JP2003157287A - 空間情報データ構造に時間要素を付加した時空間情報システムとそのプログラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間情報データ構造に時間要素を付加した時
空間情報システムにおいて、データ量が膨大になること
なく、多くの管理情報を保有することができ、従来の帳
票型データベースを保有することなく帳票用のデータ出
力も可能とする。 【解決手段】 ベクトルエレメントで閉領域空間を定義
して成るベクトルデータと、閉領域空間内に任意に付与
した代表点座標を構成するコネクタエレメントに任意の
属性情報を付与して成るコネクタデータとを備え、両デ
ータは、閉領域空間内に付与された代表点座標をキーと
してリレーションさせ、これら各データに時間情報を付
与し、属性情報に変更が生じた時には、その都度、任意
座標点に新しい属性情報を付与する。こうして空間を取
り扱う地理情報システムのデータ構造に時間要素を付加
することが容易に可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、空間情報データ構
造に時間要素を付加した時空間情報システムとそのプロ
グラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、地理情報システム（Geograph
ic Information System；以下、GISという）に時間情報
を付加した時空間情報システムが知られている。一方、
例えば自治体等での情報管理システムには、一般に帳票
型のデータベースが使用されているが、自治体等で管理
している住民情報、家屋や土地に関する情報が位置的な
地理情報を持ち、また、平常時の情報と災害発生緊急時
の情報の連続性が考慮されるべきであることから、帳票
型のデータベースを時空間情報システムとリンクするこ
とが考えられる。

【０００３】しかしながら、従来の帳票型データベース
は、リレーショナルデータベースやオブジェクト指向型
データベースとしたとしても、空間（位置）情報はデー
タの１つの要素に過ぎず、リレーショナル機能を用いて
各種データの時系列変化に対応するにはデータ量が多く
なってシステムのパフォーマンスが良好でないものとな
り易く、また、自治体等での情報には公開可能な情報と
非公開な情報が混在している点から、時空間情報システ
ムとリンクすることは難しい。このため、時空間情報シ
ステムを基にしたデータの一元的統一管理や、その統一
管理下での２次的利用（帳票類の出力等）を困難として
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで、時空間情報シ
ステムにおいて、時空間を表わす座標をキーとして自治
体等で必要な帳票型の各種データを管理する手法が考え
られる。ここに、この時空間情報システムでのデータベ
ース構造としては、座標により線分を構成するベクトル
エレメントで閉領域空間を定義して成る幾何学的ベクト
ルデータと、閉領域空間内に付与した座標を構成するコ
ネクタエレメントに任意の属性情報を付与して成るコネ
クタデータとを用いる。この場合の通常の管理手法で
は、時空間を表わす座標を属性とするＩＤをキーとし
て、上記帳票型の各種データを各々属性として保有する
データ構造となり、いずれかの属性に時系列変化がある
と、その都度、新たな時空間属性を持つＩＤを付与し、
それをキーとして変更のないデータについても重複して
保有させることになり、データとしてはマトリックス構
造となる。そのため、この管理手法においても、時系列
変化の増大に伴い、データ量が膨大になり、実情に沿わ
ないものとなる。

【０００５】本発明は、上記のような問題を解消するも
のであり、時空間情報システムでのデータベース構造を
用いて、ベクトルデータとコネクタデータとを閉領域空
間内に付与された代表点座標をキーとしてリレーション
させ、属性情報に変更が生じた時には任意座標点に新し
い属性情報を付与することにより、時系列変化分だけを
新データとして持つようにしてデータ量が膨大になるこ
となく、多くの管理情報を保有することができ、しか
も、従来の帳票型データベースを保有することなく帳票
用のデータ出力も可能な、空間情報データ構造に時間要
素を付加した時空間情報システム及びそのプログラムを
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び発明の効果】上記目的
を達成するために本発明は、座標により線分を構成する
ベクトルエレメントで閉領域空間を定義して成る幾何学
的ベクトルデータと、前記閉領域空間内に任意に付与し
た代表点座標を構成するコネクタエレメントに任意の属
性情報を付与して成るコネクタデータとを備え、前記ベ
クトルデータとコネクタデータとは、前記閉領域空間内
に付与された代表点座標をキーとしてリレーションさせ
て成り、かつ、これらベクトルデータとコネクタデータ
には時間情報が付与され、前記属性情報に変更が生じた
時には、その都度、該当の前記閉領域空間内の任意座標
点に新しい属性情報を時間情報とともに付与するように
した空間情報データ構造に時間要素を付加した時空間情
報システムである。

【０００７】本発明によれば、属性情報に変更が生じた
時に、閉領域空間内の任意座標点に新しい属性情報を時
間情報とともに付与される。各種属性情報は時空間情報
に関連付けられ、属性情報に変更が生じたとき変化分情
報だけを新データとするので、コンパクトにデータを収
めることができる。これにより、空間を取り扱う地理情
報システムのデータ構造に時間要素を付加することが容
易に可能となる。その点、従来のマトリックス構造のデ
ータベースでは時系列変化を付加すると、新たなＩＤを
キーとしてデータを重複して保有することから、データ
量が膨大になり易い。さらに本発明によれば、閉領域空
間内の代表点座標を構成するコネクタエレメントをキー
として、ベクトルエレメントにより定義された閉領域空
間内を検索することにより、時系列での当該閉領域空間
内の任意座標点に付与された新しい属性情報について取
得することができる。

【０００８】本発明は、上記構成において、前記ベクト
ルデータが地図上での境界情報又は家屋の形状情報であ
り、前記コネクタデータの属性情報が、家屋所在地、家
屋番号、家屋所有者等の属性情報であり、時間と主とな
るコネクタデータがユーザにより指定されることで、対
象となる空間内に含まれる他の属性情報を検索、抽出し
て帳票データを作成する帳票データ作成機能手段を備え
たものとすればよい。これにより、家屋情報を管理する
場合に、従来のマトリックス構造のデータベースを保有
することなく、帳票データを作成することができる。

【０００９】本発明は、上記構成において、時間をシフ
トさせた検索により、属性情報に変更が生じたイベント
の時系列情報を出力する時系列分析機能手段を備えたも
のとすることができる。これにより、指定した時間に対
応したデータの出力表示、検索が可能となる。

【００１０】本発明は、座標により線分を構成するベク
トルエレメントで閉領域空間を定義して成る幾何学的ベ
クトルデータと、前記閉領域空間内に任意に付与した代
表点座標を構成するコネクタエレメントに任意の属性情
報を付与して成るコネクタデータとを用い、コンピュー
タに、前記ベクトルデータとコネクタデータとを、前記
閉領域空間内に付与された代表点座標をキーとしてリレ
ーションさせる手順と、これらベクトルデータとコネク
タデータに時間情報を付与する手順と、前記属性情報に
変更が生じたイベント時に、その都度、該当の前記閉領
域空間内の任意座標点に新しい属性情報を付与する手順
と、を実行させるプログラムである。このプログラムを
コンピュータに実行させることにより、上記機能を達成
することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施形
態について図面を参照して説明する。図１は、時空間情
報システムの構成を示す。本システムは、ベクトルエレ
メント・コネクタエレメントからなる地理データ１と、
地理データ１の管理・描画・検索を行うコンピュータの
コア部分２と、実体の定義などの初期化情報３と、属性
データベースの参照・更新、ユーザに対するＧＵＩを構
築するアプリケーション部分４と、コネクタ情報と関連
付けられる属性データベース５とから構成される。地理
データ１のベクトルエレメントは幾何学的図形情報であ
り、コネクタエレメントは位置と属性情報の連結を行う
ものである。コア部分２は、定義情報の取得、地図の描
画、エレメント検索の機能を持つ。アプリケーション部
分４は、各エレメントの追加、削除、時間情報の付加、
定義情報の変更、時間情報の設定などの機能を持つ。

【００１２】アプリケーション部分４は、ベクトルデー
タとコネクタデータとを閉領域空間内に付与された代表
点座標をキーとしてリレーションさせる手順と、これら
ベクトルデータとコネクタデータに時間情報を付与する
手順と、属性情報に変更が生じたイベント時に、その都
度、該当の閉領域空間内の任意座標点に新しい属性情報
を付与する手順とを、コンピュータに実行させるための
プログラムを含む。

【００１３】本システムにおける地理データ１では、幾
何学的図形情報の閉空間内にユーザにより任意に指定さ
れた座標をコネクタとして任意の属性情報を時間情報と
ともに付与される。以下に、この属性情報について、自
治体で使用される家屋情報の管理を例にとって説明す
る。図２は従来の家屋情報を管理する帳票データ例であ
る。自治体では、家屋情報は固定資産として管理されて
おり、その項目（属性情報）は多数あるが、ここでは簡
単のため、家屋所在地、家屋番号、家屋所有者、建築
年、評価額の５つの独立な項目のみに限定して示してい
る。ここに、家屋番号14-1の家屋は、１９９６年度に所
有者が変更されている。図３は、上記図２に示す帳票情
報を本システムで管理する場合のデータすなわち、地理
データ１における属性情報の持ち方を概念的に示してい
る。

【００１４】本システムにおいては属性情報に変更が生
じた時に、閉領域空間内に任意に座標点を取り、そこに
新しい属性情報を時間情報とともに付与する。これによ
り、空間を取り扱う地理情報システムのデータ構造に時
間要素を付加することが容易に可能となる。そして、属
性情報に変更が生じたとき変化分情報のみが新データと
なるので、従来のマトリックス構造のデータベースに較
べて、データをコンパクトに収めることができる。さら
に、閉領域空間内の代表点座標を構成するコネクタエレ
メントをキーとして、ベクトルエレメントにより定義さ
れた閉領域空間内を検索することができる。これによ
り、時系列での閉領域空間内の任意座標点に付与された
新しい属性情報を取得することができる。

【００１５】具体的には、時間を指定し、家屋番号を代
表するコネクタをもとに空間検索を行うことで、以下に
述べる手順により、その他４つの情報を得ることができ
る。このため、ユーザ定義によるフレキシブルな帳票デ
ータ作成も可能である。また、家屋所在地、家屋番号、
家屋所有者のみを情報として取り出し帳票を作りたい時
は、それらを表わすコネクタ種別番号を用いることで可
能となる。また、本システムのデータ管理では、時間指
定での帳票データ取り出しも可能であるので、例えば、
災害時におけるＧＩＳでの２次利用も容易に行える。

【００１６】図４は家屋情報を管理する帳票データの帳
票作成のフローを示す。図３の例を用いて、このフロー
を具体的に説明する。図５は図３のデータの空間構成を
示している。図６は出力しようとする帳票のイメージを
示している。このとき、図４のフローの（１）〜（９）
の各段階では、以下のような情報処理が行われる。

【００１７】（１）帳票作成の基準日（Date1）を指定 例えば、1995年1月1日を指定する。つまり、Date1=1995
年1月1日を指定する。 （２）主キーとなるコネクタ種別（C1）を指定 家屋番号を主キーとして考える。つまり、C1＝２と指定
する。 （３）対象となる空間を指定（Si） 対象となる空間は、町と家屋になる。つまり、S1=１、S
2＝２と指定する。 （４）出力対象となるコネクタ種別（Cij）を選択 出力対象となるコネクタは、家屋番号、所在地、家屋所
有者であるので、C11＝１、C21＝２、C22＝３とする
（評価額は対象外）。 （５）出力帳票スキーマ（Schema1）を作成 図６より、C11 ，C21，C22の順で出力することになる。
つまり、Schema1＝｛C11，C21，C22｝となる。 （６）代表点座標（Pk）取り出し 図３より、P1は家屋番号14-1，P2は家屋番号10のコネク
タの代表点座標となる。 （７）代表点座標Pkを基点とした空間検索によりコネク
タ種別Cijを持つコネクタの取り出し 空間S1に対して、P1を基点とした空間検索よりコネクタ
種別C11を持つコネクタ（町名○○町のコネクタ）を取
り出し、P2を基点とした空間検索よりコネクタ種別C11
を持つコネクタ（町名△△町のコネクタ）を取り出す。
空間S2に対して、P1を基点とした空間検索よりコネクタ
種別C21を持つコネクタ（家屋番号14-1のコネクタ）
と、C22を持つコネクタ（家屋所有者明石一郎を持つコ
ネクタ）を取り出し、P2を基点とした空間検索よりコネ
クタ種別C21を持つコネクタ（家屋番号10のコネクタ）
と、C22を持つコネクタ（家屋所有者神戸次郎を持つコ
ネクタ）を取り出す。 （８）取り出したコネクタに付随する属性Aijkの取り出
し A111=○○町、A211＝14-1、A221＝明石一郎／A112=△△
町、A212＝10、A222＝神戸次郎 （９）AijkをSchema1に対応し出力 図７は、その出力例を示している。

【００１８】上記例においては、ベクトルデータが地図
上での境界情報又は家屋の形状情報であり、コネクタデ
ータの属性情報が、家屋所在地、家屋番号、家屋所有者
等の属性情報であり、時間と主となるコネクタデータが
ユーザにより指定されることで、時空間地理情報より空
間検索により、従来のマトリックス構造のデータベース
を保有することなく、対象となる空間内に含まれる他の
属性情報を検索、抽出して帳票データを作成することが
できる（帳票データ作成機能）。

【００１９】図８（ａ）（ｂ）は、閉領域空間内の任意
座標に当該空間についての属性情報を持たせる様子とデ
ータの持ち方を概念的に示している。ここでは、閉領域
空間として建物枠を例に取り、閉領域空間が変更つまり
建物がある時点で増築され、また、家屋所有者が変更に
なった場合を示している。閉領域空間は、図８（ｂ）に
示したように、時間ｔ１の時点で、座標点Ｐ１，Ｐ２，
Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５と、座標点Ｐ５，Ｐ６，Ｐ１とを各々
結んだ線のベクトルデータＶ１，Ｖ２により定義され
（時間情報も持つ、以下同じ）、時間ｔ２の時点で、増
築されたことにより、座標点Ｐ５，Ｐ７，Ｐ１を結んだ
線のベクトルデータＶ３により定義される。

【００２０】閉領域空間内の代表点Ｄ１が座標Ｐ_Ｄ１か
らなるコネクタエレメントに付与され、任意の属性情
報、例えば、家屋所有者情報Ａ１−１が閉領域空間内に
任意に指定した座標のコネクタエレメントに付与され
る。また、同様に閉領域空間内の任意指定座標のコネク
タエレメントにその他の任意の属性情報Ａ２−１などが
付与されている。時間ｔ２の時点で閉領域空間内の任意
指定座標のコネクタエレメントに、家屋所有者情報Ａ１
−１’ が変更されている。

【００２１】このように、属性情報に変更が生じたイベ
ント時に、閉領域空間内の任意座標点に新しい属性情報
を時間情報とともに付与することで、各種属性情報は時
空間情報に関連付けられることになり、空間を取り扱う
地理情報システムのデータ構造に時間要素を付加するこ
とが可能となる。また、属性情報に変更が生じたとき変
化分情報だけが新データとなるので、データ量のコンパ
クト化が図れる。さらには、代表点Ｄ１の座標Ｐ_Ｄ１か
らなるコネクタエレメントをキーとして、時間シフトに
よる閉領域空間検索により、属性情報に変更が生じたイ
ベントの時系列情報を出力することができる（時系列分
析機能）。これにより、指定した時間に対応したデータ
の出力表示、検索が可能となる。

【００２２】図９は、属性情報を統合することが可能で
あることを概念的に示している。本発明では、上述した
ように、属性情報を時空間の位置に直接関係付けしてい
るので、自治体などの部署毎に独立に情報を管理してい
る場合であっても、同図に示したように、それら情報を
必要な時に結合することができる。それぞれの情報は直
接場所つまり時空間の位置に関係付けられているため、
管理は異なっても、情報は同じ場所に関係付けられてい
ることになる。ここに、部署間でユニーク番号などを共
通化しなくても、地図に書かれている境界や家屋の形状
の情報を共有することで、データベースの統合が保証さ
れる。従って、緊急時などには容易に情報を統合するこ
とができ、さらに必要に応じて、どの情報も地図と一緒
に可視化することができる。なお、本発明は上記実施例
構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で任意に
変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態による時空間情報システム
のブロック構成図。

【図２】 従来の家屋情報を管理する帳票データ例を示
す図。

【図３】 図２に示す帳票情報を本発明のシステムで管
理する場合の空間データにおける属性情報の持ち方を概
念的に示す図。

【図４】 本発明のシステムによる、家屋情報を管理す
る帳票データの帳票作成のフローチャート。

【図５】 図３のデータの本発明システムでの空間構成
を示す図。

【図６】 本発明のシステムで出力しようとする帳票の
イメージを示す図。

【図７】 その出力例を示す図。

【図８】 （ａ）（ｂ）は閉領域空間内の任意座標に当
該空間についての属性情報を持たせる様子とデータの持
ち方を概念的に示す図。

【図９】 本発明のシステムにおいて属性情報を統合す
ることが可能であることを概念的に示す図。

【符号の説明】

１ 地理データ ２ コンピュータのコア部分 ３ 初期化情報 ４ アプリケーション部分 ５ 属性データベース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B050 AA07 BA07 BA17 DA10 5B075 NK24 NK46 QT06 UU14

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座標により線分を構成するベクトルエレ
   メントで閉領域空間を定義して成る幾何学的ベクトルデ
   ータと、 前記閉領域空間内に任意に付与した代表点座標を構成す
   るコネクタエレメントに任意の属性情報を付与して成る
   コネクタデータとを備え、 前記ベクトルデータとコネクタデータとは、前記閉領域
   空間内に付与された代表点座標をキーとしてリレーショ
   ンさせて成り、かつ、 これらベクトルデータとコネクタデータには時間情報が
   付与され、 前記属性情報に変更が生じた時には、その都度、該当の
   前記閉領域空間内の任意座標点に新しい属性情報を時間
   情報とともに付与することを特徴とする空間情報データ
   構造に時間要素を付加した時空間情報システム。
2. 【請求項２】 前記ベクトルデータが地図上での境界情
   報又は家屋の形状情報であり、前記コネクタデータの属
   性情報が、家屋所在地、家屋番号、家屋所有者等の属性
   情報であり、 時間と主となるコネクタデータがユーザにより指定され
   ることで、対象となる空間内に含まれる他の属性情報を
   検索、抽出して帳票データを作成する帳票データ作成機
   能手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の空間情
   報データ構造に時間要素を付加した時空間情報システ
   ム。
3. 【請求項３】 時間をシフトさせた検索により、属性情
   報に変更が生じたイベントの時系列情報を出力する時系
   列分析機能手段を備えたことを特徴とする請求項２記載
   の空間情報データ構造に時間要素を付加した時空間情報
   システム。
4. 【請求項４】 座標により線分を構成するベクトルエレ
   メントで閉領域空間を定義して成る幾何学的ベクトルデ
   ータと、前記閉領域空間内に任意に付与した代表点座標
   を構成するコネクタエレメントに任意の属性情報を付与
   して成るコネクタデータとを用い、 コンピュータに、前記ベクトルデータとコネクタデータ
   とを、前記閉領域空間内に付与された代表点座標をキー
   としてリレーションさせる手順と、 これらベクトルデータとコネクタデータに時間情報を付
   与する手順と前記属性情報に変更が生じたイベント時
   に、その都度、該当の前記閉領域空間内の任意座標点に
   新しい属性情報を付与する手順と、 を実行させることを特徴とする空間情報データ構造に時
   間要素を付加した時空間情報システム用のプログラム。