JP2008015911A - 地図位置合せ装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】これまで手作業で行っていたラスタデータの特徴点とベクトルデータの特徴点との組合せ（対応関係）の抽出を自動化する。
【解決手段】当該位置合せの対象となる地図上では、区画が直線によって形成されており、二つの地図上における区画を形成する直線の交点を頂点としてそれぞれ抽出し、この抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出し、この抽出された二つの地図上の特徴点の中からいずれか３個の特徴点同士の組合せを生成し、この生成された組合せのうち、二つの地図上においてそれぞれ３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地図情報の更新作業に利用する。特に、紙で提出される地積測量図における異動を地図情報に反映させる際に利用する。

土地の所在、地番、地目（利用形態）、面積、所有権といった情報は全国の法務局に登記されている。そして土地の形状と位置とは地図として保管されている。また、全国の地方自治体では、課税業務のために現況の土地の地目、面積、所有者および地図の情報を管理している。

土地に異動があった場合には、その異動内容が申請書として法務局に提出される。法務局や自治体では、その申請書に添付されている地積測量図（土地の異動後の面積を計算するために、測量と面積計算とをした結果を記載した図面）を基に、地図を更新する業務を行っている。

近年、地図の電子化が進み、ベクトル化技術を使用して電子化した地図情報をコンピュータで管理するようになった。それに伴い、地積測量図を基に地図情報を異動修正する業務も変わりつつある。

この従来例を図１１ないし図２０を参照して説明する。図１１は地図位置合せ装置１２および周辺機器（表示部１０、キーボード１１、地図情報データベース１３、マウス１４、スキャナ１５）の構成図である。図１２は地図位置合せ作業の手順を示すフローチャートである。異動申請された地積測量図を参照し、その所在地番により地図情報データベース１３に蓄積されている登録データを検索し、該当地図情報を呼び出す（Ｓ１０）。なお、地図情報は、ベクトルデータとして地図情報データベース１３に蓄積されている。呼び出された地図情報は、例えば、図１３に示すとおりである。

地積測量図は、紙でしか提出されないため、スキャナ１５で読み取り、ラスタデータを作成する（Ｓ１１）。ラスタデータは、例えば、図１４に示すとおりである。図１４の例では、異動による分割が行われている。

これらの地図情報およびラスタデータは、それぞれ表示部１０に表示される。例えば、地図情報およびラスタデータは、一つの画面上に並べて表示される。

次に、操作者は、キーボード１１あるいはマウス１４を用い、地積測量図の特徴点をラスタデータ上で指定する（Ｓ１２）。特徴点の指定は、例えば、図１５に示すとおりであり、通常は２点を指定する。図１５の例では、特徴点Ａ１、Ａ２が指定されている。さらに、操作者は、地図情報の特徴点をベクトルデータ上で指定する（Ｓ１３）。特徴点の指定は、例えば、図１６に示すとおりであり、こちらもラスタデータと同じく通常は２点を指定する。図１６の例では、特徴点Ｂ１、Ｂ２が指定されている。

続いて、操作者は、図１７に示すように、指定した特徴点同士（Ａ１→Ｂ１、Ａ２→Ｂ２）を基準にしてラスタデータと地図情報との重ね合せを行う。図１８に示すように、重ね合されたラスタデータと地図情報とに対し、キーボード１１あるいはマウス１４を用い、伸縮、回転、移動を行うことにより形状が整えられて重ね合せが完了する（Ｓ１４）。図１９は、重ね合せが完了した状態を示す。

続いて、操作者は、重ね合せた結果のラスタデータを基に、キーボード１１あるいはマウス１４を用い、画面上で地図を修正する（Ｓ１５）。最後に、修正した地図情報を地図情報データベース１３に更新して保存する（Ｓ１６）。地図情報データベース１３には、例えば、図２０に示すように、更新された地図情報が保存される。

特開２００１−５６６３９号公報

地積測量図を基に地図を異動修正する業務は、上述したように、コンピュータを用いて地積測量図をスキャナで読み取り、ベクトル化した地図情報と重ね合せて地図情報を更新する。その際、スキャナで読み取ったラスタデータと、ベクトルデータの地図情報との重ね合せは、操作者の手作業で行っている。

ラスタデータの特徴点とベクトルデータの特徴点とを操作者が指示して組合せ（対応関係）を抽出し、幾何学計算によりラスタデータを伸縮、回転、移動して重ね合せを行う。この方法は、操作者に経験がないと難しく、慣れが必要である。また、上手く重ね合せができないと、何度もやり直しをして、作業効率の低下を招いていた。

特に、特徴点の組合せの抽出については、複数の特徴点の組合せが考えられるため、その複数の特徴点の組合せの中から的確な組合せを抽出するには、豊富な経験が必要である。また、特徴点の組合せの抽出が的確であれば、その後の重ね合せ作業を容易に行うことができため、特徴点の組合せの抽出作業は特に重要である。

本発明は、このような背景の下に行われたものであって、これまで手作業で行っていたラスタデータの特徴点とベクトルデータの特徴点との組合せの抽出を自動化することにより、操作者の経験や慣れによる差を無くし、また、コンピュータによる高速化により作業の効率化を図ることができる地図の位置合せ装置および方法を提供することを目的とする。

本発明は、精度の異なる二つの地図上の対応する区画の形状を、いずれか一方の地図における形状に重ね合せる地図位置合せ装置であって、本発明の特徴とするところは、当該位置合せの対象となる地図上では、前記区画が直線によって形成されており、二つの地図上における前記区画を形成する前記直線の交点を頂点としてそれぞれ抽出する頂点抽出手段と、この頂点抽出手段により抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出する特徴点抽出手段と、この特徴点抽出手段により抽出された前記二つの地図上の特徴点の中からいずれか３個の特徴点同士の組合せを生成する組合せ生成手段と、この組合せ生成手段により生成された組合せのうち、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出する組合せ抽出手段とを備えたところにある。

このように、抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出することにより、極端な鋭角を有する部分の特徴点やほとんど直線に近い部分の特徴点を除外することができるため、無用な特徴点を除外し、有用な特徴点を残すことができる。

このようにして残った二つの地図上の有用な特徴点同士が、とりあえず３組ずつ総当たりとなる組合せを生成し、生成された組合せのうちから無用な組合せを除外して最終的に有用な組合せを残す。

このために、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出する。この三角形を重ね合せることにより、最も適切に区画を重ね合せることができる。

本発明を地図位置合せ方法の観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、精度の異なる二つの地図上の対応する区画の形状を、いずれか一方の地図における形状に重ね合せる地図位置合せ装置において実行される地図位置合せ方法であって、本発明の特徴とするところは、当該位置合せの対象となる地図上では、前記区画が直線によって形成されており、二つの地図上における前記区画を形成する前記直線の交点を頂点としてそれぞれ抽出し、この抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出し、この抽出された前記二つの地図上の特徴点の中からいずれか３個の特徴点同士の組合せを生成し、この生成された組合せのうち、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出するところにある。

また、本発明をプログラムの観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本発明の地図位置合せ装置の機能に相応する機能を実現させるプログラムである。

また、本発明を記録媒体の観点から観ることもできる。すなわち、本発明は、本発明のプログラムが記録された前記汎用の情報処理装置が読取可能な記録媒体である。本発明のプログラムは、本発明の記録媒体に記録されることにより、前記汎用の情報処理装置は、この記録媒体を用いて本発明のプログラムをインストールすることができる。あるいは、本発明のプログラムを保持するサーバからネットワークを介して直接前記汎用の情報処理装置に本発明のプログラムをインストールすることもできる。

これにより、汎用の情報処理装置を用いて、本発明の地図位置合せ装置を実現することができる。

本発明によれば、これまで手作業で行っていたラスタデータの特徴点とベクトルデータの特徴点との組合せの抽出を自動化することにより、操作者の経験や慣れによる差を無くし、また、コンピュータによる高速化により作業の効率化を図ることができる。

本発明実施例の地図位置合せ装置および方法について、図１ないし図１０を参照して説明する。なお、本実施例においても図１１に示したハードウェア構成を用いる。図１は本実施例の地図位置合せ装置のブロック構成図である。本実施例の地図位置合せ装置は、図１に示すように、精度の異なる二つの地図上の対応する区画の形状を、いずれか一方の地図における形状に重ね合せる地図位置合せ装置であって、本実施例では、従来例で説明したように、ベクトルデータとして地図情報データベース１３に蓄積されている地図情報とスキャナ１５によりラスタデータとして読み取られる地積測量図とを対象として説明する。当該位置合せの対象となる地図上では、前記区画が直線によって形成されている。

ここで、本実施例の地図位置合せ装置の特徴とするところは、当該位置合せの対象となる地図上では、前記区画が直線によって形成されており、二つの地図上における前記区画を形成する前記直線の交点を頂点としてそれぞれ抽出する頂点抽出部２および５と、この頂点抽出部２および５により抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角（以下では、これを頂角と呼ぶ）が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出する特徴点抽出部３および６と、この特徴点抽出部３および６により抽出された前記二つの地図上の特徴点の中からいずれか３個の特徴点同士の組合せを生成する組合せ生成部７と、この組合せ生成部７により生成された組合せのうち、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出する組合せ抽出部８とを備えたところにある。

さらに、重ね合せ実行部９は、組合せ抽出部８により抽出された特徴点に基づき二つの地図上における区画を、伸縮、回転、移動を行って自動的に重ね合せる。この重ね合せ作業の自動化については、的確な特徴点の組合せの抽出が実現できれば、単純に、伸縮、回転、移動を行うことにより容易に実現できることは自明であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

上述したように、頂角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外するために、本実施例では、頂角が４５°以上１３５°以下の頂点を残し、それ以外の頂点を除外する。また、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となるために、本実施例では、特徴点を形成する二本の線分の成す角の前記二つの地図上の差分が３個の特徴点共に０°以上７°以下とする。これらの具体的数値は一例であり、適宜変更することができる。

本実施例の地図位置合せ方法を図２ないし図１０を参照して説明する。図２は本実施例の地図位置合せ装置において実行される地図位置合せ方法の処理手順を示すフローチャートである。まず、紙でしか提出されない地積測量図をベクトルデータ化するために、地積測量図をスキャナ１５により読み取りラスタデータとする。このラスタデータは、ベクトル化部１に入力されてベクトル化される（Ｓ１）。

ベクトル化の状況を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）に示した文字（３６−４、○○運動公園）も区画の線分と共にベクトル化される。このようなベクトル化された文字などは不要ベクトルとして現れる。このような不要ベクトルは、区画を形成する線分と比較すると、極めて短い線として現れるため、不要ベクトルを除去するために、極短線を除去する（Ｓ２）。その結果を図４（ｃ）に示す。図４（ｃ）に示すように、頂点から極短線に相応する部分の線分も同時に除去されてしまうため、頂点部分が無くなってしまう。そこで、図４（ｄ）に示すように、ベクトル化した各辺の延長交点から図形の頂点（１）を抽出する（Ｓ３）。頂点抽出結果を図４（ｅ）に示す。さらに、図５に示すように、地図情報取得部４が所在地番により地図情報データベース１３から呼び出した地図情報のベクトルデータから頂点（２）を抽出する（Ｓ４）。

続いて、頂点（１）および（２）から位置合せの基準を満たす特徴点を３組抽出する（Ｓ５）。このステップＳ５は、本発明の最も主要な特徴を有しており、ステップＳ５については、図３を参照して詳細に説明する。図３は特徴点抽出手順を示すフローチャートである。図４および図５で抽出された頂点に対し、頂点の成す角が４５°以上１３５°以下のものを特徴点とする（Ｓ５−１）。この様子を図６および図７に示す。図６の例では、矢印を付与した４個の頂点が除去されて、５個の特徴点Ａ１〜Ａ５が抽出される。また、図７の例では、矢印を付与した３個の頂点が除去されて、５個の特徴点Ｂ１〜Ｂ５が抽出される。

次に、抽出された特徴点Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ５の中から３組ずつの組合せを生成する（Ｓ５−２）。例えば、（Ａ１−Ｂ１、Ａ２−Ｂ２、Ａ３−Ｂ３）、（Ａ１−Ｂ２、Ａ２−Ｂ１、Ａ３−Ｂ３）、（Ａ１−Ｂ３、Ａ２−Ｂ１、Ａ３−Ｂ２）、…（以下省略）として、₅Ｃ₃＝１０通りの組合せが生成される。

このようにして生成された１０通りの組合せの中から、頂角の差が０°以上７°以下になる組合せを全て抽出する（Ｓ５−３、Ｓ５−４）。図８の例では、Ａ５−Ｂ４（い）、Ａ１−Ｂ５（ろ）、Ａ３−Ｂ２（は）という組合せが抽出されている。続いて、図９に示すように、この頂点（い）、（ろ）、（は）の頂角をそれぞれθＡ、θＢ、φＡ、φＢ、γＡ、γＢとする三角形を想定する（Ｓ５−５）。想定した三角形の頂角θＡとθＢ、φＡとφＢ、γＡとγＢとの差が全て０°以上７°以下になる組合せを抽出する（Ｓ５−６、Ｓ５−７）。その結果、互いに相似形となる少なくとも２つの三角形が抽出される（抽出されない場合には、ステップＳ６→Ｓ１０→Ｓ１１の手順となる）。この２つの三角形のそれぞれ３つの頂点同士が位置合せの基準を満たす特徴点の組合せとなる。

このようにして、３組の特徴点が見つかったら（Ｓ６）、決定した特徴点に基づき、図１０に示すように、相似形となる二つの三角形に基づき、伸縮、回転、移動を行って互いに重ね合せることにより区画全体を重ね合せ、地図情報に地積測量図のラスタデータを重ね合せる（Ｓ９）。

なお、ステップＳ６において、３組の特徴点が複数見つかったときには（Ｓ７）、それぞれの特徴点のズレの距離の平均二乗和が最小となる組を選択する（Ｓ８）。また、ステップＳ６において、３組の特徴点が一つも見つからなかったときには、自動位置合せ不可（Ｓ１０）として、操作者による手動位置合せを実行する（Ｓ１１）。

以降の処理は従来例と同じであり、操作者は、重ね合せた結果のラスタデータを基に、キーボード１１あるいはマウス１４を用い、画面上で地図を修正する（Ｓ１５）。最後に、修正した地図情報を地図情報データベース１３に更新して保存する（Ｓ１６）。地図情報データベース１３には、例えば、図２０に示すように、更新された地図情報が保存される。

また、本実施例は、汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、本実施例の地図位置合せ装置１２の機能に相応する機能を実現させるプログラムとして実施することができる。このプログラムは、記録媒体に記録されて汎用の情報処理装置にインストールされ、あるいは通信回線を介して汎用の情報処理装置にインストールされることにより当該汎用の情報処理装置に、ベクトル化部１、頂点抽出部２、５、特徴点抽出部３、６、地図情報取得部４、組合せ生成部７、組合せ抽出部８、重ね合せ実行部９の機能にそれぞれ相応する機能を実現させることができる。汎用の情報処理装置は、例えば、汎用のパーソナル・コンピュータである。

本発明によれば、これまで手作業で行っていたラスタデータの特徴点とベクトルデータの特徴点との組合せ（対応関係）の抽出を自動化することにより、操作者の経験や慣れによる差を無くし、また、コンピュータによる高速化により作業の効率化を図ることができるので、地図情報の更新作業の効率化に寄与することができる。

本実施例の地図位置合せ装置のブロック構成図。 本実施例の地図位置合せ方法の手順を示すフローチャート。 本実施例の特徴点抽出手順を示すフローチャート。 ラスタデータの頂点抽出手順の様子を示す図。 地図情報の頂点抽出の様子を示す図。 ラスタデータの特徴点抽出の様子を示す図。 地図情報の特徴点抽出の様子を示す図。 頂角の差が０°〜７°の特徴点の組を示す図。 特徴点からなる三角形を示す図。 三角形に基づく区画の重ね合せを示す図。 地図位置合せ装置および周辺機器の構成図。 地図情報更新手順を示すフローチャート。 地図情報を示す図。 地積測量図のラスタデータを示す図。 ラスタデータにおける特徴点を示す図。 地図情報における特徴点を示す図。 重ね合せのための特徴点を示す図。 重ね合せのための処理を説明する図。 重ね合せが完了した状態を示す図。 更新された地図情報を示す図。

符号の説明

１ ベクトル化部
２、５ 頂点抽出部
３、６ 特徴点抽出部
４ 地図情報取得部
７ 組合せ生成部
８ 組合せ抽出部
９ 重ね合せ実行部
１０ 表示部
１１ キーボード
１２ 地図位置合せ装置
１３ 地図情報データベース
１４ マウス
１５ スキャナ

Claims (4)

1. 精度の異なる二つの地図上の対応する区画の形状を、いずれか一方の地図における形状に重ね合せる地図位置合せ装置であって、
   当該位置合せの対象となる地図上では、前記区画が直線によって形成されており、
   二つの地図上における前記区画を形成する前記直線の交点を頂点としてそれぞれ抽出する頂点抽出手段と、
   この頂点抽出手段により抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出する特徴点抽出手段と、
   この特徴点抽出手段により抽出された前記二つの地図上の特徴点の中からいずれか３個の特徴点同士の組合せを生成する組合せ生成手段と、
   この組合せ生成手段により生成された組合せのうち、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出する組合せ抽出手段と
   を備えたことを特徴とする地図位置合せ装置。
2. 精度の異なる二つの地図上の対応する区画の形状を、いずれか一方の地図における形状に重ね合せる地図位置合せ装置において実行される地図位置合せ方法であって、
   当該位置合せの対象となる地図上では、前記区画が直線によって形成されており、
   二つの地図上における前記区画を形成する前記直線の交点を頂点としてそれぞれ抽出し、
   この抽出された頂点を形成する二本の線分の成す角が鋭角またはほぼ直線に近い角度となる頂点を除外した残りの頂点を特徴点として抽出し、
   この抽出された前記二つの地図上の特徴点の中からいずれか３個の特徴点同士の組合せを生成し、
   この生成された組合せのうち、前記二つの地図上においてそれぞれ前記３個の特徴点を頂点とする三角形が互いにほぼ相似形となる特徴点同士の組合せを抽出する
   ことを特徴とする地図位置合せ方法。
3. 汎用の情報処理装置にインストールすることにより、その汎用の情報処理装置に、請求項１記載の地図位置合せ装置の機能に相応する機能を実現させるプログラム。
4. 請求項３記載のプログラムが記録された前記汎用の情報処理装置が読取可能な記録媒体。

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