JP2006293105A - 数値標高モデル自動生成システム - Google Patents

Abstract

【課題】等高線情報から補間により得られた数値標高データが有する等高線付近の段差を含む各種の不自然な地形を実質的に解消し、しかも段差解消に伴って他の余分な人工的地形を実質的に生じない、実用的な計算時間で実行可能な整形処理方法を備えたＤＥＭ自動生成システムを提供する。
【解決手段】地形図認識処理手段と等高線部標高データ生成手段と未知点補間手段に加え、注目する画素Ｐ０を中心とする３行３列の画素をとりあげ、Ｐ０の標高が縦横斜めの４種の方向のいずれかで極大又は極小値を取る場合は、その方向での画素とＰ０の標高の差の絶対値のうち最大値ｄをとり、ｄの値の大小に応じ平滑化範囲と反復回数を決定し、最近接する等高線からの距離に応じて重み付け平均の範囲を決定して単純平滑化法を前記反復回数分だけ施す整形処理手段を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

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（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ、以下、ＤＥＭと略する）自動生成システムに関するものであり、特に、ＤＥＭ自動生成システムにおいて、等高線情報から補間により生成した数値標高データに対する整形処理方法に関するものである。

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という問題があった。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ＤＥＭは得られない問題があった。

このため等高線データからＤＥＭを生成する方法として、（１）直線３次スプライン補間などの多項式補間方法、（２）モルフォロジー補間などの線形補間方法、（３）１次元補間方法などが提案されている。
しかしながら（１）では、例えば等高線の間隔が急変している箇所などでも滑らかに曲線補間されるので、反って不自然な瘤（凸部）、凹み（凹部）、あるいは凹凸の連続による振動が発生する、（２）では、等高線付近の地形が滑らかにならない、（３）では８方位に走る線状ノイズ（段差）が多数発生する、などの余分な人工的地形（以下、「不自然な」地形という）を生じるという問題があり、実用的に満足できるＤＥＭ生成法が確立されていなかった。

しかし、前記（１）多項式補間では、等高線付近の地形が滑らかに生成され、（２）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。

そこで、本願の発明者の出願になる特許文献１には（４）単調関数補間という、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新たな補間方法に関する技術が開示されている。

この（４）単調関数補間によれば、任意の未知点の標高は、未知点を挟む２本の等高線上の最近接点、及び各々の最近接点の外側隣接等高線上の最近接点の計４点（落水線通過点と呼ぶ）の座標・標高と、未知点の座標値とから、所定の形状の２個の単調関数を用いて求める。

図３（ａ）を参照すると、詳しくは例えば、標高（補間値）を得たい未知点Ｘを挟む２本の等高線Ｔ２、Ｔ３上の最近接点Ｐ２、Ｐ３と、Ｐ２点外側の隣接等高線Ｔ１上の最近接点Ｐ１と、Ｐ３点外側の隣接等高線Ｔ４上の最近接点Ｐ４の計４点の落水線通過点を求め、点Ｐ１、Ｐ２、Ｘ、Ｐ３、Ｐ４の間を直線で結んで落水線とし、次にｓを落水線に沿って測った距離として、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を通る標高に対する単調関数ｆ１（ｓ）と、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通る標高に対する単調関数ｆ２（ｓ）とを算出し、次に、ｆ１（ｓ）とｆ２（ｓ）を、未知点からＰ２、Ｐ３までの距離により按分比例計算して得たｆ（ｓ）により未知点の標高を求める。

ここで、２個の単調関数ｆ１（ｓ）、ｆ２（ｓ）は、各々、上に凸又は下に凹で、且つ右上がり又は右下がりの単調性を有する。
なお鞍部の場合には図３（ｂ）に示すように、等高線との交点を常に標高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。

また図３（ｃ）に示すように、標高を得たい未知点Ｘが山頂部近傍で、前記Ｐ１を求めるべき等高線が存在しない場合、最内側等高線Ｔ２からの距離変換値が最大の点をＰ１とし標高を推定し、未知点Ｘの標高はＰ１をピークとする単峰関数ｆ３（ｓ）により求める。

さらに詳しくは例えば、前記単調関数ｆ１（ｓ）と単調関数ｆ２（ｓ）の関数形は数式１：
ｚ＝ （ａ／（ｓ＋ｂ））＋ｃ、
を用い、ｆ（ｓ）の関数形は数式２：
ｆ（ｓ）＝ （（β／（α＋β））・ｆ１（ｓ） ＋ （α／（α＋β））・ｆ２（ｓ）、
（ただし、α、βは各々未知点ＸからＰ１、Ｐ２までの距離である。）
を用い、ｆ３（ｓ）の関数形は数式３：
ｚ＝ （（ａ／（ｓ^２＋ｂ））＋ｃ、
を用いる。
これらの数式において、各々のａ、ｂ、ｃは、点Ｘ、Ｐ１〜Ｐ４の座標とＰ１〜Ｐ４の標高によって決定されるパラメータである。

この（４）単調関数補間によれば、従来の手法における不自然な地形の発生、即ち、不都合な瘤や凹みを生じる振動が発生する問題、等高線付近の地形が滑らかにならない問題、及び、８方位に走る線状段差（ノイズ）の多数発生する問題を全て解決することができた。

さらに（４）単調関数補間に要するコンピュータ処理時間は、比較的時間のかからない（１）多項式補間方法と、比較的時間のかかる（２）線形補間方法に要する処理時間の中間に位置し、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ＤＥＭを自動生成することができた。

しかしながら（４）単調関数補間には次のような問題点がある。
（４）単調関数補間によるＤＥＭでは、尾根に直角な方向に切った断面に段差という不自然な地形が生じている。
これは、尾根の両側では標高が互いに独立して算出されるからである。

又、（４）単調関数補間によるＤＥＭでは、落水線に直交する（又は殆ど直交する）方向に切った断面に段差という不自然な地形が生じている。
これは、隣接する落水線は互いに独立して算出されるからである。
特開２００３−２１６０２３号公報

数値標高モデル（ＤＥＭ）自動生成システムにおける上記のような諸問題を解決するためになされた本発明の目的は、等高線情報から各種の補間方法により得られた数値標高データが有する等高線付近の段差を含む各種の不自然な地形を実質的に解消し、しかも段差解消に伴って他の余分な人工的地形を実質的に生じない、実用的な計算時間で実行可能な整形処理方法を備えたＤＥＭ自動生成システムを提供することにある。

本発明の他の目的は、特に補間方法として単調関数補間法を用いる場合と組み合わせると好適な整形処理方法を備えたＤＥＭ自動生成システムを提供することにある。

本発明による数値標高モデル（ＤＥＭ）自動生成システムは請求項１に示すように、
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、
前記整形処理手段は、注目する画素Ｐ０を中心とする３行３列の画素をとりあげ、縦横斜めの４種の方向について、Ｐ０の標高がいずれかの方向で極大又は極小値を取る場合は、その方向での画素とＰ０の標高の差の絶対値のうち最大のものｄをとり、ｄの値の大小に応じて平滑化範囲と反復回数を決定し、最近接する等高線からの距離に応じて重み付け平均の範囲を決定して、単純平滑化法を前記反復回数分だけ施すことを特徴とする。

また請求項２に示すように、
前記未知点補間手段は、標高を得たい未知点（以下「点」は「座標格子点」、即ち「画素」のことである）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を通る落水線上の距離値ｓを用いた単調関数ｆ１（ｓ）と、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通る落水線上の距離ｓを用いた単調関数ｆ２（ｓ）とを用い、未知点座標の、Ｐ２、Ｐ３点からの距離に応じてｆ１（ｓ）とｆ２（ｓ）を按分比例計算して得たｆ（ｓ）により未知点の標高を求め、
標高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が最大の点を山頂Ｐ１点とし標高を推定してＰ１を頂点とする単峰関数ｆ３（ｓ）を用いて未知点の標高を求めることを特徴とする。

また請求項３に示すように、
前記単調関数ｆ１（ｓ）、ｆ２（ｓ）の関数形は、数式１：
ｚ＝ （ａ／（ｓ＋ｂ））＋ｃ、
により、また前記ｆ３（ｓ）の関数形は、数式３：
ｚ＝ （（ａ／（ｓ^２＋ｂ））＋ｃ、
によることを特徴とする。

また請求項４に示すように、
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記載の数値標高モデル自動生成システム。

本発明によるＤＥＭ自動生成システムによれば、
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。
こうして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。

また、本発明の未知点補間手段によれば、単調関数と単峰関数を用いる方法により、従来の方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などの、不自然な地形が発生するという問題を除去することができる。

また、本発明の整形処理手段によれば、選択的平滑化法を用いることにより、従来の未知点補間手段で発生した不自然な地形を解消又は軽減することができ、特に上記単調関数と単峰関数を用いる方法と組み合わせた場合、段差を含めた不自然な地形の発生を実質的に解消することができる。

さらに、本発明の未知点補間手段と整形処理手段のステップ数はいずれも試行錯誤による繰返しがなく、画素の総数Ｎに比例した確定値であるので、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整形後のＤＥＭデータを自動生成することができる。

以下、本発明に係る実施の形態と効果を、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本発明によるＤＥＭ自動生成システム１０の構成図である。
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。

本発明のＤＥＭ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からなる。
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、原地形図データから等高線情報のみ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を補間して記録した高精細補間ＤＥＭデータテーブル４ｄと、高精細補間ＤＥＭデータにおける不自然な地形を整形した整形後のＤＥＭデータテーブル４ｅとを少なくとも備える。

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。
前記地形図認識処理手段６は、さらに、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６ｅとを備える。
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図デジタル画像情報を読込み、原地形図デジタルデータテーブル４ａに記録し、前記等高線抽出手段６ｂは、原地形図データ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。
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い、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。
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復活し、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に基づいてすべての等高線の点列座標データに標高を付与し、前記等高線数値標高テーブル４ｃに記録する。

次に、未知点補間手段８は、前記等高線数値標高テーブル４ｃから等高線の間の標高未知点Ｘの標高を求め、高精細補間ＤＥＭデータテーブル４ｄに記録する手段であって、本実施例の場合、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（画素）Ｘの座標（ｘ、ｙ）に対して標高ｚを演算する。

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、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、次に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。

前記落水線通過点検出手段８ａは、標高未知点が山頂付近にあって、前記Ｐ１点を求める等高線が存在しない場合は、最内側等高線から距離が最大の点（複数存在するときは任意の１つ）を山頂Ｐ１と設定し、適切な標高推定法（例えば、３次曲面当てはめ法）によりＰ１の標高を求める。

前記単調関数補間演算手段８ｂは、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点の座標と標高から、落水線に沿って測った距離座標ｓに対して、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を通る単調関数ｆ１（ｓ）と、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通る単調関数ｆ２（ｓ）を生成する。
ここでｆ１（ｓ）、ｆ２（ｓ）の関数形は例えば次の数式１：
ｚ＝ （ａ／（ｓ＋ｂ））＋ｃ、
による。
次に、標高未知点Ｘの、Ｐ２、Ｐ３点からの距離に応じてｆ１（ｓ）とｆ２（ｓ）を按分比例計算して得たｆ（ｓ）により標高未知点Ｘの標高を求める。

前記単調関数補間演算手段８ｂは、標高未知点Ｘが山頂付近にあって前記Ｐ１点を求める等高線が存在しない場合は、前記設定された山頂Ｐ１とＰ２、Ｐ３を通る単峰関数ｆ３（ｓ）を生成し、標高未知点Ｘの標高を求める。
ここでｆ３（ｓ）の関数形は例えば次の数式３：
ｚ＝ （（ａ／（ｓ^２＋ｂ））＋ｃ、
による。

未知点補間手段８はこれらの手順を繰り返して、等高線上を除く全ての画素について標高を算出し、結果を高精細補間ＤＥＭデータとして高精細補間ＤＥＭデータテーブル４ｄに３次元情報の形で記録する。
なお本実施例における、以上の「原地形図データ」から「高精細補間ＤＥＭデータ」を得る手順の説明は、上記特許文献１に詳しく具体例により図解して記述してある。

整形処理手段９は、前記高精細補間ＤＥＭデータに平滑化処理を施して整形後のＤＥＭデータを得て、整形後のＤＥＭデータテーブル４ｅに記録する。

一般に、このような段差を含む不自然な地形を有するＤＥＭデータに対しては、従来から整形処理手段として各種の平滑化方法が提起されている。
例えば、（ａ）単純平滑化法、（ｂ）ラプラシアン（Ｌａｐｌａｃｉａｎ）正則化法、（ｃ）グリムソン（Ｇｒｉｍｓｏｎ）正則化法、あるいは（ｄ）拡張型グリムソン法などがある。

標高を画素の座標ｘ、ｙの関数ｆ（ｘ、ｙ）と見る場合、（ａ）単純平滑化法では、注目点の近傍の適切な範囲の画素の標高ｆ（ｘ、ｙ）の適切な重み付け平均をとる。例えば、ｗ行ｗ列（ｗ＝３、５、又は７）の範囲で、重み（１／ｗ^２）の重み付け平均をとる。しかしながら、一般には等高線付近での段差が解消されない。

これに対して、方法（ｂ）〜（ｄ）では、いずれも等高線上の標高を拘束境界条件として、各々適切な評価関数値を最小にするように関数形を決定するという変分問題として扱う。
評価関数としては、（ｂ）ラプラシアン正則化法では、ｆのｘ、ｙに関する１階偏微分の２乗和を、（ｃ）グリムソン正則化法では、ｆのｘ、ｙに関する２階偏微分の２乗和を、（ｄ）拡張型グリムソン正則化法では、１階偏微分の２乗和と２階偏微分の２乗和の重み付き平均をとる。

方法（ｂ）、（ｃ）は元来、未知点補間手段８の一種と考えられるものであるが、例えば標高が全部ゼロの初期値から出発することになり、収束に非実用的な長時間を要し、発散する場合もあった。
これに対して本願の発明者は、方法（ｂ）〜（ｄ）を、前記高精細補間ＤＥＭデータを初期値として適用し、探索、繰返し、収束により最適解の関数形を求める方法を考案した。
この方法によれば等高線付近での段差を含めて不自然な段差地形が概ね解消されるが、収束にかなりの長時間を要する。

さらに特に等高線の間隔が急激に変化する箇所では、かえって新たな不自然な地形を生成してしまう場合がある。
即ち、（ｂ）ラプラシアン正則化法では等高線を境界として、傾斜が不連続になる場合が生じ、（ｃ）グリムソン正則化法では等高線付近でも傾斜が連続的に変化する（即ち、滑らかに変化する）が、振動を生じてしまう場合がある。
また（ｄ）拡張型グリムソン正則化法では両者の短所が殆ど解消されるが、地形により重み付き平均の重み値を変更する必要がある場合がある。

図２を参照すると、本発明による整形処理手段９は次の手順からなり、（ｅ）選択的平滑化法と名づける。
手順１では、注目する画素（Ｐ０とする）を中心とする３行３列の画素をとりあげ、４種の方向（０、４５、９０、１３５度）について、Ｐ０の標高がいずれかの方向で極大又は極小値を取るか（Ｙとする）否か（Ｎとする）を判定する。
手順１でＮの場合は、そのまま次の注目する画素の処理に移行する。
手順１でＹの場合は、手順２で、その方向での画素とＰ０の標高の差の絶対値のうち最大のもの（ｄとする）をとる。
手順３では、ｄの値の大小に応じて平滑化範囲を決定する。例えば、ｄの値１ｍにつき、Ｐ０の上下左右５０画素づつ広げて平滑化範囲とする。
ただし、等高線とぶつかった場合には、等高線を越えない内側の範囲とする。
手順４では、ｄの値の大小に応じて反復回数を決定する。例えば、ｄの値１ｍにつき、８０回づつ大きくとる。
手順５では、上記の平滑化範囲に限定して、上記の反復回数分だけ単純平滑化を施す。その際、最近接する等高線からの距離に応じて重み付け平均の範囲を変更する。例えば、等高線からの距離が３０画素未満、９０画素未満、９０画素以上ならば各々、３行３列、５行５列、７行７列、とする。
手順６では、画像データ全体に対して例えば、画素３行３列の範囲の単純平滑化を１回施す。その際、等高線上の画素には平滑化を適用せず、等高線の原標高を保存する。（拘束型）

手順６’では手順６の代りに、画像全体に対して例えば、画素３行３列の範囲の単純平滑化を２回施す。その際、等高線上の画素にも平滑化を適用する。等高線の画素上の原標高は厳密には保存されないが実用上問題とならない。（非拘束型）

表１を参照すると、本発明による（ｅ）選択的平滑化法と他の従来技術による平滑化方法の整形処理時間の比較例である。
本比較例では山地、平野、及び扇状地の３種類の代表的地形を選んで対象としてある。

本発明によるＤＥＭ自動生成システム１０の構成図である。 本発明による整形処理手段９の手順を示すフローチャートである。 ＤＥＭ標高を求める単調関数補間法の説明に用いる図である。

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ＤＥＭデータテーブル
４ｅ 整形後のＤＥＭ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 ＤＥＭ自動生成システム

Claims (4)

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、
   前記整形処理手段は、注目する画素Ｐ０を中心とする３行３列の画素をとりあげ、縦横斜めの４種の方向について、Ｐ０の標高がいずれかの方向で極大又は極小値を取る場合は、その方向での画素とＰ０の標高の差の絶対値のうち最大のものｄをとり、ｄの値の大小に応じて平滑化範囲と反復回数を決定し、最近接する等高線からの距離に応じて重み付け平均の範囲を決定して、単純平滑化法を前記反復回数分だけ施すことを特徴とする数値標高モデル自動生成システム。
2. 前記未知点補間手段は、標高を得たい未知点（以下「点」は「座標格子点」即ち「画素」のことである）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を通る落水線上の距離値ｓを用いた単調関数ｆ１（ｓ）と、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４を通る落水線上の距離ｓを用いた単調関数ｆ２（ｓ）とを用い、未知点座標の、Ｐ２、Ｐ３点からの距離に応じてｆ１（ｓ）とｆ２（ｓ）を按分比例計算して得たｆ（ｓ）により未知点の標高を求め、
   標高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が最大の点を山頂Ｐ１点とし標高を推定してＰ１を頂点とする単峰関数ｆ３（ｓ）を用いて未知点の標高を求めることを特徴とする請求項１に記載の数値標高モデル自動生成システム。
3. 前記単調関数ｆ１（ｓ）、ｆ２（ｓ）の関数形は、数式１：
   ｚ＝ （ａ／（ｓ＋ｂ））＋ｃ、
   により、また前記ｆ３（ｓ）の関数形は、数式３：
   ｚ＝ （（ａ／（ｓ^２＋ｂ））＋ｃ、
   によることを特徴とする請求項２記載の数値標高モデル自動生成システム。
4. 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に記載の数値標高モデル自動生成システム。

Images