JP2010032379A - 基準気流場データ作成装置、方法、プログラム、および物質拡散状況予測システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】注目地点を含む注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置20で用いられる基準気流場データを作成する基準気流場データ作成装置10であって、前記注目領域が入力されると、注目領域における地形データを抽出する地形データ抽出部11と、注目領域における建造物の情報を抽出し、建造物の輪郭である建物輪郭データを長方形に近似し、近似結果を建物データとして出力する建物長方形近似抽出部12と、地形データ抽出部11によって抽出された地形データと、建物長方形近似抽出部12によって出力された建物データとに基づいて所定の方位の風向における気流場を計算する気流計算部13とを備えることを特徴とする基準気流場データ作成装置10を提供する。
【選択図】図2
Description
本発明は、注目地点を含む注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置で用いられる基準気流場データを作成する基準気流場データ作成装置であって、前記注目領域が入力されると、該注目領域における地形データを抽出する地形データ抽出手段と、前記注目領域における建造物の情報を抽出し、該建造物の輪郭である建物輪郭データを長方形に近似し、該近似結果を建物データとして出力する建物長方形近似抽出手段と、前記地形データ抽出手段によって抽出された地形データと、前記建物長方形近似抽出手段によって出力された建物データとに基づいて所定の方位の風向における気流場を計算する気流計算手段とを備え、前記建物長方形近似抽出手段は、前記注目領域における建造物の情報から建造物の水平断面形状の輪郭である建物輪郭データを取得し、該建物輪郭データの1つの輪郭線を基準輪郭線とする輪郭線設定手段と、該建物輪郭データの全ての頂点を包含し、各辺が該建物輪郭データの少なくとも1つの頂点に接しており、かつ該基準輪郭線に平行な直線と、該基準輪郭線に直角に交わる直線と平行な直線とで構成される長方形を作成する長方形作成手段とを備えることを特徴とする基準気流場データ作成装置を提供する。
また、本発明の建物長方形近似抽出手段では、建物輪郭データの1つの輪郭線又は輪郭線を延長した直線を長方形の1辺として長方形を作成するため、建物輪郭データを近似する長方形を容易に作成することができる。これにより、建物輪郭データを長方形に近似するための時間を短縮することが可能となり、気流場データ作成に要する時間を短縮することが可能となる。気流計算手段による領域大気モデルは、例えば、RAMS(Regional
Atmospheric Modeling System)である。
をコンピュータに実行させる基準気流場データ作成プログラムを提供する。
本発明の第1の実施形態に係る物質拡散状況予測システム30は、基準気流場データ作成装置10と、物質拡散状況予測装置20とを備えている(例えば、図2参照)。
基準気流場データ作成装置10は、注目領域を入力する入力部100と、地図データが格納されている地図データベース(図示略)から入力された注目領域の地形データを抽出する地形データ抽出部(地形データ抽出手段)11と、該地図データベースから注目領域における建物の輪郭データを抽出し、抽出した建物の輪郭データを長方形に近似し、気流計算に使用するデータを作成する建物長方形近似抽出部(建物長方形近似抽出手段)12と、地形データ抽出部11と建物長方形近似抽出部12とから算出された値を用いて、気流場を求める気流計算部(気流計算手段)13とを備えている。
上記注目領域とは、注目地点の周辺領域であり、注目地点から放射された物質の拡散状況を予測する範囲を定めるものである。
また、建物長方形近似部121は、建物の水平断面形状の輪郭である建物輪郭データを有する地図が格納されている地図データベース(図示略)と接続可能に構成されており、この地図データベースから所望のエリアにおける建物輪郭データを取得できるようになっている。
具体的には、地図データベースには、所望のエリアにおける建物輪郭データが付加された地図情報が格納されており、建物長方形近似部121は、上記地図データベースから所望のエリアに対応する建物輪郭データ付き地図情報を取得できるような構成とされている。ここで、建物輪郭データとは、例えば、建物の水平断面形状データをいう。
各建物輪郭データに対応して個別のXY直交座標系を設定する場合、座標系設定部124は、図5に示すように、基準輪郭線の一端に接するようにX軸を設定することが好ましい。このようにXY直交座標系を設定することで、後段の回転処理、長方形作成処理を更に簡便に行うことが可能となる。
上記座標の回転については、例えば、回転行列を用いることが可能である。例えば、図4に示すように、点Pの座標(x,y)を角度θ回転させる場合、移動後の点Qの座標(X,Y)は、公知の数式である回転行列(1)式により得ることができる。
まず、16方位気流データベース201には、上述した基準気流場データ作成装置10により算出された気流場データが格納されている。
気流場推定部202は、気象条件、注目地点、注目領域等の情報が入力部200により入力されると、16方位気流データベース201に格納されている基準気流場データの中から、入力部200から入力された気象条件に近い基準気流場データを抽出し、この基準気流場データを用いて気流場を推定する。
例えば、物質拡散状況予測装置20において、注目地点Xにおいて拡散物質が放出し、オペレータにより注目地点Xや、注目する範囲等、拡散予測に必要となる初期条件が入力部200から入力されると、この入力情報は、気流場推定部202に入力されるとともに、基準気流場データ作成装置10の入力部100を介して地形データ抽出部11及び建物長方形近似抽出部12に入力される。
また、気流場の算出に関して専門的な知識を持っていない場合であっても、注目領域の情報を入力することにより気流場が自動的に算出されるので、容易に気流場を求めることが可能であり、手動で気流場を計算するよりも短い時間で気流場を算出することが可能となる。
更に、物質拡散状況予測システムとして使用する場合には、基準気流場データ作成装置と物質拡散状況予測装置とを組み合わせ、基準気流場データ作成装置から算出された気流場データを、物質拡散状況予測装置に出力することで、気流場データベースが作成される時間が短縮できることから、物質拡散状況予測システムの全体の処理にかかる時間を短縮させることが可能となる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る長方形近似システムについて説明する。
本実施形態においては、図3の建物長方形近似部121が、建物輪郭データの基準輪郭線に沿うようにX軸又はY軸を設定する点で上記第1の実施形態と異なる。
具体的には、本実施形態においては、XY直交座標系を地図上に設定する場合に、XY直交座標系の一方の座標軸が基準輪郭線と重なるよう、或いは、平行となるように、XY座標系を設定する。これにより、上述した第1の実施形態のように、建物輪郭データを回転、再回転させる処理を省略している。
このように、本実施形態に係る長方形近似システムによれば、XY直交座標系を設定する際に、基準輪郭線に重なるよう、または、平行となるようにX軸またはY軸を設定するので、XY直交座標系のX軸またはY軸を、建物輪郭データを近似する長方形の辺としてそのまま用いることができる。これにより、長方形を更に容易に作成することが可能となる。
2 主記憶装置
3 補助記憶装置
4 入力装置
5 出力装置
6 通信部
7 気流データベース
10 基準気流場データ作成装置
11 地形データ抽出部
12 建物長方形近似抽出部
13 気流計算部
14 気流データ格納部
15 気流境界条件設定部
20 物質拡散状況予測装置
30 物質拡散状況予測システム
121 建物長方形近似部
122 インプット用建物データ作成部
123 輪郭線設定部
124 座標系設定部
125 建物回転部
126 長方形作成部
127 建物再回転部
200 入力部
201 16方位気流データベース
Claims (13)
- 注目地点を含む注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置で用いられる基準気流場データを作成する基準気流場データ作成装置であって、
前記注目領域が入力されると、該注目領域における地形データを抽出する地形データ抽出手段と、
前記注目領域における建造物の情報を抽出し、該建造物の輪郭である建物輪郭データを長方形に近似し、該近似結果を建物データとして出力する建物長方形近似抽出手段と、
前記地形データ抽出手段によって抽出された地形データと、前記建物長方形近似抽出手段によって出力された建物データとに基づいて所定の方位の風向における気流場を計算する気流計算手段とを備え、
前記建物長方形近似抽出手段は、
前記注目領域における建造物の情報から建造物の水平断面形状の輪郭である建物輪郭データを取得し、該建物輪郭データの1つの輪郭線を基準輪郭線とする輪郭線設定手段と、
該建物輪郭データの全ての頂点を包含し、各辺が該建物輪郭データの少なくとも1つの頂点に接しており、かつ該基準輪郭線に平行な直線と、該基準輪郭線に直角に交わる直線と平行な直線とで構成される長方形を作成する長方形作成手段と
を備えることを特徴とする基準気流場データ作成装置。 - 前記輪郭線設定手段は、各前記輪郭線の中から、当該輪郭線を挟んで片側のみに他の輪郭線が存在する最も長い輪郭線を前記基準輪郭線として設定することを特徴とする請求項1に記載の基準気流場データ作成装置。
- 前記建物長方形近似抽出手段は、該地図上にXY直交座標系を設定する座標系設定手段を備え、
該輪郭線設定手段により設定された1つの輪郭線が、該XY直交座標系のX軸またはY軸と平行になるまで、該基準輪郭線の一端を中心として該建物輪郭データを所定角度回転させる建物回転手段と、
該長方形作成手段によって作成された該長方形を、該基準輪郭線の一端を中心として前記所定角度だけ逆方向に再回転させることにより、元の位置に戻す建物再回転手段と、
前記建物回転手段及び前記建物再回転手段は、回転行列を用いて、前記建物輪郭データを回転させることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基準気流場データ作成装置。 - 前記長方形作成手段は、前記建物回転手段により回転させられた建物輪郭データの全ての頂点のXY座標を算出し、これらXY座標の中からX軸の最大値及び最小値並びにY軸の最大値及び最小値を有する4つのXY座標を抽出し、抽出した4つのXY座標をX軸に平行な直線及びY軸に平行な直線で結ぶことにより長方形を作成することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の基準気流場データ作成装置。
- 前記建物輪郭データが、該建物の高さデータを有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の基準気流場データ作成装置。
- 該基準輪郭線とX軸またはY軸とが平行または重なるようにXY直交座標系を設定する座標系設定手段と
該座標系設定手段は、
前記XY直交座標のうち、X軸を該基準輪郭線に平行にまたは重ねて設定した場合には、該建物輪郭データの全ての頂点の中からX座標値が最小または最大の頂点を特定し、該特定した頂点を通るようにY軸を設定し、
前記XY直交座標のうち、Y軸を該基準輪郭線に平行にまたは重ねて設定した場合には、該建物輪郭データの全ての頂点の中からY座標値が最小または最大の頂点を特定し、該特定した頂点を通るようにX軸を設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の基準気流場データ作成装置。 - 前記輪郭線設定手段は、前記建物輪郭データの頂点間の距離が最も長い輪郭線を前記基準輪郭線として設定することを特徴とする請求項6に記載の基準気流場データ作成装置。
- 前記建物長方形近似抽出手段によって作成された建物データは、前記気流計算手段においてそのまま処理できるデータ形式で出力されることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれかに記載の基準気流場データ作成装置。
- 前記気流計算手段によって算出された所定の方位の風向における気流場が、指定された全ての方位に対して算出された場合には、物質の拡散状態を予測する有害物質拡散装置で使用されるデータベースに、前記気流データが出力されることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載の基準気流場データ作成装置。
- 注目地点を含む注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置であって、
気象データが入力された場合に、請求項1から請求項9のいずれかに記載の基準気流場データ作成装置により作成された基準気流場データの中から、入力された該気象条件に類似する基準気流場データを抽出し、該基準気流場データを用いて前記注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置。 - 請求項1から請求項9のいずれかに記載の基準気流場データ作成装置によって作成された基準気流場データを格納するデータベースと、
請求項10に記載の物質拡散状況予測装置と
を具備する物質拡散状況予測システム。 - 注目地点を含む注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置で用いられる基準気流場データを作成する基準気流場データ作成方法であって、
前記注目領域が入力されると、該注目領域における地形データを抽出する過程と、
前記注目領域における建造物の情報を抽出し、該建造物の輪郭である建物輪郭データを長方形に近似し、該近似結果を建物データとして出力する過程と、
前記地形データを抽出する過程によって抽出された地形データと、前記建物輪郭データを長方形に近似する過程によって出力された建物データとに基づいて所定の方位の風向における気流場を計算する過程とを備え、
前記建物輪郭データを長方形に近似する過程は、
前記注目領域における建造物の情報から建造物の水平断面形状の輪郭である建物輪郭データを取得し、該建物輪郭データの1つの輪郭線を基準輪郭線とする過程と、
該建物輪郭データの全ての頂点を包含し、各辺が該建物輪郭データの少なくとも1つの頂点に接しており、かつ該基準輪郭線に平行な直線と、該基準輪郭線に直角に交わる直線と平行な直線とで構成される長方形を作成する過程と
を有する基準気流場データ作成方法。 - 注目地点を含む注目領域における物質の拡散状況を予測する物質拡散状況予測装置で用いられる基準気流場データを作成する基準気流場データ作成プログラムであって、
前記注目領域が入力されると、該注目領域における地形データを抽出する処理と、
前記注目領域における建造物の情報を抽出し、該建造物の輪郭である建物輪郭データを長方形に近似し、該近似結果を建物データとして出力する処理と、
前記地形データを抽出する処理によって抽出された地形データと、前記建物データを長方形に近似する処理によって出力された建物データとに基づいて所定の方位の風向における気流場を計算する処理とを備え、
前記建物データを長方形に近似する処理は、
前記注目領域における建造物の情報から建造物の水平断面形状の輪郭である建物輪郭データを取得し、該建物輪郭データの1つの輪郭線を基準輪郭線とする処理と、
該建物輪郭データの全ての頂点を包含し、各辺が該建物輪郭データの少なくとも1つの頂点に接しており、かつ該基準輪郭線に平行な直線と、該基準輪郭線に直角に交わる直線と平行な直線とで構成される長方形を作成する処理と
をコンピュータに実行させる基準気流場データ作成プログラム。
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