JP2007004094A - 空間データ生産基盤システム - Google Patents

Abstract

【課題】 測量に関する空間データを、オペレータが、簡単な操作で、間違いなく入力して、効率的に、高品位で得られる生産性の良い空間データ生産基盤システムが望まれている。
【解決手段】 地理情報標準により少なくとも一部が定義された製品仕様に対応したルールベースファイルに従った編集作業工程を含む空間データ構造化編集システムを用いた空間データ生産基盤システムを提供する。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、地理情報に関する空間データを生産するシステムに関するもので、特に写真測量関係において使用される空間データ生産基盤システムに関するものである。更には、地理情報に関する空間データの構造化と編集を行う工程に特徴を有する空間データ生産基盤システムおよび前記空間データを生産する方法に関するものである。

従来、地理情報に関する空間データは、ＧＩＳ地理情報システム（ＧＩＳ：Ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）の発達、普及とともに多くの目的で利用されるようになり、前記空間データの生産のための空間データ生産システムおよび前記空間データ生産システムに用いられるサブシステムが色々提案されている。

前記空間データは、地理情報に関する必要な情報を含んでいるために、その取り扱いの広がりは大きく、種々のものに現用されているが、更に発展する可能性をもっている。例えば、ＩＴＳ高度道路交通システム（ＩＴＳ：Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｓｙｓｔｅｍ）での、交通情報の把握あるいはガイダンスのための情報提供などがあり、また、地震などの災害に対する緊急対応対策支援、ライフライン施設状況などの生命線に関する地理情報などに活用されている。

この有用な前記空間データの生産は、基本的に、使用目的に応じて、入手可能な色々なサブシステムを組合せて行っており、この組合せに労力を使って行われていて、生産に時間がかかるばかりではなく、人手を必要とするために入力ミスも多く、あるいは、非常に高価になっている。

基本的、典型的な前記空間データは、例えば写真測量に関しては、目的に応じて、写真測量図化システム、図形編集システムおよび属性編集システム等のサブシステムを単独あるいは、適宜組み合わせて使用されている。これらのサブシステムとしては、公知のＣＡＤシステムあるいはＧＩＳソフトウエアが用いられている。

しかし、近来、地理情報標準の浸透に従って、前記ＣＡＤシステムは、データ形式が図形操作を目的として設計されているために、地理情報標準を準拠とするような多様な属性情報を含む複雑な空間データを充分処理しきれない。また、前記ＧＩＳソフトウエアは、前記ＣＡＤシステムの欠点を或る程度解消できるために、有用であるが、複雑な３次元形状の図化あるいは編集機能が充分とはいえない。

サブシステムおよびこの組合せとして、色々知られているが、例えば、具体的な例として、朝日航洋株式会社が提供する「高さ再生法三次元ディジタルマッピング」などがあり、特開２００４−０３８０４４（特許文献１）、特開平１０−３１２４５２（特許文献２）などにサブシステムの組合せ例が記載されている。
特開２００４−０３８０４４ 特開平１０−３１２４５２

また前記空間データ生産基盤システムに用いられている空間データの構造化と編集を行う工程で使用される空間データ構造化編集システムは、労力に頼るところが大で、入力の誤操作等の問題、労力、時間を必要とし、全体としての空間データ生産基盤システムの効率上満足し得るものではなかった。

前記空間データ構造化編集システムとしては、色々提案されていて、例えば、特開平１１−２４８４７３（特許文献３）、特開平１１−１２０３３２（特許文献４）などにも記載されているが、空間データとして要望される製品仕様に対して、その取り扱いが面倒で満足し得るものが提供されていない現状である。
特開平１１−２４８４７３ 特開平１１−１２０３３２

前記空間データ構造化編集システムにおいて、可及的にオペレータの負荷を減少せしめ、製品仕様に対して、その入力が容易であって、誤操作の極めて少ない、効率的な空間データ構造化編集システムが望まれている。また、かかる空間データ構造化編集システムを用い、全体として、効率的で、誤操作の少ない、生産性の良い空間データ生産システムの基盤となる空間データ生産基盤システムが望まれている。

地理情報標準により少なくとも一部が定義された製品仕様に対応したルールベースファイルに従った編集作業工程を含む空間データ構造化編集システムを用いた空間データ生産基盤システムが、前記課題解決に極めて有用である。

本発明に関する種々の工程を以下説明するが、いくつかの特徴のある工程を前記空間データ構造化編集システムと共に含む前記空間データ生産基盤システムは、非常にその効果を発揮する。前記地理情報標準とは、この分野でよく知られているが、国土地理院で策定されたものである。

例えば、前記空間データ生産基盤システムが、更に、図化する工程に、３次元グラフィックスライブラリを用いて、異なる二つの映像で、測量写真あるいは地理情報に関するオブジェクトのステレオ映像を作成する工程を含み、前記映像が写真映像である場合には、少なくともレンズの歪みを補正する工程と撮影点と方向とによる補正をする工程とを含むことを特徴とする空間データを生産するための図化システムを用いた場合、処理スピードを更に向上させるばかりでなく、高品質な空間データが得られる利点を有する。

前記図化システムを詳しく説明する。測量写真のステレオ化、例えば、航空写真でのステレオ化は、フライトラインに沿うように連続して撮影した多数の航空写真映像の中から、適切な２画面を選択し、この撮影位置の違いを利用して、ステレオ化を行うものである。写真映像を用いたステレオ映像方式は、古くから、行われており、その理論も良く知られるところである。

ただ、通常のステレオ写真と異なり、例えば、航空写真においては、撮影時の撮影点、撮影方向がフライト中の飛行機の中からの撮影のために、撮影位置の安定性に悪いのが一般的である。そのため、これら撮影点（高度、緯度、経度）、撮影方向の情報をそれぞれの画像に対応させて記録するのが普通であって、これら撮影状況に関する情報と共に、撮影画像を保管するようにしている。ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）およびＩＭＵ（Ｉｎｅｒｔｉａ Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｕｎｉｔ）の発達と共に航空写真の発達は大きい。これは、地上における固定カメラを用いた測量写真でも、撮影位置の補正が発達するに従って、写真測量の精度が上がってきていて、発達は大きい。

前記多数の測量写真映像の中から、適切な２枚を選択する方法は、例えば、特願２００４−１９５２０６に本特許出願人が詳しく記載したものを用いることが出来る。一方、空間データを用いた前記オブジェクトの場合は、多数の映像の中から適切なものを選択するという負荷がなくなる。しかしながら、もともと測量写真などは、データ量が多いので、これを扱うシステムへの負荷が大きく、データ量削減の工夫も様々されているが十分ではない。例えば、得られた前記空間データから、編集等の目的で、オブジェクトを作成し、前記オブジェクトを観察して編集を行うことが行われているが、この場合の、オブジェクトも取り扱いも情報量の多さが抱える問題があった。

前記図化システムは、ゲームなどの領域で、広く一般に知られている３次元グラフィックスライブラリを用いることで、中間ファイルを必要とせずに、立体視を可能にするもので、前記エピポーラ画像および／またはラディアルディストーション補正画像を必要とせずに、立体視を実現できるものである。用いる図化システムの基本プログラムは、公知のものを用いることができるが、立体視像を得る工程をゲーム等の分野で公知の３次元グラフィックスライブラリを適用させて得るものである。代表的な前記３次元グラフィックスライブラリとして、ＯｐｅｎＧＬあるいはＤｉｒｅｃｔＸと呼ばれるものが知られていて、本発明においても好ましく用いられる。

前記図化システムの前記異なる二つの映像は、測量写真の場合は、二枚の写真映像であるが、地理情報に関するオブジェクトの場合は、前記空間データから構成される立体視可能な二つの仮想物体像である。前記仮想物体像の場合は、様々な角度から立体視可能に構成することができるので、前記編集等の工程で、正確な判断で、編集が可能となる。前記仮想物体は、点、線、面等であることもある。

前記図化システムは、立体視するとき等に、中間ファイル（例えば、エピポーラ画像およびラディアルディストーション補正画像等）を必要としないので、処理が早く、且、容量が少なくて済むので、全体の処理を効率的に、短時間で行うことを可能にする効果を有する。従って、図化システムを含む空間データ生産システムのような綜合的システムに前記図化システムを組み込むにしても、容量を増大させることなく、効率的な綜合システムを構築できるものである。更に得られた空間データを使って、オブジェクトの立体視ができるので、前記空間データの修正、確認が容易にできて、前記空間データの品質の向上ができる。また、前記オブジェクトを任意の視点、視線から立体視することが容易にできるので、例えば、過高感を制御することで、地形形状表示あるいは縮尺にあった空間把握が可能で、得られる空間データの品質向上に非常に有利である。

図１は、前記図化システムの立体視機能の処理手順およびフローチャートを示すものである。１から６までは、処理あるいは工程を表し、１１から１６までは、ファイルを意味し、２１は手入力あるいは手作業を表していて、３１から３６までは、データあるいはメモリを意味する。４０は表示である。

１は、オブジェクトの生成工程であり、左右の板状の画像貼付曲面オブジェクトを生成するものである。レンズのキャリブレーション情報などの内部標定１１に基づき、前記板状の形状は決められる。ラディアルディストーションなどのレンズの光学歪みは、前記板状のオブジェクトの湾曲と同心円状の波形を利用して一般的な数式、理論で補正される。前記オブジェクトのデータは、左右、それぞれデータ３１および３４である。

オペレータは、本特許出願人の前記先願に係る発明を利用して、大量な画像群から、隣り合う２枚のステレオペア（左右画像）を選択を関係づけたステレオペア画像データ１２から適切なものを選択する。貼付工程２で、前記選択されたペアの画像は、テクスチャとして、左右別々に、それぞれ適切な前記オブジェクトに例えば正射投影法で貼付され、左右のテクスチャ付きオブジェクトが得られる。

航空写真などの場合のように、撮影時の撮影位置、撮影方向、換言すると視点、視線方向は、それぞれ、撮影時点で、フライトの方向をＸとし、フライト平面内でフライト方向Ｘに直角な方向をＹとし、前記平面に垂直な方向をＺとして、これらとそれぞれ為す角度をκ、φ、ωとすると、撮影時の視点位置（Ｘ、Ｙ、Ｚ）と視線方向（κ、φ、ω）が外部定位ファイル１３に左右別々にファイルされている。

ステレオモデル生成工程３で、前記外部定位ファイル１３の情報に基づき、前記テクスチャ付きオブジェクトを３次元仮想空間にステレオ画像モデルとして配置する。前記ステレオ画像モデルは、データ３５として、ステレオ描画工程４に送られる。前記外部定位ファイル１３の情報は、前記ステレオ描画工程４でも利用され、視点および視線による補正をして、ステレオ画像を立体視可能にする。前記公知の３次元グラフィックライブラリを用いて、中間ファイルを作成することなく、前記ステレオ画像をステレオモニタ４０に直接描画する。

前記ステレオモニタ上に表示された前記ステレオ画像を立体視２１しながら、前記オペレータが空間データを図化して、新規の空間データ１６が得られる。前記新規な空間データ１６は、既存の空間データ１４に同じ形式で格納される。

以上が、測量写真をステレオ図化する工程である。前記既存の空間データと前記新規な空間データが有しているオブジェクトの空間座標値に基づき、オブジェクトモデル生成工程５で、３次元仮想空間に望みの空間データを配置し、この配置された空間データを３次元オブジェクトモデルとする。

前記３次元オブジェクトモデルのデータ３６は、ステレオペアとして成り立つように、任意の２視点による補正をステレオ描画工程６で行い、前記異なる二つの映像とし、前記３次元グラフィックスライブラリを用いて、前記ステレオモニタ４０に中間ファイルを使わずに直接描画される。このとき、後の工程のステレオ立体視２１で、前記オペレータが見やすいように、設定を調整する。例えば、照明光源の位置、色、強さなどを調整し、コントラストを調整する。また、得られたオブジェクトの透過率を調整して、重複しているデータの視認性を向上させることができる。

前記オペレータは、前記ステレオモニタ４０で前記オブジェクトの立体視２１をしながら、前記オブジェクトに用いた空間データのエラーの確認あるいは修正を行う。このとき、前記オブジェクトを任意の視点から立体視が可能なので、エラーのチェックが容易になり、空間データの品質向上が図れる。

図示されていないが、前記図化システムに公知の３次元グラフィックスライブラリがインストールされていて、前記したように、前記ステレオ描画工程４および６で、前記３次元グラフィックスライブラリのダイレクトレンダリングの機能を使用して、直接描画している。一方、前記オブジェクトの生成工程１、前記貼付工程２、前記ステレオモデル生成工程３およびオブジェクトモデル生成工程５では、前記３次元グラフィックスライブラリのモデル生成機能と配置調整機能を利用している。

また、前記空間データ生産基盤システムは、写真測量の分野で、その測量工程において、好ましくは、単一のフォーマットを使用することが、非常に効率的で、それによって、各種工程間のデータ変換を不要とする上、複雑な情報の付加も容易に行え、結果として、応用性の広い空間データが簡単に得られるようになる。

本発明において、写真測量とは、アナログ方式あるいはデジタル方式の両方を含み、例えば、航空機に搭載した航空測量用カメラを用いて撮影し、得られる情報を基に、地上に存在する物体（地物）の測量を行うあるいは、地上に固定カメラを設置して撮影した結果を利用して測量をするような、写真方式を活用した測量のことである。また、写真測量工程とは、前記測量により得られた情報から、前記空間データを生産するまでの工程のことを言う。

また、前記単一のフォーマットとは、工程全部に渡って、データの共有化がはかれる共通なデータ形式のフォーマットということであるが、好ましくは、ＸＭＬ（ｅＸｔｅｎｓｉｂｌｅ Ｍａｒｋｕｐ Ｌａｎｇｕａｇｅ）ベースのテキストファイルであり、各種の図形情報、属性情報、レイヤ管理情報、ステレオ設定情報等を記述できるもので、さらに望ましくは、これら各情報を管理できるオブジェクト管理情報を含むものである。特に好ましくは、前記テキストファイルと共に、前記テキストファイルの全要素をバイナリ形式で、格納できるファイルフォーマットを用いる。前記テキストファイルと前記ファイルフォーマットは完全相互変換が可能なものであり、前記ファイルフォーマットは、広域、多量のデータでも、高速なデータ入出力ができるものである。

前記テキストファイルは、前記ファイルフォーマット間で、完全相互互換であるので、前記テキストファイルの構造の好ましいものを代表として選択し、具体的には、少なくとも、好ましくは、ＸＭＬヘッダ、その他のヘッダ、ステレオ設定情報、属性情報、レイヤ管理情報、図形情報、およびオブジェクト管理情報を含んでいることが特徴である。

前記ＸＭＬヘッダは、ＸＬＭ宣言をするが、この特性は、前記ファイルフォーマットに変換したときには、失われるように構成される。更に、少なくともＤＴＤ（Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｔｙｐｅ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ：文書型定義）とＸＳＬ（ＳｅＸｔｅｎｓｉｖｅ Ｓｔｙｌｅ−ｓｈｅｅｔ Ｌａｎｇｕａｇｅ：拡張スタイルシート言語）を定義して、運用上のルールとして規定したものである。

前記その他のヘッダは、前記ファイルであることを宣言したもので、前記空間データ生産基盤システムのシステムバージョン番号、前記ファイルのバージョン番号の管理を行う。

前記ステレオ設定情報は、ビューの視点情報を記録し、単眼正射投影・単眼中心投影・ステレオのモードが選択でき、ワイヤーフレーム・テクスチャの選択がされ、視点および注視点のＸＹＺ座標値ならびにカメラの上向きを示す単位ベクトルの９つの浮動小数点実数で記述される。ステレオの場合は、二組分が必要となる。

前記属性情報は、ユーザが自由に属性フィールドを定義し、前記空間データ生産基盤システム上で、これらの編集を可能にする。前記属性フィールドでは、データの型・フィールド名・注記文字列・初期値などを規定する。データ型（プール・整数・単精度実数・バイナリ・文字列など）は選択できる。

前記レイヤ管理情報は、データ編集の単位となるレイヤに関する情報を定義し、レイヤＩＤ・レイヤ名称・グループモード（グループか非グループか）・グループＩＤ・表示状態（表示／非表示）・ロック状態（編集可／ロック／名称変更不可）等を記録し、ステレオ画像ペアのリンク情報も記録する。

前記図形情報は、前記空間データ生産基盤システムでの入力、編集が可能な全ての図形要素に対応できるように定義する。前記対応可能な図形要素としては、単体頂点、点群、ベクトル（配列）、単直線、連続直線、円弧、楕円弧、円、楕円、面、三角網（ＴＩＮ）、ポリゴンテキスト（三次元立体文字列）、ラベル、グループ（親子関係、オフジェクト数）などがある。前記図形要素は、オブジェクトＩＤで識別し、親子関係もこのＩＤ番号で管理する。

前記オブジェクト管理情報は、前記ステレオ設定情報、前記属性情報、前記レイヤ管理情報、前記図形情報等を管理するもので、オブジェクトＩＤを含んでいて、前記オブジェクトＩＤは、ＩＤをキーとして、全てのオブジェクトを管理する。

本発明において、前記のように好ましくは、単一のフォーマットを用いるが、前記図化する工程の他に、属性を付与する工程および図形間関係を付与する工程を含ませることも更に効果的で、このような空間データ生産システムは知られていなかった。これにより、得られる空間データは、非常に利用価値、応用価値のより高いものとなり、工程の効率化が図れると共に高品質の空間データが得られるものである。

前記図化する工程とは、一般的に図化システムと呼ばれるものを用いる工程であり、ベクタライズ（Ｖｅｃｔｏｒｉｚｅ）とも呼ばれ、地物あるいは道路などの形状、輪郭、特徴点を面、線、点などの図形要素を用いて、デジタルデータに変換する工程である。例えば、アジア航測から提供されている「判読名人」、「図化名人」と言われている図化システム、三井建設株式会社、（株）トプコン社等から、色々なシステムが提供されているが、好ましくは三次元のシステムのものが用いられる。しかし、好ましくは、前記単一のフォーマットで使用できるように変換したものが用いられる。

前記属性を付与する工程とは、前記図化されたデータの属性に関する情報（建物、道路のような地物の種類、性質に関する情報）を前記図化されたデータに関係づける工程であり、従来は、ＧＩＳソフトウエアを用いていたが、本発明では、好ましくは、これを前記単一のフォーマットで動作するようにしたものである。前記図化する工程が三次元のもので、立体視可能なステレオ図化機能を有するものであることが望ましい。

前記図形間関係を付与する工程とは、図形間の関係（例えば、建物図形同士がどの点あるいは面で接触関係にあるか否か等）の情報を前記図形化されたデータに関係づける工程であり、従来は、ＧＩＳソフトウエアを利用していたが、本発明では、好ましくは、これを前記単一のフォーマットで、使えるようにしたものが用いられる。

本発明に係る前記空間データ生産基盤システムの好ましいものは、以上のように構成されるが、更に種々の工程は、地理情報標準に準拠させることが行われるのが望ましく、全体のシステムを効率的にできる。

コンピュータグラフィックスのデータ形式、前記ＧＩＳソフトウエアのデータ形式及び、前記ＣＡＤシステムのデータ形式の重複する部分を中心に活用し、これら全体のデータ形式で利用頻度の極端に少ないものを排除し、従来から空間データ構築のために必要とされ、使われていたデータ形式を、本発明に係る好ましいデータ形式は、コンピュータグラフィックスのデータ形式領域内で、不足分な部分を補うように拡大したものになるので、非常に効率的、有用に活用できる。結果として、それぞれ従来のデータ形式では、不足していたものがなくなり、満足し得るものが得られる。

前記空間データ生産基盤システムは、好ましくは、以上のように構成されるから、写真測量して得られる情報から、空間データを生産する間、一貫した処理で、効率的な処理が可能であって、時間短縮、労力削減、費用削減、誤操作防止、充分な情報の付加等ができるので、非常に効率的な前記空間データの生産ができるばかりではなく、前記空間データの応用が広がるものである。

図２は、前記空間データ生産システムの例で、単一のフォーマットを用いて、写真測量に用いた例である。写真測量を行って、得られた情報を、ＣＡＤシステムをベースにする図化する図化工程５１を経て、測量用ＣＡＤベースに現地細部測量結果を入力６０して、ＣＡＤシステムをベースにした図形編集を行う図形編集工程５２に送る。図形編集されたデータは、現地補備測量５８による情報を加えて、現地補備測量編集工程５３に送られる。

前記現地補備編集工程は、ＣＡＤシステムをベースに作られる。この結果が、次の属性編集工程５４に送られ、ここで、現地調査５９の結果とＧＩＳソフトウエアをベースに用いて既存資料をデジタル化５７した結果とを加味されて、属性編集が行われる。前記属性編集工程は、ＧＩＳソフトウエアが基盤に用いられる。結果は、次工程に移動され、ＧＩＳソフトウエアを基礎に利用して、空間データの製品出力５５が行われる。

前記製品出力は、確認のためあるいはデータ更新のために最初の図化工程５１に戻されることがある。このようにして、高品質の空間データを得るものである。

前記１実施例は、図３〜図７に記載された内容のフォーマットを用いた。前記フォーマットは、前記フォーマットの構造で説明したものであるが、図３は、本発明に係るフォーマットの例であり、ステレオ設定情報６１、レイヤ管理情報６２、図形情報６３、属性情報６４が含まれ、オブジェクト管理情報６５により、リンク、管理されるように構成される。

前記ステレオ設定情報６１は、図４に記載したような各種変数が設定されている。図４は、前記ステレオ設定情報に設定された各種変数を纏めた表である。前記ステレオ設定情報に含まれるヘッダ情報クラスの変数は、ファイル識別子、ファイルバージョン情報、構造体サイズであり、ビュークラスの変数は、レンダリンモード、ポリゴン描画方法の表面と裏面、照光処理に関するもので、有無と設定値に関するもの、またステレオペア情報クラスを含み、その変数は、ステレオペア情報、左右に関する視点座標、視線ベクトル、撮影方法、メスマーク座標、オブジェクト管理情報、レイヤ管理情報である。

前記ヘッダ情報クラスには、ファイル全体を管理するための情報が記載されている。前記ビュー情報クラスには、コンピュータグラフィックス機能（描画機能）が記載されていて、例えば、レンダリングの方式、サーフェース表示時におけるポリゴン描画方法および照明条件（ライト）の設定値などが記載されている。また、ステレオペア情報クラスには、ステレオ図化機として、必要な設定パラメータが記録される。例えば、ステレオペアのリンク情報、撮影主点（視点、視線等）に関する情報が記載される。また、オブジェクト管理またはレイヤ管理のデータにアクセスするためのリンク情報等も記載される。

図５は、図３のレイヤ管理情報６２のレイヤ管理クラスとレイヤクラスの表である。レイヤ管理クラスには、変数として、レイヤ数、カレントレイヤＩＤ、新規レイヤ追加設定およびレイヤ管理情報があり、レイヤクラスの変数は、レイヤＩＤ、レイヤ名称、レイヤ表示フラグ、レイヤグループＩＤおよびレイヤロックフラグがある。ＧＩＳアプリケーションで使われるレイヤ（層）に分割する手法で、オブジェクトは、道路レイヤ、建物レイヤ等のどれかのレイヤに属する。表示は、必要なもののみが表示されるようにされる。また、レイヤクラスの表示、非表示設定で、レイヤごとの表示、非表示を選択できる。更に、レイヤ単位の編集保護が可能に構成される。

図６は、図３のオブジェクト管理情報６５のオブジェクト管理クラスとベースオブジェクトクラスの表である。オブジェクト管理クラスは、属性自動付加モード、図形オブジェクト情報を変数とし、ベースオブジェクトクラスは、オブジェクトＩＤ、オブジェクト名称、オブジェクトタイプ、レイヤＩＤ、削除マークおよび属性データを変数とする。前記オブジェクトタイプの選択は、同じ属性データクラスを用いて、前記図形情報、前記属性情報、前記の情報のうち、図形間関係に関する情報の全てのケースに対応可能とする。従って、空間データ生産基盤システムにおいて、前記単一のフォーマットが、前記オブジェクト管理情報の前記オブジェクトタイプ選択を含む空間データ生産基盤システムは好ましい本発明のひとつの実施の態様である。

前記オブジェクトＩＤは、ＩＤをキーとして、全てのオブジェクトを管理する。また、オブジェクトタイプが点、線、面、テキストなどは、図形オブジェクトであって、図２の図化工程５１および編集工程５２で使用される。前記オブジェクトタイプが属性および関係は、図２の属性編集工程５４で使用される。その際、前記属性を付与する工程では、属性をオブジェクトタイプとして使用し、前記図形間関係を付与する工程では、関係をオブジェクトタイプとして使用する。

また、オブジェクトがどのレイヤに属するかは、前記オブジェクト管理情報で、定義する。更に、前記ベースオブジェクトクラスの属性データを用いて、それぞれのオブジェクトタイプに対応した属性データにアクセスできる。

前記図形情報６３は、従来公知のクラス等と変数が用いられる。図７は、前記属性情報６４に関するもので、属性データクラス、属性定義クラスおよび属性フィールドクラスの変数を表示する表である。

前記属性データクラスは、前方と後方のリンクリスト、属性情報、属性データサイズおよび属性データを変数とする。前記前方、後方の双方向リンクリストを活用した柔軟なデータ構造により、多様な属性データの管理が可能である。例えば、前記リンクリストで前または次の属性データクラス（属性データクラスの単位は、地物オブジェクト）に移動し、別の地物オブジェクトの情報にアクセスすることができる。

また、属性データ管理に関する他の特徴として、ポインタを利用した可変サイズへの対応ができ、ポインタを用いて、地物の属性情報（実際の属性データ）を記録できる。また、データ格納構造（データの構造体）は、属性定義クラスと属性フィールドクラスの属性定義セットに記述される。属性フィールド数およびフィールドサイズで定義されるサイズで、可変サイズの属性データにも対応できる。

図２の例は、以上であるが、前記属性を付与する工程、前記図形間関係を付与する工程の更に具体的な例を図８で説明すると、歩道に立てられた信号機７１に関して、それぞれのオブジェクト属性、歩道属性６８、電柱属性６７および信号機属性６６をオブジェクトＩＤ、オブジェクト名称、オブジェクトタイプ等について付与する。更にそれぞれの図形間関係について例えば、前記電柱属性６７と前記信号機属性６６とのオブジェクト関係を取り付け（関係付与６９）あるいは、前記電柱属性６７と前記歩道属性６８とのオブジェクト関係を埋設（関係付与７０）と付与する。

単一のフォーマットを用いた他の例を図９に示す。図９は、空中写真画像データから、地理情報標準に準拠した空間データを作成するフローチャートで、基本的に図２と同じフローである。空中写真画像データ７２から図化する工程に入り、ステレオ立体視のための図化７３を行い、図形編集７４を経て、既存資料８２を利用して、現地補備測量編集７５を行って、属性を付与する工程に入り、既存資料８２を活用して、属性編集７６を行う。次いで、図形間関係を付与する工程に入り、既存資料８２を利用しながら、図形間関係の編集７７を行う。

前記工程７３から工程７７は、次工程７３とともに空間データ生産基盤システムのデータファイル８１の単一のフォーマットを用いている。前記単一のフォーマットは、図３から図７までで説明したものを使用する。

前記編集工程７７を経た後、製品出力７８で、求める製品が得られるが、製品仕様８０が参照される。結果として、地理情報標準に準拠した空間データが得られる。高品質で、効率的に、ミスのないものが得られる。

本発明にかかる空間データ生産基盤システムは、地理情報標準に準拠した複雑な図化、編集作業を行うオペレータをガイドする操作メニューとして、ルール・ベースド・ユーザインターフェース（ＲＢＵ−Ｉ／Ｆ）を用いる。前記ルール・ベースド・ユーザインターフェースは、アプリケーションの機能制限を制御する仕組みであり、特に本発明では、図化データの種類に応じて、利用可能な編集機能あるいは図形間の関係を付与できる図形タイプに違いが生ずるので、この違いを制約条件（ルール）として、記述するための仕組みである。前記制約条件に基づき、操作を制限するインターフェースを提供し、ユーザの誤操作の低減が期待できる。

図１０は、本発明の特徴である前記ルールベースファイルの例である。地理情報標準に準拠していることが特徴で、前記地理情報標準に従って、少なくとも一部が定義された製品仕様に対応可能であることも特徴である。交通信号機を例に、個性、ジオメトリー、トポロジー、承継、プロパティ、関連性および機能が書き込まれている。

図１１は、前記ルールベースファイルに用いられる前記ルール・ベースド・ユーザインターフェイスの仕組み、動作、実施例を説明する図である。ルールベースドプログラム１０４は先ず、編集メニュー１０６として図形入力編集、属性入力編集および関連性入力編集を画面に表示１０８させる。

オペレータ１０５は、前記表示された編集メニューからいずれかの編集機能を選択する。例えば前記図形入力編集を選択する。前記ルールベースドプログラム１０４は、製品仕様１０１のスキーマ１０２に記載されている地物名を参照し、全ての地物名を取得する。例えば、地物名には、点地物として、交通信号機、道路情報板、道路標識およびポスト等があり、線地物として、軌道、境界線および光ファイバー等がある。また、面地物としては、歩道、車道、空き地および植樹帯等がある。

前記選択された編集作業に対して、ルールベースファイル１０３の各地物のオペレーションから作業可能な地物名を抽出し、画面上のリストに表示１０８する。例えば、前記ルールベースファイル内の全ての地物を対象にオペレーションの値を取得し、その中から、前記図形入力編集の記載がある地物を抽出して、前記画面上のリストに表示する。前記ルールベースファイル１０３は、図１０で説明したようなものである。

前記オペレータは、前記画面に表示された地物を次いで選択する。例えば、交通信号機を選択する。前記選択に従って、前記選択した地物に必要な処理機能を取得するが、前記選択した地物について、前記ルールベースプログラム１０４は、前記ルールベースファイル１０３からタイプを取得し、データ型取得し、更に、前記ルールベースファイルからプロパティと主題属性を取得する。また、前記選択された地物について、前記ルールベースドプログラム１０４は、前記ルールベースファイル１０３から、機能を取得し、操作属性を取得する。例えば、交通信号機のタイプは点地物であり、管理者、設置期間、適用構造令、取得レベルおよびデータ有効期間などのプロパティを有し、点の配置、関連性付与および属性編集などの機能を有する。

前記ルールベースドプログラム１０４は、前記取得したデータ型、主題属性および操作属性について、前記製品仕様１０１のスキーマ１０２から取り得る値を取得し、図形属性１１０、主題属性１１１および操作１１３をそれぞれ定義する。

更に、前記ルールベースドプログラム１０４は、前記選択した地物と関係を持ちうる地物を取得する。この際、前記選択した地物について、前記ルールベースファイル１０３から関連性を取得し、前記関係を持ちうる地物を取得する。例えば、交通信号機が関連をもちうる地物は、この場合、柱、照明施設および立体横断施設である。

前記関連を持ちうる地物について、前記ルールベースドプログラム１０４は、製品仕様１０１のスキーマ１０２から関係属性を取得し、関係を持ちうる地物として関係１１２に定義する。

前記ルールベースドプログラム１０４は、操作可能要素以外を保護するようになっていて、前記関係を持ちうる地物として定義したもの以外について、編集ができないように保護する。例えば、交通信号機の前記例では、柱、照明施設および立体横断施設以外は編集ができないようにロックする。

前記選択した地物に必要な処理機能を取得した内容と前記関係を持ちうる地物について取得した内容を機能メニュー１０７に従って、前記ルールベースドプログラム１０４がメニューに表示させ、前記オペレータが操作できるようにする。尚、以上の前記ルール・ベースド・ユーザインターフェイスの仕組み、動作、実施例において、各種処理は、処理１０９で行われる。

前記オペレータが、このように処理されて得られた操作可能な地物と提供された機能の範囲内で、入力、編集、削除の操作を実施するが、前記製品仕様に基づく不要な操作を保護することで、ユーザの誤操作を低減し、効率よく、高品位なデータが得られるようになる。

本発明にかかる空間データ生産基盤システムは、以上のようであるから、ユーザが使用しやすく、誤操作が少なく、効率的で編集作業を大幅に短縮できるばかりでなく、納期の短縮も可能である上に高品位の空間データが得られる。更に、製品仕様の入手から、一貫した前記空間データ生産基盤システム（本発明のかかる空間データ構造化編集システムおよび前記図化システムを含む）は、精度良く、製品品質に優れ、コストが安くできる利点を有する。その他効果も他の記載から明確である。

本発明の最良の形態は、以上の記載から、明確であるが、以下具体的実施例で更に説明する。図１２は、本発明に係る空間データ生産基盤システムの１実施例である。基本的に図９で説明したものであるが、図９の７２、７３、７４、７５、７６、７７、７８、７９、８０、８１および８２は、図１２の１２１、１２３、１２４、１２７、１２８、１２９、１３２、１３３、１３１、１３０および１２５と同一であり、同一の機能を有し、且、同一の手順、流れで説明されるものである。

本発明に係るルールベースファイルおよびルール・ベースド・ユーザインターフェイスの仕組み、動作、実施例は、図１０および図１１に説明したものを用いて、ルール・ベースド・ユーザインターフェイス１２６として、現地補備測量編集１２７（図９の７５）と製品出力１３２（図９の７９）に関与させている。

また、前記３次元グラフィックスライブラリとしては、図１のものを用いて、空中写真画像データ１２１（図９の７２）、写真測量図化１２３（図９の７３）および図形編集１２４（図９の７４）に関与させている。このため、立体視のための編集統合機能１３４が空間データデータファイル１３０に関与している。

図１２の実施例に係る空間データ生産基盤システムは、空間データの交換標準仕様である地理情報標準で定義可能な仕様を網羅したデータ形式仕様を策定し、オペレータの誤操作による定義外の地物あるいは定義外のデータ形式、属性の入力を防止することが可能となり、データ形式仕様を明確に策定したことで、多種多様な製品仕様に対応することが可能になった。また、前記ルール・ベースド・ユーザインターフェースが実現したことで、複雑な製品仕様の場合でも、オペレータの誤操作が低減され、出来上がり製品の品質向上を図ることができた。また、入力、編集処理の際に、地物ごとのデータ定義あるいは必要な操作機能を自ら選択する必要がなく、状況に応じた適切な選択肢がメニューに表示されるため、未熟なオペレータでも、短時間で編集操作の習得が可能である。更に容量をいたずらに増やすことなく立体視が可能で、更に種々の立体視ができるために、得られた空間データの品質の向上、ミスの低減が更に図れる。その上、単一のフォーマット化を用いたために、一貫した効率的な処理が行える利点も有すると共に、前記得られた空間データの応用性を広げる効果も有するものである。

本発明に係わる図化システムの例のシステムおよび手順のブロック図である。 本発明に係る特定の３工程を含む例のフローチャートである。 本発明に係るフォーマットの例である。 図３のフォーマットのステレオ設定情報に設定された各種変数をまとめた表である。 図３のフォーマットのレイヤ管理情報に設定された変数をまとめた表である。 図３のフォーマットのオブジェクト管理情報に設定された変数をまとめた表である。 図３のフォーマットの前記属性情報に設定された変数をまとめた表である。 本発明に係る属性を付与する工程と、図形間関係を付与する工程の具体的実施例の概念図である。 特定の３工程を含む他の例のフローチャートである。 本発明に係るルールベースファイルのサンプルである。 本発明に係るルール・ベースド・ユーザインターフェイスの仕組み、動作を説明する図である。 本発明の１実施例の概念図である。

符号の説明

１ オブジェクトの生成工程
２ 貼付工程
３ ステレオモデル生成工程
４ ステレオ描画工程
５ オブジェクトモデル生成工程
６ ステレオ描画工程
５１ 図化工程
５４ 属性編集工程
６１ ステレオ設定情報
６２ レイヤ管理情報
６３ 図形情報
６４ 属性情報
６５ オブジェクト管理情報
７３ 図化
７４ 図形編集
７６ 属性編集
７７ 図形間関係の編集
１０３ ルールベースファイル
１０４ ルールベースドプログラム
１２２ ３次元グラフィックライブラリ
１２６ ルール・ベースド・ユーザインターフェイス

Claims (4)

1. 地理情報標準により少なくとも一部が定義された製品仕様に対応したルールベースファイルに従った編集作業工程を含むことを特徴とする空間データ生産基盤システム。
2. 前記ルールベースファイルに基づき動作するルール・ベースド・ユーザインターフェースを有することを特徴とする請求項１の空間データ生産基盤システム。
3. 前記ルール・ベースド・ユーザインターフェースが、前記製品仕様の種々の定義に対応した図化、編集作業の操作手順および特定の属性をもつ図形に対する操作の制約条件を定義したものを含むことを特徴とする請求項２の空間データ生産基盤システム。
4. 写真測量に関するものであり、各工程が、少なくとも、図形情報、属性情報、レイヤ管理情報、ステレオ設定情報およびオブジェクト管理情報を記述できる単一のフォーマットを用いたものであって、前記オブジェクト管理情報が前記図形情報、前記属性情報、前記レイヤ管理情報および前記ステレオ設定情報を管理できるものであり、３次元グラフィックスライブラリを用いて、異なる二つの映像で、測量写真あるいは地理情報に関するオブジェクトのステレオ映像を作成する工程を含み、前記映像が写真映像である場合には、少なくともレンズの歪みを補正する工程と、撮影点と撮影方向とによる補正をする工程を含み、前記ステレオ映像を作成する工程が、中間ファイルを使用することなく実行される工程であり、属性を付与する工程および図形間関係を付与する工程を含むことを特徴とする請求項３の空間データ生産基盤システム。

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