JP3931480B2

JP3931480B2 - How to create a map

Info

Publication number: JP3931480B2
Application number: JP14217399A
Authority: JP
Inventors: 宏介津留
Original assignee: 朝日航洋株式会社
Priority date: 1999-04-14
Filing date: 1999-04-14
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2019-04-14
Also published as: JP2000298430A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、地図の作成、特に、現地調査成果を地図原画像に書き込むための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
地図の作成は、現在においては、上空から撮影された航空写真等を基礎として行われることが多い。しかし、航空写真等に基づいて地図を作成するためには、当然その写真上に、様々な書き込みを行わなければならない。例えば、境界線、様々な地図記号、地域、河川、山岳等の名称、各種建造物の名称、等々であり、これらの事項の書き込みは、現地調査の結果に基づいて行わなければならない。
【０００３】
従来、現地調査成果の地図への書き込みは、拡大された航空写真を現場に運び、調査結果を耐水性のインクを用いて手書きで写真上に書き込み、手書きで書き込まれた写真を持ち帰って、それを基礎にして図化作業を行う方法が、多く行われていた。しかし、この方法は、手書きによる書き込み作業が極めて煩わしいばかりでなく、誤記の訂正が困難であったり、サイズの大きい拡大写真の持ち運びや保管が煩わしい等の、効率上、経済上の大きな問題が伴っていた。
さらに、航空写真等に基づく地図原画像には、土地の高低関係、撮影カメラの傾き、カメラレンズの構造等に由来する画像の歪みが存在するが、その歪みを如何にして補正するかということも、地図作成上の重要な問題の一つであった。
【０００４】
【発明によって解決しようとする課題】
本発明は、航空写真等の地図原画の画像が持つ歪みを現地調査現場において効率的にかつ正確に補正することができ、かつ、現地調査の結果を調査現場において、補正された地図原画の画像上に効率的にかつ正確に書き込むことができる地図作成方法を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題解決のための手段】
本発明の地図作成方法は、現地調査結果の書き込みや地図原画像の幾何補正を、調査現場に持ち込む携帯型のパーソナルコンピュータ（例えばペン・パソコン）の画面を利用して、調査現場において処理するように構成されている。すなわち、航空写真等の地図原画の画像データをディジタル化したものを、ハードディスク、ＰＣカード等の書き込み可能な記憶媒体に記録し、その記憶媒体を携帯型パソコンと共に調査現場に持ち込む。その携帯型パソコンは、同じく調査現場に持ち込む位置測定のためのＧＰＳ信号やディファレンシャルＧＰＳ補正信号の受信装置と連動して、それらの信号を入力しうるものであることが必要である。
【０００６】
さらに、調査現場には、ＧＰＳ信号及びその補正信号によって標定される地上基準点（通常は複数）の地上位置座標（例えば、ｘ．ｙ）を、ディジタル画像上の位置座標（例えばｕ．ｖ）に変換しつつディジタル画像データの幾何補正を行うためのプログラム記憶媒体、すなわち、地上の基準点の地上位置座標に基づき、パソコン画面上に表示される地図画像上各点について、画像の歪み等による位置のずれを補正するための座標位置変換プログラムを記録した記憶媒体、ならびに、上記画面上に図形や文字を書き込むためのプログラムを記録した記憶媒体（例えばＣＡＤ）を持ち込む。
【０００７】
すなわち、本発明のシステムは、上記の如き、携帯型パソコン装置、地図原画像データ記憶媒体、ＧＰＳ信号受信装置、ディファレンシャルＧＰＳ信号補正装置、座標位置補正用プログラム記憶媒体及び書き込み用のプログラム記憶媒体とによって構成される。なお、画像データの記憶媒体、幾何補正用プログラム記憶媒体、書き込み用プログラム記憶媒体は、それぞれ別個のディスク等であってもよく、また、上記の各データやプログラムを一個のディスク等に記録したものであってもよい。
【０００８】
調査現場においては、まず、現地の状況と、地図原画像データ記憶媒体からパソコン画面上に表示された画像とを参照しつつ、複数の地上基準点を選定し、各基準点について、ＧＰＳ受信機とディファレンシャル補正信号受信機を用いて、当該基準点のＧＰＳ座標位置を測定する。次いで、上記基準点に対応する画像上の各点について、画像上の座標を特定する。そして、前記基準点のＧＰＳ測定による座標位置と画像上の各点の座標位置関係を対比し、前者に基づいて後者の位置関係を補正する。このような対比、補正のためには、地上位置座標と画像上位置座標との間の座標変換プログラムを記録した記憶媒体を用いる。補正作業の後、ＣＡＤ等を用いて、位置座標関係の補正に基づいて歪みが補正された地図画像上に、現地調査によってえられた諸事項（例えば、境界線、様々な地図記号、地域、河川等の名称、各種建造物の名称、等々）を書き込む。
このようにして、歪みが補正され、かつ現地調査結果が書き込まれた地図原画像をハードディスク等に記録された状態で持ち帰り、それに基づいて図化作業を行うものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、調査現場における配置器材等を示す。図１は配置状態を模写的に示し、図２は配置状態を図式的に示している。図１及び図２において、９は携帯型パソコンであり、表示装置９ａ、ＣＰＵ９ｂ、メインメモリ装置９ｃ、補助メモリ装置９ｄ、入力装置９ｅ、通信ポート９ｆ等の各部を有している。４はＧＰＳ信号の受信装置であり、ＧＰＳアンテナ２を通じてＧＰＳ信号を受信する。５はＧＰＳのディファレンシャル補正信号の受信装置であり、ＦＭアンテナ１を通じてＧＰＳ補正信号を受信する。３は４及び５の装置の作動のための電源である。
【００１０】
８は、地図原画像データをディジタル信号で記録した、書き替え可能なハードディスク等の記憶媒体である。記憶媒体８としては、例えばスチールカメラで撮影された航空写真画像をスキャナーを用いて数値化したもの、或いは、公図などの地上位置座標が記録されていない既存地図をスキャナーを用いて数値化したもの等が用いられる。記憶媒体６には、座標系変換計算のためのプログラムが記録され、記憶媒体７は、現地調査成果事項の書き込みのためのプログラムが記録されている、いわゆるＣＡＤである。
【００１１】
図３には、本発明のシステムによる作業手順の概略が示され、図４には、座標変換及び画像の幾何補正の手順が示されている。調査現場では、まず、地形を面として仮定できるような３点の地上基準点を選び、各地点において、ＧＰＳ信号受信装置２及びＧＰＳ補正信号受信装置３を作動させて、当該地点の位置を測定する。さらに、調査の進捗に応じて、逐次地形を面として仮定できような各地点においてその位置を測定する。ＧＰＳはよく知られているように、航空衛星ナビスターの信号を利用して、正確な位置測定を行うシステムであり、米国国防総省により運行・管理されている。ナビスター衛星は高度約２０，２００ｋｍ、周期約１１時間５８分、傾斜角約５５度の６つの異なる円軌道に４個ずつ、計２４個の衛星が地上のどこからでも、常に４個以上が視界内にあるように配置されている。
【００１２】
利用者側では、水晶時計が内蔵された受信機で、最も受信し易い３個以上の衛星の電波を受信する。各衛星からの伝播遅延時間差によって、各衛星までの距離が求められ、各衛星の位置を原点として、それぞれの距離を半径として描いた球面の交点が、利用者の位置として示される。現在、民間用では水平方向で１００ｍ程度の精度で、標準測位サービスが受けられる状況にあり、カーナビや測位等で広く利用されている。
【００１３】
しかし、上記のように、ＧＰＳ信号のみによる測定では１００ｍ程度の誤差が生じることになるので、正確な地図作成のためには、さらに高精度の測位手段が必要となる。このために用いられるのが、ディファレンシャルＧＰＳ補正信号（Ｄ−ＧＰＳ）である。Ｄ−ＧＰＳは、あらかじめ正確な位置が分っている参照地点で測位した結果に基づいて測位誤差および補正量を求め、その補正量を未知観測点に伝送して未知観測点の測位精度の改善を図るものであり、現在、ＦＭ放送を通じてＤ−ＧＰＳ補正信号が全国規模で提供されているので、本実施態様では、その信号が用いられている。
【００１４】
上記のように、ＧＰＳ信号及びＤ−ＧＰＳ信号の受信を通じて、複数の調査基準点の位置を測定してこれを携帯型コンピュータに入力した後、記憶媒体５ａから携帯型コンピュータ９の表示９ａ部に表示された地図画像について、測定した各地上基準点に対応する画像上の位置を特定し、入力する。（この特定点を「画像上基準点」とする。）
【００１５】
しかし、各画像上基準点の相互位置関係は、厳密には、測定した地上基準点の相互位置関係とは、多少ずれている場合が多い。これは、表示画像の原画である航空写真画像等が、土地の高低関係、撮影カメラの傾き、カメラレンズの構造等による歪みを免れないからである。このため、正確な地図を作成するためには、各画像上基準点の画像上の位置を、前記のように、ＧＰＳ信号によって標定した地上基準点の相互位置関係に基づいて、画像の歪みによる「ずれ」の分だけ補正し、その補正に基づいて画像を修正する必要がある。このような作業が、画像の位置合わせ、すなわち、幾何補正である。
【００１６】
幾何補正をした画像データを作成するために、各地上基準点について、地上での座標系（ｘ、ｙ）からデジタル画像上の座標系（ｕ、ｖ）へ変換して「ずれ」の値を求める必要があり、通常、この座標変換にはアフィン変換法（ＡｆｆｉｎｅＴｒａｎｓ−ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いることが多い。アフィン変換は座標系の変換による線形変換の手段であり、例えば、特定の線形について、その平行移動、回転、拡大・縮小、せん断変形の組み合わせを行うためのものである。
【００１７】
アフィン変換は通常、下記の方程式を用いて行われる。
ｕ＝ａｘ＋ｂｙ＋ｃ
ｖ＝ｄｘ＋ｅｙ＋ｆ
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは変換の未知係数であり、既知である基準点の座標値から計算で求める。
【００１８】
アフィン変換では未知係数が６個あり、地上基準点に１個につき、上記の２つの式がなり立つので、地上基準点は最低３個必要である。
地上基準点が３個の場合、未知係数が６個、方程式は６個になり、解は一意に求まる。地上基準点が４個以上の場合、未知係数の数より方程式の数の方が多くなるので、全ての式を同時に満たす事はできない。そのため、各地上基準点での誤差の、２乗の和が最小になるように変換を行う（最小自乗法）。
【００１９】
上記のような通常のアフィン変換法では、基準点の全てに対して一度に変換計算を行うが、これに対して、各基準点を結ぶ三角網を組んで行うアフィン変換法があり、この方法では、地上基準点を、それぞれ３点ずつの組に分けてから変換計算を行う。
例えば、図５のように、１ないし９の９個の基準点がある場合には、
（１，２，４）（２，３，６）（２，４，５）（２，５，６）（４，５，７）（５，６，９）（５，７，８）（５，８，９）の８個の組に分け、各組ごとに変換計算を行う。地上基準点全体を３点ずつの組に分けることにより、アフィン変換の変換計算は、各基準点について誤差が無く行うことができる。
【００２０】
地上基準点全体から３点ずつの組で分割する場合、地形を面として仮定できるように観測された組み合わせが、変更されないようにする。
標定した地上基準点について三角網を組んだ後、各三角形ごとに、座標変換のためのアフィン変換係数を算出し、各三角形に含まれている各画像点（原則的にはすべての画素）について、前記の方程式を用いて変換、補正を行い、かくして補正された画像上座標データに基づいて地図画像を出力することになる。
【００２１】
【実施例】
図６及び表１に示すような０１ないし０６の各基準点を設定した事例について、位置的な歪みを伴った入力画像データを、幾何補正した画像データとして出力した例を、表１ないし表４に示す。
【００２２】
上記の例において、頂点が（０１、０２、０６）となる０番の三角形についての、アフィン変換係数ａ〜ｆは、次の連立方程式の解になる。
・２９８９８．８１＝７７．０×ａ＋６１．０×ｂ＋ｃ
・４８５３３．８８＝７７．０×ｄ＋６１．０×ｅ＋ｆ
・２９６６２．３８＝５０１．０×ａ＋４０２．５×ｂ＋ｃ
・４８７２３．７０＝５０１．０×ｄ＋４０２．５×ｅ＋ｆ
・２９４３２．８６＝８９８．７×ａ＋４５．３×ｂ＋ｃ
・４８５２３．４０＝８９８．７×ｄ＋４５．３×ｅ＋ｆ
【００２３】
同様にして、０〜５番までの全ての三角形毎にアフィン変換係数を求める。
図中の０番の三角形に含まれるＰ１点（ｕ，ｖ）＝（１０３０、２８１）の地上座標（Ｘ、Ｙ）は、次のようになる。
Ｘ＝１０３０×ａ０＋２８１×ｂ０＋ｃ０
Ｙ＝１０３０×ｄ０＋２８１×ｅ０＋ｆ０
また１番の三角形に含まれるＰ２点（ｕ，ｖ）＝（５０５、９００）の地上座標（Ｘ、Ｙ）は、次のようになる。
Ｘ＝５０５×ａ１＋９００×ｂ１＋ｃ１
Ｙ＝５０５×ｄ１＋９００×ｅ１＋ｆ１
入力画像データの全ての画素（ｕ，ｖ）に対して同様の幾何補正を行い、出力画像データを作成する。
【００２４】

【００２５】

調査範囲で位置誤差が多い場合には、さらに図７及び表３のように、調査現場で地形をより細かい面で仮定できるように地上基準点の数（従って三角形の数）を増やすことによって、位置の精度をあげる。表４に示すように、この成果は顕著に現れる。
【００２６】

【００２７】

【００２８】
以上のように、地上基準点のＧＰＳ標定に基づく画像データの幾何補正を行った後、補正後の地図画像に、ＣＡＤ等を用いて現地調査成果事項を、調査現場においてディジタル記入する。入力時に使用するＣＡＤは、画像データを参照できて、ベクトルデータを取得できる物を使用する。書き込みが終了した後の地図原画像の一例を図８に示す。図８において、細線で示す部分は現地調査成果事項書き込み前の画像であり、太線で示す部分ならびに表示された注記、地図記号等は、書き込み部分である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、ディジタル画像データとして記録した地図原画像の歪みを現地調査現場において正確に補正することができ、かつ、補正した地図原画像上に現地調査成果事項を調査現場で直ちにディジタル記入できる。従って、航空写真等の地図原画像の歪みの修正と現地調査成果事項の書き込みとを、現地調査現場において同時に行うことができ、また、持ち運びの厄介な書き込み用に拡大された航空写真を現地調査現場に持ち込んだり、現地調査成果事項を手書きで書き込む煩わしい作業を省略でき、地図作成作業を極めて効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシステムを構成する機器の構成略図
【図２】本発明のシステムの構成チャート
【図３】本発明のシステムによる作業手順概略図
【図４】本発明のシステムによる作業手順のフローチャート
【図５】本発明のシステムにおける三角網形成によるアフィン変換作業の説
明図
【図６】本発明のシステムによる幾何補正作業の一例
【図７】本発明のシステムによる幾何補正作業の一例
【図８】本発明のシステムによる現地調査成果事項書き込み画像の一例
【符号の説明】
１ … ＦＭアンテナ
２ … ＧＰＳアンテナ
３ … 電源
４ … ＧＰＳ信号受信装置
５ … ＧＰＳディファレンシャル補正信号受信装置
６ … 座標変換プログラム記憶媒体
７ … 書込用プログラム記憶媒体
８ … 地図原画像データ記憶媒体
９ … 携帯型パソコン
９ａ… 表示装置
９ｂ… ＣＰＵ電源
９ｃ… メインメモリ装置
９ｄ… 補助メモリ装置
９ｅ… 入力装置
９ｆ… 通信ポート[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a technique for creating a map, and in particular writing a field survey result in a map original image.
[0002]
[Prior art]
Currently, maps are often created based on aerial photographs taken from above. However, in order to create a map based on an aerial photograph or the like, naturally, various writings must be performed on the photograph. For example, boundary lines, various map symbols, names of regions, rivers, mountains, etc., names of various buildings, etc. These items must be written based on the results of field surveys.
[0003]
Conventionally, the field survey results are written on the map by carrying an enlarged aerial photograph to the site, writing the survey results on the photo by hand with water-resistant ink, and bringing back the handwritten photo. There have been many methods of drawing work based on this. However, this method is not only very troublesome to write by hand, but also has major problems in terms of efficiency, such as difficulty in correcting errors and troublesome carrying and storage of large-sized enlarged photographs. It was.
In addition, the original map image based on aerial photographs, etc. has image distortion due to the height relationship of the land, the tilt of the shooting camera, the structure of the camera lens, etc. How to correct the distortion? It was also one of the important mapping problems.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention can efficiently and accurately correct distortion of an image of a map original such as an aerial photograph at a field survey site, and the result of the field survey is corrected at the site of the map. An object of the present invention is to provide a method for creating a map that can be efficiently and accurately written.
[0005]
[Means for solving problems]
According to the map creation method of the present invention, writing of a field survey result and geometric correction of a map original image are processed at a survey site using a screen of a portable personal computer (for example, a pen computer) brought into the survey site. It is configured. That is, digitized image data of a map original such as aerial photographs is recorded on a writable storage medium such as a hard disk or a PC card, and the storage medium is brought into an investigation site together with a portable personal computer. The portable personal computer must be capable of inputting these signals in conjunction with a GPS signal for position measurement brought into the investigation site and a receiving device for differential GPS correction signals.
[0006]
Further, at the investigation site, the ground position coordinates (for example, xy) of the ground reference point (usually a plurality) determined by the GPS signal and its correction signal are used as the position coordinates (for example, uv) on the digital image. A program storage medium for performing geometric correction of digital image data while converting to a digital image data, that is, each point on a map image displayed on a personal computer screen based on the ground position coordinates of a ground reference point due to image distortion, etc. Bring in a storage medium that records a coordinate position conversion program for correcting displacement, and a storage medium (for example, CAD) that records a program for writing figures and characters on the screen.
[0007]
That is, the system of the present invention includes a portable personal computer device, a map original image data storage medium, a GPS signal reception device, a differential GPS signal correction device, a coordinate position correction program storage medium, and a writing program storage medium as described above. Consists of. The image data storage medium, the geometric correction program storage medium, and the writing program storage medium may be separate disks or the like, and each of the above data and programs is recorded on a single disk or the like. It may be.
[0008]
At the survey site, first, a plurality of ground control points are selected while referring to the local situation and the image displayed on the personal computer screen from the original map image data storage medium. The GPS coordinate position of the reference point is measured using the differential correction signal receiver. Next, the coordinates on the image are specified for each point on the image corresponding to the reference point. Then, the coordinate position relationship of the reference point by GPS measurement and the coordinate position relationship of each point on the image are compared, and the latter position relationship is corrected based on the former. For such comparison and correction, a storage medium that records a coordinate conversion program between the ground position coordinates and the on-image position coordinates is used. After the correction work, using CAD or the like, various items (for example, boundary lines, various map symbols, regions, Write names of rivers, names of buildings, etc.)
In this way, the map original image in which the distortion is corrected and the field survey result is written is brought back in a state of being recorded on the hard disk or the like, and the drawing work is performed based on the map original image.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG.1 and FIG.2 shows the arrangement | positioning equipment etc. in an investigation site. FIG. 1 schematically shows the arrangement state, and FIG. 2 schematically shows the arrangement state. 1 and 2, reference numeral 9 denotes a portable personal computer having various components such as a display device 9a, a CPU 9b, a main memory device 9c, an auxiliary memory device 9d, an input device 9e, and a communication port 9f. A GPS signal receiver 4 receives a GPS signal through the GPS antenna 2. A GPS differential correction signal receiver 5 receives a GPS correction signal through the FM antenna 1. 3 is a power source for the operation of the

devices

4 and 5.
[0010]
Reference numeral 8 denotes a rewritable storage medium such as a rewritable hard disk in which the original map image data is recorded as a digital signal. As the storage medium 8, for example, an aerial photograph image taken with a still camera is digitized using a scanner, or an existing map where ground position coordinates such as public maps are not recorded is digitized using a scanner. A thing etc. are used. The storage medium 6 is a so-called CAD in which a program for coordinate system conversion calculation is recorded, and the storage medium 7 is a program in which a program for writing field survey result items is recorded.
[0011]
FIG. 3 shows an outline of a work procedure by the system of the present invention, and FIG. 4 shows a procedure of coordinate conversion and image geometric correction. At the survey site, first, three ground control points that can assume the topography as a plane are selected, and the GPS signal receiver 2 and the GPS correction signal receiver 3 are operated at each point to measure the position of the point. To do. Furthermore, according to the progress of the survey, the position is measured at each point where the terrain can be assumed as a plane. As is well known, GPS is a system that performs accurate position measurement using signals from an aeronautical satellite navigator, and is operated and managed by the US Department of Defense. Navistar satellites are four in six different circular orbits with an altitude of about 20,200km, a period of about 11 hours and 58 minutes, and an inclination of about 55 degrees. A total of 24 satellites are always visible from anywhere on the ground. It is arranged to be inside.
[0012]
On the user side, a receiver with a built-in quartz watch receives radio waves from three or more satellites that are most easily received. The distance to each satellite is determined by the propagation delay time difference from each satellite, and the intersection of spherical surfaces drawn with the position of each satellite as the origin and the respective distance as the radius is shown as the position of the user. Currently, in the private sector, the standard positioning service is available with an accuracy of about 100 m in the horizontal direction, and is widely used for car navigation and positioning.
[0013]
However, as described above, an error of about 100 m occurs in the measurement using only the GPS signal. Therefore, a higher-accuracy positioning means is required for creating an accurate map. A differential GPS correction signal (D-GPS) is used for this purpose. D-GPS calculates a positioning error and a correction amount based on the result of positioning at a reference point where the exact position is known in advance, and transmits the correction amount to the unknown observation point to improve the positioning accuracy of the unknown observation point. Currently, since the D-GPS correction signal is provided on a nationwide scale through FM broadcasting, this signal is used in this embodiment.
[0014]
As described above, through the reception of the GPS signal and the D-GPS signal, the positions of a plurality of survey reference points are measured and input to the portable computer, and then the display medium 9a of the portable computer 9 is displayed from the storage medium 5a. For the displayed map image, the position on the image corresponding to each measured ground reference point is specified and input. (This specific point is referred to as an “image reference point”.)
[0015]
However, strictly speaking, there are many cases where the mutual positional relationship between the reference points on each image is slightly different from the mutual positional relationship between the measured ground reference points. This is because the aerial photograph image or the like that is the original image of the display image is unavoidable for distortion due to the elevation of the land, the tilt of the photographing camera, the structure of the camera lens, and the like. For this reason, in order to create an accurate map, the position of each reference point on the image is determined based on the image distortion based on the mutual positional relationship between the ground reference points determined by the GPS signal as described above. It is necessary to correct only the amount of “deviation” and correct the image based on the correction. Such an operation is image alignment, that is, geometric correction.
[0016]
In order to create image data with geometric correction, for each ground reference point, the value of “deviation” is converted from the coordinate system (x, y) on the ground to the coordinate system (u, v) on the digital image. In general, this coordinate transformation often uses an affine transformation method (Affine Trans-formation). Affine transformation is a means of linear transformation by transformation of a coordinate system, for example, for performing a combination of translation, rotation, enlargement / reduction, and shear deformation of a specific line.
[0017]
Affine transformation is usually performed using the following equation.
u = ax + by + c
v = dx + ey + f
“a”, “b”, “c”, “d”, “e”, and “f” are conversion unknown coefficients, and are calculated from the coordinate values of known reference points.
[0018]
In the affine transformation, there are six unknown coefficients, and the above two equations hold for each ground reference point, so at least three ground reference points are required.
If there are three ground control points, there are six unknown coefficients and six equations, and the solution is uniquely determined. When the number of ground control points is four or more, the number of equations is larger than the number of unknown coefficients, so it is not possible to satisfy all the equations simultaneously. Therefore, conversion is performed so that the sum of squares of errors at each ground reference point is minimized (least square method).
[0019]
In the normal affine transformation method as described above, the transformation calculation is performed for all the reference points at once. On the other hand, there is an affine transformation method in which a triangular network connecting each reference point is assembled. Then, the ground reference points are divided into groups each having three points, and then the conversion calculation is performed.
For example, as shown in FIG. 5, when there are nine reference points 1 to 9,
(1,2,4) (2,3,6) (2,4,5) (2,5,6) (4,5,7) (5,6,9) (5,7,8) ( 5, 8, 9), and conversion calculation is performed for each group. By dividing the entire ground reference point into a set of three points, the conversion calculation of the affine transformation can be performed without error for each reference point.
[0020]
When dividing the entire ground reference point into a set of 3 points, the observed combination is not changed so that the topography can be assumed as a plane.
After forming a triangular network with respect to the ground control points, the affine transformation coefficients for coordinate transformation are calculated for each triangle, and for each image point (in principle, all pixels) included in each triangle. Conversion and correction are performed using the above equation, and a map image is output based on the corrected on-image coordinate data.
[0021]
【Example】
Tables 1 to 4 show examples in which input image data with positional distortion is output as geometrically corrected image data for the cases where reference points 01 to 06 as shown in FIG. 6 and Table 1 are set. Shown in
[0022]
In the above example, the affine transformation coefficients a to f for the 0th triangle whose vertex is (01, 02, 06) are the solutions of the following simultaneous equations.
・ 29898.81 = 77.0 × a + 61.0 × b + c
48533.88 = 77.0 × d + 61.0 × e + f
29662.38 = 501.0 × a + 402.5 × b + c
48723.70 = 501.0 × d + 402.5 × e + f
-29432.86 = 898.7 * a + 45.3 * b + c
4852.40 = 898.7 × d + 45.3 × e + f
[0023]
Similarly, an affine transformation coefficient is obtained for every triangle from 0 to 5.
The ground coordinates (X, Y) of the P1 point (u, v) = (1030, 281) included in the 0th triangle in the figure are as follows.
X = 1030 × a0 + 281 × b0 + c0
Y = 1030 × d0 + 281 × e0 + f0
The ground coordinates (X, Y) of the P2 point (u, v) = (505, 900) included in the first triangle are as follows.
X = 505 * a1 + 900 * b1 + c1
Y = 505 * d1 + 900 * e1 + f1
Similar geometric correction is performed on all the pixels (u, v) of the input image data to generate output image data.
[0024]

[0025]

If there are many position errors in the survey area, as shown in Fig. 7 and Table 3, by increasing the number of ground control points (and therefore the number of triangles) so that the topography can be assumed in a finer plane at the survey site, Increase position accuracy. As shown in Table 4, this result is remarkable.
[0026]

[0027]

[0028]
As described above, after the geometric correction of the image data based on the GPS orientation of the ground control point is performed, the field survey result items are digitally entered in the corrected map image using CAD or the like at the survey site. The CAD used at the time of input uses an object that can reference image data and obtain vector data. An example of the original map image after the writing is completed is shown in FIG. In FIG. 8, the portion indicated by the thin line is an image before the field survey result item is written, and the portion indicated by the thick line and the displayed note, map symbol, etc. are the written portion.
[0029]
【The invention's effect】
According to the present invention, the distortion of the original map image recorded as digital image data can be accurately corrected at the field survey site, and the field survey results are immediately digitally entered on the corrected map original image at the site site. it can. Therefore, it is possible to simultaneously correct the distortion of the original map image such as aerial photographs and write the field survey results at the field survey site. The troublesome work to bring in the field or write the field survey results by hand can be omitted, and the map creation work can be done very efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of the configuration of devices constituting the system of the present invention. FIG. 2 is a configuration chart of the system of the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of work procedures according to the system of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of affine transformation work by forming a triangular mesh in the system of the present invention. FIG. 6 is an example of geometric correction work by the system of the present invention. FIG. 7 is an example of geometric correction work by the system of the present invention. Fig. 8: Example of field survey result written image by the system of the present invention [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... FM antenna 2 ... GPS antenna 3 ... Power supply 4 ... GPS signal receiver 5 ... GPS differential correction signal receiver 6 ... Coordinate conversion program storage medium 7 ... Write program storage medium 8 ... Original map image data storage medium 9 ... Portable personal computer 9a ... Display device 9b ... CPU power supply 9c ... Main memory device 9d ... Auxiliary memory device 9e ... Input device 9f ... Communication port

Claims

In the field survey site for map creation, the ground coordinate position of a plurality of field survey reference points is determined by receiving the GPS signal and the differential correction signal of the GPS signal, and the determined ground position coordinate is portable. Type in the computer,
The portable computer records a rewritable recording medium in which the original map image data is digitally recorded, and a conversion program for correcting the position coordinates in the original map image data based on the determined ground position coordinates. A storage medium is provided;
Field coordinate data on the map original image displayed on the portable computer via the map original image data recording medium is subjected to a field survey through a conversion operation based on the conversion program based on the standardized ground position coordinate data. Corrected on site,
Field survey via a storage medium in which a digital input program for writing arranged in the portable computer is recorded on the map image displayed on the screen of the portable computer based on the corrected map original image data Write the results at the field survey site,
A map creation method characterized in that plotting is performed based on map original image data that has been corrected as described above and on which field survey results have been written.