JP2007004739A - 空間データ生産基盤システム - Google Patents

Abstract

【課題】 空間データは、サブシステムの適宜な結合に人手を使う手間と、応用を広げる情報の入力（例えば、地物間関係の入力）が必要で、生産に時間がかかる、費用がかかってコストが高い、入力ミスが起こる、情報として充分ではない等の問題があって、これらを満足した新規な全体的なシステムで、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。
【解決手段】 写真測量に関するものであって、単一のフォーマットで、図化する工程、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空間データ生産基盤システムに関するものである。
【選択図】 図８

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および前記空間データの生産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、例えば写真測量工程においては、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、複雑な三次元形状の図化あるいは編集機能が充分とはいえない。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。

前記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

従来の前記空間データは、前記サブシステムの適宜な結合に人手が必要および応用を広げる情報の入力（例えば、地物間関係の入力）が必要等の問題があって、生産に時間がかかる、費用がかかってコストが高い、入力ミスが起こる、情報として充分ではない等の問題があって、これらを満足した新規な全体的なシステムで、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。

本発明は、写真測量に関するものであって、単一のフォーマットで、図化する工程、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空間データ生産基盤システムに関するもので、前記課題を解決するものである。

本発明によれば、写真測量の分野で、単一のフォーマットを使用し、且、特定の工程を組み合わせることが、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ことを見出したものである。

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、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、前記のように単一のフォーマットを用いることに加え、前記図化する工程、前記属性を付与する工程および前記図形間関係を付与する工程を少なくとも含むことも特徴で、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、応用価値の高いものであり、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、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、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。好ましくは、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。

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、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好ましく行われていて、更に全体のシステムを効率的にしている。

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た。

本発明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。

以下、図面を用いて、更に具体的に本発明を説明すると共に、具体的な実施例について説明する。

図１は、本発明の空間データ生産システムの例で写真測量に用いた実施例である。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１を経て、測量用ＣＡＤベースに現地細部測量結果を入力１０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２に送る。図形編集されたデータは、現地補備測量８による情報を加えて、現地補備測量編集工程３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４に送られ、ここで、現地調査９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７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５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１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。

本発明の前記１実施例は、図２〜図６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２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１１、レイヤ管理情報１２、図形情報１３、属性情報１４が含まれ、オブジェクト管理情報１５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１１は、図３に記載したような各種変数が設定されている。図３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４は、図２のレイヤ管理情報１２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５は、図２のオブジェクト管理情報１５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、請求項５の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１の図化工程１および編集工程２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１の属性編集工程４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１３は、従来公知のクラス等と変数が用いられる。図６は、前記属性情報１４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１の実施例は、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７で説明すると、歩道に立てられた信号機２１に関して、それぞれのオブジェクト属性、歩道属性１８、電柱属性１７および信号機属性１６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１７と前記信号機属性１６とのオブジェクト関係を取り付け（関係付与１９）あるいは、前記電柱属性１７と前記歩道属性１８とのオブジェクト関係を埋設（関係付与２０）と付与する。

本発明の他の実施例を図８に示す。図８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１と同じフローである。空中写真画像データ２２から図化する工程に入り、ステレオ立体視のための図化２３を行い、図形編集２４を経て、既存資料３２を利用して、現地補備測量編集２５を行って、属性を付与する工程に入り、既存資料３２を活用して、属性編集２６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３２を利用しながら、図形間関係の編集２７を行う。

前記工程２３から工程２７は、次工程２３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３１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２から図６までで説明したものを使用した。

前記編集工程２７を経た後、製品出力２８で、求める製品が得られるが、製品仕様３０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た。

本発明の１実施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２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２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２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２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。 本発明の他の実施例のフローチャートである。

符号の説明

１ 図化工程
４ 属性編集工程
１１ ステレオ設定情報
１２ レイヤ管理情報
１３ 図形情報
１４ 属性情報
１５ オブジェクト管理情報
２３ 図化
２４ 図形編集
２６ 属性編集
２７ 図形間関係の編集

Claims (5)

1. 写真測量に関するものであって、単一のフォーマットで、図化する工程、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空間データ生産基盤システム。
2. 前記単一のフォーマットが、少なくとも、図形情報、属性情報、レイヤ管理情報およびステレオ設定情報を記述できるものであ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. 前記単一のフォーマットが、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オブジェクト管理情報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. 前記図化する工程が、ステレオ図化機能を有することを特徴とする請求項１および３の空間データ生産基盤システム。
5. 前記図化する工程、前記属性を付与する工程および前記図形間関係を付与する工程が、地理情報標準に準拠したものであることを特徴とする請求項４の空間データ生産基盤システム。

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