JP2002074323A - 三次元市街地空間モデル作成方法およびシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 飛行体から発射したレーザーから得た地表表
面の点の三次元座標および飛行体より撮影した写真画像
・ビデオ画像を用いて、三次元市街地モデルを地理空間
座標系上に自動的に作成する。 【解決手段】 三次元計測により得られた三次元の点群
データをコンピューターに読み込み、地形部分の点群デ
ータと地物部分の点群データに分離する第一段階（１０
１〜１０４）と、写真画像をコンピューターに読み込
み、画像処理によって輪郭ポリゴンを作成する第二段階
（１０５〜１０７）と、第一段階で分離した地形部分の
点群データと地物部分の点群データおよび第二段階で作
成した輪郭ポリゴンから市街地の三次元モデルを作成す
る第三段階（１０８）とを備え、輪郭ポリゴンを三次元
地理座標空間へ拡張し、地物の上面形態および地物種別
を自動判定し、三次元地理座標を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機搭載のレー
ザースキャナー、航空写真、コンピュータを利用して三
次元の都市モデルを地理空間座標で自動的に作成する方
法およびシステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の三次元市街地空間データを自動的
に作成する手法としては、航空写真等をイメージスキャ
ナーで取り込み、コンピューター上でステレオモデルを
構築し、人工建造物などの輪郭を人間が入力するか、デ
ジタル化された航空写真等より建物輪郭などを自動抽出
し、複数の画像間で画像相関解析を行い自動的に高さを
求める方法がある。また、最新の論文では大縮尺の地形
図より家屋を抽出し、それにレーザースキャナーの点群
データを重ね合わせてモデリングする方法が提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】然しながら、これ
らの方法には欠点がある。まず、人間が入力する方法は
作成に時間がかかり経費が高くなる。また、自動で画像
相関解析を行う方法は二次元情報だけで地物を認識する
ために、輝度斑・陰影等によるノイズ等をコンピュータ
ーだけで判別するには非常に難しく、その結果、人手を
入れた半自動方式を併用せざるを得ない。地形図と点群
データを組み合わせる方法では、地形図の人工建造物線
は外形線を表しているだけなので、屋上の突起物や階段
状の形状および屋根形状などの具体的な人工建造物の形
状は得られない。

【０００４】以上のように先行技術では、特にビル屋上
にある看板や空調設備・エレベーターシャフト等の具体
的な形状を正確に捉えることができない。また、一般家
屋の屋根形状も正確に捉えることができない。これらを
正確に捉えようとするには人間の入力によるステレオ写
真測量を行うしかないが、労力と時間が莫大なものとな
ってしまう。

【０００５】本発明は、上記課題を解決するものであっ
て、コンピューターに取り込んだ航空写真等のデジタル
画像から画像処理技術で直接的に人工建造物の輪郭と階
層別の輪郭および樹木等の輪郭を自動的に抽出し、航空
機搭載レーザースキャナーで計測された地物を構成する
点群データを関連付けて地物の三次元構造化データを地
理座標空間上で構築し、さらに地形を構成する点群デー
タで地形を内挿して構築し、最終的に三次元市街地空間
モデルの自動作成を実現することを目的とするものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために本発明は、三
次元計測により得られた三次元の点群データをコンピュ
ーターに読み込み、地形部分の点群データと地物部分の
点群データに分離する第一段階と、写真画像をコンピュ
ーターに読み込み、画像処理によって輪郭ポリゴンを作
成する第二段階と、前記第一段階で分離した地形部分の
点群データと地物部分の点群データおよび前記第二段階
で作成した輪郭ポリゴンから市街地の三次元モデルを作
成する第三段階とを備えることを特徴とする。このこと
により航空写真等より有為な形状の二次元輪郭ポリゴン
を抽出し、地物部分の点群データの三次元情報を用いて
輪郭ポリゴンを三次元地理座標空間へ拡張し、その一方
で、輪郭ポリゴンの内側にある地物点群データの空間分
布特性から地物の上面形態および地物種別を自動判定
し、三次元市街地モデルを構成する地形と人工建造物お
よび樹木その他の三次元地理座標を決定する。

【０００７】前記第一段階は、航空機搭載のレーザース
キャナーにより得られる無属性の地表表面の点群データ
をコンピューターに読み込み、地表表面の凹凸を複数の
波の合成として捉え、読み込んだ点群データから低周波
数成分を構成している地形部分と高周波数成分を構成し
ている地物部分とに分けると共に、両者の隣接部比較を
基に修正することによって、無属性の点群データを地物
部分の点群データと地形部分の点群データに分離すする
ことを特徴とし、空地や道路面を構成する地形部分の点
群データと地表表面に林立・突起する人工建造物や樹木
等の地物部分の点群データに分類・決定する。

【０００８】前記第三段階は、前記第一段階の地物部分
の点群データと前記第二段階で作成した輪郭ポリゴンお
よび輪郭ポリゴンを作成した写真画像の標定要素から輪
郭ポリゴンの水平位置を修正して修正輪郭ポリゴンを作
成する段階と、前記修正輪郭ポリゴンの二次元形状と前
記第一段階の地物部分の点群データから地物上面の三次
元形状種別に分類する段階と、前記第一段階の地物部分
の点群データと地形部分の点群データ、前記修正輪郭ポ
リゴンおよび前記三次元形状種別から地物の三次元構造
化データを作成する段階と、前記地物の三次元構造化に
使用されなかった地物部分の点群データを使って三次元
構造化された地物を作成し付加する段階とを備え、前記
修正輪郭ポリゴンを作成する段階は、前記第二段階で作
成した輪郭ポリゴンの内側に位置する地物部分の点群デ
ータの標高と前記第二段階で作成した輪郭ポリゴンの投
影面の標高、輪郭ポリゴンを作成した写真画像のカメラ
外部標定要素および内部標定要素から輪郭ポリゴンの水
平位置を修正して修正輪郭ポリゴンを作成することを特
徴とし、地物の輪郭ポリゴンの正しい水平位置を地物点
群データと輪郭ポリゴンを作成した航空写真等の標定要
素および航空写真から推定し、修正する。

【０００９】前記三次元形状種別に分類する段階は、前
記修正輪郭ポリゴンの内側に含まれる地物部分の点群デ
ータの数と三次元座標の統計情報および前記修正輪郭ポ
リゴンの二次元形状から地物の地物種別および上面の三
次元形態を決定することを特徴とし、地物が人工建造物
あるいは樹木なのかの地物種別および人工建造物の屋根
面の形態つまり陸屋根・切妻屋根・片流れ屋根・ドーム
のいずれかへの決定を、輪郭ポリゴンの形状および輪郭
ポリゴン内にある点群データの空間的分布特性から決定
する。

【００１０】前記地物の三次元構造化データを作成する
段階は、前記上面の三次元形態および地物種別が決定さ
れた地物について、前記第一段階の地形部分の点群デー
タ、地物部分の点群データと地物種別および上面の三次
元形態から、地物の標高および三次元形状を構築するこ
とを特徴とし、輪郭ポリゴンの内側に含まれる地物の点
群データの点数とその空間的な分布特性および輪郭ポリ
ゴンの形状から地物の地物種別と上面形態、標高および
三次元データ構造を決定する。

【００１１】前記三次元構造化された地物を作成し付加
する段階は、前記地物の三次元構造化に使用されなかっ
た地物部分の点群データから、地物の三次元データを構
築することを特徴とし、地物の三次元構造化に使用され
なかった地物点群データを使用して、三次元構造化され
るべきなのにそうなされてない地物の三次元構造化を行
う。

【００１２】また、地表表面の標高点情報を持つ三次元
データと輪郭形状情報を持つ画像データに基づき三次元
市街地空間モデルを作成する三次元市街地空間モデル作
成システムであって、前記三次元データから標高点情報
により地形部分のデータと地物部分のデータに分離する
地形・地物分離手段と、前記画像データから輪郭ポリゴ
ンを抽出する輪郭抽出手段と、前記地形・地物分離手段
により分離した地物部分のデータを前記輪郭抽出手段に
より抽出した輪郭ポリゴンに対応させて地物の三次元モ
デルを作成し、前記地形部分のデータにより地物のない
地形表面モデルを作成して統合し三次元市街地空間モデ
ルを構築する三次元空間モデル構築手段とを備えたこと
を特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１は本発明に係る三次元市街地空
間モデル作成方法の実施の形態を説明するためのフロー
チャートであり、三次元市街地空間モデルを地理空間座
標で作成する実行手順を示す。図２は地形部分の点群デ
ータおよび輪郭ポリゴンの例を示す図、図３は地物部分
の点群データおよび輪郭ポリゴンの例を示す図である。

【００１４】本発明に係る三次元市街地空間モデル作成
方法により三次元市街地空間モデルを地理空間座標で作
成する実行手順は、例えば図１に示すように地形部分の
点群データ１０３と地物部分の点群データ１０４に分離
するまでの第一段階（第一ステップ）、デジタル画像の
地理座標投影変換を行って輪郭ポリゴン１０７の抽出を
行うまでの第二段階、地形部分の点群データ１０３と地
物部分の点群データ１０４と輪郭ポリゴン１０７に基づ
き三次元市街地空間モデルを構築する第三段階からな
る。以下、それぞれの段階について詳述する。

【００１５】第一段階では、まず、航空機搭載レーザー
スキャナーの計測で得られる無属性の地表表面の点群デ
ータ、つまり三次元座標をコンピューターに読み込む
（ステップ１０１）。この地表表面の点群データには、
人工建造物・樹木・車など地物および空地・道路などの
地形が含まれており、地理座標系上の三次元的な位置が
得られる。

【００１６】次に、点群データを地形部分の点群データ
と地物部分の点群データの２つに分離する（ステップ１
０２）。ここでは、地表表面の凹凸を複数の波の合成で
あると仮定し、読み込んだ点群データを高周波数成分と
低周波数成分とに分ける。このことにより、図２および
図３に示すように地形を構成する低周波数成分が起伏の
緩やかな空き地や道路など地形部分の点群データ１０３
として、地物を構成する高周波数成分が林立突起する建
物や樹木など地物部分の点群データ１０４として分類・
分離される。

【００１７】なお、上記分離処理においては、一部の低
周波数成分が高周波数成分に含まれてしまうので、その
修正を行う。修正は、低周波数成分に隣接する高周波数
成分の点群データを参照して、その標高差が閾値を越え
ないものであれば、低周波数成分へ編入させる。これを
すべての低周波数成分について再帰的に行う。

【００１８】第二段階では、写真画像やビデオ画像を含
む航空写真等の二次元の写真画像を読み込む（ステップ
１０５）。デジタル画像の場合はそのままコンピュータ
ーに取り込み、アナログ画像であるフィルム写真の場合
はスキャナーでコンピューターに取り込む。取り込んだ
画像はそれぞれの座標系にあるため、撮影時のカメラ内
部標定要素および撮影時点のカメラ視点を決める外部標
定パラメータを元に基準面（任意の撮影投影面；一般的
には撮影箇所の平均グランド高さ）における二次元地理
座標に単写真のまま投影変換する。

【００１９】次に、取り込んだ画像を画像処理によって
色彩および濃度で二値から五値の画像に変換し、その画
像より輪郭ポリゴン１０７を抽出する（ステップ１０
６）。なお、ここで作成した輪郭ポリゴンのうち、階層
構造をもつような人工建造物などの場合は外側のポリゴ
ンを中抜きしないで階層化されたポリゴンとする。ま
た、図２および図３に示すように形状指標（周長と面積
の比）に基づいて矩形・円形に分類、属性付けし、輪郭
ポリゴン毎にその輪郭で画像を切り出し、ポリゴンに関
連付けする。

【００２０】第三段階では、地物の輪郭ポリゴンの地理
座標修正、地物の地物種別および地物上面の三次元形状
の決定、地形および地物の三次元構造化、三次元ワイヤ
ーフレームモデルに画像を貼り付けを行って三次元市街
地空間モデルを構築する（ステップ１０８）。

【００２１】次に、三次元市街地空間モデルを構築する
第三段階を詳述する。図４は三次元市街地空間モデル構
築の実行手順を説明するための図、図５は航空写真等に
おける地物の倒れ込みと点群データとの水平位置の関係
を説明するための図、図６は地物の輪郭ポリゴンおよび
その上面の形状分類例を示す図、図７は地物上面形状と
点群データの高さの度数分布との対応を説明するための
図、図８は推定される曲面からの平均二乗誤差による地
物種別の判定を説明するための図である。

【００２２】三次元市街地空間モデル構築では、図４に
示すようにまず、低周波数成分の地形部分の点群データ
１０３より地形の三次元構造化を行って地物のない地形
モデルを内挿補間によってデータのない部分をつないで
作成し（ステップ１０９）、他方、地物部分の点群デー
タ１０４と取り込んだ画像の写真評定要素より輪郭ポリ
ゴン１０７の二次元位置修正を行う（ステップ１１
１）。そして、地物の点群データ１０４に輪郭ポリゴン
を重ね、各ポリゴンの内側にある点群データをポリゴン
に関連付けする（ステップ１１２）。

【００２３】ここで、地物の輪郭ポリゴンと地物の点群
データの重ね合わせを図５により説明する。航空写真等
は撮影中心から地物が外側に倒れ込むように撮影され、
ポリゴンを作成した元画像である単写真は地物が撮影中
心から外に向かって倒れ込むように写っている。これは
単写真の特徴である。この単写真から地物の輪郭を作成
すると、撮影中心から離れているほど、また標高が高い
ほど水平位置がずれ、作成した輪郭ポリゴンは撮影中心
から離れているほど、標高が高いほど水平位置がずれて
いる。このずれをここで修正する。本発明では、先に述
べたように点群データを最初に低周波数成分からなる地
形部分の点群データ（○）と高周波数成分からなる地物
部分の点群データ（●）に２分類しておくことで、輪郭
ポリゴンに対して地物部分の点群データのみをマッチン
グさせることを実現する。したがって、内側に含まれる
地物部分の点群データがない（０）輪郭ポリゴンは、地
形部分で抽出された地面や道路部の輪郭ポリゴンと見な
して削除する。

【００２４】残った各輪郭ポリゴンに、関連付けした地
物部分の点群データの平均標高および使用写真のカメラ
外部標定要素（空間のカメラ位置、傾き）および基準面
標高から、地物の上面が正射投影された位置を推定し、
そこへ移動する。そして、移動した輪郭ポリゴンに地物
部分の点群データを重ね、各輪郭ポリゴンの内側にある
地物部分の点群データを輪郭ポリゴンに関連付けする。

【００２５】次に、輪郭ポリゴンに関連付けした地物部
分の点群データが２点又は有為な点数以上あるか否か、
その標高分布に基づき地物種別および地物の三次元的な
上面形態を特定する（ステップ１１３）。

【００２６】まず、地物上面の三次元形状分類では、地
物部分の点群データが２点以上ある輪郭ポリゴンの場
合、輪郭ポリゴンの輪郭形状と輪郭ポリゴンと関連付け
された点群データの標高分布から各地物の上面形状すな
わち、例えば図６に示すような陸屋根、切妻屋根、片流
れ屋根、ドームといった人工建造物の屋根形状および樹
冠形状等、地物上面の形状分類、決定を行う。

【００２７】輪郭ポリゴンの形状は図６に示すように概
ね矩形か円形に分けられ、また、輪郭ポリゴンに関連付
けされた地物部分の点群データの高さ方向の度数分布
（標高分布）は概ね図７の三種類に分けられる。したが
って、これら図６と図７の組み合わせから、次のように
地物の上面形状の特定が可能となる。

【００２８】形状が矩形の輪郭ポリゴンに対して、度数
分布が図７（ａ）との組み合わせの場合には陸屋根、度
数分布が図７（ｃ）との組み合わせの場合には切妻屋根
または片流れ屋根その他に特定する。形状が円形の輪郭
ポリゴンに対して、度数分布が図７（ｂ）との組み合わ
せの場合にはドームや樹木、度数分布が図７（ａ）との
組み合わせの場合にはその他に特定する。

【００２９】さらに、形状が円形の輪郭ポリゴンに関連
付けた地物部分の点群データについて、度数分布から推
定される平面または曲面からの垂直方向の平均二乗誤差
により、図８（ａ）に示すように平均二乗誤差が大きけ
れば樹木の樹冠とすることができ、図８（ｂ）に示すよ
うに平均二乗誤差が小さければ人工建造物の上面とする
ことができる。また、人工建造物の上面とされた輪郭ポ
リゴンに関連付けされた点群データについて推定される
形状からの垂直方向の平均二乗誤差が最小値になるよう
な形状を屋根の形状とすることもできる。

【００３０】次に、特定された三次元的な上面形態と地
物部分の点群データに基づき地物の三次元形状の構造化
を行い（ステップ１１４）、さらに、ノイズ等により三
次元構造化されなかった地物部分の検出および三次元構
造化を行う。（ステップ１１５）。

【００３１】例えば人工建造物の場合、ポリゴンの標高
値として、陸屋根は点群データの平均標高値を、切妻屋
根・片流れ屋根・ドームには点群データの最小値を与え
る。また、ポリゴンの三次元形状として、陸屋根は水平
面を貼り、切妻屋根・片流れ屋根・ドームは輪郭と輪郭
内すべての点群データを結ぶような三角形の面を貼る。
また、樹木の場合、ポリゴンの標高値として、点群デー
タの最小値を与え、ポリゴンの三次元形状として、輪郭
内すべての点群データを結ぶような三角形の面を貼り樹
冠とする。

【００３２】上記のように地物部分の点群データが２点
以上ある輪郭ポリゴンに対し、点群データが１点の輪郭
ポリゴンの場合には、まず、形状を矩形・円形に分類す
る。そして、矩形の輪郭ポリゴンは陸屋根の矩形建造物
とみなし、その点の標高値を上面の標高値とし、円形の
輪郭ポリゴンは単独樹とみなし、その点の標高値を樹高
標高として、その輪郭ポリゴンには輪郭ポリゴン径を元
に樹高標高より一定比率下げた標高を設定し、輪郭と点
を結ぶような多角錐の面を上面とする。

【００３３】地物の三次元構造化では、人工建造物の上
面より地形表面に垂線をおろし、内側のポリゴンについ
ては一つ外側のポリゴン輪郭の上面まで垂線をおろし、
地理空間座標の地物三次元モデルを作成する。また、樹
木については、樹冠ポリゴンは一定面積毎に重心位置に
近い点より垂線を地表までおろし幹とし、単独樹とポリ
ゴンは点の座標より地表面まで垂線をおろし幹とする地
理空間座標の樹木三次元モデルを作成する。

【００３４】ノイズ等により三次元構造化されなかった
地物部分の検出では、地物部分の点群データと三次元構
造化された地物を比較し、地形よりある一定の高さを持
った地物部分の点群データを抽出する。そして、抽出さ
れた地物部分の点群データを地物の三次元化に使用され
なかった点と見なして、この点を利用して、例えばすべ
ての点群データを結ぶことにより再度地物の三次元構造
化を行う。

【００３５】最後に、テクスチャーを貼って地形モデル
および地物モデルを三次元的に統合して三次元市街地空
間モデルを構築する（ステップ１１６）。

【００３６】地形表面モデルにオルソ画像を貼り込み、
地物の上面と側面画像を貼り付け、三次元の地形モデル
と地物モデルを統合する。地物の側面画像は、撮影画像
を三次元構造化された地物の輪郭ポリゴンに関連付け保
存することにより、地物の上面画像と共に側面画像を各
輪郭ポリゴンに貼り付ける。

【００３７】図９は本発明に係る三次元市街地空間モデ
ル作成システムの実施の形態を示す図であり、１は点群
標高データ、２は地形・地物分離部、３は航空写真デー
タ、４は輪郭ポリゴン抽出部、５は三次元空間モデル構
築部を示す。

【００３８】図９において、点群標高データ１は、例え
ば航空機搭載のレーザースキャナーにより得られる地表
表面の標高点情報を持つ三次元データであり、無属性の
地表表面の点群データである。地形・地物分離部２は、
ＦＦＴを有し周波数解析を行って点群標高データ１を地
形部分の点群データと地物部分の点群データに分離する
ものであり、先に説明した実行手順の第一段階を実行す
る。航空写真データ３は、例えば航空写真をスキャナー
でデジタル化した画像データであり、地表表面の輪郭形
状情報を有するデータである。輪郭ポリゴン抽出部４
は、航空写真データ３から輪郭ポリゴンおよびその上面
画像の抽出を行うものであり、先に説明した実行手順の
第二段階を実行する。三次元空間モデル構築部５は、地
形部分の点群データと地物部分の点群データと輪郭ポリ
ゴンに基づき三次元市街地空間モデルを構築するもので
あり、先に説明した実行手順の第三段階を実行する。

【００３９】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、航空機搭載のレーザースキャナーに
より得られる三次元の点群データと写真画像のデータを
用いて三次元市街地空間モデルを作成したが、同様の三
次元の点群データと平面の画像データであれば、例えば
家形情報を有する住宅地図その他のデータを用いてもよ
い。

【００４０】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の三次元
市街地空間モデル作成方法およびシステムによれば、航
空機により取得されたレーザー計測点と写真からほぼ自
動的に三次元の地形を作成することができ、さらに地物
の三次元形状を属性付きで作成できる。これまで都市の
三次元空間モデルは、時間を掛けて人の手で逐一入力し
ていたが、本発明により時間と経費が大幅に軽減され
る。安価な三次元市街地空間データが大量に流通すれ
ば、実都市の仮想空間を利用した産業の成長を促すとい
う効果が期待される。また、自治体の業務である固定資
産税の評価に利用すれば、１回で大量のデータ取得が出
来るため、納税者に対してより公平な課税を実現するこ
とが出来るようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る三次元市街地空間モデル作成方
法の実施の形態を説明するためのフローチャートであ
る。

【図２】 地形部分の点群データおよび輪郭ポリゴンの
例を示す図である。

【図３】 地物部分の点群データおよび輪郭ポリゴンの
例を示す図である。

【図４】 三次元市街地空間モデル構築の実行手順を説
明するための図である。

【図５】 航空写真等における地物の倒れ込みと点群デ
ータとの水平位置の関係を説明するための図である。

【図６】 地物の輪郭ポリゴンおよびその上面の形状分
類例を示す図である。

【図７】 地物上面形状と点群データの高さの度数分布
との対応を説明するための図である。

【図８】 推定される曲面からの平均二乗誤差による地
物上面の判定を説明するための図である。

【図９】 本発明に係る三次元市街地空間モデル作成シ
ステムの実施の形態を示す図である。

【符号の説明】

１…点群標高データ、２…地形・地物分離部、３…航空
写真データ、４…輪郭ポリゴン抽出部、５…三次元空間
モデル構築部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C032 HB03 HB11 HC23 5B050 AA00 BA02 BA09 EA04 EA06 EA26 FA06 5B057 AA14 DA20 DB02 DB06 DB09 DC02 DC16 5L096 FA06 FA08

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三次元計測により得られた三次元の点群
   データをコンピューターに読み込み、地形部分の点群デ
   ータと地物部分の点群データに分離する第一段階と、写
   真画像をコンピューターに読み込み、画像処理によって
   輪郭ポリゴンを作成する第二段階と、前記第一段階で分
   離した地形部分の点群データと地物部分の点群データお
   よび前記第二段階で作成した輪郭ポリゴンから市街地の
   三次元モデルを作成する第三段階とを備えることを特徴
   とする三次元市街地モデル作成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の三次元市街地モデル作成
   方法において、前記第一段階は、航空機搭載のレーザー
   スキャナーにより得られる無属性の地表表面の点群デー
   タをコンピューターに読み込み、地表表面の凹凸を複数
   の波の合成として捉え、読み込んだ点群データから低周
   波数成分を構成している地形部分と高周波数成分を構成
   している地物部分とに分けると共に、両者の隣接部比較
   を基に修正することによって、無属性の点群データを地
   物部分の点群データと地形部分の点群データに分離する
   ことを特徴とする三次元市街地モデル作成方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載の三次元市街地モデル作成
   方法において、前記第三段階は、前記第一段階の地物部
   分の点群データと前記第二段階で作成した輪郭ポリゴン
   および輪郭ポリゴンを作成した写真画像の標定要素から
   輪郭ポリゴンの水平位置を修正して修正輪郭ポリゴンを
   作成する段階と、前記修正輪郭ポリゴンの二次元形状と
   前記第一段階の地物部分の点群データから地物上面の三
   次元形状種別に分類する段階と、前記第一段階の地物部
   分の点群データと地形部分の点群データ、前記修正輪郭
   ポリゴンおよび前記三次元形状種別から地物の三次元構
   造化データを作成する段階と、前記地物の三次元構造化
   に使用されなかった地物部分の点群データを使って三次
   元構造化された地物を作成し付加する段階とを備えるこ
   とを特徴とする三次元市街地モデル作成方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載の三次元市街地モデル作成
   方法において、前記修正輪郭ポリゴンを作成する段階
   は、前記第二段階で作成した輪郭ポリゴンの内側に位置
   する地物部分の点群データの標高と前記第二段階で作成
   した輪郭ポリゴンの投影面の標高、輪郭ポリゴンを作成
   した写真画像のカメラ外部標定要素および内部標定要素
   から輪郭ポリゴンの水平位置を修正して修正輪郭ポリゴ
   ンを作成することを特徴とする三次元市街地モデル作成
   方法。
5. 【請求項５】 請求項３記載の三次元市街地モデル作成
   方法において、前記三次元形状種別に分類する段階は、
   前記修正輪郭ポリゴンの内側に含まれる地物部分の点群
   データの数と三次元座標の統計情報および前記修正輪郭
   ポリゴンの二次元形状から地物の地物種別および上面の
   三次元形態を決定することを特徴とする三次元市街地モ
   デル作成方法。
6. 【請求項６】 請求項５記載の三次元市街地モデル作成
   方法において、前記地物の三次元構造化データを作成す
   る段階は、前記上面の三次元形態および地物種別が決定
   された地物について、前記第一段階の地形部分の点群デ
   ータと地物種別および上面の三次元形態から、地物の標
   高および三次元形状を構築することを特徴とする三次元
   市街地モデル作成方法。
7. 【請求項７】 請求項５記載の三次元市街地モデル作成
   方法において、前記三次元構造化された地物を作成し付
   加する段階は、前記地物の三次元構造化に使用されなか
   った地物部分の点群データから、地物の三次元形状を決
   定し三次元データを構築することを特徴とする三次元市
   街地モデル作成方法。
8. 【請求項８】 地表表面の標高点情報を持つ三次元デー
   タと輪郭形状情報を持つ画像データに基づき三次元市街
   地空間モデルを作成する三次元市街地空間モデル作成シ
   ステムであって、前記三次元データから標高点情報によ
   り地形部分のデータと地物部分のデータに分離する地形
   ・地物分離手段と、前記画像データから輪郭ポリゴンを
   抽出する輪郭抽出手段と、前記地形・地物分離手段によ
   り分離した地物部分のデータを前記輪郭抽出手段により
   抽出した輪郭ポリゴンに対応させて地物の三次元モデル
   を作成し、前記地形部分のデータにより地物のない地形
   表面モデルを作成して統合し三次元市街地空間モデルを
   構築する三次元空間モデル構築手段とを備えたことを特
   徴とする三次元市街地空間モデル作成システム。