JP2009086110A

JP2009086110A - 景観図作成装置

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Publication number: JP2009086110A
Application number: JP2007253527A
Authority: JP
Inventors: Shunichiro Nakamura; 中村俊一郎
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-09-28
Publication date: 2009-04-23

Abstract

【課題】ＧＰＳを利用して、任意の地点から任意の方向に見える景観を、その中に見える各オブジェクトの情報と共に、線画等によりディスプレイ装置に表示し得る景観図作成装置を提供する。
【解決手段】ＧＰＳの端末１２と、ＧＰＳ１１から受信した三次元地図情報を記録するメモリ１３と、景観図作成プログラムがインストールされており、ＧＰＳから受信した三次元地図情報に基づき、上記の景観図作成プログラムに従って、演算処理を行い景観図に景観輪郭線を表示するためのデータを得る中央演算制御装置１４と、ＣＰＵに結合された入力装置１５と、ＣＰＵの演算結果の基いて所望の景観輪郭線画像を表示するディスプレイ装置１６と、ＣＰＵで得られたデータを処理して、ディスプレイ装置に景観輪郭線画像を表示せしめる信号変換回路１７と、ＧＰＳ端末の位置及び姿勢を制御するコントローラ１９と、から成る景観図作成装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、山岳や市街地などの景観をパノラマ式に表示する景観図を作成する装置に関する。

山岳や市街地、街道などの風景をパノラマ式に表示する手段としては、手書きの巻物や、市街地を俯瞰するように作成された観光案内図などが用いられている。
又、全地球測位システム、即ちＧＰＳを利用した各種のナビゲーションシステムも提案されている。

然しながら、前者は手書きであるため、情報量が少なく、不正確であり、所望の視点から見た景観図を得ることもできないものである。
又、後者は、情報量は厖大で、極めて便利であり、視点の移動に応じて常に自分中心の視点座標系の水平面図形が得られるが、表示が平面的であり、特定の視点から見た景観図は得られない。

従来ある地点からある方向を眺めた時に見える景観の中で、あの山はなんと言う山だろうとか、あそこに見える大きな目立つ建物はなんだろうと思った時に、それを知る手段としては、地図と方位磁石を用い、人間がそれを見て判断するしかなかった。場合によってはレーザー測距装置等を補助的に利用することもあり得るが、最終的には人間が地図を見て、そのオブジェクトが何であるかを判断するしかなかった。

任意の地点から任意の方向に見える景観を、その中に見える各オブジェクトの情報と共に、線画等によりディスプレイ装置に表示し得る装置が安価に提供されれば極めて好都合であるが、そのような装置は未だ提案されていない。

該当なし該当なし

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ＧＰＳを利用して、任意の地点から任意の方向に見える景観を、その中に見える各オブジェクトの情報と共に、線画等によりディスプレイ装置に表示し得る景観図作成装置を安価に提供することにある。

本発明の上記とは別異の目的は、所望の視野範囲にある建築物のパノラマ式鳥瞰図を，ＧＰＳを利用して作成し、ディスプレイ装置に表示し得る景観図作成装置を安価に提供することにある。

上記の本発明の目的は、
汎地球測位システム（以下、ＧＰＳと言う。）の端末（以下、ＧＰＳ端末と言う。）と、
ＧＰＳから受信した三次元地図情報を記録するメモリと、
景観図作成プログラムがインストールされており、ＧＰＳから受信した三次元地図情報に基づき、上記の景観図作成プログラムに従って、演算処理を行い景観図に景観輪郭線を表示するためのデータを得る中央演算制御装置〔以下、ＣＰＵと言う。〕と、
ＣＰＵに結合された入力装置と、
ＣＰＵの演算結果に基いて所望の景観輪郭線画像を表示するディスプレイ装置と、
ＣＰＵで得られたデータを処理して、ディスプレイ装置に景観輪郭線画像を表示せしめ得るシリアル信号列を編成し、ディスプレイ装置に入力する信号変換回路と、
ＧＰＳ端末の位置及び姿勢を制御するコントローラと、
から成り、かつ、ＣＰＵにインストールされている景観図作成プログラムが、下記のステップ（Ａ）〜（Ｈ）、即ち、
記
（Ａ）ＧＰＳ（１１）から、汎地球座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における視点Ｏ_０の三次元位置情報（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）（ここで、ｘ_０は経度情報、ｙ_０は緯度情報、ｚ_０は標高情報とする。）と、視野中心線方位角θ_０、（ここで、視野中心線は視点Ｏ_０を一端点とする水平面（ｘ，ｙ）上にある半直線とし、θ_０はＧＰＳ端末（１２）の方位角、即ち、経線ｘ_０と、ＧＰＳ端末（１２）の中心線のなす角度θ_０とする。）を含む、視点Ｏ_０近辺の三次元地図情報を取得するステップ（Ｓ−１）。
（Ｂ）視点Ｏ_０（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）から見た景観を表示すべき視野範囲，
θ₁＝θ_０−φ≦θ≦θ_０＋φ＝θ_２（φ＝ｃｏｎｓｔａｎｔ）
を決定するステップ（Ｓ−２）。
（Ｃ）ＧＰＳ（１１）から得た三次元地形図情報から、上記視野範囲、
θ₁≦θ≦θ_２
に存在する二次元格子点Ｐ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３、・・・Ｉ, ｊ＝１、２、３、・・・Ｊ,）における標高Ｈ_ｉｊを得るステップ（Ｓ−３）。
（Ｄ）視点位置（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）から見た、視野範囲θ₁≦θ≦θ_２の間の角度を、多数に細分する視野分割線Ｅ_ｋ（ｋ＝１，２、３、・・・Ｋ）を設定するステップ（Ｓ−４）。
（Ｅ）各視野分割線Ｅ_ｋからの距離が、格子対角距離Ｌの２分の１以下である二次元格子点Ｐ_ｋｍ〔ｍ＝１、２，３・・・Ｍ〕をピックアップし、ステップＣで得たデータを参照して、それら格子点Ｐ_ｋｍにおける標高Ｈ_ｋｍを求め、
この標高Ｈ_ｋｍを、格子点Ｐ_ｋｍから視野分割線Ｅ_ｋに降ろした垂線Ｔ_ｋと、視野分割線Ｅ_ｋとの交点Ｃ_ｋｍにおける標高Ｈ_ｋｍとし、
点Ｃ_ｋｍから標高Ｈ_ｋｍの点Ｐ_ｋｍを求め、
視点（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）から点Ｐ_ｋｍを見たときの仰角γ_ｋｍを求めるステップ（Ｓ−５）。
（Ｆ）各視野分割線Ｅ_ｋに沿って、それぞれ仰角γ_ｋｍが極大となる可視限界点Ｒ_ｋｎ〔ｎ＝１、２，３・・・Ｎ〕を求め、可視限界点Ｒ_ｋｎ以外のデータを消去するステップ（Ｓ−６）
（Ｇ）至近距離にある可視限界点Ｒ_ｋｎを連ねて可視限界線Ｋｓ（ｓ＝１、２，３・・・Ｓ）を得るステップ（Ｓ−７）。
（Ｈ）可視限界線Ｋ_ｓ上の点Ｋ_ｓｔ（ｔ＝１、２、３、・・・Ｔ）と視点Ｏ_０とを結ぶ直線と、視野中心線に直角な一平面Φとの交点の、平面Φ上の二次元座標系（Ｕ，Ｖ）における位置を求め、点列（Ｕ_ｓｔ、Ｖ_ｓｔ）を得るステップ（Ｓ−８）。
（Ｉ）二次元座標で示された平面Φ上の点列（Ｕ_ｓｔ、Ｖ_ｓｔ）の至近距離にある点を結んで成る景観輪郭線Ｒ_ｓを描画するための輪郭線データＲ_ｓを得るステップ（Ｓ−９）。
を含むコンピュータプログラムである、上記の景観図作成装置によって達成される。

上記の目的は、上記の景観図作成装置において、視点位置（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）にデジタルカメラを、その光軸がＧＰＳ端末の主軸と同軸又は平行となるように設けると共に、景観図作成プログラムに、更に下記のステップ（Ｊ）乃至（Ｌ）、即ち、
記
（Ｊ）対象とした山体をデジタルカメラ（１９）で撮影して、山容データを得るステップ（Ｓ−１１）と、
（Ｋ）景観輪郭線図形を作成した山体に対応する山容データを、対応する景観輪郭線図形に適合するよう加工するステップ（Ｓ−１２）と、
（Ｌ）上記により項加工された山容データと、対応する稜線図形データを合成し、山容図形データを作成するステップ（Ｓ−１３）と、
を付加したことを特徴とする上記の景観図作成装置により一層確実に達成することができる。

上記とは別異の本発明の目的は、
汎地球測位システム（以下、ＧＰＳと言う。）の端末（以下、ＧＰＳ端末と言う。）と、
ＧＰＳから得た三次元地形図情報データを記録するメモリと、
景観図作成プログラムがインストールされており、ＧＰＳから受信した三次元地図情報に基づき、上記の景観図作成プログラムに従って、演算処理を行い景観図に表示すべきデータを得る中央演算制御装置（以下、ＣＰＵと言う。）と、
ＣＰＵに結合された入力装置と、
ＣＰＵの演算結果の基いて所望の画像を表示するディスプレイ装置と、
ＣＰＵで得られたデータを処理して、ディスプレイ装置に景観画像を表示せしめ得るシリアル信号列を編成し、ディスプレイ装置に入力する信号変換回路と、
ＧＰＳ端末の位置及び姿勢を制御するコントローラとから成り、
ＣＰＵにインストールされた景観図作成プログラムは、下記のステップ（ａ）〜（ｅ）、即ち、
記
（ａ）ＧＰＳ（１１）から、汎地球座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における視点Ｏ_０の三次元位置情報（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）（ここで、ｘ_０は経度情報、ｙ_０は緯度情報、ｚ_０は標高情報とする。）と、視野中心線方位角θ_０、（ここで、視野中心線は視点Ｏ_０を一端点とする水平面（ｘ，ｙ）上にある半直線とし、θ_０はＧＰＳ端末（１２）の方位角、即ち、経線ｘ_０と、ＧＰＳ端末（１２）の中心線のなす角度θ_０とする。）を含む、視点Ｏ_０近辺の三次元地図情報を取得すべき区域（以下、景観表示区域と言う。）を決定するステップ（Ｓ−２１）。
（ｂ）ＧＰＳ（２１）から、景観表示区域内に存在する市街地に関する地図情報と、各地点の標高データ（Ｈ_ｉ）を得るステップ（Ｓ−２３）。
（ｃ）取得した二次元市街地地図情報から、予め定めた一定の規模基準に該当する建築物Ｂ_ｉ（ｉ＝１、２、３・・・ｚ）を、敷地の一辺が視野中心線に直交する立方体として抽出し、それらの建築物を示す直方体輪郭データを記録するステップ（Ｓ−２４）。
（ｄ）上記直方体輪郭データに基づいて、景観図データを生成するステップ（Ｓ−２５）。
とを含む、景観図作成プログラムであることを特徴とする、上記の景観図作成装置によって達成される。

本発明は上記の通り構成されるから、本発明によるときは、任意の地点から所望の方向を観望したときの景観図を随時ディスプレイし得る景観図作成装置を安価に提供し得るものである。

以下図面により本発明の実施例を説明する。
図１ないし図１２は本発明に係る第一実施例の構成を示す説明図である。
図１は、本発明に係る景観図作成装置の構成の一例を示すブロック図である。
図２は、ＧＰＳから得られる地図情報中の標高情報を示す説明図である。
図３は、各格子点の標高を取得する他の方法を示す説明図である。
図４は、図２に示した標高地図上で、本発明装置の光軸を水平としたとき、光軸を中心として左右に±60°の視野範囲を示す説明図で、視野範囲を細分する視野分割線Ｗ_ｉを示す図である。
図５は、図４に示した視野範囲の一部拡大図である。
図６は、一本の視野分割線Ｗ_ｋ方向に沿って計測された距離と標高の関係を示す説明図である。
図７は、図６に示した図から、視点から見えない部分を消去した図である。
図８は、更に各グループ中の可視限界点、即ち、景観中の山体、丘陵などの輪郭線のみを示す説明図である。
図９は、視野分割線Ｗ_ｋごとに算出された可視限界点を示す平面図である。
図１０は、景観図の計算方法を示す説明図である。
図１１は、景観図の一例を示す説明図である。
図１２は、景観図作成プログラムに作動を示すフローチャートである。

図１３ないし図１８は、本発明に係る第二実施例を説明するための説明図である。
図１３は、本発明に係る第二実施例の構成を示す説明図である。
図１４は、ＧＰＳから取得した市街地地図の一例を示す図である。
図１５は、図１２に示した市街地地図から一定の条件に適合する建築物のみを抽出した状態を示す説明図である。
図１６は、抽出された建築物を直方体に置換した状態と、視野内の最遠可視点を示す説明図である。
図１７は、視野内の最遠可視線を示す平面図である。
図１８は、図１５から得られる景観図の一例を示す説明図である。

図１において、１１はＧＰＳ、１２はＧＰＳ端末、１３は、ＧＰＳ端末１２により得られた近隣の地図情報、ＧＰＳ端末の位置情報、標高情報及び方位情報を記録するメモリ、１４はＣＰＵ、１５は装置に所定の操作入力を与えるため担当者により操作されるキーボード等の入力装置、１６は景観図やオペレータへの指示などを表示するためのディスプレイ装置、１７は、ＣＰＵ１４の演算出力をディスプレイ１６の入力信号に変換する信号変換回路、１８はＧＰＳ端末１２と一体に設けられるデジタルカメラ、１９はＧＰＳ端末１２及びデジタルカメラ１８の位置及び姿勢を制御するコントローラである。

デジタルカメラ１８はその光軸が、ＧＰＳ端末１２の主軸と同軸又は平行になるように、望ましくは水平になるよう設けられ、それらの方位角はコントローラ１９により一体的に制御される。
本実施例の場合、特に限定されないが、通常はこのカメラ１８の光軸及びＧＰＳ端末１２の主軸は水平にする。

ＧＰＳ端末１２とデジタルカメラ１８を、所望の景観が得られる位置に設け、それらの主軸・光軸を景観の中心に向け、ＧＰＳ１１から以下の情報を取得し、メモリ１３に記録する。
１）景観を表示する部分を含む地域の地図情報。
２）ＧＰＳ端末１２の二次元設置位置情報、即ち、視点位置（ｘ_０，ｙ_０）。
３）ＧＰＳ端末１２の標高Ｈ_０。
４）ＧＰＳ端末１２の主軸の方位情報、即ち主軸が経線となす角度θ_０。
従って、視点の三次元位置は（ｘ_０，ｙ_０，Ｈ_０）である。
このとき、景観を求める視野範囲、即ち視野角は１２０°、即ち主軸方向を中心に、左右６０°の範囲に入るようにすることが望ましい。勿論この視野角度は、限定されるものでなく、要求に応じて適宜の角度、例えば、３６０°、１８０°、１００°又は６０°等とすることができるものである。

地図情報は図２又は図３の形で得られる。
図２において、縦線Ｍ_１ないしＭ_６は経線、Ｌ_１ないしＬ_６は緯線である。
これらの経線及び緯線の格子間隔５０ｍ、それらの交点Ｐ_ｉｊ（図には、Ｐ_１１、Ｐ_２４、Ｐ_６６が示されている。）は格子点Ｐ_ｉｊであり、各格子点Ｐ_ｉｊの近くに表示されている数値は格子点の標高Ｈ_ｉｊである。

図３には、図２と同様の経線及び緯線からなる格子の上に、等高線Ｃ_６６０、Ｃ_６８０、Ｃ_７００が示されている。
これらの等高線図から、各格子点の標高を例えば内挿法により算出できるが、そのようにすると演算負荷が過大となる上、本発明においてはそれほどの精度を要しないので、各格子点に最も近い等高線の標高をその格子点の近似的標高として採用することができる。

次に、図４に示されているように、視野角θ＝１２０°を所望の方法で細分する。
この細分方法としては、例えば全視野角を等分割する方法や、視野の中心を細かく、周辺に行くのに従って粗くする方法や、特定のオブジェクトの存在する視野部分では細かく、他の部分では粗くするなどの方法などを採用することができる。
図４には、視野角θ＝１２０°を、等分割する状態が示されている。分割は例えば、６′〜１０′程度とすることが推奨される。

次に、視野角θの各分割線Ｗ_ｋ上の点Ｐ_ｋ（ｋ＝１，２・・・Ｋ）に就いて、視点位置（ｘ_０，ｙ_０）からの水平距離Ｄ_ｋと、標高Ｈ_ｋの関係を求め、各分割線Ｗ_ｋごとに標高Ｈ_ｋが極大となる点Ｐ_ｋｍ（ｍ＝１，２・・・Ｍ）を求める。
この標高Ｈ_ｋは点Ｐ_ｋの近傍の格子点の標高から内挿法により算出できるが、図５には、更に簡便な一方法が示されている。
これは、点Ｐ_ｋに最も近い格子点Ｐ_ｍｎの標高Ｈ_ｍｎを点Ｐ_ｋの近似標高とするものである。
本発明ではこの簡便法を採用することができる。

図６には、このような簡便法により得られた視点（ｘ_０，ｙ_０）からの水平距離Ｄ_ｋと標高Ｈ_ｋとの関係を示す棒グラフが示されている。これらのデータから、標高Ｈ_ｋの点Ｐ_ｋの仰角γ_ｋが極大となる点Ｐ_Ｍ（Ｍ＝１、２、・・）の視点からの距離Ｄ_Ｍが求められる。
点Ｐ_Ｍから上方に高さＨ_ｋの点Ｒ_Ｍは、視野範囲に存在する山の輪郭線に当る点である。この点は、通常、その山の尾根若しくは稜線上の点ではない。

この点Ｒ_Ｍは又、その視野分割線Ｗ_ｋ上で、それよりも遠い点が隠れて見えなくなる点、即ち、可視限界点でもある。
点Ｐ_Ｍは、一本の分割線Ｗ_ｋ上に１点だけしか存在しない場合もあるが、２〜３点、又はそれ以上存在する場合もある。
この場合、視点（ｘ_０，ｙ_０）に近い仰角極大点Ｐ_ｋ１における標高Ｈ_ｋの点Ｒ_ｉ１は近景の山容の輪郭線上の一点であり、遠い仰角極大点Ｐ_ｉ２における標高Ｈ_２の点Ｒ_ｉ２は遠景の山容の輪郭線上の一点である。

次いで、この点Ｒ_ｋ１、Ｒ_ｋ２の後背部にあり陰に隠れて見えない地点のデータを消去し（図７）、更に、点Ｒ_ｋ１，Ｒ_ｋ２以外のデータを消去する（図８）。
この点Ｒ_ｋ１，Ｒ_ｋ２を総ての分割線Ｗ_ｋに就いてプロットすると、図９の如き曲線Ｒ_１、Ｒ_２が得られる。
図中下方の曲線Ｒ_１は、近景の山に係るものであり、上方の曲線Ｒ_２は、遠景の山に係るものである。この図は、それぞれの山の仰角極大点を水平面に投影して得た曲線である。

而して、近景の山の三次元輪郭線は、曲線Ｒ_１上の点Ｐ_１ｕの上方、標高Ｈ_１ｕの点Ｒ_１ｕ（ｘ_１ｕ、ｙ_１ｕ、Ｈ_１ｕ）を連ねた三次元曲線として得られ、遠景の山の輪郭線は、曲線Ｒ₂上の点Ｐ_２ｖの上方、標高Ｈ_２ｖの点Ｒ_２ｕ（ｘ_２ｖ、ｙ_２ｖ、Ｈ_２ｖ）を連ねた三次元曲線として得られる。

図１０には、一本の曲線Ｐ上の点Ｐ_５、Ｐ_６、Ｐ_７、Ｐ_８及びＰ_９とその上方にある標高Ｈ_５、Ｈ_６、Ｈ_７、Ｈ_８及びＨ_９の点Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８及びＲ_９が示されている。
点Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８及びＲ_９を結ぶ三次元曲線Ｒは、視点Ｏ_０から見た山の景観の輪郭線である。
視野中心線と直角な平面Φを定め、視点Ｏ_０と三次元曲線Ｒ上の点Ｒ_５、Ｒ_６、Ｒ_７、Ｒ_８及びＲ_９を結ぶ直線の交点Ｗ_５、Ｗ_６、Ｗ_７、Ｗ_８及びＷ_９を求め、これらの諸点を連ねると求める景観の輪郭線Ｗが得られる。

このようにして、近景〜遠景の山々の輪郭を求めると。図１１に示されているような景観図が得られる。
このような演算と同時に、これらの山々の写真をデジタルカメラ２８により撮影する。この写真には、図１０に示された山々が写されている。
この写真から、図１０の景観図に示された山の輪郭内の映像に合わせて山容を抽出し、所望の加工を施して、図１０の山の輪郭に合わせて貼り付け、更に山の名称、標高等の文字を書き入れ、所望の景観図を完成する。
このようなＣＰＵの作動は、予めインストールされた景観図作成プログラムによるものであり、そのフローチャートは図１２に示されている。

図１３は、本発明の第二実施例の構成を示すブロック図であり、２１はＧＰＳ、２２はＧＰＳ端末、２３は、ＧＰＳ端末２２により得られた近隣の地図情報、ＧＰＳ端末の位置情報、標高情報及び方位情報を記録するメモリ、２４はＣＰＵ、２５は装置に所定の操作入力を与えるため担当者により操作されるキーボード等の入力装置、２６は景観図やオペレータへの指示などを表示するためのディスプレイ装置、２７は、ＣＰＵ２４の演算出力をディスプレイ２６の入力信号に変換する信号変換回路、２８はＧＰＳ端末２２と一体に設けられるデジタルカメラ、２９はＧＰＳ端末２２及びデジタルカメラ２８の位置及び姿勢を制御するコントローラである。

ＧＰＳ端末２２は、地域内の比較的高い位置に置かれる。
デジタルカメラ２８はその光軸が、ＧＰＳ端末２２の主軸と同軸又は平行になるように、望ましくは水平になるよう設けられ、それらの方位角はコントローラ２９により一体的に制御される。
本実施例の場合、特に限定されないが、通常はこのカメラ２８の光軸及びＧＰＳ端末２２の主軸は水平にする。

ＧＰＳ端末２２とデジタルカメラ２８を、所望の景観が得られる位置に設け、それらの主軸・光軸を景観の中心に向け、ＧＰＳ２１から以下の情報を取得し、メモリ２３に記録する。
１）景観を表示する部分を含む地域の地図情報。
２）ＧＰＳ端末２２の二次元設置位置情報、即ち、視点位置（ｘ_０，ｙ_０）。
３）ＧＰＳ端末２２の標高Ｈ_０。
４）ＧＰＳ端末２２の主軸の方位情報、即ち主軸が経線となす角度θ_０。
従って、視点の三次元位置は（ｘ_０，ｙ_０，Ｈ_０）である。
このとき、景観を求める視野範囲、即ち視野角は１２０°、即ち主軸方向を中心に、左右６０°の範囲に入るようにすることが望ましい。勿論この視野角度は、限定されるものでなく、要求に応じて適宜の角度、例えば、３６０°、１８０°、１００°又は６０°等とすることができるものである。

地図情報は図１４の形で得られる。
図１４は、ＧＰＳから取得した市街地地図の一例を示す地図である。
この地図から、一定の基準以上の規模・重要度を有する建築物を抽出する。
図１５は、図１４に示した市街地地図から一定の条件に適合する建築物のみを抽出した状態を示す地図である。

この図１５に示された建築物を、各建物の大きさに応じた直方体に置き換える。
これらの直方体の前面は、総てＧＰＳ端末２２の視野中心線に直角な平面とし、その、横幅、奥行き及び高さは、対応する建物の横幅、奥行き及び高さ、視点からの距離に応じて定める。
直方体を配置する位置は、対応する建築物をカメラで撮影したとき得られる写真内の位置とすることが推奨される。
建築物の形状は、直方体でないものも多いが、総ての建築物を直方体に置換する。
但し、建築物の形状によっては、幾つかの直方体の組合せに置換しても良い。

図１６には、抽出された建築物を直方体Ｂ_１、Ｂ_２及びＢ_３に置換した状態と、それらの直方体の最遠可視線Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３が示されている。
最遠可視線Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３は、紙面に垂直である。
最遠可視線Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３のデータのみを抽出し景観図に表示すべき矩形画像データを得る。
最遠可視線Ｆ_１、Ｆ_２は、直方体Ｂ_１、Ｂ_２の背面であり、Ｆ_３は直方体Ｂ_３の前面である。

図１８は、図１６に示した最遠可視線Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ３のデータから得られる直方体輪郭線図形を示す説明図である。
この図形中の直方体輪郭内には、対応する建築物の外観を示す画像を貼り込み、その名称などを付記して、景観図を完成する。

図１８の輪郭線図形を作成するときは、直方体Ｂ_１、Ｂ_２及びＢ_３をカメラで撮影したような図形として輪郭線図形を求めることができる。これは各直方体の距離を考慮し完全な遠近法を採用する手法であるが、遠近法を全く無視し総ての直方体を一定の距離から見た図形として表示しても良く、更には適度に両者をアレンジした図形としても良い。

又、上記の説明では、直方体輪郭線図形を得るため、最遠可視線Ｆ_１、Ｆ_２、Ｆ_３のデータを用いたが、本発明の構成はこれに限定されるものでなく、各直方体の前面上端の稜のデータを用いることができ、更に本発明は上記の説明から容易に着想し得る変更例の総てを包摂するものである。

本発明に係る景観図作成装置の構成の一例を示すブロック図である。ＧＰＳから得られる地図情報中の標高情報を示す説明図である。各格子点の標高を取得する他の方法を示す説明図である。図２に示した標高地図上で、本発明装置の光軸を水平としたとき、光軸を中心として左右に±60°の視野範囲を示す説明図で、視野範囲を細分する視野分割線Ｗ_ｉを示す図である。図４に示した視野範囲の一部拡大図である。一本の視野分割線Ｗ_ｉ方向に沿って計測された距離と標高の関係を示す説明図である。図６に示した図から、視点から見えない部分を消去した図である。更に各グループ中の可視限界点、即ち、景観中の山体、丘陵などの輪郭線のみを示す説明図である。視野分割線Ｗ_ｉごとに算出された可視限界点を示す平面図である。景観図の計算方法を示す説明図である。景観図の一例を示す説明図である。景観図作成プログラムのフローチャートである。本発明に係る第二実施例の構成を示す説明図である。ＧＰＳから取得した市街地地図の一例を示す図である。図１２に示した市街地地図から一定の条件に適合する建築物のみを抽出した状態を示す説明図である。抽出された建築物を直方体に置換した状態と、視野内の最遠可視点を示す説明図である。視野内の最遠可視線を示す平面図である。図１５から得られる景観図の一例を示す説明図である。

符号の説明

１１ＧＰＳ
１２ＧＰＳ端末
１３メモリ
１４ＣＰＵ
１５入力装置
１６ディスプレイ装置
１７信号変換回路
１８デジタルカメラ
１９コントローラ
２１ＧＰＳ
２２ＧＰＳ端末
２３メモリ
２４ＣＰＵ
２５入力装置
２６ディスプレイ装置
２７信号変換回路
２８デジタルカメラ
２９コントローラ

Claims

汎地球測位システム（１１）（以下、ＧＰＳ１１と言う。）の端末（１２）（以下、ＧＰＳ端末１２と言う。）と、
ＧＰＳ（１１）から受信した三次元地図情報を記録するメモリ（１３）と、
景観図作成プログラムがインストールされており、ＧＰＳ（１１）から受信した三次元地図情報に基づき、上記の景観図作成プログラムに従って、演算処理を行い景観図に景観輪郭線を表示するためのデータを得る中央演算制御装置（１４）〔以下、ＣＰＵ（１４）と言う。〕と、
ＣＰＵ（１４）に結合された入力装置（１５）と、
ＣＰＵ（１４）の演算結果の基いて所望の景観輪郭線画像を表示するディスプレイ装置（１６）と、
ＣＰＵ（１４）で得られたデータを処理して、ディスプレイ装置（１６）に景観輪郭線画像を表示せしめ得るシリアル信号列を編成し、ディスプレイ装置（１６）に入力する信号変換回路（１７）と、
ＧＰＳ端末（１２）の位置及び姿勢を制御するコントローラ（１８）と、
から成り、かつ、ＣＰＵ（１１）にインストールされている景観図作成プログラムが、下記のステップ（Ａ）〜（Ｈ）、即ち、
記
（Ａ）ＧＰＳ（１１）から、汎地球座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における視点Ｏ_０の三次元位置情報（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）（ここで、ｘ_０は経度情報、ｙ_０は緯度情報、ｚ_０は標高情報とする。）と、視野中心線方位角θ_０、（ここで、視野中心線は視点Ｏ_０を一端点とする水平面（ｘ，ｙ）上にある半直線とし、θ_０はＧＰＳ端末（１２）の方位角、即ち、経線ｘ_０と、ＧＰＳ端末（１２）の中心線のなす角度θ_０とする。）を含む、視点Ｏ_０近辺の三次元地図情報を取得するステップ（Ｓ−１）。
（Ｂ）視点Ｏ_０（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）から見た景観を表示すべき視野範囲，
θ₁＝θ_０−φ≦θ≦θ_０＋φ＝θ_２（φ＝ｃｏｎｓｔａｎｔ）
を決定するステップ（Ｓ−２）。
（Ｃ）ＧＰＳ（１１）から得た三次元地形図情報から、上記視野範囲、
θ₁≦θ≦θ_２
に存在する二次元格子点Ｐ_ｉｊ（ｉ＝１、２、３、・・・Ｉ, ｊ＝１、２、３、・・・Ｊ,）における標高Ｈ_ｉｊを得るステップ（Ｓ−３）。
（Ｄ）視点位置（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）から見た、視野範囲θ₁≦θ≦θ_２の間の角度を、多数に細分する視野分割線Ｅ_ｋ（ｋ＝１，２、３、・・・Ｋ）を設定するステップ（Ｓ−４）。
（Ｅ）各視野分割線Ｅ_ｋからの距離が、格子対角距離Ｌの２分の１以下である二次元格子点Ｐ_ｋｍ〔ｍ＝１、２，３・・・Ｍ〕をピックアップし、ステップＣで得たデータを参照して、それら格子点Ｐ_ｋｍにおける標高Ｈ_ｋｍを求め、
この標高Ｈ_ｋｍを、格子点Ｐ_ｋｍから視野分割線Ｅ_ｋに降ろした垂線Ｔ_ｋと、視野分割線Ｅ_ｋとの交点Ｃ_ｋｍにおける標高Ｈ_ｋｍとし、
点Ｃ_ｋｍから標高Ｈ_ｋｍの点Ｐ_ｋｍを求め、
視点（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）から点Ｐ_ｋｍを見たときの仰角γ_ｋｍを求めるステップ（Ｓ−５）。
（Ｆ）各視野分割線Ｅ_ｋに沿って、それぞれ仰角γ_ｋｍが極大となる可視限界点Ｒ_ｋｎ〔ｎ＝１、２，３・・・Ｎ〕を求め、可視限界点Ｒ_ｋｎ以外のデータを消去するステップ（Ｓ−６）
（Ｇ）至近距離にある可視限界点Ｒ_ｋｎを連ねて可視限界線Ｋｓ（ｓ＝１、２，３・・・Ｓ）を得るステップ（Ｓ−７）。
（Ｈ）可視限界線Ｋ_ｓ上の点Ｋ_ｓｔ（ｔ＝１、２、３、・・・Ｔ）と視点Ｏ_０とを結ぶ直線と、視野中心線に直角な一平面Φとの交点の、平面Φ上の二次元座標系（Ｕ，Ｖ）における位置を求め、点列（Ｕ_ｓｔ、Ｖ_ｓｔ）を得るステップ（Ｓ−８）。
（Ｉ）二次元座標で示された平面Φ上の点列（Ｕ_ｓｔ、Ｖ_ｓｔ）の至近距離にある点を結んで成る景観輪郭線Ｒ_ｓを描画するための輪郭線データＲ_ｓを得るステップ（Ｓ−９）。
を含むコンピュータプログラムである、上記の景観図作成装置（１０）。
請求項１に記載の景観図作成装置において、視点位置（ｘ_０、ｙ_０、ｚ_０）にデジタルカメラ（１９）を、その光軸がＧＰＳ端末（１２）の主軸と同軸又は平行となるように設けると共に、景観図作成プログラムに、更に下記のステップ（Ｊ）乃至（Ｌ）、即ち、
記
（Ｊ）対象とした山体をデジタルカメラ（１９）で撮影して、山容データを得るステップ（Ｓ−１１）と、
（Ｋ）景観輪郭線図形を作成した山体に対応する山容データを、対応する景観輪郭線図形に適合するよう加工するステップ（Ｓ−１２）と、
（Ｌ）上記により項加工された山容データと、対応する稜線図形データを合成し、山容図形データを作成するステップ（Ｓ−１３）と、
を付加したことを特徴とする上記の景観図作成装置（１０）。
汎地球測位システム（２１）〔以下、ＧＰＳ（２１）と言う。〕の端末（２２）〔以下、ＧＰＳ端末（２２）と言う。〕と、
ＧＰＳ（２１）から得た三次元地形図情報データを記録するメモリ（２３）と、
景観図作成プログラムがインストールされており、ＧＰＳ（２１）から受信した三次元地図情報に基づき、上記の景観図作成プログラムに従って、演算処理を行い景観図に表示すべきデータを得る中央演算制御装置（２４）〔以下、ＣＰＵ（２４）と言う。〕と、
ＣＰＵ（２４）に結合された入力装置（２５）と、
ＣＰＵ（２４）の演算結果の基いて所望の画像を表示するディスプレイ装置（２６）と、
ＣＰＵ（２４）で得られたデータを処理して、ディスプレイ装置（２６）に景観画像を表示せしめ得るシリアル信号列を編成し、ディスプレイ装置（２６）に入力する信号変換回路（２７）と、
ＧＰＳ端末（２２）の位置及び姿勢を制御するコントローラ（２７）とから成り、
ＣＰＵ（２４）にインストールされた景観図作成プログラムは、下記のステップ（ａ）〜（ｅ）、即ち、
記
（ａ）ＧＰＳ（１１）から、汎地球座標系（ｘ，ｙ，ｚ）における視点Ｏ_０の三次元位置情報（ｘ_０，ｙ_０，ｚ_０）（ここで、ｘ_０は経度情報、ｙ_０は緯度情報、ｚ_０は標高情報とする。）と、視野中心線方位角θ_０、（ここで、視野中心線は視点Ｏ_０を一端点とする水平面（ｘ，ｙ）上にある半直線とし、θ_０はＧＰＳ端末（１２）の方位角、即ち、経線ｘ_０と、ＧＰＳ端末（１２）の中心線のなす角度θ_０とする。）を含む、視点Ｏ_０近辺の三次元地図情報を取得すべき区域（以下、景観表示区域と言う。）を決定するステップ（Ｓ−２１）。
（ｂ）ＧＰＳ（２１）から、景観表示区域内に存在する市街地に関する地図情報と、各地点の標高データ（Ｈ_ｉ）を得るステップ（Ｓ−２３）。
（ｃ）取得した二次元市街地地図情報から、予め定めた一定の規模基準に該当する建築物Ｂ_ｉ（ｉ＝１、２、３・・・ｚ）を、敷地の一辺が視野中心線に直交する立方体として抽出し、それらの建築物を示す直方体輪郭データを記録するステップ（Ｓ−２４）。
（ｄ）上記直方体輪郭データに基づいて、景観図データを生成するステップ（Ｓ−２５）。
とを含む、景観図作成プログラムであることを特徴とする、上記の景観図作成装置。