JP2002056412A - ３次元屋根付き建物モデルの生成方法、生成装置および記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子地図上の建物ポリゴンと各々の建物ポリ
ゴンに付属する建物の階数や屋根の形状等の属性データ
に基づいて、３次元の屋根付き建物モデルを自動生成す
ることを目的とする。 【解決手段】 建物モデル（第１直方体Ｍ１と第２直方
体Ｍ２の組合せ）の上面を形成する６角形の最長辺Ｌ１
に平行な第１頂線Ｔ１を生成する。次に、第１頂線Ｔ１
に直角に第２頂線Ｔ２を生成する。第１頂線Ｔ１から最
長辺Ｌ１に向けて下向きに傾斜して最長辺Ｌ１まで伸び
る第１傾斜屋根面Ｆ１を生成する。次に、第１頂線Ｔ１
から最長辺Ｌ１に対向する第２辺Ｌ２に向けて下向きに
傾斜して第２辺Ｌ２まで伸びる第２傾斜屋根面Ｆ２を生
成する。次に、第２頂線Ｔ２から、第２辺Ｌ２の途中で
交差するとともに第２辺Ｌ２と高さが等しい第３辺Ｌ３
に向けて下向きに傾斜して第３辺Ｌ３まで伸びる第３傾
斜屋根面Ｆ３を生成する。次に、第２頂線Ｔ２から第３
辺Ｌ３に対向する第４辺Ｌ４に向けて下向きに傾斜して
第４辺Ｌ４まで伸びる第４傾斜屋根面Ｆ４を生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、３次元の屋根付
き建物モデルを生成する技術に関する。特に、電子地図
上の建物ポリゴン（多角形）と各々の建物ポリゴンに付
属する建物の階数や屋根の形状等の属性データに基づい
て、３次元の屋根付き建物モデルを自動的に生成する技
術に関する。

【０００２】

【従来の技術】 ３次元ＣＧソフトを用いて生成する３
次元都市モデルは、景観評価のみならず、都市計画、交
通工学、教育、公共事業の情報公開、まちづくりへの市
民参加等、様々な分野での利用が期待されている。３次
元ＣＧソフトを制御する従来のＣＧモジュール（プログ
ラム）によって生成された３次元都市モデルを図２２と
図２３を参照して説明する。図２２と図２３は、従来の
ＣＧモジュールによって生成された３次元都市モデルを
例示した図である。図２２と図２３には、３次元都市モ
デルとして、柱状体で生成された建物モデルの集合が表
示されている。これら従来の３次元都市モデルは、ディ
ジタル化した２次元地図データから建物ポリゴンのデー
タを取得する手順と、その建物ポリゴンを押し出し（ｅ
ｘｔｒｕｄｅ）して、建物を生成する手順とを有するＣ
Ｇモジュールをコンピュータで実行することによって、
自動的に生成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】 図２２と図２３に示
す柱状体で生成された建物モデルの集合によっても、都
市の大まかな３次元モデルを表すことができる。しかし
ながら、屋根付き建物（例えば、屋根付きの民家、屋根
付きのビル等）が存在する都市を表す場合には、その屋
根付き建物のモデルを単に柱状体で生成したのでは、現
実からはほど遠い３次元都市モデルとなってしまい、ま
ちづくりのたたき台や景観評価のツールとして、全く役
に立たない。屋根付き建物には、傾斜した屋根が設けら
れているのが通常である。この傾斜した屋根は、屋根付
き建物の主要な部分を構成しているため、この傾斜した
屋根を表すのと表さないのでは、建物の外観は大きく異
なる。このため、まちづくりのたたき台や景観評価のツ
ールとして、現実をシミュレートする３次元都市モデル
を作成するには、この傾斜した屋根の存在を考慮した３
次元の屋根付き建物モデルを生成する必要がある。柱状
体モデルでも平坦な屋根が形成されているといえる。し
かしながら、傾斜屋根を有する建物を柱状体で表したモ
デルは、建物ポリゴンの辺から垂直上方に伸びる壁で構
成される建物本体部分のみをモデル化しており、その上
に構成されている傾斜した屋根をモデル化していないと
いえる。本明細書では、建物ポリゴンの辺から垂直上方
に伸びる壁で構成される建物本体部分をモデル化した部
分を建物モデルといい、その上に存在する傾斜した屋根
を屋根という。図２２と図２３に示す従来のモデルは、
建物モデルのみで構成されており、屋根が存在しないの
である。

【０００４】３次元の屋根付き建物モデルにおいて、一
つの傾斜した屋根が建物の全体を覆っていることはまれ
であり、通常は複数の傾斜屋根面が組み合わさってい
る。従って、建物モデル上部に複数の傾斜屋根面を組み
合せた屋根を配置しなければならない。１つ１つの屋根
付き建物の傾斜屋根面の組合せに関して調査し、３次元
ＣＧソフトによって手作業で３次元の屋根付き建物モデ
ルを作成できることはもちろんである。しかしながら、
屋根付き建物の１軒１軒に関して調査し、手作業で３次
元の屋根付き建物モデルを作成すると、人手による膨大
な時間が必要となる。例えば、屋根付き建物１軒のモデ
ルに関して調査、手作業でモデルを作成するのに１時間
程度かかるとすると、この屋根付き建物が５０００軒程
度集合した都市モデルに関して調査、手作業でモデルを
作成する場合、５０００時間もの人手による時間を要す
ることになる。

【０００５】 本発明は、電子地図上の建物ポリゴンと
各々の建物ポリゴンに付属する建物の階数や屋根の形状
等の属性データに基づいて、３次元の屋根付き建物モデ
ルを自動生成することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段および作用と効果】 上記
目的を達成するために、請求項１に記載の３次元屋根付
き建物モデルの生成方法は、ディジタル化した２次元地
図データから建物ポリゴンのデータを取得する工程と、
前記建物ポリゴン上に建物モデルを生成する工程と、前
記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割する工程と、前記
建物モデルの上面を形成する６角形の最長辺に平行な第
１頂線と、第１頂線に直角な第２頂線と、第１頂線から
最長辺に向けて下向きに傾斜して最長辺近傍まで伸びる
第１傾斜屋根面と、第１頂線から最長辺に対向する第２
辺に向けて下向きに傾斜して第２辺近傍まで伸びる第２
傾斜屋根面と、第２頂線から第２辺の途中で交差すると
ともに第２辺と高さが等しい第３辺に向けて下向きに傾
斜して第３辺近傍まで伸びる第３傾斜屋根面と、第２頂
線から第３辺に対向する第４辺に向けて下向きに傾斜し
て第４辺近傍まで伸びる第４傾斜屋根面とを生成する工
程と、前記第１傾斜屋根面から第４傾斜屋根面によって
全体屋根を生成する工程とを有する。この技術によれ
ば、電子地図上の建物ポリゴンと各々の建物ポリゴンに
付属する建物の階数や屋根の形状等の属性データに基づ
いて、上記した工程で手作業を少なくして、３次元の屋
根付き建物モデルを自動生成することができる。

【０００７】前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割す
る工程は、前記建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合で
記述する工程と、前記建物ポリゴンを前記辺の曲がる向
きの集合に基づいて６点ポリゴンに分割する工程とを有
することが好ましい（請求項２）。この技術によれば、
建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合に基づいて６点ポ
リゴンに分割するため、手作業を少なくして、３次元の
屋根付き建物モデルを自動生成することができる。

【０００８】また、請求項３または４に記載の３次元屋
根付き建物モデルの生成装置によっても、それぞれ、請
求項１または２に記載の３次元屋根付き建物モデルの生
成方法と同様の作用効果を奏することができる。

【０００９】さらに、請求項５または６に記載の３次元
屋根付き建物モデルの生成プログラムを記憶した記録媒
体によっても、それぞれ、請求項１または２に記載の３
次元屋根付き建物モデルの生成方法と同様の作用効果を
奏することができる。ここで、「記録媒体」とは、何ら
かの物理的手段によって情報（主にプログラム、ディジ
タルデータ）が記憶されているものであって、コンピュ
ータ、専用プロセッサ等の処理装置に所定の機能を行わ
せることができるものをいう。要するに、何らかの手段
によってコンピュータにプログラムをダウンロードし、
所定の機能を実行させるものであればよい。この「記録
媒体」としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディ
スク、ハードディスク、磁気テープ、光磁気ディスク、
ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリ
バックアップ付きのＲＡＭメモリカートリッジ、フラッ
シュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ
等が挙げられる。

【００１０】

【発明の実施の形態】 本発明を具現化した１つの実施
の形態として、記録媒体に記憶された３次元屋根付き建
物モデルの生成プログラムの処理手順、およびその屋根
付き建物モデルの活用例を、図を参照して説明する。こ
の屋根付き建物モデルの生成プログラムは、記録媒体に
記憶されたこのプログラムをコンピュータ（パーソナル
コンピュータ、ワークステーション等）が読み取ること
によって実行される。

【００１１】まず、本発明の実施の形態の概要について
図１を参照して説明する。図１は、３次元屋根付き建物
モデルを生成・活用する処理手順を示したフローチャー
トである。図１に示すように、ディジタル化した２次元
地図データから建物ポリゴン（建物を平面視したときの
多角形）のデータを取得する（ステップＳ１０）。その
建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合で記述する（ステ
ップＳ２０）。その建物ポリゴンを辺の曲がる向きに基
づいて６点ポリゴンに分割する（ステップＳ３０）。そ
の６点ポリゴン上に建物モデルを生成する（ステップＳ
４０）。その建物モデル上に屋根を生成する（ステップ
Ｓ５０）。３次元屋根付き建物モデルを表示する（ステ
ップＳ６０）。３次元屋根付き建物モデルを活用する
（ステップＳ７０）。以上で示したように、本実施の形
態の説明は、３次元屋根付き建物モデルを生成する段階
（ステップＳ１０〜Ｓ６０）と、活用する段階（ステッ
プＳ７０）に分かれる。以上で示した各ステップＳ１０
〜Ｓ７０の処理を、以下で詳細に説明する。

【００１２】ディジタル化した２次元地図データから建
物ポリゴンのデータを取得する（ステップＳ１０）。こ
のディジタル化した２次元地図データとしては、図２に
示す住宅地図会社の電子住宅地図や、国土地理院の空間
データ基盤となる数値地図等が挙げられる。この２次元
地図データに都市計画、土地利用、建築基準法の規制等
の行政情報を属性データとして付加して、２次元のＧＩ
Ｓ（地理情報システム）を構築する。この２次元のＧＩ
Ｓから、ＧＩＳモジュール（プログラム）によって、建
物ポリゴンの頂点数、各頂点の座標、各辺の長さ等のデ
ータを、３次元ＣＧソフトが取り込めるような形式でエ
クスポートする。

【００１３】建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合で記
述する（ステップＳ２０）。本発明者らは、岐阜県大垣
市内の住宅地に立地する１５００の建物ポリゴンについ
て各頂点の角度を調べた。その結果、図３に示すよう
に、建物ポリゴンの各頂点の角度の大半は、ほぼ９０度
前後であることが判明した。また、これらの１５００の
建物ポリゴンの頂点の数も調べた。その結果、図４に示
すように、１０頂点まででほとんど（全体の建物ポリゴ
ンの９４．９％）を占めていることが判明した。そこ
で、本発明者らは、辺の曲がる向きを右に９０度曲がる
場合と左に９０度曲がる場合の２通りに近似的に限定
し、この２通りの辺の曲がる向きの集合によって建物ポ
リゴンを記述するという着想を見出した。このように建
物ポリゴンを記述すれば、建物ポリゴンを表現するデー
タ量を低減しながらも、精度良く建物ポリゴンを表現で
きる。また、辺の曲がる向きを２通りに限定すれば、建
物ポリゴンの頂点数によって建物ポリゴンがとる形状パ
ターンが決まり、その数を計算できる。さらに、辺の曲
がる向きを９０度に限定すれば、建物ポリゴンにマウン
トする建物の形状を、直方体という簡単な形状の集合で
表現できるため、３次元屋根付き建物モデルを効率的に
生成できる。

【００１４】上記したように、辺の曲がる向きの集合で
表現した建物ポリゴンについて図５を参照して説明す
る。図５は、辺の曲がる向きの集合で表現した建物ポリ
ゴンを示した図である。図５に示すように、ある頂点を
基準にしてその頂点から時計まわりに番号を付する。各
頂点で、進行してきた元の辺に対し右向きに曲がる場合
を「Ｒ」とし、左向きに曲がる場合を「Ｌ」とする。す
ると、図５に示す建物ポリゴンの辺の曲がる向きは、番
号１から順に、「ＬＲＲＬＲＲＲＬＲＲＬＬＲＬＲＲ」
となる。ここで、ポリゴンの頂点数と右曲がりの頂点の
数と左曲がりの頂点の数の間には、以下の関係が成り立
つ。 （１）頂点数＝右曲がりの辺の数＋左曲がりの辺の数 （２）右曲がりの頂点の数−左曲がりの頂点の数＝４ 先に述べたように、頂点角度を９０度に限定すると、建
物ポリゴンの頂点数によって建物ポリゴンがとり得る形
状パターンが決まる。例えば、６点ポリゴンの場合、左
曲がりの頂点は１つしかないので、辺の長さや相対的な
辺の比を無視すると、形状パターン「ＬＲＲＲＲＲ」の
１種類である（図１０参照）。また、８点ポリゴンの形
状パターンは、図６〜図９のそれぞれに示すように「Ｌ
ＲＲＬＲＲＲＲ」（図６）、「ＬＬＲＲＲＲＲＲ」（図
７）、「ＬＲＬＲＲＲＲＲ」（図８）、「ＲＲＬＲＲＲ
ＬＲ」（図９）の４種類である。なお、頂点のうちの任
意のものを始点とすることができる。その他のポリゴン
についても、例えば、１０点ポリゴン（１２種類）、１
２点ポリゴン（４３種類）のように、同じものを含む円
順列の式によって形状パターンを計算することができ
る。２次元のＧＩＳから、ＧＩＳモジュール（プログラ
ム）によって、建物ポリゴンの辺の曲がる向きの情報
（ＲＬ情報）を、３次元ＣＧソフトが取り込めるような
形式でエクスポートする。

【００１５】３次元ＣＧソフトに建物ポリゴンの種々の
データが取り込まれると、ＣＧモジュール（プログラ
ム）によって、以下のステップＳ３０〜Ｓ６０に示す処
理が行われる。

【００１６】建物ポリゴンを辺の曲がる向きに基づいて
６点ポリゴンに分割する（ステップＳ３０）。６点以上
の頂点からなる建物ポリゴンについては、中心となる幹
領域とこの幹領域に付随した枝領域に分割して、６点ポ
リゴンにブレイクダウンする。ブレイクダウンした６点
ポリゴンに３次元屋根付き建物を割り当てる。ここで
は、図６に示す「ＬＲＲＬＲＲＲＲ」型の８点ポリゴン
を、６点ポリゴンに分割（ブレイクダウン）する手順に
ついて説明する。辺が左に曲がる頂点に注目し、その頂
点から、頂点に番号付けした時計回りとは逆向きに分割
線を伸ばして枝領域を分割する。例えば、図６（ａ）で
は、頂点１で左曲がりである。よって、この頂点１から
頂点２に伸びる直線に対し逆向きに分割線ａを伸ばす。
この分割線ａによって８点ポリゴンから枝領域Ａを分割
すると、この８点ポリゴンは、図６（ｂ）に示す６点ポ
リゴンにブレイクダウンされる。また、図６（ａ）で
は、頂点４で左曲がりである。よって、この頂点４から
頂点３に伸びる直線に対し逆向きに分割線ｂを伸ばす。
この分割線ｂによって８点ポリゴンから枝領域Ｂを分割
すると、この８点ポリゴンは、図６（ｃ）に示す６点ポ
リゴンにブレイクダウンされる。

【００１７】６点ポリゴン上に建物モデルを生成する
（ステップＳ４０）。上記の手順によって分割した６点
ポリゴンに、建物モデルを生成する手順を図１０と図１
１を参照して説明する。図１０は、６点ポリゴンを例示
した図である。図１１は、６点ポリゴンに割り当てた建
物を例示した斜視図である。図１０と図１１に示すよう
に、６点ポリゴンの６辺の中の最長の辺Ｂ１を、第１直
方体Ｍ１の長さとその方向とする。最長の辺Ｌ１に隣り
合う２つの辺Ｂ４とＷ１のうち、長い方の底辺Ｂ４を、
第２直方体Ｍ２の長さとその方向とする。短い方の辺Ｗ
１を第１直方体Ｍ１の幅とする。辺Ｂ４に隣り合う２つ
の辺Ｂ１とＷ２のうち、最長辺Ｂ１でない方の辺Ｗ２を
第２直方体Ｍ２の幅とする。なお、第２直方体Ｍ２と第
１直方体Ｍ１が重なりあっては、おかしいので第２直方
体Ｍ２の長さを、(Ｂ４−Ｗ１)とする。以上によって建
物ポリゴンの辺から垂直上方に伸びる壁で構成される建
物本体部分がモデル化される。なお、本実施の形態で
は、建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割した後に、その
６点ポリゴンに建物モデルを割り当てているが、６頂点
からなる６点ポリゴンに対しては、直接、本実施の形態
で建物モデルを割り当てる。

【００１８】次に、建物モデル上に屋根を生成する（ス
テップＳ５０）。建物モデル上に屋根を生成する手順に
ついて、図１０と図１２を参照して説明する。図１２
は、６点ポリゴンに割り当てた３次元屋根付き建物を例
示した斜視図である。図１０と図１２に示すように、上
記のように生成した建物モデル（第１直方体Ｍ１と第２
直方体Ｍ２の組合せ）の上面を形成する６角形の最長辺
Ｌ１に平行な第１頂線Ｔ１を生成する。この第１頂線Ｔ
１は、第１直方体Ｍ１上に生成される第１屋根Ｒ１（第
１傾斜屋根面Ｆ１と第２傾斜屋根面Ｆ２を持つ）の頂線
となるものである。次に、第１頂線Ｔ１に直角に第２頂
線Ｔ２を生成する。この第２頂線Ｔ２は、第２直方体Ｍ
２上に生成される第２屋根Ｒ２（第３傾斜屋根面Ｆ３と
第４傾斜屋根面Ｆ４を持つ）の頂線となるものである。
以下の手順によって、第１傾斜屋根面Ｆ１から第４傾斜
屋根面Ｆ４を生成する。第１頂線Ｔ１から最長辺Ｌ１に
向けて下向きに傾斜して最長辺Ｌ１まで伸びる第１傾斜
屋根面Ｆ１を生成する。次に、第１頂線Ｔ１から最長辺
Ｌ１に対向する第２辺Ｌ２に向けて下向きに傾斜して第
２辺Ｌ２まで伸びる第２傾斜屋根面Ｆ２を生成する。次
に、第２頂線Ｔ２から、第２辺Ｌ２の途中で交差すると
ともに第２辺Ｌ２と高さが等しい第３辺Ｌ３に向けて下
向きに傾斜して第３辺Ｌ３まで伸びる第３傾斜屋根面Ｆ
３を生成する。次に、第２頂線Ｔ２から第３辺Ｌ３に対
向する第４辺Ｌ４に向けて下向きに傾斜して第４辺Ｌ４
まで伸びる第４傾斜屋根面Ｆ４を生成する。なお、図１
０と図１２に示すように、建物モデル（第１直方体Ｍ１
と第２直方体Ｍ２の組合せ）の上面を形成する６角形の
最長辺Ｌ１、第２辺Ｌ２、第３辺Ｌ３、第４辺Ｌ４は、
それぞれ、建物モデルの底面を形成する６点ポリゴンの
最長の底辺Ｂ１、第２底辺Ｂ２、第３底辺Ｂ３、第４底
辺Ｂ４と上下方向の位置関係が対応する。また、屋根面
Ｆ１からＦ４は、それぞれ、辺Ｌ１からＬ４を超えて伸
ばしてもよい。

【００１９】３次元屋根付き建物モデルを表示する（ス
テップＳ６０）。具体的には、第１傾斜屋根面Ｆ１から
第４傾斜屋根面Ｆ４までの全体屋根を生成すると、図１
２に示す３次元屋根付き建物モデルが表示される。ここ
で、第１屋根Ｒ１の第１頂線Ｔ１の方が第２屋根Ｒ２の
第２頂線Ｔ２よりも高い場合は、図１２に示すように、
第１屋根Ｒ１の第２傾斜屋根面Ｆ２において、境界線Ｋ
１と境界線Ｋ２が交差する。これに対し、第１屋根Ｒ１
の第１頂線Ｔ１の方が第２屋根Ｒ２の第２頂線Ｔ２より
も低い場合は、図１３に示すように、第１屋根Ｒ１の第
２傾斜屋根面Ｆ２において、境界線Ｋ１と境界線Ｋ２は
交差しないで、第１屋根Ｒ１の第１頂線Ｔ１の位置にお
いても、第２屋根Ｒ２の方が高いので、第２屋根Ｒ２が
表示される。

【００２０】本実施の形態に示す手順によれば、６点以
上の頂点からなる建物ポリゴンについて、幹部分と枝部
分を分割することで、６点ポリゴンにブレイクダウンし
て、６点ポリゴンに割り当てられた３次元屋根付き建物
モデルを組み合わせることによって、種々の８点ポリゴ
ンに対し、３次元屋根付き建物モデルを割り当てること
ができる。この例を図１４に示す。図１４に示すよう
に、６点ポリゴンに３次元屋根付き建物を割り当て、そ
の３次元屋根付き建物を複数を組み合わせることによっ
て、６点以上のポリゴンに対しても、簡単な手順によっ
て３次元屋根付き建物モデルを割り当てることができ
る。

【００２１】また、本実施の形態に示す手順によれば、
図１５に示すように、異なるパラメータを与えることに
よって、同一の６点ポリゴンに対し種々の形状の３次元
屋根付き建物を生成することができる。なお、パラメー
タとしては、建物のタイプ（ビルディング、切り妻屋根
の家屋、寄せ棟屋根の家屋等）、建物モデルの高さ、窓
の位置や割合、屋根の勾配、寄せ棟屋根の頂線の比率、
２階部の位置や割合等を変化させた。本実施の形態に示
す手順で３次元都市モデルを生成する場合、フィールド
ワークによって細かい建物データを収集しなくても、実
際の建物の景観や上空からの写真と照らし合わせて、上
記した種々の形状の３次元屋根付き建物群の中から最も
実際の建物に近いモデルを選択すればよい。即ち、現実
の建物のデータを逐一収集して最初から手作業で建物モ
デルを作成しなくても、本実施の形態に示す手順によっ
て、ひとまず種々の形状の３次元屋根付き建物群を自動
的に生成し、最後の調整段階で最も現実の建物に近いモ
デルを選択すればよい。このため、従来に比較して、３
次元都市モデルを作成する手間を大幅に減らすことがで
きる。

【００２２】３次元屋根付き建物モデルを活用する（ス
テップＳ７０）。本実施の形態に示す手順によって生成
された３次元屋根付き建物モデルを含む３次元都市モデ
ルを図１６〜図１９に示す。図１６〜図１９に示すよう
に、本実施の形態に係る３次元都市モデルには、直方体
形状の建物（ビルディング）の他にも、傾斜した屋根を
設けた民家等も表示されている。即ち、本実施の形態に
係る３次元都市モデルには、図２２と図２３に示す直方
体の形状の建物の集合のみで表された３次元都市モデル
と比較して、実際の都市がより忠実に再現されている。
この結果、本実施の形態に係る３次元都市モデルは、景
観評価、都市計画、交通工学、教育、公共事業の情報公
開、まちづくりへの市民参加等、様々な分野での有効利
用が期待できる。

【００２３】本実施の形態に示す手順によって生成され
た３次元屋根付き建物モデルを活用する一例について、
図２０と図２１を参照して説明する。図２０は、建物と
斜線制限となるプリズムの関係を示した図である。図２
１は、斜線制限されたエンベロープを示した図である。
建築物の形態を決める制度や規制として、「用途地域
制」、「建築基準法」が存在する。これらの制度や規制
によって、建物を建ててもよい最大限の閉面（エンベロ
ープ）が決定される。例えば、道路や隣地から斜線制限
の形状そのままが建物の姿になった「斜線ビル」が都心
でよくみられる。最大限の容積率を目指して建物が建て
られるような地域では、各建物の「エンベロープ」が描
く閉曲面群は、ある程度、都市の姿、景観を仮想的に形
づくるものとなる。図２０に示すように、前面道路の建
物と反対側の道路境界線から適用距離の範囲内で、当該
敷地側の上空に向かって一定の勾配の斜面を作るため
に、境界線を頂線とする下向きのプリズムを生成した。
そして、図２１に示すように、規制が適用される建物と
差のブール演算を行って斜線制限されたエンベロープを
生成した。

【００２４】図２１に示すモデルを利用すれば、通常、
２次元の図面で描かれ、説明されている上記した制度や
規制を、３次元空間でシミュレーションすることができ
る。このように３次元空間でシミュレーションできれ
ば、制度や規制の具体的な内容を視覚的に認識しやすく
なる。また、３次元屋根付き建物モデルのパラメータを
種々変化させることによって、複数ある規制や制度を個
々の３次元屋根付き建物モデルに適用した結果、全体と
してどのような街並みになるかをシミュレーションする
ことができる。この結果、制度や規制の種々の代替案を
検討することができる。

【００２５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の実施の形態になんら限定されるも
のではなく、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変
更、改良を施した形態で実施することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】３次元屋根付き建物モデルを生成・活用する処
理手順の概要を示したフローチャート。

【図２】ディジタル化した２次元地図データを例示した
図。

【図３】建物ポリゴンの各頂点の角度の分布を示した
図。

【図４】建物ポリゴンの頂点数の頻度を示した図。

【図５】辺の曲がる向きの集合で表現した建物ポリゴン
を示した図。

【図６】８点ポリゴンを例示した図（ＬＲＲＬＲＲＲＲ
型）。

【図７】８点ポリゴンを例示した図（ＬＬＲＲＲＲＲＲ
型）。

【図８】８点ポリゴンを例示した図（ＬＲＬＲＲＲＲＲ
型）。

【図９】８点ポリゴンを例示した図（ＲＲＬＲＲＲＬＲ
型）。

【図１０】６点ポリゴンを例示した図。

【図１１】６点ポリゴンに割り当てた建物を例示した斜
視図。

【図１２】６点ポリゴンに割り当てた３次元屋根付き建
物を例示した斜視図。

【図１３】６点ポリゴンに割り当てた３次元屋根付き建
物の他の一例を示した斜視図。

【図１４】種々の８点ポリゴンに対し割り当てた３次元
屋根付き建物を例示した図。

【図１５】同一の６点ポリゴンに対し異なるパラメータ
によって生成した３次元屋根付き建物を例示した図。

【図１６】本実施の形態に係る３次元都市モデルを例示
した図（１）。

【図１７】本実施の形態に係る３次元都市モデルを例示
した図（２）。

【図１８】本実施の形態に係る３次元都市モデルを例示
した図（３）。

【図１９】本実施の形態に係る３次元都市モデルを例示
した図（４）。

【図２０】建物と斜線制限となるプリズムの関係を示し
た図。

【図２１】斜線制限されたエンベロープを示した図。

【図２２】従来の技術に係る３次元都市モデルを例示し
た図（１）。

【図２３】従来の技術に係る３次元都市モデルを例示し
た図（２）。

【符号の説明】

Ｔ１：第１頂線 Ｔ２：第２頂線 Ｌ１：最長辺 Ｌ２：第２辺 Ｌ３：第３辺 Ｌ４：第４辺 Ｆ１：第１傾斜屋根面 Ｆ２：第２傾斜屋根面 Ｆ３：第３傾斜屋根面 Ｆ４：第４傾斜屋根面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 杉原 健一 岐阜県大垣市北方町５丁目50番地 岐阜経 済大学内 (72)発明者 林 良嗣 愛知県名古屋市千種区不老町 名古屋大学 内 Ｆターム(参考） 5B050 AA01 BA09 BA17 EA28 FA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディジタル化した２次元地図データから
   建物ポリゴンのデータを取得する工程と、 前記建物ポリゴン上に建物モデルを生成する工程と、 前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割する工程と、 前記建物モデルの上面を形成する６角形の最長辺に平行
   な第１頂線と、第１頂線に直角な第２頂線と、第１頂線
   から最長辺に向けて下向きに傾斜して最長辺近傍まで伸
   びる第１傾斜屋根面と、第１頂線から最長辺に対向する
   第２辺に向けて下向きに傾斜して第２辺近傍まで伸びる
   第２傾斜屋根面と、第２頂線から第２辺の途中で交差す
   るとともに第２辺と高さが等しい第３辺に向けて下向き
   に傾斜して第３辺近傍まで伸びる第３傾斜屋根面と、第
   ２頂線から第３辺に対向する第４辺に向けて下向きに傾
   斜して第４辺近傍まで伸びる第４傾斜屋根面とを生成す
   る工程と、 前記第１傾斜屋根面から第４傾斜屋根面によって全体屋
   根を生成する工程とを有する３次元屋根付き建物モデル
   の生成方法。
2. 【請求項２】 前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割
   する工程は、 前記建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合で記述する工
   程と、 前記建物ポリゴンを前記辺の曲がる向きの集合に基づい
   て６点ポリゴンに分割する工程とを有する請求項１に記
   載の３次元屋根付き建物モデルの生成方法。
3. 【請求項３】 ディジタル化した２次元地図データから
   建物ポリゴンのデータを取得する手段と、 前記建物ポリゴン上に建物モデルを生成する手段と、 前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割する手段と、 前記建物モデルの上面を形成する６角形の最長辺に平行
   な第１頂線と、第１頂線に直角な第２頂線と、第１頂線
   から最長辺に向けて下向きに傾斜して最長辺近傍まで伸
   びる第１傾斜屋根面と、第１頂線から最長辺に対向する
   第２辺に向けて下向きに傾斜して第２辺近傍まで伸びる
   第２傾斜屋根面と、第２頂線から第２辺の途中で交差す
   るとともに第２辺と高さが等しい第３辺に向けて下向き
   に傾斜して第３辺近傍まで伸びる第３傾斜屋根面と、第
   ２頂線から第３辺に対向する第４辺に向けて下向きに傾
   斜して第４辺近傍まで伸びる第４傾斜屋根面とを生成す
   る手段と、 前記第１傾斜屋根面から第４傾斜屋根面によって全体屋
   根を生成する手段とを有する３次元屋根付き建物モデル
   の生成装置。
4. 【請求項４】 前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割
   する手段は、 前記建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合で記述する手
   段と、 前記建物ポリゴンを前記辺の曲がる向きの集合に基づい
   て６点ポリゴンに分割する手段とを有する請求項３に記
   載の３次元屋根付き建物モデルの生成装置。
5. 【請求項５】 ディジタル化した２次元地図データから
   建物ポリゴンのデータを取得する手順と、 前記建物ポリゴン上に建物モデルを生成する手順と、 前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割する手順と、 前記建物モデルの上面を形成する６角形の最長辺に平行
   な第１頂線と、第１頂線に直角な第２頂線と、第１頂線
   から最長辺に向けて下向きに傾斜して最長辺近傍まで伸
   びる第１傾斜屋根面と、第１頂線から最長辺に対向する
   第２辺に向けて下向きに傾斜して第２辺近傍まで伸びる
   第２傾斜屋根面と、第２頂線から第２辺の途中で交差す
   るとともに第２辺と高さが等しい第３辺に向けて下向き
   に傾斜して第３辺近傍まで伸びる第３傾斜屋根面と、第
   ２頂線から第３辺に対向する第４辺に向けて下向きに傾
   斜して第４辺近傍まで伸びる第４傾斜屋根面とを生成す
   る手順と、 前記第１傾斜屋根面から第４傾斜屋根面によって全体屋
   根を生成する手順とを有する３次元屋根付き建物モデル
   の生成プログラムを記憶した記録媒体。
6. 【請求項６】 前記建物ポリゴンを６点ポリゴンに分割
   する手順は、 前記建物ポリゴンを辺の曲がる向きの集合で記述する手
   順と、 前記建物ポリゴンを前記辺の曲がる向きの集合に基づい
   て６点ポリゴンに分割する手順とを有する請求項５に記
   載の３次元屋根付き建物モデルの生成プログラムを記憶
   した記録媒体。