JP2013186719A - Power generation potential evaluation device and power generation potential evaluation program - Google Patents

Power generation potential evaluation device and power generation potential evaluation program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation potential evaluation device and a power generation potential evaluation program which facilitate evaluation of power generation potential of roofs for a large number of buildings in a wide rage, such as municipalities, and also extract only roofs with no solar panel installed for efficient evaluation.SOLUTION: A power generation potential evaluation device includes surface layer model storage means, contour line storage means, building model extraction means, roof surface model extraction means, landform image storage means, template storage means, power generation device extraction means, roof surface model selection means, shape calculation means, and potential evaluation means.

Description

本願発明は、太陽光発電のポテンシャルを評価する技術に関するものであり、より具体的には、建物屋根の発電ポテンシャルを評価する発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムに関するものである。   The present invention relates to a technique for evaluating the potential of solar power generation, and more specifically to a power generation potential evaluation apparatus and a power generation potential evaluation program for evaluating the power generation potential of a building roof.

近年、地球温暖化による環境破壊が進み、地球環境の保全が世界的かつ喫緊の課題となっている。1997年には京都議定書が締結され、温室効果ガスの削減目標を定めるなど、多くの国が積極的にこの問題に取り組んでいる。   In recent years, environmental destruction due to global warming has progressed, and global environmental conservation has become a global and urgent issue. In 1997, the Kyoto Protocol was signed, and many countries are actively tackling this issue, including the establishment of greenhouse gas reduction targets.

我が国でも、官民を挙げて温室効果ガスの削減対策が実施されてきた。そのひとつが原子力発電である。その発電力もさることながら、いわゆる化石エネルギーによる発電に比べ極めて温室効果ガスの排出量が少ないことから、従前の発電方式から原子力による発電への転換が図られてきた。   In Japan, measures to reduce greenhouse gases have been implemented by public and private sectors. One of them is nuclear power generation. In addition to its power generation, the amount of greenhouse gas emissions is extremely small compared to the so-called fossil energy generation, and so the conventional power generation method has been switched to nuclear power generation.

一方、我が国は地震が頻発する国として知られ、近年では、東北地方太平洋沖地震をはじめ、兵庫県南部地震、新潟県中越地震など大きな地震が発生し、そのたびに甚大な被害を被ってきた。特に今般の東日本大震災では、津波によって計り知れない被害を受けたうえ、さらに福島原子力発電所の原子炉が破損したことによって放射性物質が大量に漏れ出すという事故も発生した。これに伴い原子力発電所の周辺が警戒区域になるなど、原子力発電に対する国民の不安が高まった。   On the other hand, Japan is known as an earthquake-prone country. In recent years, major earthquakes such as the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake, the Hyogoken-Nanbu Earthquake, and the Niigata-ken Chuetsu Earthquake have occurred and have suffered enormous damage each time. . In particular, the recent Great East Japan Earthquake caused immeasurable damage due to the tsunami, and also caused an accident in which a large amount of radioactive material leaked due to damage to the reactor at the Fukushima nuclear power plant. As a result, the public's concerns about nuclear power generation increased, with the area surrounding the nuclear power plant becoming a warning zone.

そこで、原子力エネルギーへの過度な依存から脱却し、安全なエネルギーの積極的な利用が期待されている。安全なエネルギーとして最も注目されているのが再生可能エネルギーであり、その代表的なものが太陽光である。   Therefore, it is expected to escape from excessive dependence on nuclear energy and to actively use safe energy. Renewable energy attracts the most attention as safe energy, and its representative is sunlight.

昨今、民間企業によって1MW級の太陽光発電設備(メガソーラー発電所)が設置されるなど、産業界における取組はすでに進んでいる。また、多くの家屋や商用施設、あるいは公共施設(以下、これらを総称して「建物」という。)で太陽光発電設備(いわゆるソーラーパネル)の設置が広がっており、太陽光発電はまさに身近な発電手段へと変貌しつつある。   In recent years, efforts in the industry have already progressed, such as the installation of 1 MW-class solar power generation facilities (mega solar power plants) by private companies. In addition, the installation of solar power generation equipment (so-called solar panels) is spreading in many houses, commercial facilities, and public facilities (hereinafter collectively referred to as “buildings”). It is transforming into a power generation means.

建物の傾斜屋根にソーラーパネルを設置する場合、屋根面の傾斜角(水平面となす角度)や傾斜の方向(水平面との交差線に対する垂直方向)によって、太陽光の受光量は異なり、すなわち発電し得る最大量(以下、「発電ポテンシャル」という。)は異なる。当然ながら、同じ規格のソーラーパネルを同じ数量だけ設置するとしたら、発電ポテンシャルが高い屋根面に設置する方が効率的に発電できる。したがって、ソーラーパネルの設置にあたっては、予め建物屋根の発電ポテンシャルを評価しておくことは極めて有意義である。   When solar panels are installed on a sloped roof of a building, the amount of received sunlight varies depending on the inclination angle of the roof surface (angle formed with the horizontal plane) and the direction of inclination (perpendicular to the intersecting line with the horizontal plane). The maximum amount obtained (hereinafter referred to as “power generation potential”) is different. Naturally, if the same number of solar panels of the same standard are installed, it is possible to generate electricity more efficiently by installing them on the roof surface where the power generation potential is high. Therefore, it is extremely meaningful to evaluate the power generation potential of the building roof in advance when installing solar panels.

そこで特許文献1では、家屋の緯度、経度、家屋方位角などを入力値として年間発電量を予測し、効率的な太陽電池パネルを配置する技術について提案している。   Therefore, Patent Document 1 proposes a technique for predicting the annual power generation amount using the latitude, longitude, house azimuth of the house, etc. as input values and arranging an efficient solar cell panel.

特開2011−216604号公報JP 2011-216604 A

上記のとおり、特許文献1では年間発電量を予測するために家屋の緯度、経度、家屋方位角、あるいは屋根方位などを入力することとしている。つまり、対象とする家屋は特定されており、しかも屋根の位置や方位などは既知でなければならない。ところが、例えば市区町村といったある程度の範囲内にある建物すべての発電量を予測するとなると、存在する家屋の数だけ特許文献1の技術を繰り返し行わなければならない。これでは著しく時間と手間を必要とする。ましてや、家屋1戸ずつ屋根位置や方位を測量するとなると、およそ現実的な手法とはいいがたい。   As described above, in Patent Document 1, the latitude, longitude, house azimuth, or roof azimuth of a house is input in order to predict the annual power generation amount. In other words, the target house is specified, and the position and orientation of the roof must be known. However, for example, if the power generation amount of all buildings within a certain range, such as a municipality, is predicted, the technique of Patent Document 1 must be repeated for the number of existing houses. This requires significant time and effort. Even more, if you measure the position and direction of a house one house at a time, it's hard to say that it is a practical method.

大量の建物に対して、効率的に屋根の発電ポテンシャルを評価するには、3次元の空間情報に基づく「地表モデルを数値表層モデル(DSM:Digital Surface Model)」や「地表モデルを数値標高モデル(DEM:Digital Elevation Model)」などの利用が考えられる。しかしながら、DSMやDEMによって屋根面をモデル化した場合、その屋根にソーラーパネルが既に設置されているか否かを判別することはできない。多くの建物屋根にソーラーパネルが設置されている現状に鑑みれば、ソーラーパネルが設置されていない屋根のみを抽出した方が発電ポテンシャルの余地を推定するには効率的であるが、空間情報による屋根面モデルではソーラーパネルの設置状況にかかわらず全ての屋根面を対象としてしまう。   In order to efficiently evaluate the power generation potential of a roof for a large number of buildings, a “surface model is a digital surface model (DSM)” or “a surface model is a digital elevation model” based on three-dimensional spatial information. (DEM: Digital Elevation Model) can be considered. However, when the roof surface is modeled by DSM or DEM, it cannot be determined whether or not a solar panel is already installed on the roof. Considering the current situation in which solar panels are installed on many building roofs, it is more efficient to estimate the potential for power generation potential by extracting only the roofs without solar panels. The surface model covers all roof surfaces regardless of the installation status of solar panels.

本願発明の課題は、上記問題を解決することであり、すなわち市区町村など広範囲にある大量の建物に対して容易に屋根の発電ポテンシャルを評価するとともに、ソーラーパネルが設置されていない屋根のみを抽出して効率的に評価する発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムを提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above problem, that is, to easily evaluate the power generation potential of the roof for a large number of buildings in a wide area such as municipalities, and only the roof on which no solar panel is installed. The object is to provide a power generation potential evaluation apparatus and a power generation potential evaluation program that are extracted and evaluated efficiently.

本願発明は、DSMやDEMなど3次元の空間情報に基づく地形モデルと、航空写真などの画像を利用して、建物屋根の発電ポテンシャルを評価するという点に着目したものであり、従来にはなかった発想に基づいてなされた発明である。   The present invention focuses on evaluating the power generation potential of a building roof using a topographic model based on three-dimensional spatial information such as DSM and DEM and an image such as an aerial photograph. It is an invention made based on the idea.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置は、表層モデル記憶手段、外形線記憶手段、建物モデル抽出手段、屋根面モデル抽出手段、地形画像記憶手段、テンプレート記憶手段、発電装置抽出手段、屋根面モデル選別手段、形状演算手段、及びポテンシャル評価手段を備えたものである。それぞれの手段の内容は次に示すとおりである。表層モデル記憶手段は、対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを記憶するものである。外形線記憶手段は、対象地域内の建物の平面形状を表す建物外形線モデルを記憶するものである。建物モデル抽出手段は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出するものである。屋根面モデル抽出手段は、建物モデルから屋根面を傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出するものである。地形画像記憶手段は、対象地域の地形画像を記憶するものである。テンプレート記憶手段は、太陽光発電装置の画像をテンプレートとして記憶するものである。発電装置抽出手段は、対象地域の地形画像とテンプレートを照合することによって、対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出するものである。屋根面モデル選別手段は、屋根面モデルのうち発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む既設置屋根面モデルと、既設置屋根面モデルを除く未設置屋根面モデルとに分類するものである。形状演算手段は、未設置屋根面モデルに対して傾斜面の幾何形状を計算するものである。ポテンシャル評価手段は、未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価するものである。   The power generation potential evaluation apparatus of the present invention comprises a surface layer model storage means, an outline storage means, a building model extraction means, a roof surface model extraction means, a terrain image storage means, a template storage means, a power generation device extraction means, a roof surface model selection means, A shape calculating means and a potential evaluating means are provided. The contents of each means are as follows. The surface layer model storage means stores a surface layer model representing the surface shape of the target area in three dimensions. The outline storage means stores a building outline model representing the planar shape of the building in the target area. The building model extracting means extracts a range enclosed by the building outline model from the surface layer model as a building model. The roof surface model extracting means extracts the roof surface from the building model as a roof surface model for each inclined surface. The topographic image storage means stores a topographic image of the target area. The template storage means stores an image of the solar power generation device as a template. The power generation device extraction means extracts a solar power generation device installed in the target area by collating the topographic image of the target area with the template. The roof surface model selection means is classified into the existing roof surface model including the solar power generation apparatus extracted by the power generation device extraction means and the non-installed roof surface model excluding the existing roof surface model. It is. The shape calculation means calculates the geometric shape of the inclined surface with respect to the non-installed roof surface model. The potential evaluation means evaluates the power generation potential based on the geometric shape of the non-installed roof surface model.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置は、外形線記憶手段に代えて地表モデル記憶手段を備えたものとすることもできる。この地表モデル記憶手段は、表層モデルから建物を除いた地表モデルを記憶するものである。この場合の建物モデル抽出手段は、表層モデルと地表モデルの差分を建物モデルとして抽出する。   The power generation potential evaluation apparatus according to the present invention may include a ground surface model storage unit instead of the outline storage unit. The ground surface model storage means stores a ground surface model obtained by removing a building from the surface layer model. The building model extraction means in this case extracts the difference between the surface layer model and the ground surface model as a building model.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置は、発電装置抽出手段がテンプレートのテンプレートの形状(大きさと形)及び/又は色情報(陰影、色調、きめ、模様、周囲の撮像との相互関係、周囲の撮像との複合関係、またはそれらの組み合わせ)、に基づいて太陽光発電装置を抽出するものとすることもできる。   In the power generation potential evaluation device of the present invention, the power generation device extraction means is configured so that the template shape (size and shape) and / or color information (shadow, color tone, texture, pattern, correlation with surrounding imaging, surrounding imaging, Or a combination thereof), the photovoltaic power generation apparatus can be extracted.

本願発明の発電ポテンシャル評価プログラムは、表層モデル読出処理、外形線参照処理、建物モデル抽出処理、屋根面モデル抽出処理、地形画像読出処理、テンプレート参照処理、発電装置抽出処理、屋根面モデル分類処理、形状演算処理、及びポテンシャル評価処理を備えたものである。それぞれの手段の内容は次に示すとおりである。表層モデル読出処理は、対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを読み出すものである。外形線参照処理は、対象地域内の建物の平面形状を表す建物外形線モデルを参照するものである。建物モデル抽出処理は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出するものである。屋根面モデル抽出処理は、建物モデルから屋根面を、傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出するものである。地形画像読出処理は、対象地域の地形画像を読み出すものである。テンプレート参照処理は、太陽光発電装置の画像をテンプレートとして参照するものである。発電装置抽出処理は、対象地域の地形画像とテンプレートを照合することによって、対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出するものである。屋根面モデル分類処理は、屋根面モデルのうち発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む屋根面モデルを既設置屋根面モデルとするとともに、既設置屋根面モデルを除く屋根面モデルを未設置屋根面モデルとするものである。形状演算処理は、未設置屋根面モデルに対して、当該傾斜面の幾何形状を計算するものである。ポテンシャル評価処理は、未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価するものである。   The power generation potential evaluation program of the present invention includes a surface model reading process, an outline reference process, a building model extraction process, a roof surface model extraction process, a topographic image reading process, a template reference process, a power generation device extraction process, a roof surface model classification process, A shape calculation process and a potential evaluation process are provided. The contents of each means are as follows. The surface layer model reading process reads a surface layer model that represents the surface shape of the target area in three dimensions. The outline reference process refers to a building outline model that represents the planar shape of a building in the target area. In the building model extraction process, the range surrounded by the building outline model in the surface layer model is extracted as a building model. The roof surface model extraction process is to extract a roof surface from a building model as a roof surface model for each inclined surface. The topographic image reading process reads a topographic image of the target area. The template reference process refers to an image of the photovoltaic power generation apparatus as a template. The power generation device extraction processing is to extract a solar power generation device installed in the target area by collating the topographic image of the target area with the template. In the roof surface model classification process, the roof surface model including the solar power generation device extracted by the power generation device extraction means is used as the existing roof surface model, and the roof surface model excluding the existing roof surface model is selected. It will be a non-installed roof surface model. The shape calculation process is to calculate the geometric shape of the inclined surface with respect to the non-installed roof surface model. In the potential evaluation process, the power generation potential is evaluated based on the geometric shape of the uninstalled roof surface model.

本願発明の発電ポテンシャル評価プログラムは、外形線参照処理に代えて地表モデル読出処理を備えたものとすることもできる。この地表モデル記憶手段は、表層モデルから建物を除いた地表モデルを読み出すものである。この場合の建物モデル抽出処理は、表層モデルと地表モデルの差分を建物モデルとして抽出する。   The power generation potential evaluation program according to the present invention may include a ground surface model reading process instead of the outline reference process. The surface model storage means reads out a surface model excluding buildings from the surface layer model. In this case, the building model extraction process extracts a difference between the surface model and the ground model as a building model.

本願発明の発電ポテンシャル評価プログラムは、発電装置抽出処理がテンプレートの形状(大きさと形)及び/又は色情報(陰影、色調、きめ、模様、周囲の撮像との相互関係、周囲の撮像との複合関係、またはそれらの組み合わせ)に基づいて太陽光発電装置を抽出するものとすることもできる。   In the power generation potential evaluation program of the present invention, the power generation device extraction processing is a combination of template shape (size and shape) and / or color information (shadow, color tone, texture, pattern, correlation with surrounding imaging, and surrounding imaging. The photovoltaic power generation device may be extracted based on the relationship or a combination thereof.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムには、次のような効果がある。
(1)一度に、大量の建物について発電ポテンシャルを評価することができる。例えば、行政区域全域にわたって建物の発電ポテンシャルを評価することもできるので、効率的でありしかも汎用的である。
(2)既に太陽光発電装置が設置された屋根面を除外することができるので、効率的に発電ポテンシャルの余地を推定できるうえ、演算処理にかかる負担も小さい。
(3)発電装置を抽出する際、テンプレートの形状(大きさと形)や色情報(陰影、色調、きめ、模様、周囲の撮像との相互関係、周囲の撮像との複合関係、またはそれらの組み合わせ)に基づいてマッチングさせれば、より抽出精度が向上する。
The power generation potential evaluation apparatus and power generation potential evaluation program of the present invention have the following effects.
(1) The power generation potential can be evaluated for a large number of buildings at once. For example, since the power generation potential of a building can be evaluated over the entire administrative area, it is efficient and versatile.
(2) Since the roof surface on which the solar power generation apparatus is already installed can be excluded, it is possible to efficiently estimate the room for the power generation potential, and the burden on the arithmetic processing is small.
(3) When extracting the power generation device, template shape (size and shape) and color information (shadow, color tone, texture, pattern, mutual relationship with surrounding imaging, composite relationship with surrounding imaging, or a combination thereof ), The extraction accuracy is further improved.

航空レーザーによる計測状況を示す説明図。Explanatory drawing which shows the measurement condition by an aviation laser. 「表面」を説明するモデル図。The model figure explaining "surface". 「地表面」を説明するモデル図。The model figure explaining "the ground surface". 建物外形線モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図。The block diagram explaining the building model extraction means and roof surface model extraction means using a building outline model. 表層モデルに対して建物外形線モデルを重畳表示し、建物外形線モデルに囲まれた建物モデルを抽出した図Figure of the building outline model superimposed on the surface layer model and the building model surrounded by the building outline model extracted 地表モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図。The block diagram explaining the building model extraction means and roof surface model extraction means using a ground surface model. 傾斜角と傾斜の方向が異なる複数の屋根面を有する建物を示す平面図。The top view which shows the building which has the some roof surface from which an inclination angle and the direction of inclination differ. 発電装置抽出手段について説明するブロック図。The block diagram explaining a power generator extraction means. 屋根面モデル選別手段、形状演算手段、及びポテンシャル評価手段について説明するブロック図。The block diagram explaining a roof surface model selection means, a shape calculation means, and a potential evaluation means. (a)は屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせ、屋根外形内にソーラーパネル全部が含まれた状況を説明するための説明図、(b)は屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせ、ソーラーパネルの一部のみが屋根外形内に含まれた状況を説明するための説明図。(A) is an explanatory diagram for explaining a situation in which a solar panel is superimposed on a roof surface model and the entire solar panel is included in the outer shape of the roof, and (b) is a solar panel superimposed on the roof surface model. Explanatory drawing for demonstrating the condition where only a part of was included in the roof external shape.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムの実施形態の一例を、図に基づいて説明する。   An example of an embodiment of a power generation potential evaluation apparatus and a power generation potential evaluation program of the present invention will be described with reference to the drawings.

1.全体概要
本願発明は、例えば市区町村や都道府県などある程度広い範囲(以下、「対象領域」という。)内にある多くの建物を対象とし、これらの屋根が具備する太陽光発電のポテンシャルを評価するものである。一度に多くの建物を取り扱うことから、地形を表す3次元の空間情報を利用する。そこで、まずは3次元の空間情報について説明する。
1. Overview of the present invention The present invention evaluates the potential of photovoltaic power generation that covers many buildings in a certain range (hereinafter referred to as “target area”) such as municipalities and prefectures. To do. Since many buildings are handled at a time, three-dimensional spatial information representing the topography is used. Therefore, first, three-dimensional spatial information will be described.

3次元の空間情報は、平面座標値と高さの情報を持つ点や線、面、あるいはこれらの組み合わせで構成される情報である。さらに平面座標値とは、緯度と経度あるいはX座標とY座標で表されるものであり、高さとは標高など所定の基準水平面からの鉛直方向の距離を意味する。この3次元の空間情報は、種々の手段によって作成することができる。例えば、2枚1組のステレオ航空写真(衛星写真)を基に作成したり、航空レーザー計測や衛星レーダー計測によって作成したり、あるいは直接現地を測量して作成することもできる。   The three-dimensional spatial information is information composed of points, lines, surfaces, or combinations thereof having plane coordinate values and height information. Further, the plane coordinate value is represented by latitude and longitude or X and Y coordinates, and the height means a vertical distance from a predetermined reference horizontal plane such as an altitude. This three-dimensional spatial information can be created by various means. For example, it can be created based on a set of two stereo aerial photographs (satellite photographs), created by aerial laser measurement or satellite radar measurement, or can be created by surveying the site directly.

図1は、航空レーザーによる計測状況を示す説明図である。この図に示すように航空レーザー計測は、計測したい地形1の上空を航空機2で飛行し、飛行中に地形1に対して照射したレーザー3の反射を受けて計測するものである。この手法によれば、1度の計測で多くの点群からなる3次元の空間情報を取得することができる。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a measurement situation by an aviation laser. As shown in this figure, the aviation laser measurement is performed by flying the aircraft 2 over the terrain 1 to be measured and receiving the reflection of the laser 3 irradiated on the terrain 1 during the flight. According to this method, three-dimensional spatial information composed of many point groups can be acquired by one measurement.

ステレオ航空写真や航空レーザー計測に基づいて作成される3次元の空間情報は、通常、「表面」を表すものである。ここで表面とは、図2にも示すように、森林や農地といった緑被物や建物など地面上に立ち上がる地物の上面を意味する。これに対して「地表面」は、図3にも示すように、緑被物や建物などを取り除いた後の面、すなわち地面のことを意味する。ここでは、「表面」を3次元の空間情報で表したものを「表層モデル」、「地表面」を3次元の空間情報で表したものを「地表モデル」というものとする。なお、表層モデルの代表的なものもとしてDSMが知られており、地表モデルの代表的なものもとしてDEMが知られている。   The three-dimensional spatial information created on the basis of stereo aerial photographs and aerial laser measurements usually represents a “surface”. Here, as shown in FIG. 2, the surface means the upper surface of a feature that stands on the ground, such as a green object such as a forest or farmland, or a building. On the other hand, the “ground surface” means a surface after removing green objects or buildings, that is, the ground as shown in FIG. Here, a “surface model” represents the “surface” with three-dimensional spatial information, and a “ground model” represents the “surface” with three-dimensional spatial information. Note that DSM is known as a representative surface model, and DEM is also known as a typical surface model.

地表モデルを作成するため、表層モデルから緑被物や建物などを取り除く処理、いわゆるフィルタリング処理がおこなわれる。フィルタリング処理は広く知られた技術であり、所定の条件に合うものを緑被物や建物として認識し除外する。この処理は、汎用のソフトウェアを用いてコンピュータで実行されることが一般的である。   In order to create a ground surface model, processing for removing green objects and buildings from the surface layer model, so-called filtering processing, is performed. The filtering process is a well-known technique, and recognizes and excludes objects that meet a predetermined condition as green objects or buildings. This process is generally executed by a computer using general-purpose software.

つぎに、本願発明の概要について説明する。本願発明は、大別すると、建物の屋根面の抽出と、太陽光発電装置(以下、「ソーラーパネル」という。)が未だ設置されていない屋根面の抽出、発電ポテンシャルの評価の3つに分けることができる。   Next, an outline of the present invention will be described. The present invention can be broadly divided into three categories: extraction of a roof surface of a building, extraction of a roof surface where a photovoltaic power generation device (hereinafter referred to as “solar panel”) is not yet installed, and evaluation of power generation potential. be able to.

建物の屋根面の抽出では、既述の表層モデルを利用する。この表層モデルから建物を表すものを部分的に取り出して「建物モデル」とし、さらに「建物モデル」から屋根面を表すものを部分的に取り出して「屋根面モデル」とする。   In the extraction of the roof surface of a building, the surface layer model described above is used. A part representing a building from the surface model is partially extracted as a “building model”, and a part representing a roof surface from the “building model” is partially extracted as a “roof surface model”.

ソーラーパネル未設置屋根面の抽出は、航空写真や衛星写真など対象範囲全域を上空から撮影した地形画像を利用する。また、ソーラーパネルの形状や画像をテンプレートとして用意し、地形画像の中からテンプレートと照合するものをソーラーパネルとして認識する。つぎに、地形画像中に認識されたソーラーパネルの位置や形状を求める。   The roof surface without solar panels is extracted using terrain images taken from above, such as aerial photographs and satellite photographs. Moreover, the shape and image of a solar panel are prepared as a template, and the thing matched with the template from the topographic image is recognized as a solar panel. Next, the position and shape of the solar panel recognized in the topographic image are obtained.

発電ポテンシャルの評価、屋根面モデルとソーラーパネルの位置や形状を照らし合わせることで、ソーラーパネルを既に設置している屋根面と未設置の屋根面に分類し、ソーラーパネル未設置の屋根面に対して傾斜角と傾斜の方向を求め、この値に基づいて屋根面ごとに発電ポテンシャルを評価する。   By comparing the power generation potential evaluation, the roof surface model and the position and shape of the solar panel, the solar panel is classified into the roof surface that has already been installed and the roof surface that has not been installed. Thus, the inclination angle and the inclination direction are obtained, and the power generation potential is evaluated for each roof surface based on these values.

以下、要素ごとに詳述する。なお、発電ポテンシャル評価装置の例で本願発明の技術内容を説明し、発電ポテンシャル評価プログラム特有の内容については後に説明することとする。   Hereinafter, each element will be described in detail. The technical content of the present invention will be described with an example of the power generation potential evaluation device, and the content specific to the power generation potential evaluation program will be described later.

2.屋根面の抽出
(表層モデル記憶手段)
図4は、建物外形線モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図である。この図に示すように、建物モデル抽出手段は、表層モデル記憶手段と外形線記憶手段を利用する。表層モデル記憶手段は、既述の「表層モデル」を記憶するものであり、具体的にはコンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。つまり、表層モデルはコンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。なお、ここで用いる表層モデルは、本願発明のために作成してもよいが、当然ながら既製のものがあればこれを利用することもできる。
2. Roof surface extraction (surface model storage means)
FIG. 4 is a block diagram for explaining the building model extraction means and the roof surface model extraction means using the building outline model. As shown in this figure, the building model extraction means uses a surface layer model storage means and an outline storage means. The surface layer model storage means stores the above-described “surface layer model”, and is specifically a storage medium such as a hard disk of a computer or a CD-ROM. That is, the surface layer model is formed in a data format that can be processed by a computer. The surface layer model used here may be created for the present invention, but of course, if there is a ready-made one, it can be used.

(外形線記憶手段)
外形線記憶手段は、「建物外形線モデル」を記憶するものであり、表層モデル記憶手段と同様コンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。ここで「建物外形線モデル」とは、建物の輪郭を少なくとも2次元の空間情報で表したものであって、必ずしも高さ情報を有する必要がない。この建物の輪郭は、敷地境界に建てられた塀や柵、あるいは屋根を水平面に投影した結果できる枠線などに基づいて作成されるもので、一般的には航空写真や地形図などを目視しながら作成されている。もちろん、航空写真を画像認識し、その中から建物の輪郭をエッジとしてコンピュータに自動生成させ、このエッジを利用して建物外形線モデルを作成することもできる。ただし、この場合でも人による目視検査は必要である。なお、ここで用いられる建物外形線モデルは、本願発明のために作成してもよいが、当然ながら既製のものがあればこれを利用することもできる。公共測量作業規程によるディジタルマッピングでは、この建物外形線モデルを作成することになっており、数値地形図データファイル(DMデータファイル)の中に3001〜3004のコードが付されて格納されている。建物外形線モデルも表層モデルと同様、コンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。
(Outline storage means)
The outline storage means stores a “building outline model” and is a storage medium such as a hard disk of a computer or a CD-ROM, like the surface model storage means. Here, the “building outline model” represents the outline of a building by at least two-dimensional spatial information, and does not necessarily have height information. The outline of this building is created based on fences and fences built at the boundary of the site, or a frame line that can be obtained as a result of projecting the roof onto a horizontal plane, and generally, an aerial photograph or topographic map is visually observed. While being created. Of course, it is also possible to recognize an aerial photograph and have a computer automatically generate the outline of the building as an edge from the image, and use this edge to create a building outline model. However, even in this case, a human visual inspection is necessary. The building outline model used here may be created for the present invention, but of course, if there is a ready-made one, it can be used. In the digital mapping according to the public survey work regulations, this building outline model is created, and codes 3001 to 3004 are added and stored in the numerical topographic map data file (DM data file). Similar to the surface layer model, the building outline model is formed in a data format that can be processed by a computer.

(建物モデル抽出手段)
建物モデル抽出手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まずは、表層モデル記憶手段から表層モデルを読み出し、外形線記憶手段から建物外形線モデルを読み出す。次に、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれたものを抽出する。具体的には、建物外形線モデルの2次元空間情報の範囲内にあるものを抽出する。抽出されたものを、ここでは「建物モデル」という。図5は、表層モデルに対して建物外形線モデルを重畳表示し、建物外形線モデルに囲まれた建物モデルを抽出した図である。建物モデルは、表層モデルの一部を構成するものであるから、当然ながら3次元の空間情報からなり、対象領域にもよるが通常は多数得られる(図4)。
(Building model extraction means)
The building model extraction means causes the computer to process using software. First, the surface layer model is read from the surface layer model storage means, and the building outline model is read from the outline storage means. Next, a surface layer model surrounded by a building outline model is extracted. Specifically, those within the range of the two-dimensional space information of the building outline model are extracted. The extracted one is called “building model” here. FIG. 5 is a diagram in which a building outline model is superimposed on the surface model and a building model surrounded by the building outline model is extracted. Since the building model constitutes a part of the surface layer model, it naturally consists of three-dimensional spatial information, and usually many are obtained depending on the target area (FIG. 4).

建物モデル抽出手段は、建物外形線モデルに代えて地表モデルを利用して建物モデルを抽出することもできる。図6は、地表モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図である。既述のとおり地表モデルは、表層モデルからフィルタリング処理によって緑被や建物を取り除いたものである。したがって、表層モデルと地表モデルの差分をコンピュータで演算処理することによって、緑被や建物を3次元空間情報として抽出することができる。このうち、所定の条件に合致するもの、例えば所定の高さ内に収まるもの、所定の面積を有するものなどを建物として抽出する。あるいは、緑被や建物を区別することなく差分により求められたすべてを「建物モデル」として、次で説明する屋根面モデル抽出手段に処理させることもできる。なお、地表モデルは地表モデル記憶手段に記憶される。   The building model extraction means can also extract a building model using a ground model instead of the building outline model. FIG. 6 is a block diagram for explaining a building model extracting unit and a roof surface model extracting unit using a ground surface model. As described above, the ground surface model is obtained by removing the green cover and the building from the surface layer model by the filtering process. Therefore, a green cover and a building can be extracted as three-dimensional space information by computing the difference between the surface layer model and the ground surface model with a computer. Among these, those that meet a predetermined condition, for example, those that fall within a predetermined height, those that have a predetermined area, and the like are extracted as buildings. Alternatively, it is possible to cause the roof surface model extracting means described below to process all the values obtained by the difference without distinguishing between the green cover and the building as “building models”. The ground surface model is stored in the ground surface model storage means.

(屋根面モデル抽出手段)
屋根面モデル抽出手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まずは、屋根面モデル抽出手段によって抽出された多数の建物モデルを読み出す。そして、それぞれの建物モデルから独立した傾斜屋根面を抽出する。図7に示すように同じ建物の屋根でも、傾斜角と傾斜の方向が異なる複数の屋根面で構成されている場合がある。ここでは、傾斜角と傾斜の方向が異なるものをそれぞれ独立した傾斜屋根面といい、図7の場合であれば、傾斜の方向が概ね北方向である北側屋根面4N、傾斜の方向が概ね南方向である南側屋根面4S、傾斜の方向が概ね東方向である東側屋根面4E、傾斜の方向が概ね西方向である西側屋根面4W、それぞれが独立した傾斜屋根面である。
(Roof surface model extraction means)
The roof surface model extracting means causes the computer to process using software. First, a large number of building models extracted by the roof surface model extracting means are read out. Then, an independent inclined roof surface is extracted from each building model. As shown in FIG. 7, even the roof of the same building may be composed of a plurality of roof surfaces having different inclination angles and inclination directions. Here, those having different inclination angles and inclination directions are referred to as independent inclined roof surfaces. In the case of FIG. 7, the north roof surface 4N whose inclination direction is substantially north, and the inclination direction is generally southward. The south side roof surface 4S which is the direction, the east side roof surface 4E whose direction of inclination is generally eastward, and the west side roof surface 4W whose direction of inclination is generally westward are independent inclined roof surfaces.

建物モデルの3次元空間情報から面を取り出す技術は、種々の方法で従来から行われており、ここでもその従来技術を利用することができる。従来技術としては、例えばリージョングローイング(領域拡張)を例示することができる。任意の点から周辺の点に対して略同一面上にある点を求めていくことで、一つの「面」という領域を形成する。略同一面上にあるか否かの判断手法としては、2点間の勾配を所定閾値内とするなど様々な手法が採用できる。   Techniques for extracting a surface from three-dimensional space information of a building model have been conventionally performed by various methods, and the conventional techniques can be used here as well. As a prior art, for example, region growing (region expansion) can be exemplified. An area called “surface” is formed by finding a point on an approximately same plane with respect to peripheral points from an arbitrary point. As a method for determining whether or not they are substantially on the same plane, various methods such as setting a gradient between two points within a predetermined threshold can be employed.

そのほか、3次元空間情報から小規模の単位面を形成し、近接する単位面のうち略同一面上にあるものを集合させて一つの「面」という領域を形成することもできる。この場合、単位面どうしが略同一面上にあるか否かは、単位面の傾斜角と傾斜の方向が近似している(較差が所定閾値内)ことで判断することができる。なお、3次元空間情報から小規模の単位面を形成する手法としては、TIN(Triangulated Irregular Network)による手法のほか、様々な従来手法を採用することがきる。   In addition, it is also possible to form a small unit surface from the three-dimensional space information, and gather adjacent unit surfaces on substantially the same surface to form one “surface” region. In this case, whether or not the unit surfaces are substantially on the same plane can be determined by approximating the inclination angle and the inclination direction of the unit surfaces (the difference is within a predetermined threshold). As a method for forming a small unit surface from three-dimensional spatial information, various conventional methods can be adopted in addition to the method based on TIN (Triangulated Irregular Network).

3.ソーラーパネル未設置屋根面の抽出
(地形画像記憶手段)
図8は、発電装置抽出手段について説明するブロック図である。この図に示すように、発電装置抽出手段は、地形画像記憶手段とテンプレート記憶手段を利用する。地形画像記憶手段は、「地形画像」を記憶するものであり、具体的にはコンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。つまり、地形画像はコンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。
3. Extraction of roof surface without solar panels (terrain image storage means)
FIG. 8 is a block diagram illustrating the power generation device extraction unit. As shown in this figure, the power generation device extraction means uses terrain image storage means and template storage means. The terrain image storage means stores a “terrain image”, and specifically, is a storage medium such as a hard disk of a computer or a CD-ROM. That is, the terrain image is formed in a data format that can be processed by a computer.

地形画像は、既述のとおり航空写真や衛星写真など対象範囲全域を上空から撮影したものであり、撮影した画像をそのまま利用することもできるし、DSMやDEMへの正射投影により歪みを補正したいわゆる写真地図(オルソ画像)として利用することもできる。さらに、より現実に近い状態となるよう補正したトゥルーオルソ(登録商標)として利用することもできる。なお、ここで用いる地形画像は、本願発明のために撮影取得してもよいが、当然ながら既存のものがあればこれを利用することもできる。   The terrain image was taken from the sky over the entire target area such as aerial photographs and satellite photographs as described above, and the captured images can be used as they are, and distortion is corrected by orthographic projection on DSM and DEM. It can also be used as a so-called photographic map (ortho image). Furthermore, it can also be used as True Ortho (registered trademark) that has been corrected to be more realistic. The terrain image used here may be taken and acquired for the present invention, but of course, if there is an existing one, it can also be used.

(テンプレート記憶手段)
テンプレート記憶手段は、ソーラーパネルの形状や画像をテンプレートとして用意し、これを記憶するものであり、具体的にはコンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。つまり、テンプレートはコンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。
(Template storage means)
The template storage means prepares the shape and image of the solar panel as a template and stores the template. Specifically, the template storage means is a storage medium such as a computer hard disk or CD-ROM. That is, the template is formed in a data format that can be processed by a computer.

テンプレートは、現在流通している様々なソーラーパネルを基に作成されるものであり、ソーラーパネルの種類の数だけ作成することが望ましい。またテンプレートの形式としては、形状にのみ着目して枠線や面とすることもできるし、色や素材に着目して画像形式とすることもできる。あるいは、枠線や面と、画像の組み合わせとすることもできる。テンプレートを枠線や面とした場合は2次元の図形で表現され、画像形式とした場合はRGBや、CMYK、NCSといった画素値で表現される。なお、ソーラーパネルの色に着目した場合、色相、彩度、及び明度からなる画素値で表現され、ソーラーパネルの素材に着目した場合、その凹凸面からなる陰影を輝度(明度)として表現することができる。   Templates are created based on various solar panels currently distributed, and it is desirable to create as many types of solar panels as possible. Further, as a template format, it is possible to set a frame line or a surface by focusing only on the shape, or an image format by focusing on a color or a material. Or it can also be set as a combination of a frame, a surface, and an image. When the template is a frame or surface, it is represented by a two-dimensional figure, and when it is an image format, it is represented by a pixel value such as RGB, CMYK, or NCS. In addition, when paying attention to the color of the solar panel, it is expressed by a pixel value consisting of hue, saturation, and lightness, and when paying attention to the material of the solar panel, the shadow formed by the uneven surface is expressed as luminance (lightness). Can do.

地形画像に表れるソーラーパネルは、設置角度(屋根の傾斜角)によって様々な形状に変化する。したがって、テンプレートを形状に基づいて作成する場合は、設置角度を想定して種々の形状に対応するテンプレートを用意しておくことが望ましい。   The solar panel appearing in the terrain image changes into various shapes depending on the installation angle (the inclination angle of the roof). Therefore, when creating a template based on a shape, it is desirable to prepare templates corresponding to various shapes assuming an installation angle.

(発電装置抽出手段)
発電装置抽出手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まずは、地形画像記憶手段から地形画像を読み出す。次に、テンプレート記憶手段からテンプレートを読み出すが、複数のテンプレートがある場合はすべてのテンプレートを順次読み出していく。
(Power generation device extraction means)
The power generation device extraction means causes the computer to process using software. First, a terrain image is read from the terrain image storage means. Next, the template is read from the template storage means. If there are a plurality of templates, all the templates are read sequentially.

読み出されたテンプレートごとに地形画像と照合し、テンプレートと一致又は近似する画像部分を抽出する。ここで抽出された画像部分が、ソーラーパネルとして認識される。なお、テンプレートが形状に基づいて作成されている場合、いわゆるパターンマッチングを利用することができる。この場合、あらかじめ地形画像から、輝度や色(色相、彩度、及び明度)の相違に基づいて地物の輪郭をエッジとしてコンピュータに自動生成させておく。そのエッジとテンプレートを照らし合わせ、所定の条件(閾値)に基づいて一致又は近似の判断を行う。この処理を記憶したテンプレートの数だけ繰り返す。   Each read template is compared with the terrain image, and an image portion that matches or approximates the template is extracted. The extracted image part is recognized as a solar panel. In addition, when the template is created based on the shape, so-called pattern matching can be used. In this case, the contour of the feature is automatically generated as an edge from the topographic image in advance based on the difference in brightness and color (hue, saturation, and brightness). The edge is compared with the template, and matching or approximation is determined based on a predetermined condition (threshold value). This process is repeated for the number of stored templates.

一方、テンプレートが画像として作成されている場合、色情報に基づいてマッチングすることができる。このマッチング処理は、従来から用いられている画像技術を用いて行うことができる。例えば、画素ごとにRGBなどの画素値を比較し、テンプレートの画素値と一致(又は近似)する画素が所定数(所定割合)以上であれば、テンプレートと照合した(マッチした)と判断する手法が挙げられる。画中に異なるピクセルを抽出することで判断することができる。この場合も、記憶したテンプレートの数だけ処理を繰り返す。   On the other hand, when the template is created as an image, matching can be performed based on the color information. This matching process can be performed using a conventionally used image technique. For example, a method of comparing pixel values such as RGB for each pixel and determining that the number of pixels matching (or approximating) the pixel value of the template is equal to or greater than a predetermined number (predetermined ratio) and matched (matched) with the template Is mentioned. This can be determined by extracting different pixels in the image. Also in this case, the process is repeated for the number of stored templates.

図8に示すように、抽出された画像部分がソーラーパネルとして認識されると、地形画像中のソーラーパネルに空間情報が付与される。具体的にはソーラーパネルの外形を構成する点に平面座標(緯度・経度や平面直角座標)が付与される。例えば外部標定要素(例えばGPSやIMUによる)と空中三角測量に基づく調整計算によって、あらかじめ地形画像が平面座標を備えている(平面座標に対応している)場合は、容易にソーラーパネルに平面座標を付与することができる。一方、地形画像は平面座標を備えていない場合は、つぎの方法によって平面座標に対応させる。すなわち、地形画像を取得した際の外部標定要を用い、中心投影幾何モデルに基づいて地形画像座標を実座標上にある表層モデルに写影変換することで、地形画像が平面座標を備える(平面座標に対応する)ことができる。   As shown in FIG. 8, when the extracted image part is recognized as a solar panel, spatial information is given to the solar panel in the topographic image. Specifically, plane coordinates (latitude / longitude and plane rectangular coordinates) are given to points constituting the outer shape of the solar panel. For example, if the terrain image has plane coordinates in advance (corresponding to the plane coordinates) by an adjustment calculation based on external orientation elements (for example, by GPS or IMU) and aerial triangulation, the plane coordinates are easily displayed on the solar panel. Can be granted. On the other hand, if the terrain image does not have a plane coordinate, it corresponds to the plane coordinate by the following method. In other words, the terrain image is provided with plane coordinates by projective transformation of the terrain image coordinates to the surface layer model on the real coordinates based on the central projection geometric model using the external orientation required when acquiring the terrain image (plane Can correspond to coordinates).

図8に示すように、地形画像中に認識されたソーラーパネルの外形を構成する点に平面座標が付与されると、このソーラーパネルが表層モデルのどこに位置するかを把握することができるし、外形を把握することもできる。   As shown in FIG. 8, when plane coordinates are given to points constituting the outer shape of the solar panel recognized in the topographic image, it is possible to grasp where this solar panel is located in the surface layer model, The outline can also be grasped.

4.発電ポテンシャルの評価
(屋根面モデル選別手段)
図9は、屋根面モデル選別手段、形状演算手段、及びポテンシャル評価手段について説明するブロック図である。屋根面モデル選別手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まず、屋根面モデル記憶手段から屋根面モデルを読み出す。次に、発電装置抽出手段で抽出されたソーラーパネルとその平面座標を読み出す。なお、このソーラーパネルとその平面座標は、コンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である「発電装置記憶手段」に記憶させておくことができる。
4). Evaluation of power generation potential (roof model selection means)
FIG. 9 is a block diagram for explaining the roof surface model selection means, shape calculation means, and potential evaluation means. The roof surface model selection means causes the computer to process using software. First, the roof surface model is read from the roof surface model storage means. Next, the solar panel extracted by the power generation device extraction means and its plane coordinates are read out. The solar panel and its plane coordinates can be stored in “power generation device storage means” which is a storage medium such as a computer hard disk or CD-ROM.

屋根面モデルと、ソーラーパネル及びその平面座標を読み出すと、屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせる。具体的には、屋根面モデルを平面投影した外形を構成する2次元空間情報(以下、単に「屋根外形」という。)を参照し、ソーラーパネルの平面座標と比較する。   When the roof surface model, the solar panel and its plane coordinates are read, the solar panel is superimposed on the roof surface model. Specifically, reference is made to two-dimensional spatial information (hereinafter simply referred to as “roof outline”) that constitutes the outline of the roof surface model projected on a plane, and is compared with the plane coordinates of the solar panel.

図10は、屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせた状況を説明するための説明図であり、(a)は屋根外形内にソーラーパネル全部が含まれており、(b)はソーラーパネルの一部のみが屋根外形内に含まれている。屋根面にソーラーパネルが設置されていれば、本来は図10(a)に示すように屋根外形の範囲内にソーラーパネル全部が含まれる。したがって、屋根外形とソーラーパネルの平面座標を比較し、屋根外形内にソーラーパネルの平面座標がすべて含まれた場合に、その屋根面モデルはソーラーパネルを設置したもの(以下、「既設置屋根面モデル5」という。)と評価し、既設置屋根面モデルを除く屋根面モデルはソーラーパネルを設置していないもの(以下、「未設置屋根面モデル6」という。)と評価し、すべての屋根面モデルを既設置屋根面モデル5と未設置屋根面モデル6に分類する。   FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a situation in which a solar panel is superimposed on a roof surface model. FIG. 10A shows the entire solar panel within the roof outline, and FIG. Only the part is included in the roof outline. If a solar panel is installed on the roof surface, the entire solar panel is originally included in the range of the roof outline as shown in FIG. Therefore, when the plane coordinates of the roof outline and solar panel are compared, and the plane coordinates of the solar panel are all included in the roof outline, the roof surface model is the one with the solar panel installed (hereinafter referred to as “the existing roof surface The roof surface model except for the existing roof surface model is evaluated as having no solar panel (hereinafter referred to as “non-installed roof surface model 6”), and all roofs are evaluated. The surface model is classified into an existing roof surface model 5 and an uninstalled roof surface model 6.

なお、精度上の問題から、図10(b)に示すように屋根外形の範囲内にソーラーパネルの一部だけしか含まれないケースも考えられる。この場合、一部でも含まれていれば既設置屋根面モデル5とすることもできるし、ソーラーパネルの面積を算出し屋根外形に含まれる割合に応じて既設置屋根面モデル5とするか否かを判断することもできる。   From the problem of accuracy, there may be a case where only a part of the solar panel is included in the range of the outer shape of the roof as shown in FIG. In this case, the existing roof surface model 5 can be used as long as it is partly included, and whether or not the existing roof surface model 5 is calculated according to the ratio included in the roof outer shape by calculating the area of the solar panel. It can also be judged.

(形状演算手段)
形状演算手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。屋根面モデルのうち未設置屋根面モデル6とされたものを読み出す。屋根面モデルは、3次元空間情報からなるものであるから、その面の形状や面積、傾斜角、傾斜の方向といった幾何形状は、空間演算することで求めることができる。形状演算手段では、未設置屋根面モデル6に対して幾何形状(形状、面積、傾斜角、傾斜の方向等)のうち必要なものを算出する。
(Shape calculation means)
The shape calculation means causes the computer to process using software. Of the roof surface models, the one set as the uninstalled roof surface model 6 is read out. Since the roof surface model is composed of three-dimensional spatial information, the geometric shape such as the shape, area, inclination angle, and inclination direction of the surface can be obtained by performing space calculation. The shape calculating means calculates a necessary one of the geometric shapes (shape, area, inclination angle, inclination direction, etc.) for the non-installed roof surface model 6.

(ポテンシャル評価手段)
ポテンシャル評価手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。屋根面の平面位置や標高によって太陽高度は異なり、屋根面の傾斜角や傾斜の方向によって太陽光の受光量も相違する。また屋根面の面積や形状によって設置し得るソーラーパネルの数量も変わる。つまり、屋根面が具備する発電ポテンシャルは、その傾斜角や傾斜の方向、あるいは面積や形状によって相違するわけである。
(Potential evaluation means)
The potential evaluation means causes the computer to process using software. The solar altitude varies depending on the plane position and altitude of the roof surface, and the amount of received sunlight varies depending on the inclination angle and direction of the roof surface. The number of solar panels that can be installed also varies depending on the area and shape of the roof surface. That is, the power generation potential of the roof surface differs depending on the inclination angle, the direction of inclination, the area, and the shape.

そこで、傾斜角や傾斜の方向、面積について、段階的に「重みづけ」を行えば、屋根面の発電ポテンシャルを相対的に評価することができる。例えば、傾斜角を0〜90°まで5°刻みで区分し、所定時期の所定時刻における太陽高度に対して最も受光しやすい角度から順に高得点を付与する。傾斜の方向も同様に、例えば方位を0〜360°まで5°刻みで区分し、受光しやすい角度から順に高得点を付与する。面積の場合は、面積が大きいほど高得点を付与する。もちろんこのような「重みづけ」に限らず、地域ごとの気象特性や標高等を勘案し、あるいは屋根面の直達日射量の推定計算を行うなど、任意の「重みづけ」とすることができる。このような配点に従って、未設置屋根面モデル6の斜角度、傾斜の方向、面積それぞれ得点を付与し、その結果を総合的に判断することで当該屋根面の発電ポテンシャルを定量的に評価することができる。   Therefore, if “weighting” is performed stepwise with respect to the inclination angle, inclination direction, and area, the power generation potential on the roof surface can be relatively evaluated. For example, the inclination angle is divided in increments of 5 ° from 0 to 90 °, and high scores are given in order from the angle at which light is most easily received with respect to the solar altitude at a predetermined time at a predetermined time. Similarly, for the direction of inclination, for example, the azimuth is divided in increments of 5 ° from 0 to 360 °, and high scores are given in order from the angle at which light is easily received. In the case of area, the higher the area, the higher the score. Of course, it is not limited to such “weighting”, and any “weighting” can be used, such as taking into account the weather characteristics and altitude of each region, or estimating the amount of direct solar radiation on the roof surface. According to such points, the slope angle, the direction of inclination, and the area of the non-installed roof surface model 6 are assigned points, and the power generation potential of the roof surface is quantitatively evaluated by comprehensively judging the results. Can do.

未設置屋根面モデル6を2次元のメッシュモデルに割り当て、メッシュごとに発電ポテンシャルを評価することもできる。このとき、メッシュ内に未設置屋根面モデル6の一部のみが含まれるケースもある。この場合、当該メッシュに占める未設置屋根面モデル6の面積に応じて、未設置屋根面モデル6の発電ポテンシャルを配分することもできる。   It is also possible to assign the non-installed roof surface model 6 to a two-dimensional mesh model and evaluate the power generation potential for each mesh. At this time, there is a case where only a part of the roof surface model 6 that is not installed is included in the mesh. In this case, the power generation potential of the non-installed roof surface model 6 can be distributed according to the area of the non-installed roof surface model 6 in the mesh.

5.発電ポテンシャル評価プログラム
発電ポテンシャル評価プログラムは、発電ポテンシャル評価装置を実行させるものであり、発電ポテンシャル評価装置が具備する各手段をコンピュータに実行させる機能を有するものである。以下、個別に説明する。なお、処理の内容については発電ポテンシャル評価装置で説明した内容と重複するため、ここでは繰り返しての説明は行わない。
5. Power Generation Potential Evaluation Program The power generation potential evaluation program executes a power generation potential evaluation device and has a function of causing a computer to execute each means included in the power generation potential evaluation device. Hereinafter, it demonstrates individually. In addition, since the content of the process overlaps with the content described in the power generation potential evaluation device, the description is not repeated here.

表層モデル読出処理は、建物モデル抽出手段において、表層モデル記憶手段から表層モデルを読み出す処理を実行させるものであり、外形線参照処理は、建物モデル抽出手段において、外形線記憶手段から建物外形線モデルを読み出して参照する処理を実行させるものである。なお、外形線参照処理に代えて、地表モデル記憶手段から地表モデルを読み出して参照する処理を実行させる地表モデル読出処理を備えることもできる。   The surface model reading process causes the building model extraction unit to execute a process of reading the surface layer model from the surface layer model storage unit, and the outline reference process is performed by the building model extraction unit from the outline storage unit. Is executed to read and refer to. Instead of the outline reference process, a ground model reading process for executing a process of reading and referring to the ground model from the ground model storage means may be provided.

建物モデル抽出処理は、建物モデル抽出手段において、表層モデルから建物モデルを抽出する処理を実行させるものである。このとき、建物外形線モデルを参照する場合は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出し、地表モデルを参照する場合は、表層モデルと地表モデルの差分によって建物モデルを抽出する。   In the building model extraction process, the building model extracting means executes a process of extracting a building model from the surface layer model. At this time, when referring to the building outline model, the range surrounded by the building outline model is extracted as a building model from the surface model, and when referring to the ground model, the difference between the surface model and the ground model is used. Extract building model.

屋根面モデル抽出処理は、屋根面モデル抽出手段において、建物モデルから独立した屋根面ごとに屋根面モデルとして抽出する処理を実行させるものである。このとき、建物外形線モデルを参照する場合は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出し、地表モデルを参照する場合は、表層モデルと地表モデルの差分によって建物モデルを抽出する。   In the roof surface model extraction process, the roof surface model extraction means executes a process of extracting each roof surface independent from the building model as a roof surface model. At this time, when referring to the building outline model, the range surrounded by the building outline model is extracted as a building model from the surface model, and when referring to the ground model, the difference between the surface model and the ground model is used. Extract building model.

画像データ読出処理は、発電装置抽出手段において、地形画像記憶手段から地形画像を読み出す処理を実行させるものである。また、テンプレート参照処理は、発電装置抽出手段において、テンプレート記憶手段からテンプレートを読み出す処理を実行させるものである。発電装置抽出処理は、発電装置抽出手段において、地形画像とテンプレートを照合することによって既に設置されたソーラーパネルを抽出する処理を実行させるものである。   In the image data reading process, the power generation device extraction unit executes a process of reading a topographic image from the topographic image storage unit. Further, the template reference process is to cause the power generation device extraction unit to execute a process of reading a template from the template storage unit. In the power generation device extraction process, the power generation device extraction means executes a process of extracting a solar panel that has already been installed by collating a topographic image with a template.

屋根面モデル分類処理は、屋根面モデル選別手段において、屋根面モデルを既設置屋根面モデル5と未設置屋根面モデル6に分類する処理を実行させるものである。形状演算処理は、形状演算手段において、未設置屋根面モデル6に対して幾何形状のうち必要なものを算出する演算処理を実行させるものである。ポテンシャル評価処理は、ポテンシャル評価手段において、未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価する処理を実行させるものである。   In the roof surface model classification process, the roof surface model selection means executes a process of classifying the roof surface model into the existing roof surface model 5 and the non-installed roof surface model 6. In the shape calculation process, the shape calculation means causes the non-installed roof surface model 6 to execute a calculation process for calculating a necessary geometric shape. In the potential evaluation process, the potential evaluation unit executes a process of evaluating the power generation potential based on the geometric shape of the uninstalled roof surface model.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムは、太陽光発電装置を提供する事業者や、太陽光発電装置の設置を計画しているユーザにとって利用できる。さらに、市区町村内の発電ポテンシャルを評価することで、その自治体における太陽光発電への取り組み計画に利用できるとともに、評価された発電ポテンシャルを公表するなど当該自治体のアピールにも利用することができる。   The power generation potential evaluation device and the power generation potential evaluation program of the present invention can be used for a business operator who provides a solar power generation device or a user who is planning to install a solar power generation device. Furthermore, by evaluating the power generation potential in the municipality, it can be used for planning the solar power generation in the local government, and can also be used for appealing to the local government, such as announcing the evaluated power generation potential. .

1 地形
2 航空機
3 レーザー
4N 傾斜の方向が概ね北方向である北側屋根面
4S 傾斜の方向が概ね南方向である南側屋根面
4E 傾斜の方向が概ね東方向である東側屋根面
4W 傾斜の方向が概ね西方向である西側屋根面
5 既設置屋根面モデル
6 未設置屋根面モデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Topography 2 Aircraft 3 Laser 4N North side roof surface 4S whose inclination direction is generally north direction South roof surface 4E whose inclination direction is generally south direction East roof surface 4W whose inclination direction is generally east direction The direction of inclination is Western roof surface that is generally west 5 Existing roof model 6 Uninstalled roof model

本願発明は、太陽光発電のポテンシャルを評価する技術に関するものであり、より具体的には、建物屋根の発電ポテンシャルを評価する発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムに関するものである。   The present invention relates to a technique for evaluating the potential of solar power generation, and more specifically to a power generation potential evaluation apparatus and a power generation potential evaluation program for evaluating the power generation potential of a building roof.

近年、地球温暖化による環境破壊が進み、地球環境の保全が世界的かつ喫緊の課題となっている。1997年には京都議定書が締結され、温室効果ガスの削減目標を定めるなど、多くの国が積極的にこの問題に取り組んでいる。   In recent years, environmental destruction due to global warming has progressed, and global environmental conservation has become a global and urgent issue. In 1997, the Kyoto Protocol was signed, and many countries are actively tackling this issue, including the establishment of greenhouse gas reduction targets.

我が国でも、官民を挙げて温室効果ガスの削減対策が実施されてきた。そのひとつが原子力発電である。その発電力もさることながら、いわゆる化石エネルギーによる発電に比べ極めて温室効果ガスの排出量が少ないことから、従前の発電方式から原子力による発電への転換が図られてきた。   In Japan, measures to reduce greenhouse gases have been implemented by public and private sectors. One of them is nuclear power generation. In addition to its power generation, the amount of greenhouse gas emissions is extremely small compared to the so-called fossil energy generation, and so the conventional power generation method has been switched to nuclear power generation.

一方、我が国は地震が頻発する国として知られ、近年では、東北地方太平洋沖地震をはじめ、兵庫県南部地震、新潟県中越地震など大きな地震が発生し、そのたびに甚大な被害を被ってきた。特に今般の東日本大震災では、津波によって計り知れない被害を受けたうえ、さらに福島原子力発電所の原子炉が破損したことによって放射性物質が大量に漏れ出すという事故も発生した。これに伴い原子力発電所の周辺が警戒区域になるなど、原子力発電に対する国民の不安が高まった。   On the other hand, Japan is known as an earthquake-prone country. In recent years, major earthquakes such as the Tohoku-Pacific Ocean Earthquake, the Hyogoken-Nanbu Earthquake, and the Niigata-ken Chuetsu Earthquake have occurred and have suffered enormous damage each time. . In particular, the recent Great East Japan Earthquake caused immeasurable damage due to the tsunami, and also caused an accident in which a large amount of radioactive material leaked due to damage to the reactor at the Fukushima nuclear power plant. As a result, the public's concerns about nuclear power generation increased, with the area surrounding the nuclear power plant becoming a warning zone.

そこで、原子力エネルギーへの過度な依存から脱却し、安全なエネルギーの積極的な利用が期待されている。安全なエネルギーとして最も注目されているのが再生可能エネルギーであり、その代表的なものが太陽光である。   Therefore, it is expected to escape from excessive dependence on nuclear energy and to actively use safe energy. Renewable energy attracts the most attention as safe energy, and its representative is sunlight.

昨今、民間企業によって1MW級の太陽光発電設備(メガソーラー発電所)が設置されるなど、産業界における取組はすでに進んでいる。また、多くの家屋や商用施設、あるいは公共施設(以下、これらを総称して「建物」という。)で太陽光発電設備(いわゆるソーラーパネル)の設置が広がっており、太陽光発電はまさに身近な発電手段へと変貌しつつある。   In recent years, efforts in the industry have already progressed, such as the installation of 1 MW-class solar power generation facilities (mega solar power plants) by private companies. In addition, the installation of solar power generation equipment (so-called solar panels) is spreading in many houses, commercial facilities, and public facilities (hereinafter collectively referred to as “buildings”). It is transforming into a power generation means.

建物の傾斜屋根にソーラーパネルを設置する場合、屋根面の傾斜角(水平面となす角度)や傾斜の方向(水平面との交差線に対する垂直方向)によって、太陽光の受光量は異なり、すなわち発電し得る最大量(以下、「発電ポテンシャル」という。)は異なる。当然ながら、同じ規格のソーラーパネルを同じ数量だけ設置するとしたら、発電ポテンシャルが高い屋根面に設置する方が効率的に発電できる。したがって、ソーラーパネルの設置にあたっては、予め建物屋根の発電ポテンシャルを評価しておくことは極めて有意義である。   When solar panels are installed on a sloped roof of a building, the amount of received sunlight varies depending on the inclination angle of the roof surface (angle formed with the horizontal plane) and the direction of inclination (perpendicular to the intersecting line with the horizontal plane). The maximum amount obtained (hereinafter referred to as “power generation potential”) is different. Naturally, if the same number of solar panels of the same standard are installed, it is possible to generate electricity more efficiently by installing them on the roof surface where the power generation potential is high. Therefore, it is extremely meaningful to evaluate the power generation potential of the building roof in advance when installing solar panels.

そこで特許文献1では、家屋の緯度、経度、家屋方位角などを入力値として年間発電量を予測し、効率的な太陽電池パネルを配置する技術について提案している。   Therefore, Patent Document 1 proposes a technique for predicting the annual power generation amount using the latitude, longitude, house azimuth of the house, etc. as input values and arranging an efficient solar cell panel.

特開2011−216604号公報JP 2011-216604 A

上記のとおり、特許文献1では年間発電量を予測するために家屋の緯度、経度、家屋方位角、あるいは屋根方位などを入力することとしている。つまり、対象とする家屋は特定されており、しかも屋根の位置や方位などは既知でなければならない。ところが、例えば市区町村といったある程度の範囲内にある建物すべての発電量を予測するとなると、存在する家屋の数だけ特許文献1の技術を繰り返し行わなければならない。これでは著しく時間と手間を必要とする。ましてや、家屋1戸ずつ屋根位置や方位を測量するとなると、およそ現実的な手法とはいいがたい。   As described above, in Patent Document 1, the latitude, longitude, house azimuth, or roof azimuth of a house is input in order to predict the annual power generation amount. In other words, the target house is specified, and the position and orientation of the roof must be known. However, for example, if the power generation amount of all buildings within a certain range, such as a municipality, is predicted, the technique of Patent Document 1 must be repeated for the number of existing houses. This requires significant time and effort. Even more, if you measure the position and direction of a house one house at a time, it's hard to say that it is a practical method.

大量の建物に対して、効率的に屋根の発電ポテンシャルを評価するには、3次元の空間情報に基づく「地表モデルを数値表層モデル(DSM:Digital Surface Model)」や「地表モデルを数値標高モデル(DEM:Digital Elevation Model)」などの利用が考えられる。しかしながら、DSMやDEMによって屋根面をモデル化した場合、その屋根にソーラーパネルが既に設置されているか否かを判別することはできない。多くの建物屋根にソーラーパネルが設置されている現状に鑑みれば、ソーラーパネルが設置されていない屋根のみを抽出した方が発電ポテンシャルの余地を推定するには効率的であるが、空間情報による屋根面モデルではソーラーパネルの設置状況にかかわらず全ての屋根面を対象としてしまう。   In order to efficiently evaluate the power generation potential of a roof for a large number of buildings, a “surface model is a digital surface model (DSM)” or “a surface model is a digital elevation model” based on three-dimensional spatial information. (DEM: Digital Elevation Model) can be considered. However, when the roof surface is modeled by DSM or DEM, it cannot be determined whether or not a solar panel is already installed on the roof. Considering the current situation in which solar panels are installed on many building roofs, it is more efficient to estimate the potential for power generation potential by extracting only the roofs without solar panels. The surface model covers all roof surfaces regardless of the installation status of solar panels.

本願発明の課題は、上記問題を解決することであり、すなわち市区町村など広範囲にある大量の建物に対して容易に屋根の発電ポテンシャルを評価するとともに、ソーラーパネルが設置されていない屋根のみを抽出して効率的に評価する発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムを提供することにある。   The object of the present invention is to solve the above problem, that is, to easily evaluate the power generation potential of the roof for a large number of buildings in a wide area such as municipalities, and only the roof on which no solar panel is installed. The object is to provide a power generation potential evaluation apparatus and a power generation potential evaluation program that are extracted and evaluated efficiently.

本願発明は、DSMやDEMなど3次元の空間情報に基づく地形モデルと、航空写真などの画像を利用して、建物屋根の発電ポテンシャルを評価するという点に着目したものであり、従来にはなかった発想に基づいてなされた発明である。   The present invention focuses on evaluating the power generation potential of a building roof using a topographic model based on three-dimensional spatial information such as DSM and DEM and an image such as an aerial photograph. It is an invention made based on the idea.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置は、表層モデル記憶手段、外形線記憶手段、建物モデル抽出手段、屋根面モデル抽出手段、地形画像記憶手段、テンプレート記憶手段、発電装置抽出手段、屋根面モデル選別手段、形状演算手段、及びポテンシャル評価手段を備えたものである。それぞれの手段の内容は次に示すとおりである。表層モデル記憶手段は、対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを記憶するものである。外形線記憶手段は、対象地域内の建物の平面形状を表す建物外形線モデルを記憶するものである。建物モデル抽出手段は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出するものである。屋根面モデル抽出手段は、建物モデルから屋根面を傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出するものである。地形画像記憶手段は、対象地域の地形画像を記憶するものである。テンプレート記憶手段は、太陽光発電装置の画像又は形状をテンプレートとして記憶するものである。発電装置抽出手段は、対象地域の地形画像とテンプレートを照合することによって、対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出するものである。屋根面モデル選別手段は、屋根面モデルのうち発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む既設置屋根面モデルと、既設置屋根面モデルを除く未設置屋根面モデルとに分類するものである。形状演算手段は、未設置屋根面モデルに対して傾斜面の幾何形状を計算するものである。ポテンシャル評価手段は、未設置屋根面モデルの幾何形状に対して前記幾何形状に応じた重みづけを行い、この重みづけを行った結果に基づいて発電ポテンシャルを定量的に評価するものである。 The power generation potential evaluation apparatus of the present invention comprises a surface layer model storage means, an outline storage means, a building model extraction means, a roof surface model extraction means, a terrain image storage means, a template storage means, a power generation device extraction means, a roof surface model selection means, A shape calculating means and a potential evaluating means are provided. The contents of each means are as follows. The surface layer model storage means stores a surface layer model representing the surface shape of the target area in three dimensions. The outline storage means stores a building outline model representing the planar shape of the building in the target area. The building model extracting means extracts a range enclosed by the building outline model from the surface layer model as a building model. The roof surface model extracting means extracts the roof surface from the building model as a roof surface model for each inclined surface. The topographic image storage means stores a topographic image of the target area. A template memory | storage means memorize | stores the image or shape of a solar power generation device as a template. The power generation device extraction means extracts a solar power generation device installed in the target area by collating the topographic image of the target area with the template. The roof surface model selection means is classified into the existing roof surface model including the solar power generation apparatus extracted by the power generation device extraction means and the non-installed roof surface model excluding the existing roof surface model. It is. The shape calculation means calculates the geometric shape of the inclined surface with respect to the non-installed roof surface model. The potential evaluation means weights the geometric shape of the roof surface model not installed according to the geometric shape, and quantitatively evaluates the power generation potential based on the weighted result .

本願発明の発電ポテンシャル評価装置は、外形線記憶手段に代えて地表モデル記憶手段を備えたものとすることもできる。この地表モデル記憶手段は、表層モデルから建物を除いた地表モデルを記憶するものである。この場合の建物モデル抽出手段は、表層モデルと地表モデルの差分を建物モデルとして抽出する。   The power generation potential evaluation apparatus according to the present invention may include a ground surface model storage unit instead of the outline storage unit. The ground surface model storage means stores a ground surface model obtained by removing a building from the surface layer model. The building model extraction means in this case extracts the difference between the surface layer model and the ground surface model as a building model.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置は、発電装置抽出手段がテンプレートのテンプレートの形状(大きさと形)及び/又は色情報(陰影、色調、きめ、模様、周囲の撮像との相互関係、周囲の撮像との複合関係、またはそれらの組み合わせ)、に基づいて太陽光発電装置を抽出するものとすることもできる。   In the power generation potential evaluation device of the present invention, the power generation device extraction means is configured so that the template shape (size and shape) and / or color information (shadow, color tone, texture, pattern, correlation with surrounding imaging, surrounding imaging, Or a combination thereof), the photovoltaic power generation apparatus can be extracted.

本願発明の発電ポテンシャル評価プログラムは、表層モデル読出処理、外形線参照処理、建物モデル抽出処理、屋根面モデル抽出処理、地形画像読出処理、テンプレート参照処理、発電装置抽出処理、屋根面モデル分類処理、形状演算処理、及びポテンシャル評価処理を備えたものである。それぞれの処理の内容は次に示すとおりである。表層モデル読出処理は、対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを読み出すものである。外形線参照処理は、対象地域内の建物の平面形状を表す建物外形線モデルを参照するものである。建物モデル抽出処理は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出するものである。屋根面モデル抽出処理は、建物モデルから屋根面を、傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出するものである。地形画像読出処理は、対象地域の地形画像を読み出すものである。テンプレート参照処理は、太陽光発電装置の画像又は形状をテンプレートとして参照するものである。発電装置抽出処理は、対象地域の地形画像とテンプレートを照合することによって、対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出するものである。屋根面モデル分類処理は、屋根面モデルのうち発電装置抽出処理で抽出された太陽光発電装置を含む屋根面モデルを既設置屋根面モデルとするとともに、既設置屋根面モデルを除く屋根面モデルを未設置屋根面モデルとするものである。形状演算処理は、未設置屋根面モデルに対して、当該傾斜面の幾何形状を計算するものである。ポテンシャル評価処理は、未設置屋根面モデルの幾何形状に対して前記幾何形状に応じた重みづけを行い、この重みづけを行った結果に基づいて発電ポテンシャルを定量的に評価するものである。 The power generation potential evaluation program of the present invention includes a surface model reading process, an outline reference process, a building model extraction process, a roof surface model extraction process, a topographic image reading process, a template reference process, a power generation device extraction process, a roof surface model classification process, A shape calculation process and a potential evaluation process are provided. The contents of each process are as follows. The surface layer model reading process reads a surface layer model that represents the surface shape of the target area in three dimensions. The outline reference process refers to a building outline model that represents the planar shape of a building in the target area. In the building model extraction process, the range surrounded by the building outline model in the surface layer model is extracted as a building model. The roof surface model extraction process is to extract a roof surface from a building model as a roof surface model for each inclined surface. The topographic image reading process reads a topographic image of the target area. The template reference process refers to the image or shape of the photovoltaic power generation apparatus as a template. The power generation device extraction processing is to extract a solar power generation device installed in the target area by collating the topographic image of the target area with the template. In the roof surface model classification process, the roof surface model including the solar power generation device extracted in the power generation device extraction process is used as the existing roof surface model, and the roof surface model excluding the existing roof surface model is selected. It will be a non-installed roof surface model. The shape calculation process is to calculate the geometric shape of the inclined surface with respect to the non-installed roof surface model. The potential evaluation process weights the geometric shape of the uninstalled roof surface model according to the geometric shape, and quantitatively evaluates the power generation potential based on the weighted result .

本願発明の発電ポテンシャル評価プログラムは、外形線参照処理に代えて地表モデル読出処理を備えたものとすることもできる。この地表モデル読出処理は、表層モデルから建物を除いた地表モデルを読み出すものである。この場合の建物モデル抽出処理は、表層モデルと地表モデルの差分を建物モデルとして抽出する。 The power generation potential evaluation program according to the present invention may include a ground surface model reading process instead of the outline reference process. In this surface model reading process , a surface model excluding buildings from the surface model is read. In this case, the building model extraction process extracts a difference between the surface model and the ground model as a building model.

本願発明の発電ポテンシャル評価プログラムは、発電装置抽出処理がテンプレートの形状(大きさと形)及び/又は色情報(陰影、色調、きめ、模様、周囲の撮像との相互関係、周囲の撮像との複合関係、またはそれらの組み合わせ)に基づいて太陽光発電装置を抽出するものとすることもできる。   In the power generation potential evaluation program of the present invention, the power generation device extraction processing is a combination of template shape (size and shape) and / or color information (shadow, color tone, texture, pattern, correlation with surrounding imaging, and surrounding imaging. The photovoltaic power generation device may be extracted based on the relationship or a combination thereof.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムには、次のような効果がある。
(1)一度に、大量の建物について発電ポテンシャルを評価することができる。例えば、行政区域全域にわたって建物の発電ポテンシャルを評価することもできるので、効率的でありしかも汎用的である。
(2)既に太陽光発電装置が設置された屋根面を除外することができるので、効率的に発電ポテンシャルの余地を推定できるうえ、演算処理にかかる負担も小さい。
(3)発電装置を抽出する際、テンプレートの形状(大きさと形)や色情報(陰影、色調、きめ、模様、周囲の撮像との相互関係、周囲の撮像との複合関係、またはそれらの組み合わせ)に基づいてマッチングさせれば、より抽出精度が向上する。
The power generation potential evaluation apparatus and power generation potential evaluation program of the present invention have the following effects.
(1) The power generation potential can be evaluated for a large number of buildings at once. For example, since the power generation potential of a building can be evaluated over the entire administrative area, it is efficient and versatile.
(2) Since the roof surface on which the solar power generation apparatus is already installed can be excluded, it is possible to efficiently estimate the room for the power generation potential, and the burden on the arithmetic processing is small.
(3) When extracting the power generation device, template shape (size and shape) and color information (shadow, color tone, texture, pattern, mutual relationship with surrounding imaging, composite relationship with surrounding imaging, or a combination thereof ), The extraction accuracy is further improved.

航空レーザーによる計測状況を示す説明図。Explanatory drawing which shows the measurement condition by an aviation laser. 「表面」を説明するモデル図。The model figure explaining "surface". 「地表面」を説明するモデル図。The model figure explaining "the ground surface". 建物外形線モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図。The block diagram explaining the building model extraction means and roof surface model extraction means using a building outline model. 表層モデルに対して建物外形線モデルを重畳表示し、建物外形線モデルに囲まれた建物モデルを抽出した図Figure of the building outline model superimposed on the surface layer model and the building model surrounded by the building outline model extracted 地表モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図。The block diagram explaining the building model extraction means and roof surface model extraction means using a ground surface model. 傾斜角と傾斜の方向が異なる複数の屋根面を有する建物を示す平面図。The top view which shows the building which has the some roof surface from which an inclination angle and the direction of inclination differ. 発電装置抽出手段について説明するブロック図。The block diagram explaining a power generator extraction means. 屋根面モデル選別手段、形状演算手段、及びポテンシャル評価手段について説明するブロック図。The block diagram explaining a roof surface model selection means, a shape calculation means, and a potential evaluation means. (a)は屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせ、屋根外形内にソーラーパネル全部が含まれた状況を説明するための説明図、(b)は屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせ、ソーラーパネルの一部のみが屋根外形内に含まれた状況を説明するための説明図。(A) is an explanatory diagram for explaining a situation in which a solar panel is superimposed on a roof surface model and the entire solar panel is included in the outer shape of the roof, and (b) is a solar panel superimposed on the roof surface model. Explanatory drawing for demonstrating the condition where only a part of was included in the roof external shape.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムの実施形態の一例を、図に基づいて説明する。   An example of an embodiment of a power generation potential evaluation apparatus and a power generation potential evaluation program of the present invention will be described with reference to the drawings.

1.全体概要
本願発明は、例えば市区町村や都道府県などある程度広い範囲(以下、「対象領域」という。)内にある多くの建物を対象とし、これらの屋根が具備する太陽光発電のポテンシャルを評価するものである。一度に多くの建物を取り扱うことから、地形を表す3次元の空間情報を利用する。そこで、まずは3次元の空間情報について説明する。
1. Overview of the present invention The present invention evaluates the potential of photovoltaic power generation that covers many buildings in a certain range (hereinafter referred to as “target area”) such as municipalities and prefectures. To do. Since many buildings are handled at a time, three-dimensional spatial information representing the topography is used. Therefore, first, three-dimensional spatial information will be described.

3次元の空間情報は、平面座標値と高さの情報を持つ点や線、面、あるいはこれらの組み合わせで構成される情報である。さらに平面座標値とは、緯度と経度あるいはX座標とY座標で表されるものであり、高さとは標高など所定の基準水平面からの鉛直方向の距離を意味する。この3次元の空間情報は、種々の手段によって作成することができる。例えば、2枚1組のステレオ航空写真(衛星写真)を基に作成したり、航空レーザー計測や衛星レーダー計測によって作成したり、あるいは直接現地を測量して作成することもできる。   The three-dimensional spatial information is information composed of points, lines, surfaces, or combinations thereof having plane coordinate values and height information. Further, the plane coordinate value is represented by latitude and longitude or X and Y coordinates, and the height means a vertical distance from a predetermined reference horizontal plane such as an altitude. This three-dimensional spatial information can be created by various means. For example, it can be created based on a set of two stereo aerial photographs (satellite photographs), created by aerial laser measurement or satellite radar measurement, or can be created by surveying the site directly.

図1は、航空レーザーによる計測状況を示す説明図である。この図に示すように航空レーザー計測は、計測したい地形1の上空を航空機2で飛行し、飛行中に地形1に対して照射したレーザー3の反射を受けて計測するものである。この手法によれば、1度の計測で多くの点群からなる3次元の空間情報を取得することができる。   FIG. 1 is an explanatory diagram showing a measurement situation by an aviation laser. As shown in this figure, the aviation laser measurement is performed by flying the aircraft 2 over the terrain 1 to be measured and receiving the reflection of the laser 3 irradiated on the terrain 1 during the flight. According to this method, three-dimensional spatial information composed of many point groups can be acquired by one measurement.

ステレオ航空写真や航空レーザー計測に基づいて作成される3次元の空間情報は、通常、「表面」を表すものである。ここで表面とは、図2にも示すように、森林や農地といった緑被物や建物など地面上に立ち上がる地物の上面を意味する。これに対して「地表面」は、図3にも示すように、緑被物や建物などを取り除いた後の面、すなわち地面のことを意味する。ここでは、「表面」を3次元の空間情報で表したものを「表層モデル」、「地表面」を3次元の空間情報で表したものを「地表モデル」というものとする。なお、表層モデルの代表的なものもとしてDSMが知られており、地表モデルの代表的なものもとしてDEMが知られている。   The three-dimensional spatial information created on the basis of stereo aerial photographs and aerial laser measurements usually represents a “surface”. Here, as shown in FIG. 2, the surface means the upper surface of a feature that stands on the ground, such as a green object such as a forest or farmland, or a building. On the other hand, the “ground surface” means a surface after removing green objects or buildings, that is, the ground as shown in FIG. Here, a “surface model” represents the “surface” with three-dimensional spatial information, and a “ground model” represents the “surface” with three-dimensional spatial information. Note that DSM is known as a representative surface model, and DEM is also known as a typical surface model.

地表モデルを作成するため、表層モデルから緑被物や建物などを取り除く処理、いわゆるフィルタリング処理がおこなわれる。フィルタリング処理は広く知られた技術であり、所定の条件に合うものを緑被物や建物として認識し除外する。この処理は、汎用のソフトウェアを用いてコンピュータで実行されることが一般的である。   In order to create a ground surface model, processing for removing green objects and buildings from the surface layer model, so-called filtering processing, is performed. The filtering process is a well-known technique, and recognizes and excludes objects that meet a predetermined condition as green objects or buildings. This process is generally executed by a computer using general-purpose software.

つぎに、本願発明の概要について説明する。本願発明は、大別すると、建物の屋根面の抽出と、太陽光発電装置(以下、「ソーラーパネル」という。)が未だ設置されていない屋根面の抽出、発電ポテンシャルの評価の3つに分けることができる。   Next, an outline of the present invention will be described. The present invention can be broadly divided into three categories: extraction of a roof surface of a building, extraction of a roof surface where a photovoltaic power generation device (hereinafter referred to as “solar panel”) is not yet installed, and evaluation of power generation potential. be able to.

建物の屋根面の抽出では、既述の表層モデルを利用する。この表層モデルから建物を表すものを部分的に取り出して「建物モデル」とし、さらに「建物モデル」から屋根面を表すものを部分的に取り出して「屋根面モデル」とする。   In the extraction of the roof surface of a building, the surface layer model described above is used. A part representing a building from the surface model is partially extracted as a “building model”, and a part representing a roof surface from the “building model” is partially extracted as a “roof surface model”.

ソーラーパネル未設置屋根面の抽出は、航空写真や衛星写真など対象範囲全域を上空から撮影した地形画像を利用する。また、ソーラーパネルの形状や画像をテンプレートとして用意し、地形画像の中からテンプレートと照合するものをソーラーパネルとして認識する。つぎに、地形画像中に認識されたソーラーパネルの位置や形状を求める。   The roof surface without solar panels is extracted using terrain images taken from above, such as aerial photographs and satellite photographs. Moreover, the shape and image of a solar panel are prepared as a template, and the thing matched with the template from the topographic image is recognized as a solar panel. Next, the position and shape of the solar panel recognized in the topographic image are obtained.

発電ポテンシャルの評価では、屋根面モデルとソーラーパネルの位置や形状を照らし合わせることで、ソーラーパネルを既に設置している屋根面と未設置の屋根面に分類し、ソーラーパネル未設置の屋根面に対して傾斜角と傾斜の方向を求め、この値に基づいて屋根面ごとに発電ポテンシャルを評価する。 In the evaluation of power generation potential, by comparing the position and shape of the roof surface model with the solar panel, the solar panel is classified into the roof surface that has already been installed and the roof surface that has not been installed. On the other hand, the inclination angle and the direction of inclination are obtained, and the power generation potential is evaluated for each roof surface based on these values.

以下、要素ごとに詳述する。なお、発電ポテンシャル評価装置の例で本願発明の技術内容を説明し、発電ポテンシャル評価プログラム特有の内容については後に説明することとする。   Hereinafter, each element will be described in detail. The technical content of the present invention will be described with an example of the power generation potential evaluation device, and the content specific to the power generation potential evaluation program will be described later.

2.屋根面の抽出
(表層モデル記憶手段)
図4は、建物外形線モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図である。この図に示すように、建物モデル抽出手段は、表層モデル記憶手段と外形線記憶手段を利用する。表層モデル記憶手段は、既述の「表層モデル」を記憶するものであり、具体的にはコンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。つまり、表層モデルはコンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。なお、ここで用いる表層モデルは、本願発明のために作成してもよいが、当然ながら既製のものがあればこれを利用することもできる。
2. Roof surface extraction (surface model storage means)
FIG. 4 is a block diagram for explaining the building model extraction means and the roof surface model extraction means using the building outline model. As shown in this figure, the building model extraction means uses a surface layer model storage means and an outline storage means. The surface layer model storage means stores the above-described “surface layer model”, and is specifically a storage medium such as a hard disk of a computer or a CD-ROM. That is, the surface layer model is formed in a data format that can be processed by a computer. The surface layer model used here may be created for the present invention, but of course, if there is a ready-made one, it can be used.

(外形線記憶手段)
外形線記憶手段は、「建物外形線モデル」を記憶するものであり、表層モデル記憶手段と同様コンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。ここで「建物外形線モデル」とは、建物の輪郭を少なくとも2次元の空間情報で表したものであって、必ずしも高さ情報を有する必要がない。この建物の輪郭は、敷地境界に建てられた塀や柵、あるいは屋根を水平面に投影した結果できる枠線などに基づいて作成されるもので、一般的には航空写真や地形図などを目視しながら作成されている。もちろん、航空写真を画像認識し、その中から建物の輪郭をエッジとしてコンピュータに自動生成させ、このエッジを利用して建物外形線モデルを作成することもできる。ただし、この場合でも人による目視検査は必要である。なお、ここで用いられる建物外形線モデルは、本願発明のために作成してもよいが、当然ながら既製のものがあればこれを利用することもできる。公共測量作業規程によるディジタルマッピングでは、この建物外形線モデルを作成することになっており、数値地形図データファイル(DMデータファイル)の中に3001〜3004のコードが付されて格納されている。建物外形線モデルも表層モデルと同様、コンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。
(Outline storage means)
The outline storage means stores a “building outline model” and is a storage medium such as a hard disk of a computer or a CD-ROM, like the surface model storage means. Here, the “building outline model” represents the outline of a building by at least two-dimensional spatial information, and does not necessarily have height information. The outline of this building is created based on fences and fences built at the boundary of the site, or a frame line that can be obtained as a result of projecting the roof onto a horizontal plane, and generally, an aerial photograph or topographic map is visually observed. While being created. Of course, it is also possible to recognize an aerial photograph and have a computer automatically generate the outline of the building as an edge from the image, and use this edge to create a building outline model. However, even in this case, a human visual inspection is necessary. The building outline model used here may be created for the present invention, but of course, if there is a ready-made one, it can be used. In the digital mapping according to the public survey work regulations, this building outline model is created, and codes 3001 to 3004 are added and stored in the numerical topographic map data file (DM data file). Similar to the surface layer model, the building outline model is formed in a data format that can be processed by a computer.

(建物モデル抽出手段)
建物モデル抽出手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まずは、表層モデル記憶手段から表層モデルを読み出し、外形線記憶手段から建物外形線モデルを読み出す。次に、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれたものを抽出する。具体的には、建物外形線モデルの2次元空間情報の範囲内にあるものを抽出する。抽出されたものを、ここでは「建物モデル」という。図5は、表層モデルに対して建物外形線モデルを重畳表示し、建物外形線モデルに囲まれた建物モデルを抽出した図である。建物モデルは、表層モデルの一部を構成するものであるから、当然ながら3次元の空間情報からなり、対象領域にもよるが通常は多数得られる(図4)。
(Building model extraction means)
The building model extraction means causes the computer to process using software. First, the surface layer model is read from the surface layer model storage means, and the building outline model is read from the outline storage means. Next, a surface layer model surrounded by a building outline model is extracted. Specifically, those within the range of the two-dimensional space information of the building outline model are extracted. The extracted one is called “building model” here. FIG. 5 is a diagram in which a building outline model is superimposed on the surface model and a building model surrounded by the building outline model is extracted. Since the building model constitutes a part of the surface layer model, it naturally consists of three-dimensional spatial information, and usually many are obtained depending on the target area (FIG. 4).

建物モデル抽出手段は、建物外形線モデルに代えて地表モデルを利用して建物モデルを抽出することもできる。図6は、地表モデルを利用した建物モデル抽出手段及び屋根面モデル抽出手段について説明するブロック図である。既述のとおり地表モデルは、表層モデルからフィルタリング処理によって緑被や建物を取り除いたものである。したがって、表層モデルと地表モデルの差分をコンピュータで演算処理することによって、緑被や建物を3次元空間情報として抽出することができる。このうち、所定の条件に合致するもの、例えば所定の高さ内に収まるもの、所定の面積を有するものなどを建物として抽出する。あるいは、緑被や建物を区別することなく差分により求められたすべてを「建物モデル」として、次で説明する屋根面モデル抽出手段に処理させることもできる。なお、地表モデルは地表モデル記憶手段に記憶される。   The building model extraction means can also extract a building model using a ground model instead of the building outline model. FIG. 6 is a block diagram for explaining a building model extracting unit and a roof surface model extracting unit using a ground surface model. As described above, the ground surface model is obtained by removing the green cover and the building from the surface layer model by the filtering process. Therefore, a green cover and a building can be extracted as three-dimensional space information by computing the difference between the surface layer model and the ground surface model with a computer. Among these, those that meet a predetermined condition, for example, those that fall within a predetermined height, those that have a predetermined area, and the like are extracted as buildings. Alternatively, it is possible to cause the roof surface model extracting means described below to process all the values obtained by the difference without distinguishing between the green cover and the building as “building models”. The ground surface model is stored in the ground surface model storage means.

(屋根面モデル抽出手段)
屋根面モデル抽出手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まずは、屋根面モデル抽出手段によって抽出された多数の建物モデルを読み出す。そして、それぞれの建物モデルから独立した傾斜屋根面を抽出する。図7に示すように同じ建物の屋根でも、傾斜角と傾斜の方向が異なる複数の屋根面で構成されている場合がある。ここでは、傾斜角と傾斜の方向が異なるものをそれぞれ独立した傾斜屋根面といい、図7の場合であれば、傾斜の方向が概ね北方向である北側屋根面4N、傾斜の方向が概ね南方向である南側屋根面4S、傾斜の方向が概ね東方向である東側屋根面4E、傾斜の方向が概ね西方向である西側屋根面4W、それぞれが独立した傾斜屋根面である。
(Roof surface model extraction means)
The roof surface model extracting means causes the computer to process using software. First, a large number of building models extracted by the roof surface model extracting means are read out. Then, an independent inclined roof surface is extracted from each building model. As shown in FIG. 7, even the roof of the same building may be composed of a plurality of roof surfaces having different inclination angles and inclination directions. Here, those having different inclination angles and inclination directions are referred to as independent inclined roof surfaces. In the case of FIG. 7, the north roof surface 4N whose inclination direction is substantially north, and the inclination direction is generally southward. The south side roof surface 4S which is the direction, the east side roof surface 4E whose direction of inclination is generally eastward, and the west side roof surface 4W whose direction of inclination is generally westward are independent inclined roof surfaces.

建物モデルの3次元空間情報から面を取り出す技術は、種々の方法で従来から行われており、ここでもその従来技術を利用することができる。従来技術としては、例えばリージョングローイング(領域拡張)を例示することができる。任意の点から周辺の点に対して略同一面上にある点を求めていくことで、一つの「面」という領域を形成する。略同一面上にあるか否かの判断手法としては、2点間の勾配を所定閾値内とするなど様々な手法が採用できる。   Techniques for extracting a surface from three-dimensional space information of a building model have been conventionally performed by various methods, and the conventional techniques can be used here as well. As a prior art, for example, region growing (region expansion) can be exemplified. An area called “surface” is formed by finding a point on an approximately same plane with respect to peripheral points from an arbitrary point. As a method for determining whether or not they are substantially on the same plane, various methods such as setting a gradient between two points within a predetermined threshold can be employed.

そのほか、3次元空間情報から小規模の単位面を形成し、近接する単位面のうち略同一面上にあるものを集合させて一つの「面」という領域を形成することもできる。この場合、単位面どうしが略同一面上にあるか否かは、単位面の傾斜角と傾斜の方向が近似している(較差が所定閾値内)ことで判断することができる。なお、3次元空間情報から小規模の単位面を形成する手法としては、TIN(Triangulated Irregular Network)による手法のほか、様々な従来手法を採用することがきる。   In addition, it is also possible to form a small unit surface from the three-dimensional space information, and gather adjacent unit surfaces on substantially the same surface to form one “surface” region. In this case, whether or not the unit surfaces are substantially on the same plane can be determined by approximating the inclination angle and the inclination direction of the unit surfaces (the difference is within a predetermined threshold). As a method for forming a small unit surface from three-dimensional spatial information, various conventional methods can be adopted in addition to the method based on TIN (Triangulated Irregular Network).

3.ソーラーパネル未設置屋根面の抽出
(地形画像記憶手段)
図8は、発電装置抽出手段について説明するブロック図である。この図に示すように、発電装置抽出手段は、地形画像記憶手段とテンプレート記憶手段を利用する。地形画像記憶手段は、「地形画像」を記憶するものであり、具体的にはコンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。つまり、地形画像はコンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。
3. Extraction of roof surface without solar panels (terrain image storage means)
FIG. 8 is a block diagram illustrating the power generation device extraction unit. As shown in this figure, the power generation device extraction means uses terrain image storage means and template storage means. The terrain image storage means stores a “terrain image”, and specifically, is a storage medium such as a hard disk of a computer or a CD-ROM. That is, the terrain image is formed in a data format that can be processed by a computer.

地形画像は、既述のとおり航空写真や衛星写真など対象範囲全域を上空から撮影したものであり、撮影した画像をそのまま利用することもできるし、DSMやDEMへの正射投影により歪みを補正したいわゆる写真地図(オルソ画像)として利用することもできる。さらに、より現実に近い状態となるよう補正したトゥルーオルソ(登録商標)として利用することもできる。なお、ここで用いる地形画像は、本願発明のために撮影取得してもよいが、当然ながら既存のものがあればこれを利用することもできる。   The terrain image was taken from the sky over the entire target area such as aerial photographs and satellite photographs as described above, and the captured images can be used as they are, and distortion is corrected by orthographic projection on DSM and DEM. It can also be used as a so-called photographic map (ortho image). Furthermore, it can also be used as True Ortho (registered trademark) that has been corrected to be more realistic. The terrain image used here may be taken and acquired for the present invention, but of course, if there is an existing one, it can also be used.

(テンプレート記憶手段)
テンプレート記憶手段は、ソーラーパネルの形状や画像をテンプレートとして用意し、これを記憶するものであり、具体的にはコンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である。つまり、テンプレートはコンピュータで処理可能なデータ形式で形成されている。
(Template storage means)
The template storage means prepares the shape and image of the solar panel as a template and stores the template. Specifically, the template storage means is a storage medium such as a computer hard disk or CD-ROM. That is, the template is formed in a data format that can be processed by a computer.

テンプレートは、現在流通している様々なソーラーパネルを基に作成されるものであり、ソーラーパネルの種類の数だけ作成することが望ましい。またテンプレートの形式としては、形状にのみ着目して枠線や面とすることもできるし、色や素材に着目して画像形式とすることもできる。あるいは、枠線や面と、画像の組み合わせとすることもできる。テンプレートを枠線や面とした場合は2次元の図形で表現され、画像形式とした場合はRGBや、CMYK、NCSといった画素値で表現される。なお、ソーラーパネルの色に着目した場合、色相、彩度、及び明度からなる画素値で表現され、ソーラーパネルの素材に着目した場合、その凹凸面からなる陰影を輝度(明度)として表現することができる。   Templates are created based on various solar panels currently distributed, and it is desirable to create as many types of solar panels as possible. Further, as a template format, it is possible to set a frame line or a surface by focusing only on the shape, or an image format by focusing on a color or a material. Or it can also be set as a combination of a frame, a surface, and an image. When the template is a frame or surface, it is represented by a two-dimensional figure, and when it is an image format, it is represented by a pixel value such as RGB, CMYK, or NCS. In addition, when paying attention to the color of the solar panel, it is expressed by a pixel value consisting of hue, saturation, and lightness, and when paying attention to the material of the solar panel, the shadow formed by the uneven surface is expressed as luminance (lightness). Can do.

地形画像に表れるソーラーパネルは、設置角度(屋根の傾斜角)によって様々な形状に変化する。したがって、テンプレートを形状に基づいて作成する場合は、設置角度を想定して種々の形状に対応するテンプレートを用意しておくことが望ましい。   The solar panel appearing in the terrain image changes into various shapes depending on the installation angle (the inclination angle of the roof). Therefore, when creating a template based on a shape, it is desirable to prepare templates corresponding to various shapes assuming an installation angle.

(発電装置抽出手段)
発電装置抽出手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まずは、地形画像記憶手段から地形画像を読み出す。次に、テンプレート記憶手段からテンプレートを読み出すが、複数のテンプレートがある場合はすべてのテンプレートを順次読み出していく。
(Power generation device extraction means)
The power generation device extraction means causes the computer to process using software. First, a terrain image is read from the terrain image storage means. Next, the template is read from the template storage means. If there are a plurality of templates, all the templates are read sequentially.

読み出されたテンプレートごとに地形画像と照合し、テンプレートと一致又は近似する画像部分を抽出する。ここで抽出された画像部分が、ソーラーパネルとして認識される。なお、テンプレートが形状に基づいて作成されている場合、いわゆるパターンマッチングを利用することができる。この場合、あらかじめ地形画像から、輝度や色(色相、彩度、及び明度)の相違に基づいて地物の輪郭をエッジとしてコンピュータに自動生成させておく。そのエッジとテンプレートを照らし合わせ、所定の条件(閾値)に基づいて一致又は近似の判断を行う。この処理を記憶したテンプレートの数だけ繰り返す。   Each read template is compared with the terrain image, and an image portion that matches or approximates the template is extracted. The extracted image part is recognized as a solar panel. In addition, when the template is created based on the shape, so-called pattern matching can be used. In this case, the contour of the feature is automatically generated as an edge from the topographic image in advance based on the difference in brightness and color (hue, saturation, and brightness). The edge is compared with the template, and matching or approximation is determined based on a predetermined condition (threshold value). This process is repeated for the number of stored templates.

一方、テンプレートが画像として作成されている場合、色情報に基づいてマッチングすることができる。このマッチング処理は、従来から用いられている画像技術を用いて行うことができる。例えば、画素ごとにRGBなどの画素値を比較し、テンプレートの画素値と一致(又は近似)する画素が所定数(所定割合)以上であれば、テンプレートと照合した(マッチした)と判断する手法が挙げられる。画中に異なるピクセルを抽出することで判断することができる。この場合も、記憶したテンプレートの数だけ処理を繰り返す。   On the other hand, when the template is created as an image, matching can be performed based on the color information. This matching process can be performed using a conventionally used image technique. For example, a method of comparing pixel values such as RGB for each pixel and determining that the number of pixels matching (or approximating) the pixel value of the template is equal to or greater than a predetermined number (predetermined ratio) and matched (matched) with the template Is mentioned. This can be determined by extracting different pixels in the image. Also in this case, the process is repeated for the number of stored templates.

図8に示すように、抽出された画像部分がソーラーパネルとして認識されると、地形画像中のソーラーパネルに空間情報が付与される。具体的にはソーラーパネルの外形を構成する点に平面座標(緯度・経度や平面直角座標)が付与される。例えば外部標定要素(例えばGPSやIMUによる)と空中三角測量に基づく調整計算によって、あらかじめ地形画像が平面座標を備えている(平面座標に対応している)場合は、容易にソーラーパネルに平面座標を付与することができる。一方、地形画像平面座標を備えていない場合は、つぎの方法によって平面座標に対応させる。すなわち、地形画像を取得した際の外部標定要を用い、中心投影幾何モデルに基づいて地形画像座標を実座標上にある表層モデルに写影変換することで、地形画像が平面座標を備える(平面座標に対応する)ことができる。 As shown in FIG. 8, when the extracted image part is recognized as a solar panel, spatial information is given to the solar panel in the topographic image. Specifically, plane coordinates (latitude / longitude and plane rectangular coordinates) are given to points constituting the outer shape of the solar panel. For example, if the terrain image has plane coordinates in advance (corresponding to the plane coordinates) by an adjustment calculation based on external orientation elements (for example, by GPS or IMU) and aerial triangulation, the plane coordinates are easily displayed on the solar panel. Can be granted. On the other hand, if the topography image is not provided with a plane coordinates to correspond to plane coordinates by the following method. In other words, the terrain image is provided with plane coordinates by projective transformation of the terrain image coordinates to the surface layer model on the real coordinates based on the central projection geometric model using the external orientation required when acquiring the terrain image (plane Can correspond to coordinates).

図8に示すように、地形画像中に認識されたソーラーパネルの外形を構成する点に平面座標が付与されると、このソーラーパネルが表層モデルのどこに位置するかを把握することができるし、外形を把握することもできる。   As shown in FIG. 8, when plane coordinates are given to points constituting the outer shape of the solar panel recognized in the topographic image, it is possible to grasp where this solar panel is located in the surface layer model, The outline can also be grasped.

4.発電ポテンシャルの評価
(屋根面モデル選別手段)
図9は、屋根面モデル選別手段、形状演算手段、及びポテンシャル評価手段について説明するブロック図である。屋根面モデル選別手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。まず、屋根面モデル記憶手段から屋根面モデルを読み出す。次に、発電装置抽出手段で抽出されたソーラーパネルとその平面座標を読み出す。なお、このソーラーパネルとその平面座標は、コンピュータのハードディスクやCD−ROMといった記憶媒体である「発電装置記憶手段」に記憶させておくことができる。
4). Evaluation of power generation potential (roof model selection means)
FIG. 9 is a block diagram for explaining the roof surface model selection means, shape calculation means, and potential evaluation means. The roof surface model selection means causes the computer to process using software. First, the roof surface model is read from the roof surface model storage means. Next, the solar panel extracted by the power generation device extraction means and its plane coordinates are read out. The solar panel and its plane coordinates can be stored in “power generation device storage means” which is a storage medium such as a computer hard disk or CD-ROM.

屋根面モデルと、ソーラーパネル及びその平面座標を読み出すと、屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせる。具体的には、屋根面モデルを平面投影した外形を構成する2次元空間情報(以下、単に「屋根外形」という。)を参照し、ソーラーパネルの平面座標と比較する。   When the roof surface model, the solar panel and its plane coordinates are read, the solar panel is superimposed on the roof surface model. Specifically, reference is made to two-dimensional spatial information (hereinafter simply referred to as “roof outline”) that constitutes the outline of the roof surface model projected on a plane, and is compared with the plane coordinates of the solar panel.

図10は、屋根面モデルにソーラーパネルを重ね合わせた状況を説明するための説明図であり、(a)は屋根外形内にソーラーパネル全部が含まれており、(b)はソーラーパネルの一部のみが屋根外形内に含まれている。屋根面にソーラーパネルが設置されていれば、本来は図10(a)に示すように屋根外形の範囲内にソーラーパネル全部が含まれる。したがって、屋根外形とソーラーパネルの平面座標を比較し、屋根外形内にソーラーパネルの平面座標がすべて含まれた場合に、その屋根面モデルはソーラーパネルを設置したもの(以下、「既設置屋根面モデル5」という。)と評価し、既設置屋根面モデルを除く屋根面モデルはソーラーパネルを設置していないもの(以下、「未設置屋根面モデル6」という。)と評価し、すべての屋根面モデルを既設置屋根面モデル5と未設置屋根面モデル6に分類する。   FIG. 10 is an explanatory diagram for explaining a situation in which a solar panel is superimposed on a roof surface model. FIG. 10A shows the entire solar panel within the roof outline, and FIG. Only the part is included in the roof outline. If a solar panel is installed on the roof surface, the entire solar panel is originally included in the range of the roof outline as shown in FIG. Therefore, when the plane coordinates of the roof outline and solar panel are compared, and the plane coordinates of the solar panel are all included in the roof outline, the roof surface model is the one with the solar panel installed (hereinafter referred to as “the existing roof surface The roof surface model except for the existing roof surface model is evaluated as having no solar panel (hereinafter referred to as “non-installed roof surface model 6”), and all roofs are evaluated. The surface model is classified into an existing roof surface model 5 and an uninstalled roof surface model 6.

なお、精度上の問題から、図10(b)に示すように屋根外形の範囲内にソーラーパネルの一部だけしか含まれないケースも考えられる。この場合、一部でも含まれていれば既設置屋根面モデル5とすることもできるし、ソーラーパネルの面積を算出し屋根外形に含まれる割合に応じて既設置屋根面モデル5とするか否かを判断することもできる。   From the problem of accuracy, there may be a case where only a part of the solar panel is included in the range of the outer shape of the roof as shown in FIG. In this case, the existing roof surface model 5 can be used as long as it is partly included, and whether or not the existing roof surface model 5 is calculated according to the ratio included in the roof outer shape by calculating the area of the solar panel. It can also be judged.

(形状演算手段)
形状演算手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。屋根面モデルのうち未設置屋根面モデル6とされたものを読み出す。屋根面モデルは、3次元空間情報からなるものであるから、その面の形状や面積、傾斜角、傾斜の方向といった幾何形状は、空間演算することで求めることができる。形状演算手段では、未設置屋根面モデル6に対して幾何形状(形状、面積、傾斜角、傾斜の方向等)のうち必要なものを算出する。
(Shape calculation means)
The shape calculation means causes the computer to process using software. Of the roof surface models, the one set as the uninstalled roof surface model 6 is read out. Since the roof surface model is composed of three-dimensional spatial information, the geometric shape such as the shape, area, inclination angle, and inclination direction of the surface can be obtained by performing space calculation. The shape calculating means calculates a necessary one of the geometric shapes (shape, area, inclination angle, inclination direction, etc.) for the non-installed roof surface model 6.

(ポテンシャル評価手段)
ポテンシャル評価手段は、ソフトウェアを用いてコンピュータに処理させるものである。屋根面の平面位置や標高によって太陽高度は異なり、屋根面の傾斜角や傾斜の方向によって太陽光の受光量も相違する。また屋根面の面積や形状によって設置し得るソーラーパネルの数量も変わる。つまり、屋根面が具備する発電ポテンシャルは、その傾斜角や傾斜の方向、あるいは面積や形状によって相違するわけである。
(Potential evaluation means)
The potential evaluation means causes the computer to process using software. The solar altitude varies depending on the plane position and altitude of the roof surface, and the amount of received sunlight varies depending on the inclination angle and direction of the roof surface. The number of solar panels that can be installed also varies depending on the area and shape of the roof surface. That is, the power generation potential of the roof surface differs depending on the inclination angle, the direction of inclination, the area, and the shape.

そこで、傾斜角や傾斜の方向、面積について、段階的に「重みづけ」を行えば、屋根面の発電ポテンシャルを相対的に評価することができる。例えば、傾斜角を0〜90°まで5°刻みで区分し、所定時期の所定時刻における太陽高度に対して最も受光しやすい角度から順に高得点を付与する。傾斜の方向も同様に、例えば方位を0〜360°まで5°刻みで区分し、受光しやすい角度から順に高得点を付与する。面積の場合は、面積が大きいほど高得点を付与する。もちろんこのような「重みづけ」に限らず、地域ごとの気象特性や標高等を勘案し、あるいは屋根面の直達日射量の推定計算を行うなど、任意の「重みづけ」とすることができる。このような配点に従って、未設置屋根面モデル6の斜角度、傾斜の方向、面積それぞれ得点を付与し、その結果を総合的に判断することで当該屋根面の発電ポテンシャルを定量的に評価することができる。 Therefore, if “weighting” is performed stepwise with respect to the inclination angle, inclination direction, and area, the power generation potential on the roof surface can be relatively evaluated. For example, the inclination angle is divided in increments of 5 ° from 0 to 90 °, and high scores are given in order from the angle at which light is most easily received with respect to the solar altitude at a predetermined time at a predetermined time. Similarly, for the direction of inclination, for example, the azimuth is divided in increments of 5 ° from 0 to 360 °, and high scores are given in order from the angle at which light is easily received. In the case of area, the higher the area, the higher the score. Of course, it is not limited to such “weighting”, and any “weighting” can be used, such as taking into account the weather characteristics and altitude of each region, or estimating the amount of direct solar radiation on the roof surface. In accordance with such dispensing point, tilt oblique angle unestablished roof model 6, the direction of inclination, to grant each area score, it quantitatively evaluating the power generation potential of the roof surface in the overall judgment results be able to.

未設置屋根面モデル6を2次元のメッシュモデルに割り当て、メッシュごとに発電ポテンシャルを評価することもできる。このとき、メッシュ内に未設置屋根面モデル6の一部のみが含まれるケースもある。この場合、当該メッシュに占める未設置屋根面モデル6の面積に応じて、未設置屋根面モデル6の発電ポテンシャルを配分することもできる。   It is also possible to assign the non-installed roof surface model 6 to a two-dimensional mesh model and evaluate the power generation potential for each mesh. At this time, there is a case where only a part of the roof surface model 6 that is not installed is included in the mesh. In this case, the power generation potential of the non-installed roof surface model 6 can be distributed according to the area of the non-installed roof surface model 6 in the mesh.

5.発電ポテンシャル評価プログラム
発電ポテンシャル評価プログラムは、発電ポテンシャル評価装置を実行させるものであり、発電ポテンシャル評価装置が具備する各手段をコンピュータに実行させる機能を有するものである。以下、個別に説明する。なお、処理の内容については発電ポテンシャル評価装置で説明した内容と重複するため、ここでは繰り返しての説明は行わない。
5. Power Generation Potential Evaluation Program The power generation potential evaluation program executes a power generation potential evaluation device and has a function of causing a computer to execute each means included in the power generation potential evaluation device. Hereinafter, it demonstrates individually. In addition, since the content of the process overlaps with the content described in the power generation potential evaluation device, the description is not repeated here.

表層モデル読出処理は、建物モデル抽出手段において、表層モデル記憶手段から表層モデルを読み出す処理を実行させるものであり、外形線参照処理は、建物モデル抽出手段において、外形線記憶手段から建物外形線モデルを読み出して参照する処理を実行させるものである。なお、外形線参照処理に代えて、地表モデル記憶手段から地表モデルを読み出して参照する処理を実行させる地表モデル読出処理を備えることもできる。   The surface model reading process causes the building model extraction unit to execute a process of reading the surface layer model from the surface layer model storage unit, and the outline reference process is performed by the building model extraction unit from the outline storage unit. Is executed to read and refer to. Instead of the outline reference process, a ground model reading process for executing a process of reading and referring to the ground model from the ground model storage means may be provided.

建物モデル抽出処理は、建物モデル抽出手段において、表層モデルから建物モデルを抽出する処理を実行させるものである。このとき、建物外形線モデルを参照する場合は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出し、地表モデルを参照する場合は、表層モデルと地表モデルの差分によって建物モデルを抽出する。   In the building model extraction process, the building model extracting means executes a process of extracting a building model from the surface layer model. At this time, when referring to the building outline model, the range surrounded by the building outline model is extracted as a building model from the surface model, and when referring to the ground model, the difference between the surface model and the ground model is used. Extract building model.

屋根面モデル抽出処理は、屋根面モデル抽出手段において、建物モデルから独立した屋根面ごとに屋根面モデルとして抽出する処理を実行させるものである。このとき、建物外形線モデルを参照する場合は、表層モデルのうち建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出し、地表モデルを参照する場合は、表層モデルと地表モデルの差分によって建物モデルを抽出する。   In the roof surface model extraction process, the roof surface model extraction means executes a process of extracting each roof surface independent from the building model as a roof surface model. At this time, when referring to the building outline model, the range surrounded by the building outline model is extracted as a building model from the surface model, and when referring to the ground model, the difference between the surface model and the ground model is used. Extract building model.

画像データ読出処理は、発電装置抽出手段において、地形画像記憶手段から地形画像を読み出す処理を実行させるものである。また、テンプレート参照処理は、発電装置抽出手段において、テンプレート記憶手段からテンプレートを読み出す処理を実行させるものである。発電装置抽出処理は、発電装置抽出手段において、地形画像とテンプレートを照合することによって既に設置されたソーラーパネルを抽出する処理を実行させるものである。   In the image data reading process, the power generation device extraction unit executes a process of reading a topographic image from the topographic image storage unit. Further, the template reference process is to cause the power generation device extraction unit to execute a process of reading a template from the template storage unit. In the power generation device extraction process, the power generation device extraction means executes a process of extracting a solar panel that has already been installed by collating a topographic image with a template.

屋根面モデル分類処理は、屋根面モデル選別手段において、屋根面モデルを既設置屋根面モデル5と未設置屋根面モデル6に分類する処理を実行させるものである。形状演算処理は、形状演算手段において、未設置屋根面モデル6に対して幾何形状のうち必要なものを算出する演算処理を実行させるものである。ポテンシャル評価処理は、ポテンシャル評価手段において、未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価する処理を実行させるものである。   In the roof surface model classification process, the roof surface model selection means executes a process of classifying the roof surface model into the existing roof surface model 5 and the non-installed roof surface model 6. In the shape calculation process, the shape calculation means causes the non-installed roof surface model 6 to execute a calculation process for calculating a necessary geometric shape. In the potential evaluation process, the potential evaluation unit executes a process of evaluating the power generation potential based on the geometric shape of the uninstalled roof surface model.

本願発明の発電ポテンシャル評価装置、及び発電ポテンシャル評価プログラムは、太陽光発電装置を提供する事業者や、太陽光発電装置の設置を計画しているユーザにとって利用できる。さらに、市区町村内の発電ポテンシャルを評価することで、その自治体における太陽光発電への取り組み計画に利用できるとともに、評価された発電ポテンシャルを公表するなど当該自治体のアピールにも利用することができる。   The power generation potential evaluation device and the power generation potential evaluation program of the present invention can be used for a business operator who provides a solar power generation device or a user who is planning to install a solar power generation device. Furthermore, by evaluating the power generation potential in the municipality, it can be used for planning the solar power generation in the local government, and can also be used for appealing to the local government, such as announcing the evaluated power generation potential. .

1 地形
2 航空機
3 レーザー
4N 傾斜の方向が概ね北方向である北側屋根面
4S 傾斜の方向が概ね南方向である南側屋根面
4E 傾斜の方向が概ね東方向である東側屋根面
4W 傾斜の方向が概ね西方向である西側屋根面
5 既設置屋根面モデル
6 未設置屋根面モデル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Topography 2 Aircraft 3 Laser 4N North side roof surface 4S whose inclination direction is generally north direction South roof surface 4E whose inclination direction is generally south direction East roof surface 4W whose inclination direction is generally east direction The direction of inclination is Western roof surface that is generally west 5 Existing roof model 6 Uninstalled roof model

Claims (6)

対象地域内にある建物の傾斜屋根の発電ポテンシャルを評価する発電ポテンシャル評価装置であって、
前記対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを記憶する表層モデル記憶手段と、
前記対象地域内の建物の平面形状を表す建物外形線モデルを記憶する外形線記憶手段と、
前記表層モデルのうち前記建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出する建物モデル抽出手段と、
前記建物モデルから屋根面を、傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出する屋根面モデル抽出手段と、
前記対象地域の地形画像を記憶する地形画像記憶手段と、
太陽光発電装置の画像をテンプレートとして記憶するテンプレート記憶手段と、
前記対象地域の地形画像と前記テンプレートを照合することによって、前記対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出する発電装置抽出手段と、
前記屋根面モデルのうち、前記発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む既設置屋根面モデルと、該既設置屋根面モデルを除く未設置屋根面モデルと、に分類する屋根面モデル選別手段と、
前記未設置屋根面モデルに対して、当該傾斜面の幾何形状を計算する形状演算手段と、
前記未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価するポテンシャル評価手段と、を備えたこと特徴とする発電ポテンシャル評価装置。
A power generation potential evaluation device that evaluates the power generation potential of a sloped roof of a building in a target area,
Surface layer model storage means for storing a surface layer model representing the surface shape of the target area in three dimensions;
Outline storage means for storing a building outline model representing a planar shape of a building in the target area;
A building model extracting means for extracting a range of the surface layer model enclosed by the building outline model as a building model;
A roof surface model extracting means for extracting the roof surface from the building model as a roof surface model for each inclined surface;
Terrain image storage means for storing the terrain image of the target area;
Template storage means for storing an image of the photovoltaic power generation device as a template;
Power generation device extraction means for extracting a photovoltaic power generation device installed in the target area by collating the terrain image of the target area with the template,
Among the roof surface models, a roof surface model that is classified into an existing roof surface model that includes a solar power generation device extracted by the power generation device extraction means, and a non-installed roof surface model that excludes the existing roof surface model. Sorting means;
Shape calculation means for calculating the geometric shape of the inclined surface for the non-installed roof surface model,
A power generation potential evaluation apparatus comprising: potential evaluation means for evaluating a power generation potential based on a geometric shape of the non-installed roof surface model.
対象地域内にある建物の傾斜屋根の発電ポテンシャルを評価する発電ポテンシャル評価装置であって、
前記対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを記憶する表層モデル記憶手段と、
前記表層モデルから建物を除いた地表モデルを記憶する地表モデル記憶手段と、
前記表層モデルと前記地表モデルの差分を建物モデルとして抽出する建物モデル抽出手段と、
前記建物モデルから屋根面を、傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出する屋根面モデル抽出手段と、
前記対象地域の地形画像を記憶する地形画像記憶手段と、
太陽光発電装置の画像をテンプレートとして記憶するテンプレート記憶手段と、
前記対象地域の地形画像と前記テンプレートを照合することによって、前記対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出する発電装置抽出手段と、
前記屋根面モデルのうち、前記発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む既設置屋根面モデルと、該既設置屋根面モデルを除く未設置屋根面モデルと、に分類する屋根面モデル選別手段と、
前記未設置屋根面モデルに対して、当該傾斜面の幾何形状を計算する形状演算手段と、
前記未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価するポテンシャル評価手段と、を備えたこと特徴とする発電ポテンシャル評価装置。
A power generation potential evaluation device that evaluates the power generation potential of a sloped roof of a building in a target area,
Surface layer model storage means for storing a surface layer model representing the surface shape of the target area in three dimensions;
Surface model storage means for storing a surface model excluding buildings from the surface layer model;
A building model extracting means for extracting a difference between the surface model and the ground model as a building model;
A roof surface model extracting means for extracting the roof surface from the building model as a roof surface model for each inclined surface;
Terrain image storage means for storing the terrain image of the target area;
Template storage means for storing an image of the photovoltaic power generation device as a template;
Power generation device extraction means for extracting a photovoltaic power generation device installed in the target area by collating the terrain image of the target area with the template,
Among the roof surface models, a roof surface model that is classified into an existing roof surface model that includes a solar power generation device extracted by the power generation device extraction means, and a non-installed roof surface model that excludes the existing roof surface model. Sorting means;
Shape calculation means for calculating the geometric shape of the inclined surface for the non-installed roof surface model,
A power generation potential evaluation apparatus comprising: potential evaluation means for evaluating a power generation potential based on a geometric shape of the non-installed roof surface model.
前記発電装置抽出手段が、前記テンプレートの形状及び/又は色情報に基づいて、前記対象地域に設置された太陽光発電装置の抽出を行うことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の発電ポテンシャル評価装置。   3. The power generation according to claim 1, wherein the power generation device extraction unit extracts a solar power generation device installed in the target area based on shape and / or color information of the template. Potential evaluation device. 対象地域内にある建物の傾斜屋根の発電ポテンシャルを評価する処理を、コンピュータに実行させる発電ポテンシャル評価プログラムであって、
前記対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを読み出す表層モデル読出処理と、
前記対象地域内の建物の平面形状を表す建物外形線モデルを参照する外形線参照処理と、
前記表層モデルのうち前記建物外形線モデルで囲まれた範囲内を建物モデルとして抽出する建物モデル抽出処理と、
前記建物モデルから屋根面を、傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出する屋根面モデル抽出処理と、
前記対象地域の地形画像を読み出す地形画像読出処理と、
太陽光発電装置の画像をテンプレートとして参照するテンプレート参照処理と、
前記対象地域の地形画像と前記テンプレートを照合することによって、前記対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出する発電装置抽出処理と、
前記屋根面モデルのうち、前記発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む屋根面モデルを既設置屋根面モデルとするとともに、該既設置屋根面モデルを除く屋根面モデルを未設置屋根面モデルとする、屋根面モデル分類処理と、
前記未設置屋根面モデルに対して、当該傾斜面の幾何形状を計算する形状演算処理と、
前記未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価するポテンシャル評価処理と、を前記コンピュータに実行させる機能を有することを特徴とする発電ポテンシャル評価プログラム。
A power generation potential evaluation program for causing a computer to execute a process for evaluating the power generation potential of a sloped roof of a building in a target area,
A surface layer model reading process for reading a surface layer model representing the surface shape of the target area in three dimensions;
An outline reference process that refers to a building outline model representing a planar shape of the building in the target area;
A building model extraction process for extracting a range of the surface layer model surrounded by the building outline model as a building model;
A roof surface model extraction process for extracting the roof surface from the building model as a roof surface model for each inclined surface;
Terrain image reading processing for reading the terrain image of the target area;
A template reference process for referring to an image of the photovoltaic power generation apparatus as a template;
A power generation device extraction process for extracting a solar power generation device installed in the target area by comparing the terrain image of the target area with the template,
Among the roof surface models, a roof surface model including the solar power generation device extracted by the power generation device extraction means is used as an existing roof surface model, and a roof surface model other than the existing roof surface model is an uninstalled roof. A roof surface model classification process to be a surface model,
For the non-installed roof surface model, shape calculation processing for calculating the geometric shape of the inclined surface,
A power generation potential evaluation program having a function of causing the computer to execute a potential evaluation process for evaluating a power generation potential based on a geometric shape of the uninstalled roof surface model.
対象地域内にある建物の傾斜屋根の発電ポテンシャルを評価する処理を、コンピュータに実行させる発電ポテンシャル評価プログラムであって、
前記対象地域の表面形状を3次元で表した表層モデルを読み出す表層モデル読出処理と、
前記表層モデルから建物を除いた地表モデルを読み出す地表モデル読出処理と、
前記表層モデルと前記地表モデルの差分を建物モデルとして抽出する建物モデル抽出処理と、
前記建物モデルから屋根面を、傾斜面ごとに屋根面モデルとして抽出する屋根面モデル抽出処理と、
前記対象地域の地形画像を読み出す地形画像読出処理と、
太陽光発電装置の画像をテンプレートとして参照するテンプレート参照処理と、
前記対象地域の地形画像と前記テンプレートを照合することによって、前記対象地域に設置された太陽光発電装置を抽出する発電装置抽出処理と、
前記屋根面モデルのうち、前記発電装置抽出手段で抽出された太陽光発電装置を含む屋根面モデルを既設置屋根面モデルとするとともに、該既設置屋根面モデルを除く屋根面モデルを未設置屋根面モデルとする、屋根面モデル分類処理と、
前記未設置屋根面モデルに対して、当該傾斜面の幾何形状を計算する形状演算処理と、
前記未設置屋根面モデルの幾何形状に基づいて発電ポテンシャルを評価するポテンシャル評価処理と、を前記コンピュータに実行させる機能を有することを特徴とする発電ポテンシャル評価プログラム。
A power generation potential evaluation program for causing a computer to execute a process for evaluating the power generation potential of a sloped roof of a building in a target area,
A surface layer model reading process for reading a surface layer model representing the surface shape of the target area in three dimensions;
A ground surface model reading process for reading a ground surface model excluding a building from the surface layer model;
A building model extraction process for extracting a difference between the surface model and the ground model as a building model;
A roof surface model extraction process for extracting the roof surface from the building model as a roof surface model for each inclined surface;
Terrain image reading processing for reading the terrain image of the target area;
A template reference process for referring to an image of the photovoltaic power generation apparatus as a template;
A power generation device extraction process for extracting a solar power generation device installed in the target area by comparing the terrain image of the target area with the template,
Among the roof surface models, a roof surface model including the solar power generation device extracted by the power generation device extraction means is used as an existing roof surface model, and a roof surface model other than the existing roof surface model is an uninstalled roof. A roof surface model classification process to be a surface model,
For the non-installed roof surface model, shape calculation processing for calculating the geometric shape of the inclined surface,
A power generation potential evaluation program having a function of causing the computer to execute a potential evaluation process for evaluating a power generation potential based on a geometric shape of the uninstalled roof surface model.
発電装置抽出処理が、前記テンプレートの形状及び/又は色情報に基づいて、前記対象地域に設置された太陽光発電装置の抽出処理を行うことを特徴とする請求項4又は請求項5記載の発電ポテンシャル評価プログラム。   6. The power generation according to claim 4, wherein the power generation device extraction processing performs extraction processing of the solar power generation device installed in the target area based on the shape and / or color information of the template. Potential evaluation program.
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