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 経緯度線にしたがって作成される地図デ
ータ、投影図形における視点を原点とする極座標にし
たがって作成される衛星や航空写真による画像データ
含む空間図形情報を蓄積し、任意の空間図形情報に対す
る所望領域のデータ検索が可能となるように管理する
理情報システムにおいて、前記地図データは経緯度線によって分割される領域毎
に、及び前記画像データは視界に応じた領域毎に、それ
ぞれ格納される空間図形情報記憶手段と、 所定の基準座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を
含む投影図に必要な領域定義パラメータを、前記空間図
形情報の各領域に対応して格納する領域定義パラメータ
記憶手段と、 前記領域定義パラメータ によって各空間図形情報の領域
を定義し、前記空間図形情報を投影図形による同一のパ
ラメータによって検索または重ね合わせする演算処理手
段を備えることを特徴とする地理情報システム。
And map data created in accordance with claim 1] Coordinates line, the image data from satellite or aerial photographs made in accordance with polar coordinates as the origin viewpoint in projected figure
Land accumulate spatial graphic information, managed so as to enable data retrieval of a desired area for any spatial graphic information including
In the physical information system , the map data is divided into areas divided by latitude and longitude lines.
, And the image data is
The spatial figure information storage means stored in each and the projection origin, projection direction, and field of view based on a predetermined reference coordinate system
Area definition parameters required for the projection including
Area definition parameters to be stored corresponding to each area of shape information
Storage means, processing hand defines the area of each spatial graphic information by the region definition parameter, to not search or overlapped by the same parameter with the spatial graphic information on projected figure
A geographical information system characterized by comprising steps .
【請求項2】 請求項1において、 前記基準座標系として、地球中心極座標系を用いること
を特徴とする地理情報システム。
2. The geographic information system according to claim 1, wherein an earth-centered polar coordinate system is used as the reference coordinate system.
【請求項3】 請求項2において、 前記画像データの視界による領域定義に対する前記地図
データの経緯度線による領域定義の歪を補正するため、
前記地球中心極座標系における前記地図データの極座標
値を調整する極座標オフセットが定義され、前記領域定
義パラメータに含まれることを特徴とする地理情報シス
テム。
3. The correction according to claim 2, wherein distortion of the area definition by the latitude and longitude lines of the map data with respect to the area definition by the field of view of the image data is corrected.
A geographic information system wherein a polar coordinate offset for adjusting a polar coordinate value of the map data in the earth-centered polar coordinate system is defined and included in the area definition parameter.
【請求項4】 経緯度線にしたがって作成される地図デ
ータ及び投影図形における視点を原点とする極座標にし
たがって作成される画像データを含む空間図形データを
蓄積し、所望の領域のデータ検索が可能となるように管
理する地理情報システムにおいて、 前記地図データは経緯度線によって分割される領域毎
に、及び前記画像データは視界に応じた領域毎に、それ
ぞれ格納される空間図形データ記憶手段と、 所定の基準座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を
含む投影図に必要な領域定義パラメータを、前記空間図
形データの各領域に対応して格納する領域定義パラメー
タ記憶手段と、 前記投影原点、投影方向、視界を指定した検索領域の入
力値に従い、前記領域定義パラメータを参照して定義内
容の該当する領域を検索し、該当領域の空間図形データ
を抽出する空間図形データ検索手段を設けたことを特徴
とする地理情報システム。
4. Spatial figure data including map data created according to latitude and longitude lines and image data created according to polar coordinates with a viewpoint in a projected figure as an origin is accumulated, and data search of a desired area is possible. In the geographic information system managed as described above, the map data is stored for each area divided by a latitude / longitude line, and the image data is stored for each area according to a field of view. Area definition parameter storage means for storing the area definition parameters necessary for the projection drawing including the projection origin, the projection direction, and the field of view based on the reference coordinate system of the space figure data, and the projection origin and the projection. According to the input value of the search area in which the direction and field of view are specified, the area definition parameters are referenced to search for the corresponding area of the definition contents, and the corresponding area is searched. A geographical information system characterized by comprising a spatial graphic data search means for extracting spatial graphic data of a region.
【請求項5】 請求項4において、 前記空間図形データ検索手段は、前記検索領域を立方体
の集合で表し、この各立方体と前記領域定義パラメータ
によって規定される各領域との間で順次、交差の有無を
判定し、交差のある領域の領域番号を前記検索領域とし
てリストアップすることを特徴とする地理情報システ
ム。
5. The spatial graphic data search means according to claim 4, wherein the search region is represented by a set of cubes, and the cubes are sequentially intersected with each region defined by the region definition parameter. A geographical information system characterized by determining the presence / absence and listing the area numbers of intersecting areas as the search areas.
【請求項6】 請求項4または5において、 前記検索領域に該当する空間図形データを表示座標系
(ピクセル座標)に変換して画面表示する座標系変換手
段を設けたことを特徴とする地理情報システム。
6. The geographical information according to claim 4, further comprising coordinate system conversion means for converting the spatial graphic data corresponding to the search area into a display coordinate system (pixel coordinates) and displaying the screen. system.
【請求項7】 経緯度線にしたがいベクトルデータとし
て作成される地図データと、投影図形における視点を原
点とする極座標にしたがいデジタルデータとして作成さ
れる画像データを、これら空間図形データのデータ検索
や表示が可能となるように管理する地理情報システム
おいて、 前記地図データは経緯度線によって分割される領域毎に
及び、前記画像データは視界に応じた領域毎に、それぞ
れ格納する空間図形データ記憶手段と、 地球中心極座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を
含む領域定義パラメータを、前記地図データの各領域及
び前記画像データの各領域に対応してそれぞれ格納する
領域定義パラメータ記憶手段と、 前記投影原点、投影方向、視界を指定した検索領域の入
力値に基づいて、前記地図データの領域定義パラメータ
及び前記画像データの領域定義パラメータを参照して各
々で該当する領域を検索し、該当領域の地図データと画
像データを抽出する空間図形データ検索手段と、 前記検索領域の地図データにおける各構成点を、前記地
球中心極座標系における極座標値に変換し、地球中心直
交座標系を経由して前記画像データの投影に対応する極
座標値に変換し、この極座標値を画像のピクセル座標へ
と変換する座標変換手段を設け、 前記検索領域の画像データと地図データを重ねて表示で
きるようにしたことを特徴とする地理情報システム。
7. Data search and display of these spatial graphic data, map data created as vector data according to the latitude and longitude lines, and image data created as digital data according to polar coordinates with the viewpoint of the projection figure as the origin. In the geographic information system that manages so as to enable the map data, the map data is stored for each region divided by the latitude and longitude lines, and the image data is stored for each region according to the field of view. An area definition parameter that stores a space graphic data storage means and an area definition parameter including a projection origin, a projection direction, and a field of view based on a polar coordinate system of the earth in association with each area of the map data and each area of the image data. Based on the storage means and the input value of the search area in which the projection origin, the projection direction, and the field of view are specified, the area of the map data is determined. Spatial figure data searching means for searching the corresponding area by referring to the parameter and the area definition parameter of the image data, and extracting map data and image data of the corresponding area, and each constituent point in the map data of the search area. Is converted into polar coordinate values in the earth-centered polar coordinate system, converted into polar coordinate values corresponding to the projection of the image data via the earth-centered Cartesian coordinate system, and the polar coordinate values are converted into pixel coordinates of the image. A geographic information system characterized in that conversion means is provided so that the image data of the search area and the map data can be displayed in an overlapping manner.
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