JP2001194174A

JP2001194174A - 地理情報システムおよびこれに用いる地理情報処理方法並びにこの方法を記録した記録媒体

Info

Publication number: JP2001194174A
Application number: JP2000006877A
Authority: JP
Inventors: Sachio Miyanaga; 左千夫宮永
Original assignee: Hitachi Information Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Information Systems Ltd
Priority date: 2000-01-14
Filing date: 2000-01-14
Publication date: 2001-07-19

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の、トポロジーを明示的に定義する方式
におけるデータ容量が大きいという問題と、トポロジー
を明示的に定義しない方式における地図データ整備の手
間の必要性という問題とを解消すること。【解決手段】地図データベース９と、この地図データ
ベース９上の閉領域を構成する地物、または、地図上の
閉領域を構成しない地物についてのトポロジーを格納す
る接続関係データベース１０と、これらのデータベース
を用いて各種の地理情報処理を行う制御手段１を有する
地理情報システムであって、前記制御手段１による計算
で閉領域認識やルート追跡等が可能な箇所にはトポロジ
ーを定義せず、計算では閉領域認識やルート追跡等が不
可能な箇所にだけ前記接続関係データベース１０内にト
ポロジーを定義することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地理情報システム
およびこれに用いる地理情報処理方法並びにこの方法を
記録した記録媒体に関し、より具体的には、複雑な空間
解析を要求されることがなく、かつ、データベース記憶
容量が過大になることがない地理情報システムおよびこ
れに用いる地理情報処理方法並びにこの方法を記録した
記録媒体に関する。

【０００２】なお、本願明細書中において、用語は以下
の意味に用いるものとする。すなわち、地図上の閉領域
を構成する地物とは、行政界，建物，筆界等の複数の線
分（アーク）で表現されるものをいい、地図上の閉領域
を構成しない地物とは、道路，鉄道等の１以上のアーク
で表現されるものをいう。また、位相構造（トポロジ
ー）とは、ここでは、アーク間の接続関係などを指すも
のとする。

【０００３】

【従来の技術】従来の地理情報システムとしては、トポ
ロジーを明示的に定義する方式か、あるいは、トポロジ
ーを明示的に定義せず、必要なときに計算で算出する方
式のいずれか一方を採用しているものが、各種知られて
いる。

【０００４】前者の、トポロジーを明示的に定義する方
式によるものでは、アーク間の関係などが定義されてい
るので、閉領域認識やルート追跡等が高速にできるとい
う利点を有する反面、この定義のためのデータの分だけ
記憶容量が増えるという問題があり、また、地図に変更
が加えられた場合には、トポロジーもこれに対応するよ
うに保守しなければならない。

【０００５】一方、後者の、トポロジーを明示的に定義
しない方式によるものでは、閉領域認識やルート追跡等
を必要なときに計算で行うため、トポロジーの定義が不
要であり、また、地図の変更時などにも、地図のみを更
新すればよいという利点を有する反面、トポロジーを明
示的に定義する場合に比べて、閉領域認識やルート追跡
が遅いという問題があり、また、正確な計算を行うため
には、接続アークの間が一定の範囲内で繋がっているよ
うにする等、アーク間の接続を正確にするための地図デ
ータの整備が必要である。

【０００６】なお、この種の地図データベースの作成方
法に関しては、例えば、特開平１１−１２０３３２号公
報に開示された技術を参考にすることができる。この技
術は、家枠や行政界などの形状データの入力を簡略化し
ながら、図形データを地理情報システムにおいて利用可
能とする位相構造を持つデータとするとともに、各形状
毎に住所名称または居住者名称を特定することが可能な
地図データベースを作成することを目的とするものであ
る。

【０００７】そして、この技術では、上記目的を達成す
るために、家枠や行政界などの形状データを入力する場
合には、ディスプレイ上で形状表示が可能なだけの簡素
なデータ構造（位相構造を持たないデータ）として入力
するようにし、この入力されたデータを、家枠や行政界
のレベルに対応する住所名称の階層レイヤファイルに保
存するように構成したものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の、従
来技術による地理情報システムは、それぞれ、以下のよ
うな問題を有している。

【０００９】（１）トポロジーを明示的に定義する場
合：アーク間の関係などが定義するため、第１に、この
定義のためのデータの分だけ記憶容量が増えるという問
題があり、また、第２に、地図に変更が加えられた場合
には、トポロジーもメンテナンスしなければならないと
いう問題がある。

【００１０】（２）トポロジーを明示的に定義しない場
合：閉領域認識やルート追跡等を必要なときに計算で行
うため、トポロジーが不要で地図の変更時にも地図のみ
を更新すればよい反面、トポロジーを明示的に定義する
場合に比べると、閉領域認識やルート追跡の処理速度が
遅いという問題がある。また、正確な計算を行うために
は、接続アークの間は一定の範囲（距離）以内で繋がっ
ているようにする等、アーク間の接続のための地図デー
タの整備が必要であるという問題もある。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、従来の技術における問題
を解消した、新規な地理情報システムおよびこれに用い
る地理情報処理方法並びにこの方法を記録した記録媒体
を提供することにある。

【００１２】より具体的には、本発明の目的は、上述の
２つの従来方式が抱えている問題のうち、トポロジーを
明示的に定義する方式における、データ容量が大きいと
いう問題と、トポロジーを明示的に定義しない方式にお
ける、地図データ整備の手間の必要性という問題とを解
決することである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、計算で閉領域認識やルート追跡
等が可能な箇所にはトポロジーを定義せず、計算では閉
領域認識やルート追跡等が不可能な箇所にだけトポロジ
ーを定義するものである。これにより、地図データの容
量をコンパクトにするとともに、地図データに多少不備
があっても運用が可能な地理情報システムを提供するこ
とが可能になるという効果が得られる。

【００１４】より具体的には、本発明に係る地理情報シ
ステムは、地図データベース９と、この地図データベー
ス９上の閉領域を構成する地物、または、地図上の閉領
域を構成しない地物についてのトポロジーを格納する接
続関係データベース１０と、これらのデータベースを用
いて各種の地理情報処理を行う制御手段１を有する地理
情報システムであって、前記制御手段１による計算で閉
領域認識やルート追跡等が可能な箇所にはトポロジーを
定義せず、計算では閉領域認識やルート追跡等が不可能
な箇所にだけ前記接続関係データベース１０内にトポロ
ジーを定義することを特徴とする。

【００１５】また、本発明に係る地理情報システムにお
いては、前記接続関係データベース内にトポロジーが定
義されているか否かを示すフラグを、前記地図データベ
ース内に配置することを特徴とする。

【００１６】また、本発明に係る地理情報システムにお
いては、前記制御手段による計算で閉領域が算出できな
い場合や、計算で一連のルートが算出できない場合に、
当該個所を表示し、操作者による、接続するアークの明
示的な指示を求めるエラー対応制御手段を有することを
特徴とする。なお、このエラー対応制御手段は、前記制
御手段による計算による計算過程のトレースを使って処
理を誤った点に遡り、ここで、操作者による、接続する
アークの明示的な指示を求めるものであることが望まし
い。

【００１７】また、本発明に係る地理情報処理方法は、
上述の各地理情報システムに用いられる地理情報処理方
法であって、前記地図データベース内に配置されてい
る、前記接続関係データベース内にトポロジーが定義さ
れているか否かを示すフラグを参照することにより、処
理を分岐させることを特徴とする。

【００１８】なお、前述のような本発明に係る地理情報
処理方法を記録した記録媒体は、これを商品として流通
させることが可能であり、本発明の権利範囲は、請求項
５に記載した地理情報処理方法を実現するためのプログ
ラムを記録した記録媒体にも及ぶものである。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面に示す好適実施
例に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

【００２０】図１は、本発明の一実施形態に係る地理情
報システムの構成の概要を示すブロック図、図２は、図
１に示した地理情報システムの処理動作を説明するフロ
ーチャート、図３は、図１に示した地理情報システムの
地図ファイル９および接続関係ファイル１０のフォーマ
ット例を説明する図、また、図４，図５は、閉領域認識
・ルート追跡の一例を示す図である。

【００２１】図１において、１は制御部、２は記憶部、
３は表示部、４は入力部、５はファイル入出力部、６は
地理情報制御部、７は地図表示制御部、８は閉領域認識
・ルート追跡部、９は地図ファイル、１０は接続関係フ
ァイルである。

【００２２】本実施例に係る地理情報システムは、図１
に示すように、制御部１と、記憶部２と、表示部３、入
力部４とによって構成されている。また、制御部１は、
ファイル入出力部５と、地理情報制御部６と、地図表示
制御部７と、閉領域認識・ルート追跡部８とを備え、記
憶部２は、地図ファイル９と接続関係ファイル１０を備
えている。

【００２３】ファイル入出力部５は記憶部２に接続され
ており、地理情報制御部６によって動作が制御される。
また、ファイル入出力部５は、地理情報制御部６の制御
に基づいて、記憶部２に配置されている地図ファイル
９，接続関係ファイル１０の少なくとも１つに格納され
ている情報を読み出したり、地図ファイル９，接続関係
ファイル１０の少なくとも１つに必要な情報を格納する
（書き込む）ように動作する機能を有するものである。

【００２４】地理情報制御部６は、制御部１の全体の動
作を司るもので、入力部４に接続されるとともに、ファ
イル入出力部５、地図表示制御部７、閉領域認識・ルー
ト追跡部８に内部接続されている。

【００２５】そして、地理情報制御部６は、入力部４の
入力操作に対してファイル入出力部５の記憶部２へのア
クセス状態を選択制御し、ファイル入出力部５を通して
取込んだ各種の情報を所定のプログラムに従って処理
し、処理情報を地図表示制御部７に供給する機能に加え
て、閉領域認識・ルート追跡部８に後述するような動作
を実行させる機能を有している。

【００２６】地図表示制御部７は、表示部３に接続さ
れ、地理情報制御部６から供給された処理情報を、表示
部３で表示するのに適した表示情報に変換し、変換した
情報を表示部３に供給する機能を有するものである。

【００２７】閉領域認識・ルート追跡部８は、本実施例
に係る地理情報システムにおいて新たに採用されたもの
であり、地理情報制御部６から渡されたアークデータに
繋がる他のアークを検索する機能を有するものである。

【００２８】すなわち、閉領域認識・ルート追跡部８
は、地図データフォーマット（図３参照）に示すよう
に、トポロジーフラグがＯＦＦの場合、基準となるアー
クの追跡方向へ向かって、他のアークが接続しているか
否かを計算で求める機能を有するものである。

【００２９】そして、トポロジーフラグがＯＮの場合
は、ファイル入出力部５を通して、接続関係ファイル１
０を検索する。検索した接続関係データに格納されてい
る接続先のアークを取得し、地理情報制御部６に供給す
る機能を有する。

【００３０】次に、地図ファイル９は、本実施例に係る
地理情報システムで処理される各種の地物を表わした各
地の地図情報を図３（ａ）で示されるように、データベ
ースの形で格納しているファイルである。ここで、第２
項目のトポロジーフラグ欄には、ＯＮまたはＯＦＦのい
ずれかが設定される。また、アーク構成点数欄には、ア
ークを構成する点の数がセットされる。

【００３１】また、接続関係ファイル１０は、図３
（ｂ）で示されるように、一部のアーク間の接続関係を
定義したファイルである。ここで、アークの接続点とし
ては、本来のアークの接続点の他、図３（ｃ）に示すよ
うな、アークの交点ａの座標も格納される。

【００３２】表示部３としては、カラー液晶表示装置ま
たはカラー陰極線管等の汎用的なカラーディスプレイが
用いられ、地図表示制御部７から供給された表示情報に
従ったカラー画像表示が行われる。また、入力部４とし
ては、マウス等の汎用な入力機器が用いられ、その操作
により地理情報制御部６で行われる動作の選択が行われ
る。

【００３３】次に、図４に示す例を基に、閉領域認識・
ルート追跡について説明する。図４は、トポロジーの定
義なしで追跡できる場合の例である。図４（ａ）は、ア
ークの端点間が一定の近傍内に存在する場合で、破線の
円で囲まれた範囲が、近傍の範囲を示しており、この範
以内の端点は、同一の点に位置するものとしている。

【００３４】図４（ｂ）は、上記破線の円で囲まれた範
囲内に３つ以上の点が存在し、追跡の候補が複数ある場
合を示している。この場合にも、用途により、計算で一
つを選択することが可能である。例えば、閉領域認識で
あれば、最も内側のアークを選択することになる。

【００３５】次に、図５は、トポロジーの定義なしで追
跡できる場合の例である。図５（ａ）は、アークの端点
間が一定の近傍内に存在しない場合で、破線の円で囲ま
れた範囲内に、隣り合うアークの端点が認識されない場
合である。ここでは、アーク２とアーク３とに接続関係
を持たせる場合、計算では求められないので、接続関係
を明示的に定義する必要がある。

【００３６】なお、ここで、計算で求められるようにし
ようとする場合は、近傍の範囲を拡大することも考えら
れるが、この場合には、本来は接続しないアークが候補
となってくる可能性が出てくるので、近傍の範囲は拡大
せず、アーク２かアーク３の端点を近傍（つまり、破線
の円内）に移動させることが望ましい。

【００３７】図５（ｂ）は、追跡の候補が複数あり、選
択する規則が一定でない場合を示している。すなわち、
図中、アーク１から追跡を開始して閉領域認識を行う場
合、アーク１→アーク２→アーク５→アーク４と追跡さ
せたい場合と、アーク１→アーク２→アーク３→アーク
４と追跡させたい場合とがあり、このような場合、希望
する追跡ができるように接続関係を定義する必要があ
る。

【００３８】以下、図２に示すフローチャートを参照し
て、本実施例に係る地理情報システムの動作のうち、閉
領域認識・ルート追跡について説明する。

【００３９】（１）まず、始めに、地理情報制御部６
は、入力部４等で指示された閉領域認識・ルート追跡に
おける追跡開始アークを、閉領域認識・ルート追跡部８
へ渡す（Ｓ１）。閉領域認識・ルート追跡部８は、これ
を追跡基準アークとする。

【００４０】（２）続いて、閉領域認識・ルート追跡部
８は、追跡基準アークのトポロジーフラグを参照し、追
跡基準アークに接続するアークを計算で求めるか（トポ
ロジーフラグがＯＦＦの場合）、接続関係ファイル１０
を基に取得するか（トポロジーフラグがＯＮの場合）を
判定する（Ｓ２）。

【００４１】（３）追跡基準アークに接続するアークを
計算で求める場合（つまり、トポロジーフラグがＯＦＦ
の場合）は、追跡基準アークの追跡方向端点近傍に端点
が存在する他のアーク（追跡基準アーク候補）を求める
（Ｓ３）。

【００４２】そして、追跡基準アーク候補が複数存在す
る場合、利用側の条件により１つを選択し、次の追跡基
準アークとする。例えば、閉領域認識であれば最も内側
のアーク等が選択対象になる。

【００４３】（４）追跡基準アークに接続するアークを
接続関係ファイル１０を基に取得する場合（つまり、ト
ポロジーフラグがＯＮの場合）は、ファイル入出力部５
を通して接続関係ファイル１０を取得し、この中に記述
されている当該アークに接続するアークを、次の追跡基
準アークとする（Ｓ４）。

【００４４】（５）ここで、追跡基準アークに接続する
アークが存在しない場合、目的がルート追跡の場合は、
追跡終了とする。閉領域認識の場合には、何等かのデー
タの矛盾があって認識不能となっているので、当該個所
を表示部３に表示し、接続するアークを、操作者が対話
で入力部４を通して指示するのを待つ（Ｓ５，Ｓ６，Ｓ
１０）。なお、この対話入力の結果は、接続関係ファイ
ル１０フォーマットに格納し、次回の追跡からはこの情
報を参照するようにすることで、対話の作業は不要とな
る。

【００４５】（６）追跡基準アークに接続するアークが
存在する場合には、追跡開始アークと同一か否かを判定
し、同一でありかつ目的がルート追跡の場合には、デー
タに何等かの矛盾があって追跡が不能となっているの
で、当該個所を表示部３に表示し、接続するアークを、
操作者が対話で入力部４を通して指示するのを待つ（Ｓ
７，Ｓ８，Ｓ１０）。なお、この対話入力の結果は、接
続関係ファイル１０フォーマットに格納し、次回の追跡
からはこの情報を参照するようにすることで、対話の作
業は不要となる。

【００４６】（７）追跡基準アークに接続するアークが
存在し追跡開始アークと異なる場合には、接続するアー
クを追跡基準アークとし、Ｓ２へ戻り追跡が完了するま
でこの間の処理を繰り返す（Ｓ９）。

【００４７】上記実施例によれば、アークの追跡が単純
なときはトポロジーを持たず計算で行うようにし、従来
のトポロジーを定義する方式と比べて、データ量を減少
させることができ、アークの追跡が複雑なときはトポロ
ジーを定義し、計算のみでアーク追跡する方式のときに
発生する地図データの整備工数を不要とすることができ
るという効果が得られる。また、トポロジーの定義が必
要な個所は、画面に逐次表示されるので、トポロジーの
定義も容易に行えるようになるという実際的な効果もあ
る。

【００４８】また、前述のように、本発明に係る地理情
報処理方法は、これを実現するためのプログラムを媒体
に記録して商品として流通させることが可能であり、本
発明はこのような利用形態をも含むものである。

【００４９】なお、上記実施例は本発明の一例を示した
ものであり、本発明はこれに限定されるべきものではな
いことは言うまでもない。

【００５０】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、従来の、トポロジーを明示的に定義する方式に
おけるデータ容量が大きいという問題と、トポロジーを
明示的に定義しない方式における地図データ整備の手間
の必要性という問題とを解消することが可能な、地理情
報システムおよびこれに用いる地理情報処理方法を実現
することができる。なお、この地理情報処理方法は、こ
れを実現するためのプログラムを媒体に記録した商品と
して流通させることも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る地理情報システムの概
略構成を示すブロック図である。

【図２】実施例に係る地理情報システムのフローチャー
トである。

【図３】地図ファイル，接続関係ファイルのフォーマッ
ト例を示す図である。

【図４】閉領域認識・ルート追跡例を示す図（その１）
である。

【図５】閉領域認識・ルート追跡例を示す図（その２）
である。

【符号の説明】

１制御部２記憶部３表示部４入力部５ファイル入出力部６地理情報制御部７地図表示制御部８閉領域認識・ルート追跡部９地図ファイル１０接続関係ファイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】地図データベースと、この地図データベ
ース上の閉領域を構成する地物、または、地図上の閉領
域を構成しない地物についてのトポロジーを格納する接
続関係データベースと、これらのデータベースを用いて
各種の地理情報処理を行う制御手段を有する地理情報シ
ステムにおいて、前記制御手段による計算で閉領域認識やルート追跡等が
可能な箇所にはトポロジーを定義せず、計算では閉領域
認識やルート追跡等が不可能な箇所にだけ前記接続関係
データベース内にトポロジーを定義することを特徴とす
る地理情報システム。
【請求項２】前記接続関係データベース内にトポロジ
ーが定義されているか否かを示すフラグを、前記地図デ
ータベース内に配置することを特徴とする請求項１に記
載の地理情報システム。
【請求項３】前記制御手段による計算で閉領域が算出
できない場合や、計算で一連のルートが算出できない場
合に、当該個所を表示し、操作者による、接続するアー
クの明示的な指示を求めるエラー対応制御手段を有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の地理情報シ
ステム。
【請求項４】前記エラー対応制御手段は、前記制御手
段による計算による計算過程のトレースを使って処理を
誤った点に遡り、ここで、操作者による、接続するアー
クの明示的な指示を求めるものであることを特徴とする
請求項３に記載の地理情報システム。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の地
理情報システムに用いられる地理情報処理方法であっ
て、前記地図データベース内に配置されている、前記接続関
係データベース内にトポロジーが定義されているか否か
を示すフラグを参照することにより、処理を分岐させる
ことを特徴とする地理情報処理方法。
【請求項６】請求項５に記載の地理情報処理方法を実
現するためのプログラムを記録した記録媒体。