JP2013088999A - Building extraction device, method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、3次元点群データから建物の形状を抽出する装置、方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an apparatus, method, and program for extracting a shape of a building from three-dimensional point cloud data.
航空レーザ測量は、飛行機にレーザ測距儀を搭載し、地上にレーザ光を照射して地物を含む地平面の3次元形状を計測する技術(特許文献1参照)であり、広い面積に渡り効率良く3次元値の点データを収集できる。 Aviation laser surveying is a technology (see Patent Document 1) that mounts a laser rangefinder on an airplane and measures the three-dimensional shape of the ground plane including the features by irradiating the ground with laser light. Efficiently collect 3D point data.
特許文献2には、レーザ光をスキャンして得られる3次元点群データから対象物の3次元形状モデルを生成する技術が記載されている。 Patent Document 2 describes a technique for generating a three-dimensional shape model of an object from three-dimensional point cloud data obtained by scanning laser light.
特許文献3には、航空レーザ測量により高密度に収集された3次元点群データから矩形形状を生成し、その矩形形状間において、隣接するポリゴン同士の連続性、法線方向、距離等により、エッジ及び面を認識し、三次元形状データを生成する技術が記載されている。 In Patent Document 3, a rectangular shape is generated from three-dimensional point cloud data collected at high density by aviation laser surveying. Between the rectangular shapes, the continuity between adjacent polygons, the normal direction, the distance, etc. A technique for recognizing edges and surfaces and generating three-dimensional shape data is described.
特許文献1に記載の技術では、航空レーザ測量により高密度に収集された3次元点群データという、ランダムに位置する点を単位として面とエッジを認識するので、コンピュータ処理上の負担が大きく、膨大な計算能力を必要とする。 In the technique described in Patent Document 1, since the surface and edge are recognized in units of randomly located points, which are three-dimensional point cloud data collected with high density by aviation laser surveying, the burden on computer processing is large. Requires enormous computing power.
本発明は、航空レーザ測量により高密度に収集された3次元点群データからより簡易なコンピュータ処理で必要な精度の建物形状を抽出できる建物抽出装置、方法及びプログラムを提示することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a building extraction apparatus, method, and program capable of extracting a building shape with a necessary accuracy from three-dimensional point cloud data collected at high density by aviation laser surveying by simple computer processing. .
本発明に係る建物抽出装置は、建物を三次元計測して得られる3次元点群データから当該建物の形状を抽出する装置であって、当該3次元点群データから不規則三角網を生成する三角網生成手段と、当該三角網生成手段で生成される各三角網について法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出手段と、当該法線ベクトルを所定距離間隔のグリッドにグリッド化するグリッド化手段と、当該グリッド化手段でグリッド化された法線ベクトルに従い、所定方向範囲内で同一方向のものをグループ化するグループ化手段と、当該グループ化手段でグループ化された法線ベクトルの内、地面に対して所定の誤差範囲内で平行な法線ベクトルを有するグリッドで構成される面から当該建物の輪郭線を抽出する輪郭線抽出手段と、当該輪郭線に標高値を付与する標高付与手段と、当該輪郭線で決定される形状を三次元ベクトル化する三次元ベクトル化手段とを具備することを特徴とする。 A building extraction apparatus according to the present invention is an apparatus that extracts the shape of a building from 3D point cloud data obtained by three-dimensionally measuring the building, and generates an irregular triangular network from the 3D point cloud data. Triangular network generating means, normal vector calculating means for calculating a normal vector for each triangular network generated by the triangular network generating means, and grid forming means for gridting the normal vectors into a grid of predetermined distance intervals According to the normal vector gridded by the gridting means, grouping means for grouping the same direction within a predetermined direction range, and the normal vector grouped by the grouping means on the ground On the other hand, contour extracting means for extracting the contour of the building from a plane composed of grids having normal vectors parallel within a predetermined error range, and assigning an elevation value to the contour. And elevation applying means for, characterized by comprising a three-dimensional vectorization means for three-dimensional vector of the shape determined by the contour line.
本発明に係る建物抽出方法は、建物を三次元計測して得られる3次元点群データから当該建物の形状を抽出する方法であって、当該3次元点群データから不規則三角網を生成する三角網生成ステップと、当該三角網生成ステップで生成される各三角網について法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出ステップと、当該法線ベクトルを所定距離間隔のグリッドにグリッド化するグリッド化ステップと、当該グリッド化ステップでグリッド化された法線ベクトルに従い、所定方向範囲内で同一方向のものをグループ化するグループ化ステップと、当該グループ化ステップでグループ化された法線ベクトルの内、地面に対して所定の誤差範囲内で平行な法線ベクトルを有するグリッドで構成される面から当該建物の輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、当該輪郭線に標高値を付与する標高付与ステップと、当該輪郭線で決定される形状を三次元ベクトル化する三次元ベクトル化ステップとを具備することを特徴とする。 The building extraction method according to the present invention is a method of extracting the shape of a building from 3D point cloud data obtained by three-dimensionally measuring the building, and generates an irregular triangular network from the 3D point cloud data. A triangular network generation step, a normal vector calculation step for calculating a normal vector for each triangular network generated in the triangular network generation step, and a grid forming step for gridting the normal vector into a grid of predetermined distance intervals; A grouping step for grouping objects in the same direction within a predetermined direction range according to the normal vector gridded in the gridting step, and a normal vector grouped in the grouping step on the ground An outline extraction process for extracting the outline of the building from a plane composed of grids having normal vectors parallel to each other within a predetermined error range. And-up, characterized by comprising the altitude imparting step of imparting altitude value on the contour line, and a three-dimensional vectorization step of three-dimensional vectors of the shape determined by the contour line.
本発明に係る建物抽出プログラムは、建物を三次元計測して得られる3次元点群データから当該建物の形状を抽出するプログラムであって、コンピュータに、当該3次元点群データから不規則三角網を生成する三角網生成機能と、当該三角網生成機能で生成される各三角網について法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出機能と、当該法線ベクトルを所定距離間隔のグリッドにグリッド化するグリッド化機能と、当該グリッド化機能でグリッド化された法線ベクトルに従い、所定方向範囲内で同一方向のものをグループ化するグループ化機能と、当該グループ化機能でグループ化された法線ベクトルの内、地面に対して所定の誤差範囲内で平行な法線ベクトルを有するグリッドで構成される面から当該建物の輪郭線を抽出する輪郭線抽出機能と、当該輪郭線に標高値を付与する標高付与機能と、当該輪郭線で決定される形状を三次元ベクトル化する三次元ベクトル化機能とを実現させることを特徴とする。 A building extraction program according to the present invention is a program for extracting the shape of a building from three-dimensional point cloud data obtained by three-dimensional measurement of the building, and the computer extracts an irregular triangular network from the three-dimensional point cloud data. A triangle network generation function for generating a normal vector, a normal vector calculation function for calculating a normal vector for each triangle network generated by the triangle network generation function, and a grid that grids the normal vectors into a grid at predetermined distance intervals A grouping function, a grouping function for grouping objects in the same direction within a predetermined direction range, and a normal vector grouped by the grouping function. An outline extractor for extracting an outline of a building from a plane composed of a grid having normal vectors parallel to the ground within a predetermined error range When, characterized in that to achieve and elevation imparting function of imparting the altitude value on the contour line, and a three-dimensional vector function of three-dimensional vectors of the shape determined by the contour line.
本発明によれば、法線ベクトルをグリッド化し、地面に水平又は水平に近い方向成分で建物輪郭を構成するか否かを判別し、建物の輪郭線を抽出するので、効率良く建物の輪郭を決定できる。これにより、建物形状を示す三次元形状データを短時間で得ることが出来る。 According to the present invention, the normal vector is gridded, it is determined whether or not the building outline is configured with a horizontal or nearly horizontal direction component on the ground, and the building outline is extracted. Can be determined. Thereby, the three-dimensional shape data indicating the building shape can be obtained in a short time.
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図2乃至図5は、本実施例の特徴的な動作のフローチャートを示す。 FIG. 1 shows a schematic block diagram of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 5 show flowcharts of characteristic operations of this embodiment.
航空レーザ測量装置10とデジタルカメラ12を飛行機に搭載し、航空レーザ測量装置10から地上にレーザパルスを照射し、その反射光により地物及び地盤を含む地形状を3次元計測する。レーザ航空測量装置により得られる3次元点データは、地上建物の屋根を含む外壁からの反射光及び地上からの反射光以外に、樹木による反射光等も含み、更には、飛行機から地上へのレーザ光照射方向も飛行機の姿勢に依存するので、得られる3次元点データは、通常、地上座標に対してランダムである。また、航空レーザ測量装置の測量対象地域を、広域で少数の画像に合成できるようにデジタルカメラ12で部分的に重なるように撮影する。
The aviation
コンピュータ14は、航空レーザ測量装置10により得られる3次元点群データと、カメラ12で撮影した画像データを使って、地上建物の形状を抽出し、形状を示すベクトルデータを出力する。コンピュータ14は、CPU20、ROM22、RAM24、補助記憶としてのハードディスク(HDD)26、キーボード28、マウス30、外部インターフェース32及び表示装置34を具備する。コンピュータ14は、表示装置34に種々のメニュー及び画像等を表示する。
The
HDD26には、オペレーティングシステム及び本実施例のための建物抽出プログラムが格納されている。詳細は後述するが、CPU20上では、概略形状抽出プログラム20a、詳細形状抽出プログラム20b及び表示・整形プログラム20cが動作する。
The HDD 26 stores an operating system and a building extraction program for this embodiment. Although details will be described later, on the
図2乃至図5を参照して、レーザ航空測量装置により得られる3次元点データから概略形状を抽出し、得られた概略形状データから3次元詳細形状データを生成するコンピュータ14上の処理を説明する。
With reference to FIG. 2 to FIG. 5, processing on the
まず、航空レーザ測量装置10により得られる3次元点データと、カメラ12で撮影した画像データをコンピュータ14に取り込む(S1)。すなわち、これらのデータを記憶する図示しない記憶媒体又はファイルサーバをコンピュータ14の外部接続インターフェース34に接続し、ハードディスク(HDD)26に転送する。外部接続インターフェース34は、例えば、USB(Universal Serial Bus)である。
First, the three-dimensional point data obtained by the aviation
まず、CPU20上で動作する概略形状抽出プログラム20aが、3次元点群データから地上建物の概略形状を抽出し(S2)、詳細形状抽出プログラム20bが、概略形状抽出プログラム20aの結果と撮影画像データを参照して、詳細な三次元形状を抽出又は決定する(S3)。表示・整形プログラム20cが、概略形状抽出プログラム20aにより得られた正規化法線ベクトルの緯度、経度及び標高の3方向成分をカラー画像のR値、G値及びB値にそれぞれ割り当てることで、正規化法線ベクトルをカラー画像化して表示し、併せて詳細形状抽出プログラム20bにより得られた三次元詳細形状を示す画像を重畳表示する(S4)。オペレータは、表示画像を参照して三次元詳細形状データを修正し、表示・整形プログラム20cは修正結果をHDD26に保存する(S4)。
First, the approximate
図3は、概略形状抽出処理(S2)の詳細なフローチャートを示す。図3を参照して、概略形状抽出プログラム20aの機能を詳細に説明する。
FIG. 3 shows a detailed flowchart of the schematic shape extraction process (S2). With reference to FIG. 3, the function of the schematic
概略形状抽出プログラム20aは先ず、3次元点群データから孤立ノイズを除去する(S11)。これは、周囲の点データに対して不自然なほど3次元座標値が異なる点を除去する処理である。緯度及び経度平面ではランダムに存在しうるので、一般的には、標高値が孤立して隣接点から大きく離れている場合に,孤立ノイズと判定し、除去する。
The schematic
概略形状抽出プログラム20aは、孤立ノイズを除去した点群データに対し、各点を頂点とする不規則三角網(TIN:Triangulated Irregular Network)を生成し、三角網(TIN)データとしてHDD26に保存する(S12)。これにより、面を表現できる。TIN及びその生成方法自体は、地理情報システム(GIS)では周知である。
The outline
概略形状抽出プログラム20aは、TINデータで表現される各三角形面に対し、各頂点座標を使用して法線ベクトルを算出する(S13)。算出された法線ベクトルは、地平面に対してランダムに位置し、粗密を避けえない。そこで、以後の計算処理を容易にするために、概略形状抽出プログラム20aは、算出された法線ベクトルを緯度方向及び経度方向の必要な空間密度で、例えば、50cmとか1mとかの一定距離間隔でグリッド化する(S14)。すなわち、概略形状抽出プログラム20aは、一定間隔の各グリッドに対し、一定距離内のTINの法線ベクトル、又は、当該グリッドを含むTINとこれに隣接するTINの法線ベクトルをベクトル合成することで、グリッド化された法線ベクトルを生成する。
The schematic
ベクトル合成に使用するランダムな法線ベクトルが多い程、結果としての合成法線ベクトルの大きさ、すなわちスカラー値が大きくなってしまう。グリッド化された法線ベクトルは、その大きさではなく、方向を考慮すべきなので、概略形状抽出プログラム20aは、グリッド化された法線ベクトルを一定の大きさに正規化する(S15)。概略形状抽出プログラム20aは、得られた正規化法線ベクトルを表示・整形処理のためにHDD26に保存する(S16)。正規化により各部の面方向の比較が容易になる。
As the number of random normal vectors used for vector synthesis increases, the size of the resultant normal vector, that is, the scalar value increases. Since the gridded normal vector should consider not the size but the direction, the outline
グリッド単位以上に大きな面を単一の面として認識するために、概略形状抽出プログラム20aは、正規化法線ベクトルを互いに比較し、方向の相違が一定の公差以内にある場合に、単一の平坦面を表現すると見做し、これらをグループ化する(S17)。これにより、例えば、建物の屋根を単一又は少数のグリッド単位の四角形で表現乃至識別可能になり、建物の起立する外壁を分離抽出するのが容易になる。
In order to recognize a surface larger than the grid unit as a single surface, the approximate
概略形状抽出プログラム20aは、正規化法線ベクトルのグループ化で形成された各面から建物の輪郭線を抽出する(S18)。具体的には、正規化法線ベクトルが地面に水平又は水平に近い面、即ち、高さ方向(z)成分が小さい面は、起立している壁を表現していると考えることができ、建物の輪郭線そのものと言えるので、そのような正規化法線ベクトルを示す面を外壁面とし、当該外壁面を細線化して外壁の輪郭線とする。
The outline
また、補助的に、正規化法線ベクトルが地面に対してある程度の角度以上をなす面は、平坦又は湾曲する屋根を表現していると考えることができるので、その外縁を構成する線を、建物の屋根面又は頂面の輪郭線と判定し、z方向成分で判定した輪郭線に追加しても良い。 In addition, it can be considered that a plane whose normalized normal vector is at a certain angle or more with respect to the ground represents a flat or curved roof. You may determine with the outline of the roof surface or top surface of a building, and you may add to the outline determined with the z direction component.
概略形状抽出プログラム20aは更に、抽出した輪郭線(の頂点)に対して、標高値を付与する(S19)。具体的には、抽出した輪郭線の各頂点に対して、細線化前の壁面を構成する縁線の内の屋根側の縁線の標高値を付与する。抽出した輪郭線の各頂点に対し、当該輪郭線の屋根面又は頂面側の三角網データの隣接する頂点の標高値を外挿して、その端点の標高値を決定してもよい。
The schematic
概略形状抽出プログラム20aは、ステップS19で得られた標高値付きの輪郭線データを参照し、輪郭線内部の形状、すなわち、建物の屋根部分の3次元形状形状を決定する(S20)。具体的には、ステップS12で生成された三角網を、法線ベクトルのグリッド化(S17)と同じサイズ及び位置でグリッド化し、ステップS19で得られた標高値付きの輪郭線で閉じられる面内のグリッドを集約して、その形状を三次元ベクトル化する。これにより、陸屋根や、湾曲した屋根、矢田流れの屋根等の形状を決定でき、その形状をベクトル表現することができる。
The schematic
概略形状抽出プログラム20aは、最後に、ステップS19で生成した標高値付きの輪郭線データとステップS20で得た三次元形状データとを建物単位でまとめ、概略形状データとしてHDD26に保存する(S21)。
Finally, the outline
図4は、詳細形状抽出プログラム20bの詳細な動作フローチャートを示す。図4を参照して、詳細形状抽出プログラム20bによるステップS3の動作を詳細に説明する。
FIG. 4 shows a detailed operation flowchart of the detailed
詳細形状抽出プログラム20bは、概略形状抽出プログラム20aにより特定された1又は複数の建物を含む撮影画像データをHDD26から読み出し、各撮影画像の画像座標を決定する(S31)。航空写真測量技術により、撮影画像のみで画像座標を決定してもよいが、概略形状抽出プログラム20aにより決定された概略形状に当該撮影画像を重ねて、表示装置34に表示することで、レーザ測量結果を利用して画像座標を決定することも可能になる。例えば、オペレータがマウス30などを使って、例えば、概略形状抽出プログラム20aにより決定された概略形状の空間位置の既知の点を指示入力することで、撮影画像上の座標(画像座標)を決定する。もちろん、撮影画像上で複数の点の画像座標を決定することで、指定しない位置の画像座標を算出できる。
The detailed
概略形状抽出プログラム20aは、表示中の画像から公知のエッジ検出技術によりエッジを隣接線として検出し(S32)、抽出エッジと概略形状抽出プログラム20aにより決定された概略形状とを、撮影画像に重ねて表示する。この表示により、オペレータは、表示画像上で、概略形状を参照して、概略形状の妥当性とより細かい形状を視覚的に認識可能になり、概略形状に不足する形状と、概略形状では表現不足の細部の形状を指定できる。
The approximate
オペレータは、表示装置34の画面上で、概略形状を補完する詳細輪郭のベースとなる隣接線をマウス30により決定する(S33)。隣接線は、個々の撮影画像で見た場合の建物の外形を構成する線である。具体的には、オペレータは、概略形状抽出プログラム20aにより決定された概略形状を参考に、当該概略形状に隣接するエッジを識別して、当該エッジ中から建物の外形を構成する線分をマウス30により順次、指定する。更には、オペレータは追加的に、概略形状抽出では見逃されていた箇所のエッジから隣接線となる線分を指定できる。
On the screen of the
オペレータは、撮影方向の異なる複数の撮影画像についてステップS31?S33を適用して、異なる撮影方向の撮影画像で隣接線を抽出する。そして、詳細形状抽出プログラム20bは、このように抽出された隣接線に前方交会法を適用して輪郭線を決定する(S33)。決定された輪郭線は、概略形状を詳細化する追加的な形状データであり、全体として詳細形状データを形成することになる。詳細形状抽出プログラム20bは、指定又は訂正された形状を概略形状データに追加してHDD26に保存する(S34)。
The operator applies steps S31 to S33 to a plurality of photographed images having different photographing directions, and extracts adjacent lines from the photographed images having different photographing directions. Then, the detailed
詳細形状抽出プログラム20bは、注目する全ての、建物を含む地物の詳細形状を抽出し終えると、終了する。このように、法線ベクトルをグリッド化し、地面に水平又は水平に近い方向成分で建物輪郭を構成するか否かを判別し、建物の輪郭線を抽出することにより、効率良く建物の輪郭を決定できる。また、建物形状を示す三次元形状データを短時間で得ることが出来る。
The detailed
図5は、表示・整形プログラム20cの詳細な動作フローチャートを示す。図5を参照して、表示・整形プログラム20cによるステップS4の動作を詳細に説明する。
FIG. 5 shows a detailed operation flowchart of the display /
ステップS16でHDD26に保存された正規化法線ベクトルは、緯度、経度及び標高の3方向成分を具備する。表示・整形プログラム20cは、概略形状抽出プログラム20aにより得られた正規化法線ベクトルの緯度、経度及び標高の3方向成分をカラー画像のR値、G値及びB値にそれぞれ割り当てることで、正規化法線ベクトル(の空間分布)をRGB画像化する(S41)。
The normalized normal vector stored in the
表示・整形プログラム20cはまた、詳細形状抽出プログラム20bで抽出された3次元詳細形状を、ステップS41の正規化法線ベクトルのRGB画像と同じ座標スケール及び位置のRGB画像に変換し(S42)、両者を表示装置34に合成表示する(S43)。
The display /
オペレータは表示装置34に表示される画像を観察し、正規化法線ベクトルのRGB画像を参照して、詳細形状データを手動で修正する(S44)。修正があったら、表示・整形プログラム20cは、修正された詳細形状データを既存データとは別に保存するか、既存データに上書き保存する(S45)。前者の場合には、修正を事後的にキャンセルすることが可能になる。修正された詳細形状で詳細形状画像を更新して(S42)、正規化法線ベクトルのRGB画像と合成表示する(S43)。
The operator observes the image displayed on the
ここでの整形処理は、複数の折れ線で表現される形状を、より少ない線での表現に修正する処理も含む。 The shaping process here also includes a process of correcting a shape expressed by a plurality of broken lines to an expression with fewer lines.
修正が無くなると(S44)、オペレータは、表示・整形プログラム20cを終了する。
When the correction is lost (S44), the operator ends the display /
以上の処理により、本実施例によれば、輪郭の概略決定に法線ベクトルを利用するので、急峻な立ち上がり部分を効果的に発見できる。また、このように決定された概略形状を撮影画像に適用して詳細形状を決定するという2段階プロセスを適用するので、短時間で細かい外形を決定でき、しかも、見逃しを少なくすることができる。 With the above processing, according to the present embodiment, since the normal vector is used for the outline outline determination, a steep rising portion can be found effectively. In addition, since the two-step process of determining the detailed shape by applying the approximate shape determined in this way to the captured image is applied, a fine outer shape can be determined in a short time, and overlooking can be reduced.
上記実施例では、詳細形状抽出処理を経て得られた詳細形状に対して表示・整形処理を適用したが、概略形状処理で得られる概略形状が十分な精度を有する場合には、詳細形状を省略できることは明らかである。この場合、整形が必要なときに限り、表示・整形処理を実行することになり、そのとき、ステップS42では、3次元概略形状をRGB画像化することになる。 In the above embodiment, the display / shaping process is applied to the detailed shape obtained through the detailed shape extraction process. However, if the approximate shape obtained by the approximate shape process has sufficient accuracy, the detailed shape is omitted. Obviously we can do it. In this case, display / shaping processing is executed only when shaping is necessary, and at that time, in step S42, the three-dimensional schematic shape is converted into an RGB image.
本発明は主に、コンピュータ14上で動作するコンピュータプログラムとして実現されうるが、その一部又は全部の要素を専用ハードウエアで実現できることはいうまでもない。
Although the present invention can be realized mainly as a computer program that runs on the
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.
10:航空レーザ測量装置
12:デジタルカメラ
14:コンピュータ
20:CPU
20a:概略形状抽出プログラム
20b:詳細形状抽出プログラム
20c:表示・整形プログラム
22:ROM
24:RAM
26:ハードディスク(HDD)
28:キーボード
30:マウス
32:外部インターフェース
34:表示装置
10: Aviation laser surveying device 12: Digital camera 14: Computer 20: CPU
20a: Outline
24: RAM
26: Hard disk (HDD)
28: Keyboard 30: Mouse 32: External interface 34: Display device
Claims (3)
当該3次元点群データから不規則三角網を生成する三角網生成手段と、
当該三角網生成手段で生成される各三角網について法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出手段と、
当該法線ベクトルを所定距離間隔のグリッドにグリッド化するグリッド化手段と、
当該グリッド化手段でグリッド化された法線ベクトルに従い、所定方向範囲内で同一方向のものをグループ化するグループ化手段と、
当該グループ化手段でグループ化された法線ベクトルの内、地面に対して所定の誤差範囲内で平行な法線ベクトルを有するグリッドで構成される面から当該建物の輪郭線を抽出する輪郭線抽出手段と、
当該輪郭線に標高値を付与する標高付与手段と、
当該輪郭線で決定される形状を三次元ベクトル化する三次元ベクトル化手段
とを具備することを特徴とする建物抽出装置。 An apparatus for extracting the shape of a building from 3D point cloud data obtained by measuring the building in 3D,
A triangular network generating means for generating an irregular triangular network from the three-dimensional point cloud data;
Normal vector calculating means for calculating a normal vector for each triangular network generated by the triangular network generating means;
Gridding means that grids the normal vectors into a grid of predetermined distance intervals;
Grouping means for grouping those in the same direction within a predetermined direction range according to the normal vector gridded by the gridding means;
Contour extraction that extracts the contour of the building from the surface composed of grids having normal vectors parallel to the ground within a predetermined error range among the normal vectors grouped by the grouping means. Means,
An altitude imparting means for imparting an altitude value to the contour line;
A building extraction apparatus comprising: three-dimensional vectorization means for converting a shape determined by the contour line into a three-dimensional vector.
当該3次元点群データから不規則三角網を生成する三角網生成ステップと、
当該三角網生成ステップで生成される各三角網について法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出ステップと、
当該法線ベクトルを所定距離間隔のグリッドにグリッド化するグリッド化ステップと、
当該グリッド化ステップでグリッド化された法線ベクトルに従い、所定方向範囲内で同一方向のものをグループ化するグループ化ステップと、
当該グループ化ステップでグループ化された法線ベクトルの内、地面に対して所定の誤差範囲内で平行な法線ベクトルを有するグリッドで構成される面から当該建物の輪郭線を抽出する輪郭線抽出ステップと、
当該輪郭線に標高値を付与する標高付与ステップと、
当該輪郭線で決定される形状を三次元ベクトル化する三次元ベクトル化ステップ
とを具備することを特徴とする建物抽出方法。 A method of extracting the shape of a building from 3D point cloud data obtained by three-dimensional measurement of the building,
A triangular network generation step for generating an irregular triangular network from the three-dimensional point cloud data;
A normal vector calculating step for calculating a normal vector for each triangular net generated in the triangular net generating step;
Gridding step of gridting the normal vector into a grid of a predetermined distance interval;
A grouping step for grouping those in the same direction within a predetermined direction range according to the normal vector gridded in the gridding step;
Contour extraction that extracts the contour of the building from the surface composed of grids having normal vectors parallel to the ground within a predetermined error range among the normal vectors grouped in the grouping step. Steps,
An elevation giving step for assigning an elevation value to the contour line;
A building extraction method comprising: a three-dimensional vectorization step of converting a shape determined by the contour line into a three-dimensional vector.
当該3次元点群データから不規則三角網を生成する三角網生成機能と、
当該三角網生成機能で生成される各三角網について法線ベクトルを算出する法線ベクトル算出機能と、
当該法線ベクトルを所定距離間隔のグリッドにグリッド化するグリッド化機能と、
当該グリッド化機能でグリッド化された法線ベクトルに従い、所定方向範囲内で同一方向のものをグループ化するグループ化機能と、
当該グループ化機能でグループ化された法線ベクトルの内、地面に対して所定の誤差範囲内で平行な法線ベクトルを有するグリッドで構成される面から当該建物の輪郭線を抽出する輪郭線抽出機能と、
当該輪郭線に標高値を付与する標高付与機能と、
当該輪郭線で決定される形状を三次元ベクトル化する三次元ベクトル化機能
とを実現させることを特徴とする建物抽出プログラム。 A program for extracting the shape of a building from 3D point cloud data obtained by measuring the building in 3D,
A triangular network generation function for generating an irregular triangular network from the three-dimensional point cloud data;
A normal vector calculation function for calculating a normal vector for each triangular network generated by the triangular network generation function;
A grid function that grids the normal vector into a grid at a predetermined distance interval;
A grouping function for grouping the same direction within a predetermined direction range according to the normal vector gridded by the grid function;
Contour extraction that extracts the contour of the building from the plane composed of grids having normal vectors parallel to the ground within a predetermined error range among the normal vectors grouped by the grouping function Function and
An altitude giving function for giving an altitude value to the contour line;
A building extraction program characterized by realizing a three-dimensional vectorization function for converting a shape determined by the contour line into a three-dimensional vector.
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