JP2003216023A - System for automatically generating numerical height model using topographical map information - Google Patents

System for automatically generating numerical height model using topographical map information

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JP2003216023A
JP2003216023A JP2002015479A JP2002015479A JP2003216023A JP 2003216023 A JP2003216023 A JP 2003216023A JP 2002015479 A JP2002015479 A JP 2002015479A JP 2002015479 A JP2002015479 A JP 2002015479A JP 2003216023 A JP2003216023 A JP 2003216023A
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JP
Japan
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point
contour line
topographic map
unknown
contour
Prior art date
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Japanese (ja)
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Takashi Watanabe
邊 孝 志 渡
Hideshi Abe
部 英 志 阿
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AMS KK
Original Assignee
AMS KK
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an automatic numerical height model generation system for automatically generating a numerical height model of high resolution by using topographical map information. <P>SOLUTION: The system 10 is provided with at least a topographical map recognition processing means 6 consisting of an image input means 6a, a contour extraction means 6b, an identification labeling means 6c, a noise information removing means 6d, and a connection restoring processing means 6e, a contour part height data generation means 7, an unknown point interpolation means 8 consisting of a falling-water line passage point detection means 8a and monotone function interpolation operation means 8b, and a shaping processing means 9. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、市販の地形図や大
縮尺の測量図から等高線を抽出し、高い水平分解能の数
値標高情報を生成する数値標高モデル自動生成システム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital elevation model automatic generation system for extracting contour lines from a commercially available topographic map or a large-scale survey map and generating digital elevation information with high horizontal resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来等高線を有する地図情報は、国土地
理院発行の縮尺25,000分の1地形図が市販され広
い地域が網羅されている。しかし、その地図データを読
み取り等高線の標高値に従って3次元データを作成して
も、高さ方向のデータは等高線の分布に依存するため段
差を有し実際の地形に近似した3次元データは得られな
い問題があった。また、デジタルデータとして国土地理
院発行の「数値地図」が発行されているが、水平分解能
が約50mメッシュに留まっており、数mメッシュの高
分解能な数値標高モデルは得られない問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, map information having contour lines covers a wide area with a 15,000 scale topographic map issued by the Geographical Survey Institute. However, even if the map data is read and three-dimensional data is created according to the elevation values of the contour lines, the data in the height direction depends on the distribution of the contour lines, and therefore, three-dimensional data having a step and approximating the actual topography can be obtained. There was no problem. In addition, although a "numerical map" issued by the Geospatial Information Authority of Japan is issued as digital data, the horizontal resolution is limited to about 50 m mesh, and there was a problem that a high-resolution numerical elevation model of several m mesh could not be obtained. .

【0003】このため、等高線データから数値標高モデ
ルを生成する方法として、直線3次スプライン補間な
どの多項式補間方法、モルフォロジー補間などの線形
補間方法、1次元補間方法などが提案されているが、
では、不都合な瘤や凹みを生じる振動の発生、では
等高線付近の地形が滑らかにならない、では、8方位
に走る線状ノイズが多数発生するなどの問題があり、実
用的に満足できる数値標高モデル生成法が確立されてい
なかった。
For this reason, polynomial interpolation methods such as linear cubic spline interpolation, linear interpolation methods such as morphological interpolation, and one-dimensional interpolation methods have been proposed as methods for generating a digital elevation model from contour line data.
There are problems such as the occurrence of vibrations that cause inconvenient bumps and dents, that the topography near the contour line is not smooth, and that there are many linear noises running in eight directions. The production method was not established.

【0004】しかし、前記の多項式補間方法では、等
高線付近の地形が滑らかに生成され、の線形補間では
不都合な瘤や凹みを生じる振動の発生が少ないなど各々
の手法の利点があることが知られている。
However, it is known that the above polynomial interpolation method has advantages of each method such that the terrain near the contour line is smoothly generated, and that the linear interpolation does not generate vibrations causing inconvenient bumps and dents. ing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
に鑑みてなされたものであり、3本以上の隣接等高線を
利用する多項式補間方法と、単調関数を用いる線形補間
方法の長所を組み合わせた補間手段を備え、高分解能な
数値標高モデルを自動生成する地形図情報を用いた数値
標高モデル自動生成システムの提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and combines the advantages of a polynomial interpolation method using three or more adjacent contour lines and a linear interpolation method using a monotone function. It is an object of the present invention to provide a digital elevation model automatic generation system using topographic map information for automatically generating a high-resolution digital elevation model, which is provided with an interpolating means.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の地形図情報を用
いた数値標高モデル自動生成システムは、地形図をデジ
タルデータとして読込むスキャナーを備えたコンピュー
タシステムからなる数値標高モデル自動生成システムで
あって、前記コンピュータの中央処理制御部には、等高
線が描画された地形図情報から等高線を構成する点列デ
ータからなる等高線ベクターデータを生成する地形図認
識処理手段と、前記等高線ベクターデータのそれぞれの
隣接関係から等高線標高値を付与する等高線部標高デー
タ生成手段と、等高線部以外の標高未知点の標高を標高
未知点近傍の等高線部から推計して数値標高モデルを生
成する未知点補間手段と、生成された数値標高モデルの
地形段差の平滑化を行なう整形処理手段とを備え、前記
未知点補間手段は、標高値を得たい未知点を挟む2本の
等高線上の最近接点と、それぞれの最近接点の外側隣接
等高線上の最近接点との4点の座標・標高値と、未知点
の座標値を代入した単調関数を用いて求めることを特徴
とする。
A digital elevation model automatic generation system using topographic map information of the present invention is a digital elevation model automatic generation system comprising a computer system equipped with a scanner for reading a topographic map as digital data. In the central processing control unit of the computer, topographic map recognition processing means for generating contour line vector data composed of point sequence data forming a contour line from topographic map information in which contour lines are drawn, and each of the contour line vector data. Contour line elevation data generating means for giving contour line elevation values from adjacency relations, and unknown point interpolating means for estimating the elevations of elevation unknown points other than the contour line portion from the contour line portion near the elevation unknown point to generate a digital elevation model, Shaping means for smoothing the terrain step of the generated digital elevation model, wherein the unknown point interpolation means is Substituted the coordinates and elevation values of the four closest points on the two contour lines sandwiching the unknown point for which the altitude value is desired to be sandwiched, and the closest points on the contour lines outside and adjacent to each closest point, and the coordinate value of the unknown point. The feature is that it is obtained by using a monotone function.

【0007】本発明によれば、全国の地形が網羅されて
いる市販の地形図をスキャナーで読込ませる容易な操作
によって、所望の地域の標高数値情報を、所望の分解能
メッシュで得ることができる。このため、自然な地形を
再現した3次元データを得ることにより、実際地形に近
似した鳥瞰図などの3次元画像や、土木工事計画データ
への活用を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain elevation numerical information of a desired area with a desired resolution mesh by an easy operation of causing a scanner to read a commercially available topographical map covering all the terrain of the whole country. Therefore, by obtaining three-dimensional data that reproduces natural terrain, it is possible to use the data for a three-dimensional image such as a bird's-eye view that approximates the actual terrain and for civil engineering work planning data.

【0008】また、本発明の未知点補間手段によれば、
標高未知点に隣接する異なる4本の等高線上の4点の座
標・標高値から2つの単調関数を生成して用いることに
より、従来の手法における不都合な瘤や凹みを生じる振
動の発生、等高線付近の地形が滑らかにならない、8方
位に走る線状ノイズが多数発生する問題を除去すること
ができる。
According to the unknown point interpolation means of the present invention,
By generating and using two monotonic functions from the coordinates / elevation values of four points on four different contour lines adjacent to an unknown altitude point, the generation of vibrations that cause inconvenient bumps and dents in the conventional method, near contour lines It is possible to eliminate the problem that a lot of linear noises running in eight directions are generated and the terrain is not smooth.

【0009】さらに、処理時間は高速な多項式補間方法
と線形補間方法の処理時間に対し中間に位置する高速処
理を実現することができる。このため、入手可能な市販
のパーソナルコンピュータ上で実用的な処理時間で数値
標高モデルを自動生成することができる。
Further, it is possible to realize a high-speed processing which is located in the middle of the processing time of the high-speed polynomial interpolation method and the processing time of the linear interpolation method. Therefore, it is possible to automatically generate a digital elevation model in a practical processing time on an available commercial personal computer.

【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記未知点補間手段は、標高値を得たい未知点
を挟む2本の等高線上の最近接点P2,P3と、P2点
外側の隣接等高線上の最近接点P1と、P3点外側の隣
接等高線上の最近接点P4とを求める落水線通過点検出
手段と、P1,P2,P3を通る単調関数f(x)
と、P2,P3,P4を通る単調関数f(x)を用い
て未知点座標とP2,P3点との距離を按分計算するf
(x)により標高を求める単調関数補間演算手段とから
構成することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the unknown point interpolating means is the closest points P2, P3 and P2 on the two contour lines sandwiching the unknown point whose altitude value is to be obtained. the closest point P1 on adjacent contours Tensotogawa, P3 and nearest point P4 on adjacent contours and drainage line pass point detection means for obtaining a Tensotogawa, P1, P2, monotonic functions through P3 f 1 (x)
And the distance between the unknown point coordinates and the points P2 and P3 is proportionally calculated using the monotone function f 2 (x) passing through P2, P3 and P4.
It is characterized by comprising a monotone function interpolation calculation means for obtaining the altitude by (x).

【0011】本発明によれば、3点を通る関数は上に
凸、または下に凹で、且つ右上がり、または右さがりの
4つの単調性を有する2つの関数f1(x)とf2
(x)から、P2点とP3点の間の求める未知点の標高
を表わすf(x)を求めるため、傾斜部地形を自然に再
現することができる。また、鞍部の場合には、等高線と
の交点を常に標高値が減少する方向に求めてP点を設定
することにより同様の効果を得ることができる。
According to the present invention, two functions f1 (x) and f2 having four monotonicities, that is, a function passing through three points is upwardly convex or downwardly concave, and has an upward slope or a downward slope.
Since f (x) representing the elevation of the unknown point between points P2 and P3 is obtained from (x), the slope topography can be naturally reproduced. Further, in the case of the saddle part, the same effect can be obtained by setting the point P by always obtaining the intersection with the contour line in the direction in which the elevation value decreases.

【0012】請求項3の発明は、請求項2記載の発明で
あって、前記未知点補間手段は、標高値を得たい未知点
が山頂部近傍で、前記P1点を求める等高線が存在しな
い場合、最内側等高線からの距離変換値が最大の点を山
頂P1点とし標高値を推定してf(x)を単峰関数と
した単調関数演算手段とから構成することを特徴とす
る。
A third aspect of the invention is the invention according to the second aspect, wherein the unknown point interpolating means has an unknown point whose elevation value is to be obtained in the vicinity of the summit and there is no contour line for obtaining the P1 point. , A monotonic function computing means that estimates a height value by setting a point having the maximum distance conversion value from the innermost contour line as a peak P1 point and uses f 1 (x) as a unimodal function.

【0013】請求項4の発明は、請求項2記載の前記単
調関数f(x)と単調関数f(x)の関数形は数式
1、前記P2,P3との距離を按分する単調関数f
(x)は数式3を用い、請求項3記載のf(x)の関
数形は数式2を用いることを特徴とする。この発明によ
れば、山頂部付近であっても、単調関数演算手段を適用
することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the monotonic function f 1 (x) and the monotonic function f 2 (x) of claim 2 have a function form of Equation 1, and a monotone function for apportioning the distance between the P2 and P3. f
Formula (3) is used for (x), and Formula 2 is used for the functional form of f 1 (x). According to the present invention, the monotone function operation means can be applied even near the top of a mountain.

【0014】請求項5の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記地形図認識処理手段は、等高線が描画され
た地形図の画像入力手段と、入力された画像データから
色認識により等高線情報のみを抽出する等高線抽出手段
と、抽出された等高線情報を細線化処理し点列データと
して識別する識別ラベリング手段と、画像中の枝、分
岐、短絡線を含む雑音情報を除去する雑音情報除去手段
と、地形図の地名、標高数値、地形記号表示による断線
等高線の接続復元処理手段とを備えることを特徴とす
る。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, wherein the topographic map recognition processing means uses image input means for the topographic map in which contour lines are drawn, and color recognition is performed from the input image data. Contour line extraction means for extracting only contour line information, identification labeling means for thinning the extracted contour line information to identify it as point sequence data, and noise information for removing noise information including branches, branches and short-circuit lines in the image It is characterized in that it is provided with a removing means and a connecting and restoring processing means of a contour name of a topographic map, a numerical value of an altitude, and a broken contour line by displaying a topographical symbol.

【0015】この発明によれば、市販の25,000分
の一地形図や、大縮尺の測量図から等高線の数値地図デ
ータを得て、さらに精細なメッシュの数値地図データを
得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain digital map data of contour lines from a commercially available 1 / 25,000 topographic map or a large-scale survey map, and to obtain digital map data of a finer mesh.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細にに説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の数値標高モデル自動生成
システム10の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a digital elevation model automatic generation system 10 of the present invention.

【0018】図1において、1は、等高線が描かれた地
形図を読込むスキャナーである。このスキャナーは市販
の地形図で茶色で印刷されている等高線を識別するため
カラー情報をデジタル情報として識別可能なものを用い
る。2は画像表示装置(ディスプレィ)、3はキーボー
ド、マウスなどの入力装置である。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a scanner for reading a topographic map in which contour lines are drawn. This scanner uses color information that can be identified as digital information in order to identify contour lines printed in brown on a commercial topographic map. Reference numeral 2 is an image display device (display), and 3 is an input device such as a keyboard and a mouse.

【0019】本発明の数値標高モデル自動生成システム
10は、データベース4と、中央処理制御装置5に、少
なくとも以下のデータテーブルと処理手段を備える。
In the digital elevation model automatic generation system 10 of the present invention, the database 4 and the central processing control device 5 are provided with at least the following data tables and processing means.

【0020】前記データベース4は、スキャナー1から
読込んだ地形図デジタル画像情報を記録する原地形図デ
ジタルデータテーブル4aと、原データから等高線を抽
出して記録した等高線抽出デジタルデータテーブル4b
と、等高線の点列座標情報に標高値を付加して記録した
等高線数値標高テーブル4cと、等高線間の座標に標高
値を補間して記録した高精細補間数値標高モデルデータ
テーブル4dと、補間標高の不自然な地形を整形した整
形後の数値標高モデルデータテーブル4eとを少なくと
も備える。
The database 4 includes an original topographic map digital data table 4a for recording the digital image information of the topographic map read by the scanner 1, and a contour line extraction digital data table 4b for recording contour lines extracted from the original data.
And a contour line numerical elevation table 4c in which the elevation value is added to the point sequence coordinate information of the contour line, a high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d in which the elevation value is interpolated and recorded at the coordinates between the contour lines, and an interpolated elevation And at least the shaped digital elevation model data table 4e after shaping the unnatural terrain.

【0021】前記中央処理制御装置5は、地形図認識処
理手段6と、等高線部標高データ生成手段7と、未知点
補間手段8と、整形処理手段9とを備える。
The central processing control device 5 comprises a topographic map recognition processing means 6, a contour line elevation data generating means 7, an unknown point interpolation means 8, and a shaping processing means 9.

【0022】前記地形図認識処理手段6は、画像入力手
段6aと、等高線抽出手段6bと、識別ラベリング手段
6cと、雑音情報除去手段6dと、接続復元処理手段6
eとを備える。
The topographic map recognition processing means 6 is an image input means 6a, a contour line extraction means 6b, an identification labeling means 6c, a noise information removal means 6d, and a connection restoration processing means 6.
e and.

【0023】前記画像入力手段6aは、スキャナー1を
用いて目的の原地形の地形図を読込み、前記データベー
ス4の原地形図デジタルデータテーブル4aに記録する
手段である。
The image input means 6a is a means for reading the topographic map of the target original topography using the scanner 1 and recording it in the original topographic map digital data table 4a of the database 4.

【0024】図2は、地形図認識処理手段の処理の結果
を示す。図2(a)は、市販の25,000分の1の岩
手山頂上付近の地形図を読込んだ実施例である。図示の
ように、この地形画像情報では、等高線のほかに、地
名、標高数値、地形記号などが含まれている。
FIG. 2 shows the result of processing by the topographic map recognition processing means. FIG. 2A is an example in which a commercially available topographic map around the top of Mt. Iwate of 1 / 25,000 is read. As shown in the figure, in addition to the contour lines, this topographic image information includes place names, elevation values, topographic symbols, and the like.

【0025】前記等高線抽出手段6bは、原地形図デジ
タルデータテーブル4aから等高線部分のみを抽出して
等高線抽出デジタルデータテーブル4bに記録する手段
である。この手段は、市販の国土地理院発行の地形図の
場合、茶色で印刷されている等高線を識別する方法で行
なう。
The contour line extracting means 6b is means for extracting only the contour line portion from the original topographic map digital data table 4a and recording it in the contour line extraction digital data table 4b. This is done by identifying the contour lines printed in brown in the case of a topographic map issued by the Geographical Survey Institute of Japan.

【0026】図2(b)は、図2(a)の地形画像情報
から等高線を抽出した実施例である。100m毎の等高
線が太く表記されている。また、地名、標高数値、地形
記号などの表記印刷されていた部分は等高線が切れてい
る。
FIG. 2B shows an embodiment in which contour lines are extracted from the topographic image information shown in FIG. The contour lines for every 100 m are bolded. Also, the contour lines are cut off in the printed parts such as place names, elevation values, and topographic symbols.

【0027】前記識別ラベリング手段6cは、等高線の
ラベリングと細線化を行なう手段である。また、前記雑
音情報処理手段6dは、短線分や、枝、分岐点など等高
線以外の情報を除去する手段である。図2(c)は、図
2(b)を処理した結果である。
The identification labeling means 6c is a means for labeling and thinning contour lines. The noise information processing means 6d is means for removing information other than contour lines such as short line segments, branches and branch points. FIG. 2C is the result of processing FIG. 2B.

【0028】前記接続復元処理手段6eは、等高線の接
続が断線している個所について同一標高の等高線を接続
する手段である。この手法としては、公知の拡張ボロノ
イ線図の手法を用いて行なうことができる。図2(d)
は、図2(c)に対して接続復元処理を行なっているボ
ロノイ線図の例である。
The connection restoration processing means 6e is means for connecting contour lines of the same elevation at the places where the contour lines are disconnected. As this technique, a well-known technique of the extended Voronoi diagram can be used. Figure 2 (d)
2 is an example of a Voronoi diagram in which connection restoration processing is performed on FIG.

【0029】図3は、前記地形図認識処理手段6による
処理結果の等高線抽出デジタルデータテーブル4bの結
果を示す実施例である。この時、等高線抽出デジタルデ
ータテーブル4bの等高線情報は1画素の点列情報とし
て記録される。
FIG. 3 is an embodiment showing the result of the contour line extraction digital data table 4b of the processing result by the topographic map recognition processing means 6. At this time, the contour line information of the contour line extraction digital data table 4b is recorded as point sequence information of one pixel.

【0030】前記等高線部標高データ生成手段7は、等
高線抽出デジタルデータテーブル4bから等高線点列情
報を読み出し、基準とする等高線に外部から与えられる
標高値に基づいてすべての等高線の点列座標データに標
高値を付与し、前記等高線数値標高テーブル4cに記録
する手段である。
The contour line elevation data generation means 7 reads out contour line point sequence information from the contour line extraction digital data table 4b, and converts it into point sequence coordinate data of all the contour lines based on the elevation value given to the reference contour line from the outside. It is means for giving an elevation value and recording it in the contour line numerical elevation table 4c.

【0031】次に、等高線の間の標高未知点Xを求める
手段について説明する。なお、標高未知点Xの設定は、
数値標高モデルの精度(分解能)を何mメッシュとする
かにより設定される。以下の説明は、求める標高未知点
X(注目点)の一つ毎に行われる補間処理について説明
する。
Next, a means for obtaining an altitude unknown point X between contour lines will be described. In addition, the setting of the altitude unknown point X is
It is set depending on how many meshes the accuracy (resolution) of the digital elevation model is. In the following description, the interpolation process performed for each one of the obtained altitude unknown points X (points of interest) will be described.

【0032】前記未知点補間手段8は、落水線通過点検
出手段8aと、単調関数補間演算手段8bとから構成さ
れ、標高未知点Xの座標(x、y)に対して標高値zを
演算する。
The unknown point interpolating means 8 is composed of a drop line passing point detecting means 8a and a monotone function interpolation calculating means 8b, and calculates an altitude value z for the coordinates (x, y) of the altitude unknown point X. To do.

【0033】前記落水線通過点検出手段8aは、標高未
知点Xを挟む2本の等高線上に、最近接点P2,P3を
求める。次に、P2点からさらに外側の隣接等高線上の
最近接点P1を、P3点からさらに外側の隣接等高線上
の最近接点P4を求める手段である。これは、標高未知
点Xを通過する降水の流線(落水線)を近似的に求める
ことに相当する。
The falling line passing point detecting means 8a finds the closest points P2 and P3 on two contour lines sandwiching the altitude unknown point X. Next, it is means for obtaining the closest point P1 on the adjacent contour line further outside from the point P2 and the closest point P4 on the adjacent contour line further outside from the point P3. This corresponds to approximately obtaining the flow line (falling line) of precipitation passing through the altitude unknown point X.

【0034】図4は、本発明の落水線通過点検出手段の
説明図である。P1〜P4は落水線と等高線の交点を示
す。図4(a)は傾斜部、(b)は鞍部、(c)は山頂
付近、(d)は山頂部を示す。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the falling line passing point detecting means of the present invention. P1 to P4 indicate the intersections of the falling line and the contour line. FIG. 4A shows a sloped portion, FIG. 4B shows a saddle portion, FIG. 4C shows the vicinity of the summit, and FIG. 4D shows the summit.

【0035】図4(a)に示すように、まず、標高未知
点Xを挟む等高線T2,T3上の最近接点P2,P3を
求め、P2点の外側の等高線T1上のP2点からの最近
接点P1を求め、P3点の外側の等高線T4上のP3点
からの最近接点P4を求める。
As shown in FIG. 4 (a), first, the closest points P2 and P3 on the contour lines T2 and T3 that sandwich the altitude unknown point X are found, and the closest point from the point P2 on the contour line T1 outside the point P2. P1 is obtained, and the closest point P4 from the point P3 on the contour line T4 outside the point P3 is obtained.

【0036】図4(b)に示す鞍部の地形では、等高線
との交点を常に標高値が減少する方向に求めP1〜P4
を設定する。
In the saddle topography shown in FIG. 4 (b), the intersections with the contour lines are always obtained in the direction of decreasing elevation values P1 to P4.
To set.

【0037】図4(c)に示す山頂付近の地形では、山
頂点位置をP1と設定する。山頂点位置は、最内側等高
線から距離変換値が最大の点(複数存在するときは任意
の1つ)を定め、標高値推定法(3次曲面当てはめなど
の方法)で標高値を求めてP1座標・標高とする。
In the topography near the summit shown in FIG. 4C, the peak position of the peak is set to P1. For the peak position, the point with the maximum distance conversion value (arbitrary one when there are multiple points) is determined from the innermost contour line, and the elevation value is obtained by the elevation value estimation method (method such as cubic curve fitting) to obtain P1. Coordinates and elevation.

【0038】図4(d)に示す山頂部の地形では、P
1,P2,P3のみを設定し、P4は省略する。
In the topography of the mountain top shown in FIG. 4D, P
Only 1, P2 and P3 are set and P4 is omitted.

【0039】前記落水線通過点検出手段8aで求めた等
高線上のP1,P2,P3,P4点の座標と標高値から
a,b,cを定め、P1,P2,P3を通る単調関数f
(x)と、P2,P3,P4を通る単調関数f
(x)を生成する。ここで f(x)、f(x)
の関数形は次の数式1を用いる。
The a, b, and c are determined from the coordinates of the points P1, P2, P3, and P4 on the contour line obtained by the drop line passing point detection means 8a and the altitude value, and a monotone function f passing through P1, P2, and P3
1 (x) and a monotone function f passing through P2, P3, and P4
2 (x) is generated. Where f 1 (x), f 2 (x)
The following function 1 is used for the function form of

【数式1】 [Formula 1]

【0040】次に、標高未知点Xと、P2点までの距離
α、P3点までの距離βを用いて未知点Xの標高値を次
に示す数式2の関数f(x)で按分計算する。
Next, using the altitude unknown point X, the distance α to the P2 point and the distance β to the P3 point, the altitude value of the unknown point X is proportionally calculated by the function f (x) of the following mathematical formula 2. .

【数式2】 [Formula 2]

【0041】図5は、前記単調関数補間演算手段8bの
算定式をグラフ示した模式図である。図5(a)は前述
の傾斜部の標高未知点Xを求めたP1,P2,P3を通
る単調関数f(x)と、P2,P3,P4を通るf
(x)のグラフである。標高未知点Xの標高は、距離
α、βでf(x)の値とf(x)の値を按分した値
として算定されることを示す。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a calculation formula of the monotone function interpolation calculating means 8b. FIG. 5A shows a monotone function f 1 (x) that passes through P1, P2, and P3, and an f 2 that passes through P2, P3, and P4, where the altitude unknown point X of the inclined portion is obtained.
It is a graph of (x). It indicates that the altitude of the altitude unknown point X is calculated as a value obtained by apportioning the value of f 1 (x) and the value of f 2 (x) at the distances α and β.

【0042】図4(c)に示す山頂付近で、P1を山頂
点位置に求めた場合は、f1(x)の関数形を次に示す
数式3とする。
When P1 is obtained at the peak position near the peak shown in FIG. 4 (c), the functional form of f1 (x) is given by the following mathematical expression 3.

【数式3】 [Formula 3]

【0043】図5(b)は、山頂付近の地形の算定式を
グラフ示した模式図である。
FIG. 5B is a schematic diagram showing a calculation formula of the topography near the summit.

【0044】以上の手段を繰返し、結果を高精細補間数
値標高モデルデータテーブル4dに3次元情報として記
録する。
The above means is repeated and the result is recorded in the high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d as three-dimensional information.

【0045】次に生成した高精細補間数値標高モデルデ
ータテーブル4dの問題点を説明する。図6に示す地形
図での矢印は尾根方向を示し、この地形断面の単調関
数補間の結果を図7(a)に示す。本発明の単調関数補
間では、尾根の両側では、互いに標高値が独立して算出
されるため段差が生じ易い。
Next, problems of the generated high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d will be described. The arrow in the topographic map shown in FIG. 6 indicates the ridge direction, and the result of the monotone function interpolation of this topographical section is shown in FIG. 7 (a). In the monotone function interpolation of the present invention, since the elevation values are calculated independently of each other on both sides of the ridge, a step is likely to occur.

【0046】また、図6に示す地形図での矢印は傾斜
地を斜めに切る断面方向を示す。この地形断面の単調関
数補間の結果を図7(c)に示す。本発明の単調関数補
間では、隣接する落水線は互いに独立して算出されるの
で、落水線に直交する(または大きく交差する)方向に
小さな段差が生じ易い。
The arrows in the topographical map shown in FIG. 6 indicate the direction of the cross section that obliquely cuts the sloping ground. The result of the monotone function interpolation of this topographical section is shown in FIG. In the monotone function interpolation of the present invention, adjacent waterfall lines are calculated independently of each other, and thus a small step is likely to occur in a direction orthogonal to (or largely intersecting with) the waterfall line.

【0047】前記整形処理手段9は、前述した段差を生
じたデータを平滑化するため得られた高精細補間数値標
高モデルデータテーブル4dを読込み、公知の正則化法
を用いて平滑化処理し、整形後の数値標高モデルデータ
テーブル4eに記録する手段である。
The shaping processing means 9 reads the high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d obtained for smoothing the above-described stepped data, and smoothes it using a known regularization method, This is means for recording in the shaped digital elevation model data table 4e.

【0048】図7(b)は、図7(a)の整形処理結
果、図7(d)は図7(c)の整形処理結果を示す。な
お、整形処理に当たっては、等高線付近の整形処理効果
の向上のため、等高線上で処理対象の画素を間引き指定
して実施することが望ましい。
FIG. 7 (b) shows the shaping processing result of FIG. 7 (a), and FIG. 7 (d) shows the shaping processing result of FIG. 7 (c). In the shaping process, it is desirable to thin out and designate pixels to be processed on the contour line in order to improve the shaping effect near the contour line.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の地形図情報を用いた数値標高モ
デル自動生成システムによれば以下の効果を呈する。
According to the digital elevation model automatic generation system using the topographic map information of the present invention, the following effects are exhibited.

【0050】全国の地形が網羅されている市販の地形図
をスキャナーで読みこませる容易な操作によって、所望
の地域の標高数値情報を、所望の分解能メッシュで得る
ことができる。このため、自然な地形を再現した3次元
データを得ることにより、実際地形に近似した鳥瞰図な
どの3次元画像や、土木工事計画データへの活用を図る
ことができる。
It is possible to obtain elevation numerical information of a desired area with a desired resolution mesh by an easy operation of reading a commercially available topographic map covering all the terrain of the whole country with a scanner. Therefore, by obtaining three-dimensional data that reproduces natural terrain, it is possible to use the data for a three-dimensional image such as a bird's-eye view that approximates the actual terrain and for civil engineering work planning data.

【0051】また、本発明の未知点補間手段によれば、
標高未知点に隣接する異なる4本の等高線上の4点の座
標・標高値を代入した2個の単調関数を用いることによ
り、従来の手法における不都合な瘤や凹みを生じる振動
の発生、等高線付近の地形が滑らかにならない、8方位
に走る線状ノイズの多数発生する問題を除去することが
できる。
According to the unknown point interpolation means of the present invention,
By using two monotone functions that substitute the coordinates and elevation values of four points on four different contour lines adjacent to the unknown elevation point, the generation of vibrations that cause inconvenient bumps and dents in the conventional method, near the contour line It is possible to eliminate the problem that a lot of linear noises running in eight directions are generated, in which the terrain is not smooth.

【0052】さらに、処理時間は高速な多項式補間方法
と線形補間方法の処理時間に対し中間に位置する高速処
理を実現することができる。このため、入手可能な市販
のパーソナルコンピュータ上で実用的な処理時間で数値
標高モデルを自動生成することができる。
Furthermore, it is possible to realize a high-speed processing which is located in the middle of the processing times of the high-speed polynomial interpolation method and the linear interpolation method. Therefore, it is possible to automatically generate a digital elevation model in a practical processing time on an available commercial personal computer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の数値標高モデル自動生成システム10
の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a system for automatically generating a digital elevation model 10 according to the present invention.
It is a schematic diagram which shows the structure of.

【図2】本発明の地形図認識処理の過程を示す説明図で
あり、(a)は地形図読込み過程、(b)は等高線抽出
過程、(c)はラベリング・細線化過程、(d)はボロ
ノイ線図処理過程を示す図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a process of topographic map recognition processing of the present invention, (a) is a topographic map reading process, (b) is a contour line extracting process, (c) is a labeling / thinning process, and (d) is a process. FIG. 7 is a diagram showing a Voronoi diagram processing process.

【図3】本発明の地形図認識処理結果の等高線データを
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing contour line data as a result of topographic map recognition processing according to the present invention.

【図4】本発明の落水線通過点検出手段の説明図であ
る。(a)は傾斜部、(b)は鞍部、(c)は山頂付
近、(d)は山頂部を示す。
FIG. 4 is an explanatory view of a falling line passing point detecting means of the present invention. (A) shows an inclined part, (b) shows a saddle part, (c) shows a mountain top vicinity, (d) shows a mountain top part.

【図5】本発明の単調関数補間演算手段の関数式をグラ
フ示した模式図である。(a)は傾斜部、(b)は山頂
付近を示す。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a graph of a functional expression of the monotone function interpolation calculation means of the present invention. (A) shows an inclined part and (b) shows the vicinity of the summit.

【図6】地形図を示し。図7に示す地形断面の方向を示
す説明図である。
FIG. 6 shows a topographic map. It is explanatory drawing which shows the direction of the topographical cross section shown in FIG.

【図7】図6に示す方向での地形断面の単調関数補間の
結果と整形処理後結果を示す説明図である。(a)、
(c)は単調関数補間結果、(b)、(d)は整形処理
結果を示す。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a result of the monotone function interpolation of the terrain cross section in the direction shown in FIG. 6 and a result after the shaping process. (A),
(C) shows a monotone function interpolation result, and (b) and (d) show a shaping process result.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スキャナー 2 画像表示装置(ディスプレィ) 3 入力装置(キーボード、マウス) 4 データベース 4a 原地形図デジタルデータテーブル 4b 等高線抽出デジタルデータテーブル 4c 等高線数値標高テーブル 4d 高精細補間数値標高モデルデータテーブル 4e 整形後の数値標高モデルデータテーブル 5 中央処理制御装置 6 地形図認識処理手段 6a 画像入力手段 6b 等高線抽出手段 6c 識別ラベリング手段 6d 雑音情報除去手段 6e 接続復元処理手段 7 等高線部標高データ生成手段 8 未知点補間手段 8a 落水線通過点検出手段 8b 単調関数補間演算手段 9 整形処理手段 10 数値標高モデル自動生成システム P1、P2,P3,P4 落水線と等高線との交点座
標 X 標高未知点 T2,T3 Xを挟む等高線 T1,T4 T2,T3の外側の等高線
1 Scanner 2 Image Display Device (Display) 3 Input Device (Keyboard, Mouse) 4 Database 4a Original Topographic Map Digital Data Table 4b Contour Line Extraction Digital Data Table 4c Contour Line Elevation Table 4d High Definition Interpolation Elevation Model Data Table 4e After Shaping Digital elevation model data table 5 Central processing control device 6 Topographic map recognition processing means 6a Image input means 6b Contour line extraction means 6c Identification labeling means 6d Noise information removal means 6e Connection restoration processing means 7 Contour line elevation data generation means 8 Unknown point interpolation means 8a Falling-water passing point detecting means 8b Monotonic function interpolation calculating means 9 Shaping processing means 10 Numerical elevation model automatic generation system P1, P2, P3, P4 Coordinates of intersection points X between falling water lines and contour lines Contour lines between height unknown points T2, T3 X Outside T1, T4 T2, T3 Side contour lines

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─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成14年1月24日(2002.1.2
4)
[Submission date] January 24, 2002 (2002.1.2
4)

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【書類名】 明細書[Document name] Statement

【発明の名称】 地形図情報を用いた数値標高モデ
ル自動生成システム
[Title of Invention] Digital elevation model automatic generation system using topographic map information

【特許請求の範囲】[Claims]

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、市販の地形図や大
縮尺の測量図から等高線を抽出し、高い水平分解能の数
値標高情報を生成する数値標高モデル自動生成システム
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a digital elevation model automatic generation system for extracting contour lines from a commercially available topographic map or a large-scale survey map and generating digital elevation information with high horizontal resolution.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来等高線を有する地図情報は、国土地
理院発行の縮尺25,000分の1地形図が市販され広
い地域が網羅されている。しかし、その地図データを読
み取り等高線の標高値に従って3次元データを作成して
も、高さ方向のデータは等高線の分布に依存するため段
差を有し実際の地形に近似した3次元データは得られな
い問題があった。また、デジタルデータとして国土地理
院発行の「数値地図」が発行されているが、水平分解能
が約50mメッシュに留まっており、数mメッシュの高
分解能な数値標高モデルは得られない問題があった。
2. Description of the Related Art Conventionally, map information having contour lines covers a wide area with a 15,000 scale topographic map issued by the Geographical Survey Institute. However, even if the map data is read and three-dimensional data is created according to the elevation values of the contour lines, the data in the height direction depends on the distribution of the contour lines, and therefore, three-dimensional data having a step and approximating the actual topography can be obtained. There was no problem. In addition, although a "numerical map" issued by the Geospatial Information Authority of Japan is issued as digital data, the horizontal resolution is limited to about 50 m mesh, and there was a problem that a high-resolution numerical elevation model of several m mesh could not be obtained. .

【0003】このため、等高線データから数値標高モデ
ルを生成する方法として、直線3次スプライン補間な
どの多項式補間方法、モルフォロジー補間などの線形
補間方法、1次元補間方法などが提案されているが、
では、不都合な瘤や凹みを生じる振動の発生、では
等高線付近の地形が滑らかにならない、では、8方位
に走る線状ノイズが多数発生するなどの問題があり、実
用的に満足できる数値標高モデル生成法が確立されてい
なかった。
For this reason, polynomial interpolation methods such as linear cubic spline interpolation, linear interpolation methods such as morphological interpolation, and one-dimensional interpolation methods have been proposed as methods for generating a digital elevation model from contour line data.
There are problems such as the occurrence of vibrations that cause inconvenient bumps and dents, that the topography near the contour line is not smooth, and that there are many linear noises running in eight directions. The production method was not established.

【0004】しかし、前記の多項式補間方法では、等
高線付近の地形が滑らかに生成され、の線形補間では
不都合な瘤や凹みを生じる振動の発生が少ないなど各々
の手法の利点があることが知られている。
However, it is known that the above polynomial interpolation method has advantages of each method such that the terrain near the contour line is smoothly generated, and that the linear interpolation does not generate vibrations causing inconvenient bumps and dents. ing.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の問題
に鑑みてなされたものであり、3本以上の隣接等高線を
利用する多項式補間方法と、単調関数を用いる線形補間
方法の長所を組み合わせた補間手段を備え、高分解能な
数値標高モデルを自動生成する地形図情報を用いた数値
標高モデル自動生成システムの提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and combines the advantages of a polynomial interpolation method using three or more adjacent contour lines and a linear interpolation method using a monotone function. It is an object of the present invention to provide a digital elevation model automatic generation system using topographic map information for automatically generating a high-resolution digital elevation model, which is provided with an interpolating means.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の地形図情報を用
いた数値標高モデル自動生成システムは、地形図をデジ
タルデータとして読込むスキャナーを備えたコンピュー
タシステムからなる数値標高モデル自動生成システムで
あって、前記コンピュータの中央処理制御部には、等高
線が描画された地形図情報から等高線を構成する点列デ
ータからなる等高線ベクターデータを生成する地形図認
識処理手段と、前記等高線ベクターデータのそれぞれの
隣接関係から等高線標高値を付与する等高線部標高デー
タ生成手段と、等高線部以外の標高未知点の標高を標高
未知点近傍の等高線部から推計して数値標高モデルを生
成する未知点補間手段と、生成された数値標高モデルの
地形段差の平滑化を行なう整形処理手段とを備え、前記
未知点補間手段は、標高値を得たい未知点を挟む2本の
等高線上の最近接点と、それぞれの最近接点の外側隣接
等高線上の最近接点との4点の座標・標高値と、未知点
の座標値を代入した単調関数を用いて求めることを特徴
とする。
A digital elevation model automatic generation system using topographic map information of the present invention is a digital elevation model automatic generation system comprising a computer system equipped with a scanner for reading a topographic map as digital data. In the central processing control unit of the computer, topographic map recognition processing means for generating contour line vector data composed of point sequence data forming a contour line from topographic map information in which contour lines are drawn, and each of the contour line vector data. Contour line elevation data generating means for giving contour line elevation values from adjacency relations, and unknown point interpolating means for estimating the elevations of elevation unknown points other than the contour line portion from the contour line portion near the elevation unknown point to generate a digital elevation model, Shaping means for smoothing the terrain step of the generated digital elevation model, wherein the unknown point interpolation means is Substituted the coordinates and elevation values of the four closest points on the two contour lines sandwiching the unknown point for which the altitude value is desired to be sandwiched, and the closest points on the contour lines outside and adjacent to each closest point, and the coordinate value of the unknown point. The feature is that it is obtained by using a monotone function.

【0007】本発明によれば、全国の地形が網羅されて
いる市販の地形図をスキャナーで読込ませる容易な操作
によって、所望の地域の標高数値情報を、所望の分解能
メッシュで得ることができる。このため、自然な地形を
再現した3次元データを得ることにより、実際地形に近
似した鳥瞰図などの3次元画像や、土木工事計画データ
への活用を図ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain elevation numerical information of a desired area with a desired resolution mesh by an easy operation of causing a scanner to read a commercially available topographical map covering all the terrain of the whole country. Therefore, by obtaining three-dimensional data that reproduces natural terrain, it is possible to use the data for a three-dimensional image such as a bird's-eye view that approximates the actual terrain and for civil engineering work planning data.

【0008】また、本発明の未知点補間手段によれば、
標高未知点に隣接する異なる4本の等高線上の4点の座
標・標高値から2つの単調関数を生成して用いることに
より、従来の手法における不都合な瘤や凹みを生じる振
動の発生、等高線付近の地形が滑らかにならない、8方
位に走る線状ノイズが多数発生する問題を除去すること
ができる。
According to the unknown point interpolation means of the present invention,
By generating and using two monotonic functions from the coordinates / elevation values of four points on four different contour lines adjacent to an unknown altitude point, the generation of vibrations that cause inconvenient bumps and dents in the conventional method, near contour lines It is possible to eliminate the problem that a lot of linear noises running in eight directions are generated and the terrain is not smooth.

【0009】さらに、処理時間は高速な多項式補間方法
と線形補間方法の処理時間に対し中間に位置する高速処
理を実現することができる。このため、入手可能な市販
のパーソナルコンピュータ上で実用的な処理時間で数値
標高モデルを自動生成することができる。
Further, it is possible to realize a high-speed processing which is located in the middle of the processing time of the high-speed polynomial interpolation method and the processing time of the linear interpolation method. Therefore, it is possible to automatically generate a digital elevation model in a practical processing time on an available commercial personal computer.

【0010】請求項2の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記未知点補間手段は、標高値を得たい未知点
を挟む2本の等高線上の最近接点P2,P3と、P2点
外側の隣接等高線上の最近接点P1と、P3点外側の隣
接等高線上の最近接点P4とを求める落水線通過点検出
手段と、P1,P2,P3を通る単調関数f(x)
と、P2,P3,P4を通る単調関数f(x)を用い
て未知点座標とP2,P3点との距離を按分計算するf
(x)により標高を求める単調関数補間演算手段とから
構成することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1, wherein the unknown point interpolating means is the closest points P2, P3 and P2 on the two contour lines sandwiching the unknown point whose altitude value is to be obtained. the closest point P1 on adjacent contours Tensotogawa, P3 and nearest point P4 on adjacent contours and drainage line pass point detection means for obtaining a Tensotogawa, P1, P2, monotonic functions through P3 f 1 (x)
And the distance between the unknown point coordinates and the points P2 and P3 is proportionally calculated using the monotone function f 2 (x) passing through P2, P3 and P4.
It is characterized by comprising a monotone function interpolation calculation means for obtaining the altitude by (x).

【0011】本発明によれば、3点を通る関数は上に
凸、または下に凹で、且つ右上がり、または右さがりの
4つの単調性を有する2つの関数f(x)とf
(x)から、P2点とP3点の間の求める未知点の標
高を表わすf(x)を求めるため、傾斜部地形を自然に
再現することができる。また、鞍部の場合には、等高線
との交点を常に標高値が減少する方向に求めてP点を設
定することにより同様の効果を得ることができる。
According to the present invention, a function passing through three points is two functions f 1 (x) and f 1 which are convex or concave downward and have four monotonicities of upward rising or rightward bending.
Since 2 (x) is used to obtain f (x) that represents the altitude of the unknown point between the points P2 and P3, the slope topography can be naturally reproduced. Further, in the case of the saddle part, the same effect can be obtained by setting the point P by always obtaining the intersection with the contour line in the direction in which the elevation value decreases.

【0012】請求項3の発明は、請求項2記載の発明で
あって、前記未知点補間手段は、標高値を得たい未知点
が山頂部近傍で、前記P1点を求める等高線が存在しな
い場合、最内側等高線からの距離変換値が最大の点を山
頂P1点とし標高値を推定してf(x)を単峰関数と
した単調関数演算手段とから構成することを特徴とす
る。
A third aspect of the invention is the invention according to the second aspect, wherein the unknown point interpolating means has an unknown point whose elevation value is to be obtained in the vicinity of the summit and there is no contour line for obtaining the P1 point. , A monotonic function computing means that estimates a height value by setting a point having the maximum distance conversion value from the innermost contour line as a peak P1 point and uses f 1 (x) as a unimodal function.

【0013】請求項4の発明は、請求項2記載の前記単
調関数f(x)と単調関数f(x)の関数形は数式
1、前記P2,P3との距離を按分する単調関数f
(x)は数式3を用い、請求項3記載のf(x)の関
数形は数式2を用いることを特徴とする。この発明によ
れば、山頂部付近であっても、単調関数演算手段を適用
することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the monotonic function f 1 (x) and the monotonic function f 2 (x) of claim 2 have a function form of Equation 1, and a monotone function for apportioning the distance between the P2 and P3. f
Formula (3) is used for (x), and Formula 2 is used for the functional form of f 1 (x). According to the present invention, the monotone function operation means can be applied even near the top of a mountain.

【0014】請求項5の発明は、請求項1記載の発明で
あって、前記地形図認識処理手段は、等高線が描画され
た地形図の画像入力手段と、入力された画像データから
色認識により等高線情報のみを抽出する等高線抽出手段
と、抽出された等高線情報を細線化処理し点列データと
して識別する識別ラベリング手段と、画像中の枝、分
岐、短絡線を含む雑音情報を除去する雑音情報除去手段
と、地形図の地名、標高数値、地形記号表示による断線
等高線の接続復元処理手段とを備えることを特徴とす
る。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 1, wherein the topographic map recognition processing means uses image input means for the topographic map in which contour lines are drawn, and color recognition is performed from the input image data. Contour line extraction means for extracting only contour line information, identification labeling means for thinning the extracted contour line information to identify it as point sequence data, and noise information for removing noise information including branches, branches and short-circuit lines in the image It is characterized in that it is provided with a removing means and a connecting and restoring processing means of a contour name of a topographic map, a numerical value of an altitude, and a broken contour line by displaying a topographical symbol.

【0015】この発明によれば、市販の25,000分
の一地形図や、大縮尺の測量図から等高線の数値地図デ
ータを得て、さらに精細なメッシュの数値地図データを
得ることができる。
According to the present invention, it is possible to obtain digital map data of contour lines from a commercially available 1 / 25,000 topographic map or a large-scale survey map, and to obtain digital map data of a finer mesh.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0017】図1は、本発明の数値標高モデル自動生成
システム10の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a digital elevation model automatic generation system 10 of the present invention.

【0018】図1において、1は、等高線が描かれた地
形図を読込むスキャナーである。このスキャナーは市販
の地形図で茶色で印刷されている等高線を識別するため
カラー情報をデジタル情報として識別可能なものを用い
る。2は画像表示装置(ディスプレィ)、3はキーボー
ド、マウスなどの入力装置である。
In FIG. 1, reference numeral 1 is a scanner for reading a topographic map in which contour lines are drawn. This scanner uses color information that can be identified as digital information in order to identify contour lines printed in brown on a commercial topographic map. Reference numeral 2 is an image display device (display), and 3 is an input device such as a keyboard and a mouse.

【0019】本発明の数値標高モデル自動生成システム
10は、データベース4と、中央処理制御装置5に、少
なくとも以下のデータテーブルと処理手段を備える。
In the digital elevation model automatic generation system 10 of the present invention, the database 4 and the central processing control device 5 are provided with at least the following data tables and processing means.

【0020】前記データベース4は、スキャナー1から
読込んだ地形図デジタル画像情報を記録する原地形図デ
ジタルデータテーブル4aと、原データから等高線を抽
出して記録した等高線抽出デジタルデータテーブル4b
と、等高線の点列座標情報に標高値を付加して記録した
等高線数値標高テーブル4cと、等高線間の座標に標高
値を補間して記録した高精細補間数値標高モデルデータ
テーブル4dと、補間標高の不自然な地形を整形した整
形後の数値標高モデルデータテーブル4eとを少なくと
も備える。
The database 4 includes an original topographic map digital data table 4a for recording the digital image information of the topographic map read by the scanner 1, and a contour line extraction digital data table 4b for recording contour lines extracted from the original data.
And a contour line numerical elevation table 4c in which the elevation value is added to the point sequence coordinate information of the contour line, a high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d in which the elevation value is interpolated and recorded at the coordinates between the contour lines, and an interpolated elevation And at least the shaped digital elevation model data table 4e after shaping the unnatural terrain.

【0021】前記中央処理制御装置5は、地形図認識処
理手段6と、等高線部標高データ生成手段7と、未知点
補間手段8と、整形処理手段9とを備える。
The central processing control device 5 comprises a topographic map recognition processing means 6, a contour line elevation data generating means 7, an unknown point interpolation means 8, and a shaping processing means 9.

【0022】前記地形図認識処理手段6は、画像入力手
段6aと、等高線抽出手段6bと、識別ラベリング手段
6cと、雑音情報除去手段6dと、接続復元処理手段6
eとを備える。
The topographic map recognition processing means 6 is an image input means 6a, a contour line extraction means 6b, an identification labeling means 6c, a noise information removal means 6d, and a connection restoration processing means 6.
e and.

【0023】前記画像入力手段6aは、スキャナー1を
用いて目的の原地形の地形図を読込み、前記データベー
ス4の原地形図デジタルデータテーブル4aに記録する
手段である。
The image input means 6a is a means for reading the topographic map of the target original topography using the scanner 1 and recording it in the original topographic map digital data table 4a of the database 4.

【0024】図2は、地形図認識処理手段の処理の結果
を示す。図2(a)は、市販の25,000分の1の岩
手山頂上付近の地形図を読込んだ実施例である。図示の
ように、この地形画像情報では、等高線のほかに、地
名、標高数値、地形記号などが含まれている。
FIG. 2 shows the result of processing by the topographic map recognition processing means. FIG. 2A is an example in which a commercially available topographic map around the top of Mt. Iwate of 1 / 25,000 is read. As shown in the figure, in addition to the contour lines, this topographic image information includes place names, elevation values, topographic symbols, and the like.

【0025】前記等高線抽出手段6bは、原地形図デジ
タルデータテーブル4aから等高線部分のみを抽出して
等高線抽出デジタルデータテーブル4bに記録する手段
である。この手段は、市販の国土地理院発行の地形図の
場合、茶色で印刷されている等高線を識別する方法で行
なう。
The contour line extracting means 6b is means for extracting only the contour line portion from the original topographic map digital data table 4a and recording it in the contour line extraction digital data table 4b. This is done by identifying the contour lines printed in brown in the case of a topographic map issued by the Geographical Survey Institute of Japan.

【0026】図2(b)は、図2(a)の地形画像情報
から等高線を抽出した実施例である。100m毎の等高
線が太く表記されている。また、地名、標高数値、地形
記号などの表記印刷されていた部分は等高線が切れてい
る。
FIG. 2B shows an embodiment in which contour lines are extracted from the topographic image information shown in FIG. The contour lines for every 100 m are bolded. Also, the contour lines are cut off in the printed parts such as place names, elevation values, and topographic symbols.

【0027】前記識別ラベリング手段6cは、等高線の
ラベリングと細線化を行なう手段である。また、前記雑
音情報処理手段6dは、短線分や、枝、分岐点など等高
線以外の情報を除去する手段である。図2(c)は、図
2(b)を処理した結果である。
The identification labeling means 6c is a means for labeling and thinning contour lines. The noise information processing means 6d is means for removing information other than contour lines such as short line segments, branches and branch points. FIG. 2C is the result of processing FIG. 2B.

【0028】前記接続復元処理手段6eは、等高線の接
続が断線している個所について同一標高の等高線を接続
する手段である。この手法としては、公知の拡張ボロノ
イ線図の手法を用いて行なうことができる。図2(d)
は、図2(c)に対して接続復元処理を行なっているボ
ロノイ線図の例である。
The connection restoration processing means 6e is means for connecting contour lines of the same elevation at the places where the contour lines are disconnected. As this technique, a well-known technique of the extended Voronoi diagram can be used. Figure 2 (d)
2 is an example of a Voronoi diagram in which connection restoration processing is performed on FIG.

【0029】図3は、前記地形図認識処理手段6による
処理結果の等高線抽出デジタルデータテーブル4bの結
果を示す実施例である。この時、等高線抽出デジタルデ
ータテーブル4bの等高線情報は1画素の点列情報とし
て記録される。
FIG. 3 is an embodiment showing the result of the contour line extraction digital data table 4b of the processing result by the topographic map recognition processing means 6. At this time, the contour line information of the contour line extraction digital data table 4b is recorded as point sequence information of one pixel.

【0030】前記等高線部標高データ生成手段7は、等
高線抽出デジタルデータテーブル4bから等高線点列情
報を読み出し、基準とする等高線に外部から与えられる
標高値に基づいてすべての等高線の点列座標データに標
高値を付与し、前記等高線数値標高テーブル4cに記録
する手段である。
The contour line elevation data generation means 7 reads out contour line point sequence information from the contour line extraction digital data table 4b, and converts it into point sequence coordinate data of all the contour lines based on the elevation value given to the reference contour line from the outside. It is means for giving an elevation value and recording it in the contour line numerical elevation table 4c.

【0031】次に、等高線の間の標高未知点Xを求める
手段について説明する。なお、標高未知点Xの設定は、
数値標高モデルの精度(分解能)を何mメッシュとする
かにより設定される。以下の説明は、求める標高未知点
X(注目点)の一つ毎に行われる補間処理について説明
する。
Next, a means for obtaining an altitude unknown point X between contour lines will be described. In addition, the setting of the altitude unknown point X is
It is set depending on how many meshes the accuracy (resolution) of the digital elevation model is. In the following description, the interpolation process performed for each one of the obtained altitude unknown points X (points of interest) will be described.

【0032】前記未知点補間手段8は、落水線通過点検
出手段8aと、単調関数補間演算手段8bとから構成さ
れ、標高未知点Xの座標(x、y)に対して標高値zを
演算する。
The unknown point interpolating means 8 is composed of a drop line passing point detecting means 8a and a monotone function interpolation calculating means 8b, and calculates an altitude value z for the coordinates (x, y) of the altitude unknown point X. To do.

【0033】前記落水線通過点検出手段8aは、標高未
知点Xを挟む2本の等高線上に、最近接点P2,P3を
求める。次に、P2点からさらに外側の隣接等高線上の
最近接点P1を、P3点からさらに外側の隣接等高線上
の最近接点P4を求める手段である。これは、標高未知
点Xを通過する降水の流線(落水線)を近似的に求める
ことに相当する。
The falling line passing point detecting means 8a finds the closest points P2 and P3 on two contour lines sandwiching the altitude unknown point X. Next, it is means for obtaining the closest point P1 on the adjacent contour line further outside from the point P2 and the closest point P4 on the adjacent contour line further outside from the point P3. This corresponds to approximately obtaining the flow line (falling line) of precipitation passing through the altitude unknown point X.

【0034】図4は、本発明の落水線通過点検出手段の
説明図である。P1〜P4は落水線と等高線の交点を示
す。図4(a)は傾斜部、(b)は鞍部、(c)は山頂
付近、(d)は山頂部を示す。
FIG. 4 is an explanatory diagram of the falling line passing point detecting means of the present invention. P1 to P4 indicate the intersections of the falling line and the contour line. FIG. 4A shows a sloped portion, FIG. 4B shows a saddle portion, FIG. 4C shows the vicinity of the summit, and FIG. 4D shows the summit.

【0035】図4(a)に示すように、まず、標高未知
点Xを挟む等高線T2,T3上の最近接点P2,P3を
求め、P2点の外側の等高線T1上のP2点からの最近
接点P1を求め、P3点の外側の等高線T4上のP3点
からの最近接点P4を求める。
As shown in FIG. 4 (a), first, the closest points P2 and P3 on the contour lines T2 and T3 that sandwich the altitude unknown point X are found, and the closest point from the point P2 on the contour line T1 outside the point P2. P1 is obtained, and the closest point P4 from the point P3 on the contour line T4 outside the point P3 is obtained.

【0036】図4(b)に示す鞍部の地形では、等高線
との交点を常に標高値が減少する方向に求めP1〜P4
を設定する。
In the saddle topography shown in FIG. 4 (b), the intersections with the contour lines are always obtained in the direction of decreasing elevation values P1 to P4.
To set.

【0037】図4(c)に示す山頂付近の地形では、山
頂点位置をP1と設定する。山頂点位置は、最内側等高
線から距離変換値が最大の点(複数存在するときは任意
の1つ)を定め、標高値推定法(3次曲面当てはめなど
の方法)で標高値を求めてP1座標・標高とする。
In the topography near the summit shown in FIG. 4C, the peak position of the peak is set to P1. For the peak position, the point with the maximum distance conversion value (arbitrary one when there are multiple points) is determined from the innermost contour line, and the elevation value is obtained by the elevation value estimation method (method such as cubic curve fitting) to obtain P1. Coordinates and elevation.

【0038】図4(d)に示す山頂部の地形では、P
1,P2,P3のみを設定し、P4は省略する。
In the topography of the mountain top shown in FIG. 4D, P
Only 1, P2 and P3 are set and P4 is omitted.

【0039】前記落水線通過点検出手段8aで求めた等
高線上のP1,P2,P3,P4点の座標と標高値から
a,b,cを定め、P1,P2,P3を通る単調関数f
(x)と、P2,P3,P4を通る単調関数f
(x)を生成する。ここで f(x)、f(x)
の関数形は次の数式1を用いる。
The a, b, and c are determined from the coordinates of the points P1, P2, P3, and P4 on the contour line obtained by the drop line passing point detection means 8a and the altitude value, and a monotone function f passing through P1, P2, and P3
1 (x) and a monotone function f passing through P2, P3, and P4
2 (x) is generated. Where f 1 (x), f 2 (x)
The following function 1 is used for the function form of

【数式1】 [Formula 1]

【0040】次に、標高未知点Xと、P2点までの距離
α、P3点までの距離βを用いて未知点Xの標高値を次
に示す数式2の関数f(x)で按分計算する。
Next, using the altitude unknown point X, the distance α to the P2 point and the distance β to the P3 point, the altitude value of the unknown point X is proportionally calculated by the function f (x) of the following mathematical formula 2. .

【数式2】 [Formula 2]

【0041】図5は、前記単調関数補間演算手段8bの
算定式をグラフ示した模式図である。図5(a)は前述
の傾斜部の標高未知点Xを求めたP1,P2,P3を通
る単調関数f(x)と、P2,P3,P4を通るf
(x)のグラフである。標高未知点Xの標高は、距離
α、βでf(x)の値とf(x)の値を按分した値
として算定されることを示す。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a calculation formula of the monotone function interpolation calculating means 8b. FIG. 5A shows a monotone function f 1 (x) that passes through P1, P2, and P3, and an f 2 that passes through P2, P3, and P4, where the altitude unknown point X of the inclined portion is obtained.
It is a graph of (x). It indicates that the altitude of the altitude unknown point X is calculated as a value obtained by apportioning the value of f 1 (x) and the value of f 2 (x) at the distances α and β.

【0042】図4(c)に示す山頂付近で、P1を山頂
点位置に求めた場合は、f(x)の関数形を次に示す
数式3とする。
When P1 is determined at the peak position near the peak shown in FIG. 4 (c), the functional form of f 1 (x) is given by the following mathematical expression 3.

【数式3】 [Formula 3]

【0043】図5(b)は、山頂付近の地形の算定式を
グラフ示した模式図である。
FIG. 5B is a schematic diagram showing a calculation formula of the topography near the summit.

【0044】以上の手段を繰返し、結果を高精細補間数
値標高モデルデータテーブル4dに3次元情報として記
録する。
The above means is repeated and the result is recorded in the high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d as three-dimensional information.

【0045】次に生成した高精細補間数値標高モデルデ
ータテーブル4dの問題点を説明する。図6に示す地形
図での矢印は尾根方向を示し、この地形断面の単調関
数補間の結果を図7(a)に示す。本発明の単調関数補
間では、尾根の両側では、互いに標高値が独立して算出
されるため段差が生じ易い。
Next, problems of the generated high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d will be described. The arrow in the topographic map shown in FIG. 6 indicates the ridge direction, and the result of the monotone function interpolation of this topographical section is shown in FIG. 7 (a). In the monotone function interpolation of the present invention, since the elevation values are calculated independently of each other on both sides of the ridge, a step is likely to occur.

【0046】また、図6に示す地形図での矢印は傾斜
地を斜めに切る断面方向を示す。この地形断面の単調関
数補間の結果を図7(c)に示す。本発明の単調関数補
間では、隣接する落水線は互いに独立して算出されるの
で、落水線に直交する(または大きく交差する)方向に
小さな段差が生じ易い。
The arrows in the topographical map shown in FIG. 6 indicate the direction of the cross section that obliquely cuts the sloping ground. The result of the monotone function interpolation of this topographical section is shown in FIG. In the monotone function interpolation of the present invention, adjacent waterfall lines are calculated independently of each other, and thus a small step is likely to occur in the direction orthogonal to (or largely intersecting) the waterfall line.

【0047】前記整形処理手段9は、前述した段差を生
じたデータを平滑化するため得られた高精細補間数値標
高モデルデータテーブル4dを読込み、公知の正則化法
を用いて平滑化処理し、整形後の数値標高モデルデータ
テーブル4eに記録する手段である。
The shaping processing means 9 reads the high-definition interpolated numerical elevation model data table 4d obtained for smoothing the above-described stepped data, and smoothes it using a known regularization method, This is means for recording in the shaped digital elevation model data table 4e.

【0048】図7(b)は、図7(a)の整形処理結
果、図7(d)は図7(c)の整形処理結果を示す。な
お、整形処理に当たっては、等高線付近の整形処理効果
の向上のため、等高線上で処理対象の画素を間引き指定
して実施することが望ましい。
FIG. 7 (b) shows the shaping processing result of FIG. 7 (a), and FIG. 7 (d) shows the shaping processing result of FIG. 7 (c). In the shaping process, it is desirable to thin out and designate pixels to be processed on the contour line in order to improve the shaping effect near the contour line.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明の地形図情報を用いた数値標高モ
デル自動生成システムによれば以下の効果を呈する。
According to the digital elevation model automatic generation system using the topographic map information of the present invention, the following effects are exhibited.

【0050】全国の地形が網羅されている市販の地形図
をスキャナーで読みこませる容易な操作によって、所望
の地域の標高数値情報を、所望の分解能メッシュで得る
ことができる。このため、自然な地形を再現した3次元
データを得ることにより、実際地形に近似した鳥瞰図な
どの3次元画像や、土木工事計画データへの活用を図る
ことができる。
It is possible to obtain elevation numerical information of a desired area with a desired resolution mesh by an easy operation of reading a commercially available topographic map covering all the terrain of the whole country with a scanner. Therefore, by obtaining three-dimensional data that reproduces natural terrain, it is possible to use the data for a three-dimensional image such as a bird's-eye view that approximates the actual terrain and for civil engineering work planning data.

【0051】また、本発明の未知点補間手段によれば、
標高未知点に隣接する異なる4本の等高線上の4点の座
標・標高値を代入した2個の単調関数を用いることによ
り、従来の手法における不都合な瘤や凹みを生じる振動
の発生、等高線付近の地形が滑らかにならない、8方位
に走る線状ノイズの多数発生する問題を除去することが
できる。
According to the unknown point interpolation means of the present invention,
By using two monotone functions that substitute the coordinates and elevation values of four points on four different contour lines adjacent to the unknown elevation point, the generation of vibrations that cause inconvenient bumps and dents in the conventional method, near the contour line It is possible to eliminate the problem that a lot of linear noises running in eight directions are generated, in which the terrain is not smooth.

【0052】さらに、処理時間は高速な多項式補間方法
と線形補間方法の処理時間に対し中間に位置する高速処
理を実現することができる。このため、入手可能な市販
のパーソナルコンピュータ上で実用的な処理時間で数値
標高モデルを自動生成することができる。
Furthermore, it is possible to realize a high-speed processing which is located in the middle of the processing times of the high-speed polynomial interpolation method and the linear interpolation method. Therefore, it is possible to automatically generate a digital elevation model in a practical processing time on an available commercial personal computer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の数値標高モデル自動生成システム10
の構成を示す模式図である。
FIG. 1 is a system for automatically generating a digital elevation model 10 according to the present invention.
It is a schematic diagram which shows the structure of.

【図2】本発明の地形図認識処理の過程を示す説明図で
あり、(a)は地形図読込み過程、(b)は等高線抽出
過程、(c)はラベリング・細線化過程、(d)はボロ
ノイ線図処理過程を示す図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a process of topographic map recognition processing of the present invention, (a) is a topographic map reading process, (b) is a contour line extracting process, (c) is a labeling / thinning process, and (d) is a process. FIG. 7 is a diagram showing a Voronoi diagram processing process.

【図3】本発明の地形図認識処理結果の等高線データを
示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing contour line data as a result of topographic map recognition processing according to the present invention.

【図4】本発明の落水線通過点検出手段の説明図であ
る。(a)は傾斜部、(b)は鞍部、(c)は山頂付
近、(d)は山頂部を示す。
FIG. 4 is an explanatory view of a falling line passing point detecting means of the present invention. (A) shows an inclined part, (b) shows a saddle part, (c) shows a mountain top vicinity, (d) shows a mountain top part.

【図5】本発明の単調関数補間演算手段の関数式をグラ
フ示した模式図である。(a)は傾斜部、(b)は山頂
付近を示す。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a graph of a functional expression of the monotone function interpolation calculation means of the present invention. (A) shows an inclined part and (b) shows the vicinity of the summit.

【図6】地形図を示し。図7に示す地形断面の方向を示
す説明図である。
FIG. 6 shows a topographic map. It is explanatory drawing which shows the direction of the topographical cross section shown in FIG.

【図7】図6に示す方向での地形断面の単調関数補間の
結果と整形処理後結果を示す説明図である。(a)、
(c)は単調関数補間結果、(b)、(d)は整形処理
結果を示す。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a result of the monotone function interpolation of the terrain cross section in the direction shown in FIG. 6 and a result after the shaping process. (A),
(C) shows a monotone function interpolation result, and (b) and (d) show a shaping process result.

【符号の説明】 1 スキャナー 2 画像表示装置(ディスプレィ) 3 入力装置(キーボード、マウス) 4 データベース 4a 原地形図デジタルデータテーブル 4b 等高線抽出デジタルデータテーブル 4c 等高線数値標高テーブル 4d 高精細補間数値標高モデルデータテーブル 4e 整形後の数値標高モデルデータテーブル 5 中央処理制御装置 6 地形図認識処理手段 6a 画像入力手段 6b 等高線抽出手段 6c 識別ラベリング手段 6d 雑音情報除去手段 6e 接続復元処理手段 7 等高線部標高データ生成手段 8 未知点補間手段 8a 落水線通過点検出手段 8b 単調関数補間演算手段 9 整形処理手段 10 数値標高モデル自動生成システム P1、P2,P3,P4 落水線と等高線との交点座
標 X 標高未知点 T2,T3 Xを挟む等高線 T1,T4 T2,T3の外側の等高線
[Explanation of Codes] 1 Scanner 2 Image display device (display) 3 Input device (keyboard, mouse) 4 Database 4a Original topographic map digital data table 4b Contour line extraction digital data table 4c Contour line elevation table 4d High-definition interpolated numeric elevation model data Table 4e Digital elevation model data table after shaping 5 Central processing control device 6 Topographic map recognition processing means 6a Image input means 6b Contour line extraction means 6c Identification labeling means 6d Noise information removal means 6e Connection restoration processing means 7 Contour line elevation data generation means 8 Unknown point interpolating means 8a Falling line passing point detecting means 8b Monotone function interpolating calculating means 9 Shaping processing means 10 Numerical elevation model automatic generation system P1, P2, P3, P4 Coordinates X of falling water line and contour line X Height unknown point T2 Contour lines T1 and T4 that sandwich T3 X Contours outside T2 and T3

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C032 HB05 5B050 AA01 BA17 DA06 EA04 EA13 EA28 5B057 AA13 BA02 CA01 CA12 CA16 CB02 CB06 CB13 CB17 CC04 CF01 DA08 DA17 DB02 DB06 DC02 DC14 DC25 DC36 5L096 AA02 BA12 CA14 DA02 EA04 EA22 FA03 FA15 FA73 GA34   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2C032 HB05                 5B050 AA01 BA17 DA06 EA04 EA13                       EA28                 5B057 AA13 BA02 CA01 CA12 CA16                       CB02 CB06 CB13 CB17 CC04                       CF01 DA08 DA17 DB02 DB06                       DC02 DC14 DC25 DC36                 5L096 AA02 BA12 CA14 DA02 EA04                       EA22 FA03 FA15 FA73 GA34

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地形図をデジタルデータとして読込むス
キャナーを備えたコンピュータシステムからなる数値標
高モデル自動生成システムであって、 前記コンピュータの中央処理制御部には、等高線が描画
された地形図情報から等高線を構成する点列データから
なる等高線ベクターデータを生成する地形図認識処理手
段と、前記等高線ベクターデータのそれぞれの隣接関係
から等高線標高値を付与する等高線部標高データ生成手
段と、等高線部以外の標高未知点の標高を標高未知点近
傍の等高線部から推計して数値標高モデルを生成する未
知点補間手段と、生成された数値標高モデルの地形段差
の平滑化を行なう整形処理手段とを備え、 前記未知点補間手段は、標高値を得たい未知点を挟む2
本の等高線上の最近接点と、それぞれの最近接点の外側
隣接等高線上の最近接点との4点の座標・標高値と、未
知点の座標値を代入した単調関数を用いて求めることを
特徴とする地形図情報を用いた数値標高モデル自動生成
システム。
1. A digital elevation model automatic generation system comprising a computer system equipped with a scanner for reading a topographic map as digital data, wherein the central processing control unit of the computer uses topographic map information in which contour lines are drawn. Topographic map recognition processing means for generating contour line vector data consisting of point sequence data forming contour lines, contour line portion altitude data generating means for giving contour line elevation values from the respective adjacency relations of the contour line vector data, and other than the contour line portion. An unknown point interpolating means for estimating the altitude of an unknown altitude point from the contour line portion in the vicinity of the unknown altitude point, and a shaping processing means for smoothing the terrain step of the generated numerical elevation model, The unknown point interpolating means interposes unknown points for which elevation values are to be obtained 2
The feature is that it is obtained by using a monotone function in which the coordinates / elevation values of four points of the closest point on the contour line of the book and the closest point on the outer adjacent contour line of each closest point and the coordinate value of the unknown point are substituted. Digital elevation model automatic generation system using active topographic map information.
【請求項2】 前記未知点補間手段は、標高値を得たい
未知点を挟む2本の等高線上の最近接点P2,P3と、
P2点外側の隣接等高線上の最近接点P1と、P3点外
側の隣接等高線上の最近接点P4とを求める落水線通過
点検出手段と、P1,P2,P3を通る単調関数f
(x)と、P2,P3,P4を通る単調関数f
(x)を用いて未知点座標とP2,P3点との距離を
按分計算するf(x)により標高を求める単調関数補間
演算手段とから構成することを特徴とする請求項1記載
の地形図情報を用いた数値標高モデル自動生成システ
ム。
2. The unknown point interpolating means includes two closest points P2 and P3 on two contour lines sandwiching an unknown point whose altitude value is to be obtained.
Falling-water passing point detection means for obtaining the closest contact point P1 on the adjacent contour line outside the P2 point and the closest contact point P4 on the adjacent contour line outside the P3 point, and a monotone function f passing through P1, P2, and P3.
1 (x) and a monotone function f passing through P2, P3, and P4
2. The terrain according to claim 1, characterized by comprising a monotone function interpolation calculation means for obtaining an altitude by f (x) which proportionally calculates the distance between the unknown point coordinates and P2, P3 points using 2 (x). Digital elevation model automatic generation system using figure information.
【請求項3】 前記未知点補間手段は、標高値を得たい
未知点が山頂部近傍で、前記P1点を求める等高線が存
在しない場合、最内側等高線からの距離変換値が最大の
点を山頂P1点とし標高値を推定してf(x)を単峰
関数とした単調関数演算手段とから構成することを特徴
とする請求項2記載の地形図情報を用いた数値標高モデ
ル自動生成システム。
3. The unknown point interpolating means, when the unknown point whose altitude value is to be obtained is near the top of the mountain and there is no contour line for obtaining the P1 point, finds the point whose distance conversion value from the innermost contour line is the largest. 3. A digital elevation model automatic generation system using topographic map information according to claim 2, further comprising: a monotone function computing means for estimating an elevation value with P1 point and f 1 (x) as a single peak function. .
【請求項4】 請求項2記載の前記単調関数f(x)
と単調関数f(x)の関数形は数式1、前記P2,P
3との距離を按分する単調関数f(x)は数式3を用
い、請求項3記載のf(x)の関数形は数式2を用い
ることを特徴とする請求項2または3何れかに記載の地
形図情報を用いた数値標高モデル自動生成システム。
4. The monotone function f 1 (x) according to claim 2.
And the function form of the monotone function f 2 (x) is Equation 1, P2, P
3. A monotone function f (x) for apportioning the distance from 3 is used in Equation 3, and a functional form of f 1 (x) in claim 3 is in Equation 2. 3. Digital elevation model automatic generation system using the described topographic map information.
【請求項5】 前記地形図認識処理手段は、等高線が描
画された地形図の画像入力手段と、入力された画像デー
タから色認識により等高線情報のみを抽出する等高線抽
出手段と、抽出された等高線情報を細線化処理し点列デ
ータとして識別する識別ラベリング手段と、画像中の
枝、分岐、短絡線を含む雑音情報を除去する雑音情報除
去手段と、地形図の地名、標高数値、地形記号表示によ
る断線等高線の接続復元処理手段とを備えることを特徴
とする請求項1記載の地形図情報を用いた数値標高モデ
ル自動生成システム。
5. The topographic map recognition processing means, a topographic map image input means in which contour lines are drawn, a contour line extraction means for extracting only contour line information from the input image data by color recognition, and the extracted contour lines. Identification labeling means for identifying information as point sequence data by thinning the information, noise information removal means for removing noise information including branches, branches and short-circuit lines in the image, topographic map place name, elevation numerical value, topographic symbol display 3. A digital elevation model automatic generation system using topographic map information according to claim 1, further comprising a connection restoration processing means for disconnection contour lines according to.
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