JP2018136664A - 図形データ処理装置及び図形データ処理方法並びに図形データ処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】図形要素データの検索処理又は表示処理の速度を向上させる。【解決手段】複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行う図形データ処理装置２０は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得部２１と、複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出部２２と、所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、所定の基準を満たす抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成部２３とを有する。所定の基準としては、例えば複数の図形要素同士の距離を考慮して、距離の近い複数の図形要素同士を１つの図形要素に統合することで、図形要素データの数を減らし、図形要素データの検索回数や通信回数を低減させる。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行う図形データ処理装置及び図形データ処理方法並びに図形データ処理プログラムに関する。

従来、地図をデータに基づいて表示するための地図データは、地物を画面上に表示するための画像データ及びベクトルデータによって構成されている。ベクトルデータは、地物に対応する図形要素の位置及び形状を決定する構成点の座標値を含み、例えば、線データ及び面データなどは複数の構成点の集合によって管理されている。また、こうした地図データがデータベース化される場合、通常、１つの図形要素が１つのレコードに対応付けられ、例えばリレーショナルデータベースに格納されＲＤＢＭＳ（Relational Database Management System：リレーショナルデータベース管理システム ）によって管理される。

地図データは、例えばＣＡＤなどによって描かれた精密な図面データから作成され、地物（又は地物の一部）を構成する細かい図形要素が多数含まれている。したがって、地図データベースには、多数の図形要素に対応した多数のレコードが含まれることになる。こうした地図データベースに含まれる地図データを取得して表示画面上に表示する場合、表示すべき図形要素の数が多いと地図の表示速度が遅くなることがある。

上記の課題は従来より知られており、こうした課題を解決して地図の表示速度を向上させることを目的とした従来の技術が多数存在する。

例えば下記の特許文献１には、地図データに含まれるベクトルデータの解析や表示を高速に行うために、構成点の数が多く複雑な形状のベクトルデータに対して、それを簡素化するための変換条件を設定し、各構成点がその変換条件を満足するか否かを照合し、満足する場合はその構成点を削除することによって最適化したベクトルデータを作成する技術が開示されている。

また、例えば下記の特許文献２には、ベクトル地図データの図形の描画時間を短縮するために、ベクトル地図データの図形から該図形の輪郭を表す特徴点を抽出し、上記の抽出された図形の特徴点から作成される上記ベクトル地図データの図形の輪郭を元のベクトル地図データの形式で保存することで、ベクトル地図データを簡略化する技術が開示されている。

また、例えば下記の特許文献３には、より高速な地図データの表示制御を行うために、地図データを構成するベクトルデータにあらかじめ座標範囲データを付加しておき、表示画面上に地図を表示する際に、各地図データに関連付けられた座標範囲データを参照して、表示画面上に表示すべき領域（表示指定領域）に入っている座標範囲データの地図データのみを抽出して表示指定領域外のデータの演算や表示処理を無駄に行わないようにする技術が開示されている。

特開平５−１０８８１８号公報（要約書、図３） 特開平１１−２１３１２８号公報（要約書、図３、図５） 特開平８−２３５１９０号公報（要約書、［００２８］、［００３０］）

特許文献１、２の開示技術では、各図形要素のデータ量が大きいと表示処理の速度が低下してしまう点に着目し、図形要素の構成点を削除して、図形要素の概形形状を維持しながら図形要素を簡素化することで、各図形要素のデータ量を低減させ、表示処理の速度を向上させている。

また、特許文献３の開示技術では、表示画面外に位置する不必要なデータの処理が実行されると表示処理の速度が低下してしまう点に着目し、表示画面に表示すべき地図データのみを抽出して、表示画面外に存在する地図データに係る不必要な処理の実行を回避することで、表示処理の速度を向上させている。

しかしながら、各図形要素のデータ量が大きいという要因や、表示画面外に位置する不必要なデータの処理が行われるという要因以外に、検索処理又は表示処理の速度の低下には別の要因が存在する。

例えば表示画面上に多数の図形要素を含む地図を表示する場合には、地図データベースから、表示対象となる多数の図形要素に対応する地図データを取得する必要がある。上述のように、地図データベースには、通常、多数の図形要素に対応した多数のレコードが含まれていることから、データベースから図形要素のデータを取得する処理はレコード単位で実行される。したがって、図形要素の数（すなわち、レコードの数）が多い場合には、図形要素を取得する装置（例えば、地理情報システム（ＧＩＳ：Geographic Information System）に含まれる検索装置や表示装置）とデータベースとの間でやり取りされる通信回数も多くなり、この通信回数がボトルネックとなって、必要なデータを特定するためにデータベースを検索する速度や、必要なデータを取得して表示する速度が低下してしまうことになる。

すなわち、従来の技術では、検索装置による地図データの検索処理や、表示装置による地図データの表示処理が行われる際には、データベースとの間で細かいデータを何回も通信でやり取りする必要があるため、検索処理又は表示処理の速度が低下してしまうという課題がある。

本発明は、上記のように、データベースとの間でやり取りされる通信回数が、ベクトルデータを含む図形要素の検索処理又は表示処理の速度の低下をもたらす点に着目し、従来の技術とは異なる構成及び処理によって、図形要素データの検索処理又は表示処理の速度を向上させる図形データ処理装置及び図形データ処理方法並びに図形データ処理プログラムを提供することを目的とする。なお、本発明は、特に、図形要素データを含む地図データの検索処理又は表示処理の速度を向上させる図形データ処理装置及び図形データ処理方法並びに図形データ処理プログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の図形データ処理装置は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行う図形データ処理装置であって、
複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得部と、
前記複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出部と、
前記所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、前記所定の基準を満たす前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成部とを、
有する。

また、上記の目的を達成するため、本発明の図形データ処理方法は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行う図形データ処理方法であって、
複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得ステップと、
前記複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出ステップと、
前記所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、前記所定の基準を満たす前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成ステップとを、
有する。

また、上記の目的を達成するため、本発明の図形データ処理プログラムは、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行うための図形データ処理プログラムであって、
複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得ステップと、
前記複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出ステップと、
前記所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、前記所定の基準を満たす前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成ステップとを、
コンピュータにより実行させるための図形データ処理プログラムである。

本発明は、図形要素データの検索処理又は表示処理の速度を向上させるという効果を奏する。また、本発明は、特に、図形要素データを含む地図データの検索処理又は表示処理の速度を向上させるという効果を奏する。

なお、本発明は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する図形データ処理に改良を加えるものであって、既存のデータベース製品や検索装置及び表示装置（例えば、ＧＩＳエンジン）、データ形式などに変更を加える必要はなく、既存の広く普及しているシステムに変更を加える必要はないという効果も奏する。

本発明の第１の実施の形態におけるハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における図形要素抽出部による図形要素の抽出処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は図形要素抽出部による図形要素の抽出処理前の図形要素の状態、（ｂ）は図形要素抽出部による図形要素の抽出処理後の図形要素の状態を模式的に示す図である。 本発明の第１の実施の形態における図形データ処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態におけるハードウェア構成の一例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における図形要素抽出部による図形要素の抽出処理の一例を説明するための図であり、（ａ）は図形要素抽出部によって抽出される各図形要素の重心座標を示す図、（ｂ）は図形要素抽出部による図形要素の抽出処理の概要を説明するための図である。 本発明の第２の実施の形態における図形データ処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の第１及び第２の実施の形態について説明する。本発明は、複数の図形要素を所定の基準に基づいて１つの図形要素に統合（マージ）することを基本的な概念として有する。所定の基準としては、例えば図形要素間の距離に関する条件を考慮し、距離の近い複数の図形要素同士を１つの図形要素に統合して、図形要素データの数を減らすことによって、図形要素の検索や表示の処理を向上させる。

本明細書においては、本発明の第１の実施の形態として、図形要素が配置される空間を分割し、分割された同一の領域に含まれる図形要素（なお、後述のように元の図形要素は切断される可能性がある）を１つの図形要素に統合する処理について説明し、本発明の第２の実施の形態として、図形要素から代表座標値を算出して、その代表座標値を同一のグループに属する図形要素を１つの図形要素に統合する処理について説明する。

＜第１の実施の形態＞
まず、本発明の第１の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の第１の実施の形態におけるハードウェア構成の一例を示す図である。本発明の第１の実施の形態に係るハードウェア構成は、例えば図１に示すように、図形データ記憶装置１０、図形データ処理装置２０を有する。

図形データ記憶装置１０は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを記憶する機能を有する。一例として、図形要素は、地図表示の際に表示画面上に表示される地物（あるいは地物の一部）を指しており、図形要素データは、図形要素である地物（あるいは地物の一部）を表示画面上に表示する際の点の集まりを指定（すなわち、点、線、面などを指定）するデータである。図形要素データは、例えば、ベクトル形式のデータ（ベクトルデータ）で構成される、ベクトルデータは、適切に設定された座標系内の座標を指定する構成点と、点、直線、面などの形状を指定する情報とを少なくとも含む。

また、本明細書では、基本的に地図データ（地図を表示するためのデータ）を前提として、図形要素は地物（あるいは地物の一部）であり、図形要素データは図形要素である地物を表す幾何学データである場合について主に説明するが、本発明は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データに係る処理を行う技術全般に適用可能である。例えば、建築又は機械などの構造設計図や半導体の設計図などにおいても、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データに係る処理が行われ、本発明の適用が可能である。本発明が適用可能な技術分野は、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design：コンピュータ支援設計）を用いて図面を作成する分野を含むが、さらに、任意の種類の図を表示する技術分野（例えば、任意のアプリケーションやウェブブラウザ上などで、ベクトルデータを表示する技術分野）にも適用可能である。

図形データ記憶装置１０は、複数の図形要素に関する情報をデータベースとして記憶することも可能である。データベースはテーブル形式で表現することができる構造を有しており、テーブル形式で表現されたデータベースは、レコード（行）とフィールド（列）によって構成される。地図データの場合、例えばＣＡＤなどによって描かれた精密な図面データから作成され、地物（あるいは地物の一部）を構成する１つの図形要素が１つのレコードとして格納される。なお、そのレコードには、図形要素データ（例えば、地物を表す幾何学データの構成点や形状などの情報）のフィールドのほかに様々な属性情報のフィールドなどが関連付けられていてもよい。すなわち、地図データベースには、多数の図形要素に対応した多数のレコードが含まれることになる。

図形データ記憶装置１０は、例えば既存の補助記憶装置（外部記憶装置）によって実現可能である。具体的には、図形データ記憶装置１０は、ハードディスクなどの磁気ディスク、データの書き込みが可能なＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blu-Ray Disc）などの光学ディスク、フラッシュメモリなどの半導体メモリを記憶媒体として使用することが可能である。

一方、図形データ処理装置２０は、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得し、取得した複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する機能を有する。なお、図形データ処理装置２０は、例えば既存のコンピュータによって実現可能であり、図１には不図示であるが、ユーザが図形データ処理装置２０を操作するために用いるマウスやキーボードなどの操作入力装置やディスプレイなどの表示装置などが接続されていてもよい。

図１に示す図形データ処理装置２０は、図形データ処理装置２０で処理を行うための複数の図形要素データを図形データ記憶装置１０から取得するために、あるいは、図形データ処理装置２０で作成された新たな図形要素データを図形データ記憶装置１０の記憶媒体に書き込むために、図形データ記憶装置１０と有線又は無線で接続されている。なお、図形データ記憶装置１０及び図形データ処理装置２０は、常時接続されていてもよく、あるいは、必要に応じて接続が行われてもよい。なお、以下では説明を簡略するため、図形データ処理装置２０で処理を行うための複数の図形要素データが記憶されている図形データ記憶装置１０と、図形データ処理装置２０で作成された新たな図形要素データが書き込まれる図形データ記憶装置１０とが同一の装置によって実現される場合を一例に挙げて説明するが、図形データ処理装置２０による図形要素データの取得元（図形要素データ取得部２１による図形要素データの取得元）及び書き込み先（図形要素データ作成部２３による図形要素データの書き込み先）は異なる装置であってもよい。

また、図１には、図形データ処理装置２０において実現される機能がブロックによって示されている。図１中にブロックによって示されている各機能は、例えば、プログラム言語によって記述されたプログラムが、図形データ処理装置２０のＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）によって実行されることで実現可能である。

図１の図形データ処理装置２０は、図形要素データ取得部２１と、図形要素抽出部２２と、図形要素データ作成部２３と、領域分割部２４とを有する。

図形要素データ取得部２１は、図形データ処理装置２０で処理を行うための複数の図形要素データを取得する機能を有する。このとき、図形要素データ取得部２１は、複数の図形要素データを任意の方法で取得することが可能である。例えば、図１中の図形データ記憶装置１０又は不図示の図形データ記憶装置から複数の図形要素データを有線又は無線などを介して取得してもよい。また、ユーザがマウスやキーボードなどを用いて図形データ処理装置２０に入力した図形要素データを、処理対象の図形要素データとして取得してもよい。

図形要素抽出部２２は、複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する機能を有する。本発明の第１の実施の形態における図形要素抽出部２２は、所定の基準として、複数の図形要素が配置される空間を分割した分割領域（後述する領域分割部２４によって定められた分割領域）を用いる。例えば、図形要素が地物の場合には、この図形要素は、地理的な座標を持つ２次元平面上に配置される。この２次元平面を例えば格子状に分割した場合には、２次元平面は、格子状の複数のタイル（分割領域）が密に敷き詰められた状態として表される。図形要素抽出部２２は、こうした格子状のタイルで画定される範囲内に存在する図形要素を抽出する処理を行い、このとき、格子状のタイルの境界で図形要素を切断して、切断した図形要素を抽出する処理を伴う場合がある。

ここで、図２を参照しながら、図形要素抽出部２２による図形要素の抽出処理の概要について説明する。なお、図２に示す極めて簡単な一例では、図形要素データ数の低減は実現されていないかもしれないが、図２は、あくまでも、図形要素抽出部２２による図形要素の抽出処理（特に、図形要素の切断処理）の説明用の図であることを理解されたい。

図２（ａ）には、ある２次元平面上に３つの図形要素（三角形、台形、平行四辺形）が配置されている状態が図示されている。図２（ａ）に図示されている３つの図形要素は、図形要素データに含まれる情報（例えば、ベクトルデータであれば構成点座標と図形の形状を指定する情報）に基づいて、２次元座標系上に描画されたものである。三角形、台形、平行四辺形は、ラインデータの組み合わせ（三角形の場合は３本の線に対応する３つの図形要素データに対応、台形や平行四辺形の場合は４本の線に対応する４つの図形要素データに対応）から描画されたものであってもよく、あるいは、ポリゴンデータ（三角形、台形、平行四辺形がそれぞれ１つの図形要素データに対応）から描画されたものであってもよい。なお、ＧＩＳの場合には、ベクトルデータは、ポイント（点）、ライン（線）、ポリゴン（面）の３つの要素によって構成される。また、図２（ａ）には、正方格子状に領域が分割された状態が図示されており、正方格子状の補助線（グリッド）が点線によって示されている。

本発明の第１の実施の形態における図形要素抽出部２２が、図２（ａ）に示す正方格子状のタイル（分割領域）で画定される範囲内に存在する図形要素を抽出する処理を行うと、隣接するタイルにまたがって存在する図形要素については、タイルの境界で切断する処理を行う。その結果、図２（ｂ）に示すように、図形要素は、各タイル単位にバラバラとなる。なお、各タイルの外周を画定する線分は説明のために描かれているものであり、図形要素には含まれないことを理解されたい。例えば、図２（ｂ）の右上の三角形のように、複数のタイルにまたがらずに１つのタイル内に収まっている図形要素に対しては、図形要素を切断する処理は行われない。

図形要素データ作成部２３は、所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、所定の基準を満たす抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する機能を有する。本発明の第１の実施の形態における図形要素データ作成部２３は、同一の分割領域内に存在する抽出された図形要素を１つの図形要素として、同一の分割領域内に存在する、抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する。

上述した図２の例を用いて説明すると、図形要素データ作成部２３は、図２（ｂ）に図示されている図形要素抽出部２２による図形要素の抽出処理後の図形要素の状態、すなわち、正方格子状の各タイル単位にバラバラとなった図形要素に関して、各タイル内に存在する図形要素（切断された図形要素を含む）を１つの図形要素と見なして、合計１２枚の各タイルに対応した１２個の図形要素データを作成する。例えば、図２（ｂ）の左上のタイルに着目すると、このタイルは、２つの直線及び１つの曲線の３つの図形要素を含んでいる。図形要素データ作成部２３は、これらの図形要素を１つの図形要素と見なして、このタイルに対応する１つの図形要素データを作成する。このとき、１つのタイルに含まれる複数の図形要素が互いに接触又は重なりのない状態になることがあるが、マルチパート形式の図形要素データを作成することで、接触又は重なりのない状態の図形要素を統合して１つの図形要素データとすることができる。

また、図形要素データ作成部２３は、各タイルに対応した図形要素データを１つのレコードとしたデータベースを作成することができる。作成したデータベースは例えばデータ格納装置１０に格納される。これによって、膨大な数の図形要素を含み得る地図などのデータを格納するデータベースを作成する際、従来の技術によれば図形要素の数に対応する膨大なレコード数を持つデータベースが作成されるところ、本発明の第１の実施の形態によれば、データベースのレコード数を、複数の図形要素が配置される空間を所定の分割規則に従って分割した分割領域の数（タイルの数）に抑えることができる。

領域分割部２４は、複数の図形要素が配置される空間を所定の分割規則に従って分割する機能を有する。例えば、図２（ａ）を用いて説明したように、領域分割部２４は、複数の図形要素が配置される空間（２次元平面）を正方格子状に分割することが可能である。なお、例えば図形要素がポリゴンなどの場合には、図形要素が配置される空間が３次元空間となる場合もあるが、領域分割部２４は、空間の次元に合わせた領域の分割を行うことが可能である。また、図２（ａ）に示す例では、平面を正方格子状に分割しているが、後述のように任意の分割方法で分割することが可能である。さらに、領域分割部２４は、例えば、表示される地図の縮尺などに合わせて、分割領域を適切な大きさに定めることが可能である。

次に、本発明の第１の実施の形態における図形データ処理について説明する。図３は、本発明の第１の実施の形態における図形データ処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、図形データ処理装置２０は、複数の図形要素データを取得する。例えば、図形データ処理装置２０は、地物の位置情報や形状などをベクトルデータとして含む複数の地図データを既存の地図データベースから取得する。

次に、ステップＳ１０２において、図形データ処理装置２０は、複数の図形要素が配置される２次元平面を正方格子状に分割する。このステップＳ１０２の処理によって、地図が表示される２次元平面は正方格子状に分割されて複数の分割領域が画定される。

なお、このとき、図形データ処理装置２０は、例えば地図がよく閲覧される縮尺から正方格子の大きさ（グリッドサイズ）を決定してもよい。例えば、ステップＳ１０１で取得した地図が縮尺１／１０００でよく閲覧され、最も標準的なディスプレイにおける地図表示範囲が２００ｍｍ×２００ｍｍである場合には、目安として、２００ｍ四方のグリッドサイズで分割すると、表示画面内の地図表示範囲がおおよそ１グリッドサイズとなる。なお、ここで挙げた２００ｍ四方のグリッドサイズはあくまでも一例であり、実施態様に応じて、１５０ｍ四方のグリッドサイズあるいは３００ｍ四方のグリッドサイズなどにしてもよい。また、表示画面内の地図表示範囲を１グリッドサイズに合わせる必要もなく、例えば表示画面内の地図表示範囲をおおよそ４グリッドサイズ（すなわち５０ｍ四方のグリッドサイズ）などのようにしてもよい。

また、このとき、図形データ処理装置２０は、元の地図の縮尺に応じて正方格子の大きさ（グリッドサイズ）を決定してもよい。例えば、水道管などの配管の図面や線路平面図などは、慣例として縮尺１／５００や縮尺１／１０００で製図されており、土地の図面は、慣例として縮尺１／６００で製図されている。このように、各技術分野の技術者はそれぞれの技術分野において慣例となっており、見慣れている地図の縮尺があることから、地図の種類又は用途に応じた縮尺に合わせたグリッドサイズを選定することが可能である。

次に、図形データ処理装置２０は、複数の分割領域の中から所定の分割領域を定め、その所定の分割領域内の図形要素を抽出する処理を行う。このとき、所定の分割領域内に完全に収まっている図形要素（全体が分割領域内に存在する図形要素）に加えて、一部分が所定の分割領域の外にはみ出している図形要素（すなわち、所定の分割領域に隣接した分割領域にまたがって存在する図形要素）が存在する可能性がある。図形データ処理装置２０は、一部分が所定の分割領域の外にはみ出している図形要素については、図形要素の分割を行ったうえで分割された要素を抽出する必要がある。

ステップＳ１０３において、図形データ処理装置２０は、一部分が所定の分割領域の外にはみ出している図形要素が存在するか否かを判断し、一部分が所定の分割領域の外にはみ出している図形要素については（ステップＳ１０３で「はい」）、所定の分割領域の境界で図形要素を切断して（ステップＳ１０４）、所定の分割領域内の要素（所定の分割領域内に存在する切断された図形要素）を抽出する（ステップＳ１０５）。一方、所定の分割領域内に完全に収まっている図形要素については（ステップＳ１０３で「いいえ」）、その図形要素全体を所定の分割領域内の図形要素として抽出する（ステップＳ１０５）。

次に、ステップＳ１０６において、図形データ処理装置２０は、所定の分割領域内の図形要素を１つの図形要素として新たな図形要素データを作成する。所定の分割領域内には、元の状態を維持している図形要素に加えて、切断処理によって元の図形要素が切断された一部分である図形要素も含まれている。図形データ処理装置２０は、これらすべての所定の分割領域内の図形要素を１つの図形要素と見なして、新たな１つの図形要素データを作成することで、複数の分割領域の中から定めた所定の分割領域に１対１で対応した図形要素データを作成することが可能となる。

図形データ処理装置２０は、複数の分割領域の中から定めた所定の分割領域とは別の分割領域に対して同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ１０７において、図形データ処理装置２０は、すべての分割領域に係る処理が終了したか否かを判断し、未処理の分割領域が残っている場合には（ステップＳ１０７で「いいえ」）、その分割領域を選択してステップＳ１０３以降の処理を行う。一方、すべての分割領域に係る処理が行われた場合には（ステップＳ１０７で「はい」）、当該図形データ処理は終了となる。

なお、上述の説明では、領域分割部２４が、主に平面を正方格子状に分割することで分割領域の設定を行う場合を一例として挙げているが、領域分割部２４は、タイルが平面を隙間無く敷き詰められるような任意の分割方法で平面を分割してもよい。例えば、正方格子以外に、三角格子、六角形格子（ハニカム格子）、長方形格子、平行四辺形格子などのような１種類の形状で平面を分割する方法であってもよく、２種類以上の形状を組み合わせて平面を分割する方法であってもよい。また、例えば、地図を表示する表示画面内の地図表示範囲の形状に合わせて、平面の分割方法を定めてもよい。例えば地図表示範囲の形状が４：３の横長の長方形の場合には、これに合わせて４：３の長方形を分割領域とする長方形格子に平面を分割してもよい。

以上、説明したように、本発明の第１の実施の形態によれば、図形要素が配置される空間を分割し、同一の分割領域内に存在する図形要素を１つの図形要素と見なして図形要素データを作成して、複数の図形要素データを各分割領域に１対１に対応する１つの図形要素データとしてまとめることで、図形要素データの数（データベースのレコードの数）大幅に減らすことが可能となる。そして、このように図形要素データの数が低減されたことによって、図形要素を含む地図などの画像を表示画面に表示する際に、表示対象となるデータを検索及び取得して表示する処理の速度が大幅に（実測値で従来よりも１０倍以上の速さに）向上される場合もある。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図４は、本発明の第２の実施の形態におけるハードウェア構成の一例を示す図である。本発明の第２の実施の形態に係るハードウェア構成は、図形データ記憶装置３０、図形データ処理装置４０を有する。なお、本発明の第２の実施の形態における図形データ記憶装置３０及び図形データ処理装置４０は、本発明の第１の実施の形態の図形データ記憶装置１０及び図形データ処理装置２０と共通する機能を多く有している。例えば、図４の図形データ記憶装置３０は、図１の図形データ記憶装置１０と同様に、複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを記憶する機能を有する。以下では、主に、本発明の第２の実施の形態における特徴について詳細に説明する。

図４の図形データ処理装置４０は、図形要素データ取得部４１と、図形要素抽出部４２と、図形要素データ作成部４３と、代表値算出部４４とを有する。

図形要素データ取得部４１は、図１の図形要素データ取得部２１と同様に、図形データ処理装置４０で処理を行うための複数の図形要素データを取得する機能を有する。

図形要素抽出部４２は、図１の図形要素抽出部２２と同様に、複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する機能を有する。ただし、本発明の第２の実施の形態における図形要素抽出部４２は、所定の基準として、複数の図形要素のそれぞれを代表する代表座標値が同一のグループに属することを用いて、同一のグループに属する図形要素を抽出するよう構成される。複数の図形要素のそれぞれを代表する代表座標値は、例えば図形要素の構成点座標に基づいて任意に設定可能であるが、最も好適な例としては、複数の図形要素のそれぞれの重心座標が挙げられる。

図形要素抽出部４２は、複数の図形要素のそれぞれの代表座標値（例えば重心座標）に対して所定の計算方法による計算を行い、その計算結果が同一となる図形要素を同一のグループに属する図形要素として抽出することが可能である。より具体的には、図形要素抽出部４２は、複数の図形要素のそれぞれの代表座標値（例えば重心座標）を所定の値で割った商を求める計算を行って、その計算結果により得られた商が同一となる図形要素を同一のグループに属する図形要素として抽出することが可能である。さらに、図形要素抽出部４２は、例えば、表示される地図の縮尺などに合わせて、同一のグループに属する図形要素であると判断する範囲（例えば、上記のように商を求めるときの除数である所定の値）を適切な数値に定めることが可能である。

ここで、図５を参照しながら、図形要素抽出部４２による図形要素の抽出処理の概要について説明する。なお、本発明の第１の実施の形態で図２を用いて説明した場合と同様、図５は、あくまでも、図形要素抽出部４２による図形要素の抽出処理（特に、図形要素の重心座標に基づく抽出処理）の説明用の図であることを理解されたい。

図５（ａ）には、ある２次元平面上に９つの図形要素Ｆ１〜Ｆ９が配置されている状態が図示されている。図形要素Ｆ１〜Ｆ７の形状は長方形であり、図形要素Ｆ８の形状は略Ｌ字であり、図形要素Ｆ９の形状は三角形である。９つの図形要素は、図形要素データに含まれる情報（例えば、ベクトルデータであれば構成点座標と図形の形状を指定する情報）に基づいて、２次元座標系上に描画されたものであり、図５（ａ）には、簡単な図形要素データに基づく図形要素の表示状態の一例が示されている。

また、図５（ａ）には、図形要素Ｆ１〜Ｆ９のそれぞれの重心座標が黒丸で表されている。図形要素Ｆ１〜Ｆ９のそれぞれの重心座標は、例えばＸＹ相対座標値で表され、一例として、Ｆ１（９０，３９５）、Ｆ２（９０，３４２）、Ｆ３（９０，２１０）、Ｆ４（９０，１１０）、Ｆ５（３１０，２８０）、Ｆ６（３１０，２０５）、Ｆ７（３２５，６００）、Ｆ８（４７０，１９５）、Ｆ９（５２５，３２０）であるとする。座標値の単位は、例えばメートルである。

本発明の第２の実施の形態における図形要素抽出部４２が、例えば図５（ａ）の各図形要素Ｆ１〜Ｆ９の重心座標のＸ座標値及びＹ座標値を所定の値（例えば１００）で割った商を求める計算を行って端数の丸め処理（例えば、小数点以下を切り捨てる処理）を行うと、各図形要素に対応する商Ｑ１〜Ｑ９は、Ｑ１（９，３）、Ｑ２（９，３）、Ｑ３（９，２）、Ｑ４（９，１）、Ｑ５（３，２）、Ｑ６（３，２）、Ｑ７（３，６）、Ｑ８（４，１）、Ｑ９（５，３）となる。なお、端数の丸め処理は、四捨五入や小数点以下を切り上げる処理であってもよい。また、重心座標のＸ座標値及びＹ座標値のそれぞれを、異なる所定の値で割ってもよい

商Ｑ１〜Ｑ９のうち、商Ｑ２及びＱ３は同一の値となり、商Ｑ５及びＱ６は同一の値となることから、図形要素抽出部４２は、計算結果により得られた商が同一となる図形要素、すなわち、図形要素Ｆ２及びＦ３を同一のグループに属する図形要素として抽出し、図形要素Ｆ５及びＦ６を同一のグループに属する図形要素として抽出する。また、図５（ａ）の例では、図形要素Ｆ１、Ｆ４、Ｆ７〜Ｆ９は同一グループに属する他の図形要素が存在せず、それぞれの図形要素が独立したグループに属していると判断される。

図形要素の重心座標は既存の技術によって算出することが可能であり、さらに、上述のように、重心座標を所定の値で割った商を求める計算や端数の丸め処理なども容易に計算することができる。したがって、本発明の第２の実施の形態における図形要素のグループ化は比較的迅速に行われ得る。

なお、上述した本発明の第２の実施の形態に係る図形要素のグループ化の処理は、本発明の第１の実施の形態と同様に、距離の近い複数の図形要素を判断している点で共通している。本発明の第１の実施の形態では、複数の図形要素を統合する際に、例えば正方格子状の分割領域を設定する処理を行っている。一方、本発明の第２の実施の形態において、各図形要素の重心座標を所定の値で割った商を求める計算を行って、端数の丸め処理を行った後に商を比較する処理も、以下に説明するように、正方格子状の領域を設定して各領域単位にグループ化を行う処理であると言うこともできる。

例えば、重心座標のＸ座標値を所定の値（例えば１００）で割って、端数の丸め処理（例えば、小数点以下を切り捨てる処理）を行うと、商は、被除数（Ｘ座標値）が所定の値だけ増加又は減少するたびに変化する。例えば、Ｘ座標値が２００以上３００未満の場合には商は２であるが、Ｘ座標値が３００以上４００未満の場合には商は３となる。重心座標のＹ座標値も同様に、商は、被除数（Ｙ座標値）が所定の値だけ増加又は減少するたびに変化する。すなわち、重心座標を所定の値で割って端数の丸め処理を行うことは、図５（ｂ）に図示されているように、所定の値ごとに境界（点線で図示）を設定してその境界を超えると異なるグループに変更されることを意味している。

図５（ｂ）を参照すると、図形要素Ｆ２及びＦ３の重心座標は同一の領域に含まれており、図形要素Ｆ２及びＦ３が同一のグループに属する図形要素であることが分かる。また、図形要素Ｆ５及びＦ６の重心座標も同様に同一の領域に含まれており、図形要素Ｆ５及びＦ６が同一のグループに属する図形要素であることが分かる。また、商を求める際に除数として用いられる所定の値は、図５（ｂ）に図示されている格子のグリッドサイズに相当する値であり、グループ化の際の基準となる距離に等しいことが分かる。所定の値は、本発明の第１の実施の形態における分割領域の大きさと同じ意味を持っており、例えば、表示される地図の縮尺などに合わせて、適切な所定の値を定めることが可能である。

したがって、上述した計算方法（重心座標の座標値を所定の値で割って、端数の丸め処理を行う方法）を実施する代わりに、所定の値をグリッドサイズとした格子状の領域を設定してグループ化を行うことも可能である。具体的には、例えば、格子状のポイントデータ（各ポイントに異なる格子番号を付与）を用意し、空間結合処理によって、図形要素の代表座標値（例えば、重心座標）に対して最も近い格子番号をその図形要素に付与することによって、同一の格子番号が付与された図形要素を同一のグループと見なすことが可能である。この場合に設定される格子の形状は正方格子状に限定されるものではなく、本発明の第１の実施の形態と同様、任意の形状であってよい。

図形要素データ作成部４３は、図１の図形要素データ作成部２３と同様に、所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、所定の基準を満たす抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する機能を有する。ただし、本発明の第２の実施の形態における図形要素データ作成部４３は、同一のグループに属する抽出された図形要素を１つの図形要素として、同一のグループに属する抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する。

上述した図５の例で説明すると、図形要素データ作成部２３は、図５（ａ）に図示されている図形要素Ｆ１〜Ｆ９のうち、同一のグループに属すると判断された図形要素Ｆ２及びＦ３を１つの図形要素と見なして、同一のグループに属すると判断された図形要素Ｆ２及びＦ３を含む１つの図形要素データを作成する。また、図５（ａ）に図示されている図形要素Ｆ１〜Ｆ９のうち、同一のグループに属すると判断された図形要素Ｆ５及びＦ６を１つの図形要素と見なして、同一のグループに属すると判断された図形要素Ｆ５及びＦ６を含む１つの図形要素データを作成する。なお、このとき、同一のグループに属すると判断された複数の図形要素を含むマルチパート形式の図形要素データが作成されてもよい。なお、図５（ａ）の例では、図形要素Ｆ１、Ｆ４、Ｆ７〜Ｆ９はそれぞれ独立したグループに属すると判断されており、図形要素Ｆ１、Ｆ４、Ｆ７〜Ｆ９の各図形要素データが、それぞれグループ化された図形要素データとなる。

また、図形要素データ作成部２３は、同一のグループに属する複数の図形要素を含む図形要素データを１つのレコードとしたデータベースを作成することができる。作成したデータベースは例えばデータ格納装置１０に格納される。これによって、膨大な数の図形要素を含み得る地図などのデータを格納するデータベースを作成する際、従来の技術によれば図形要素の数に対応する膨大なレコード数を持つデータベースが作成されるところ、本発明の第２の実施の形態によれば、データベースのレコード数を、図形要素がグループ化されたグループ数に抑えることができる。

代表値算出部４４は、複数の図形要素のそれぞれを代表する代表座標値を算出する機能を有する。上述のように、代表値算出部４４は、複数の図形要素のそれぞれの代表座標値として、複数の図形要素のそれぞれの重心座標を算出することが可能である。

次に、本発明の第２の実施の形態における図形データ処理について説明する。図６は、本発明の第２の実施の形態における図形データ処理の一例を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、図形データ処理装置４０は、複数の図形要素データを取得する。例えば、図形データ処理装置４０は、地物の位置情報や形状などをベクトルデータとして含む複数の地図データを既存の地図データベースから取得する。

次に、ステップＳ２０２において、図形データ処理装置４０は、複数の図形要素のそれぞれの重心座標を算出し、さらにステップＳ２０３において、複数の図形要素のそれぞれの重心座標を所定の値で割った商を求める。なお、所定の値は、作成される１つの図形要素データの大まかな表示サイズに対応している。所定の値は、例えば地図がよく閲覧される縮尺に基づいて決定されてもよく、元の地図の縮尺に基づいて決定されてもよい。

次に、ステップＳ２０４において、図形データ処理装置４０は、所定の商の値に着目して、当該所定の商と同一の商を持つ図形要素を１つのグループとして抽出する。そして、テップＳ２０５において、図形データ処理装置４０は、同一の商を持つ図形要素を１つの図形要素として、新たな図形要素データを作成する。図形データ処理装置４０は、同一の商を持つ図形要素を１つの図形要素と見なして、新たな１つの図形要素データを作成することで、複数の図形要素が統合された１つの図形要素データを作成することが可能となる。

また、図形データ処理装置４０は、同一の商を持つ図形要素に対して同様の処理を行う。すなわち、ステップＳ２０６において、図形データ処理装置４０は、すべての商に係る処理が終了したか否かを判断し、未処理の商が残っている場合には（ステップＳ２０６で「いいえ」）、その商を選択してステップＳ２０４以降の処理を行う。一方、すべての商に係る処理が行われた場合には（ステップＳ２０６で「はい」）、当該図形データ処理は終了となる。

以上、説明したように、本発明の第２の実施の形態によれば、図形要素の重心座標に基づいて近くに位置する図形要素を１つの図形要素と見なして図形要素データを作成することで、図形要素データの数（データベースのレコードの数）大幅に減らすことが可能となる。そして、このように図形要素データの数が低減されたことによって、図形要素を含む地図などの画像を表示画面に表示する際に、表示対象となるデータを検索及び取得して表示する処理の速度が大幅に（実測値で従来よりも１０倍以上の速さに）向上される場合もある。

上述した本発明の第１及び第２の実施の形態に共通する効果として、例えば、多数の図形要素によって構成される地図などのデータについて、例えば複数の図形要素同士の距離が近いものを１つの図形要素データに統合することによって、図形要素データの数を減らすことが可能となり、図形データ検索装置が多数の図形要素データの中から表示範囲に含まれる対象データを検索する処理や、図形データ表示装置が表示上必要なデータを取得するために行う通信回数が低減されると効果が挙げられる。

一方、本発明の第１及び第２の実施の形態のいずれか一方に特徴的な効果も存在する。例えば、本発明の第１の実施の形態は、図形要素が表示される下地となる座標系に基づいて分割領域を設定しているため、表示対象又は検索対象のＸＹ座標値が特定されれば、その座標値を含む分割領域を取得することで、ＸＹ座標値で特定された位置及び周囲の図形要素を容易に取得することが可能であり、さらに、表示範囲外のデータ取得量を低減することが可能である。また、例えば、本発明の第２の実施の形態は、例えば第１の実施の形態で行われている図形要素の切断処理などの処理負荷を負わず、元の図形要素の形状がそのまま維持された図形要素を含む図形要素データを作成することが可能である。

このことから、例えば、純粋に表示の効率性を求める場合には、本発明の第１の実施の形態に係る図形データ処理を行うことが得策であり、元の図形要素の形状を維持したい場合や図形要素の切断処理などに係る処理負荷の軽減や処理時間の短縮を図る場合には、本発明の第２の実施の形態に係る図形データ処理を行うことが得策であるが、両者の特徴を活かして、本発明の第１及び第２の実施の形態を組み合わせた図形データ処理を行ってもよい。例えば、地図内の一部に、分割したくない地物が存在する場合には、その地物の周辺については本発明の第２の実施の形態に係る図形データ処理で図形要素データの作成を行い、それ以外の位置については、本発明の第１の実施の形態に係る図形データ処理で図形要素データの作成を行ってもよい。

また、上述の本発明の第１及び第２の実施の形態では、地物の種類（例えば、道路、建物、水道管やガス管など）を区別せずに同等の図形要素として統合することを前提としているが、地物の種類を区別して図形要素データを作成してもよい。例えば図形要素抽出部２２、４２が図形要素を抽出する際に、図形要素に関連付けられた属性を参照して、特定の属性の図形要素のみを処理対象としてもよく、あるいは、あらかじめ地物の種類ごとにレイヤを分けておき、図形要素データ取得部２１、４１が特定のレイヤに属する図形要素のみを取得してもよい。なお、このように、地物の種類に基づいて実行される図形データ処理を分けた場合においても、本発明の第１及び第２の実施の形態を組み合わせた図形データ処理を行うことができる。具体的には、建物などのように元の図形要素が切断されてもよいと判断された地物の種類については、本発明の第１の実施の形態に係る図形データ処理で図形要素データの作成を行う一方、水道管やガス管などのように元の図形要素の形状をそのまま維持したい地物の種類については、本発明の第２の実施の形態に係る図形データ処理で図形要素データの作成を行って、それぞれの図形要素データを異なるテーブルに格納して管理してもよい。

さらに、上述の本発明の第１及び第２の実施の形態では、ＧＩＳなどの検索装置や表示装置が利用できるように、図形要素データ（１レコードに対応）を作成した後にデータベースとして図形データ記憶装置１０、３０に格納することについて説明しているが、例えば、本発明に係る図形データ処理装置１０、３０がＧＩＳに組み込まれており、ＧＩＳエンジンによる検索や表示などの処理が実行された場合に、本発明に係る図形データ処理がリアルタイムで実行されるようにしてもよい。これによって、例えば動的に変動する表示縮尺のリクエストなどにその都度対応した最適な図形要素データの作成を行うことが可能となる。また、本発明に係る図形データ処理装置１０、３０がリクエスト前に図形要素データを作成して主記憶装置に展開しておき、リクエストを受けた際に、対応するデータを主記憶装置から読み出して提供してもよい。

本発明は、図形要素データの検索処理又は表示処理の速度を向上させることが可能であり、図形データ処理技術、図形データ検索技術、図形データ表示技術などに適用可能である。

１０、３０ 図形データ記憶装置
２０、４０ 図形データ処理装置
２１、４１ 図形要素データ取得部
２２、４２ 図形要素抽出部
２３、４３ 図形要素データ作成部
２４ 領域分割部
４４ 代表値算出部

Claims (12)

1. 複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行う図形データ処理装置であって、
   複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得部と、
   前記複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出部と、
   前記所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、前記所定の基準を満たす前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成部とを、
   有する図形データ処理装置。
2. 前記複数の図形要素が配置される空間を所定の分割規則に従って分割する領域分割部を有し、
   前記図形要素抽出部は、前記空間上に配置された前記複数の図形要素が前記空間内の同一の分割領域内に存在することを前記所定の基準として、前記同一の分割領域内に存在する図形要素を抽出するよう構成され、
   前記図形要素データ作成部は、前記同一の分割領域内に存在する前記抽出された図形要素を１つの図形要素として、前記同一の分割領域内に存在する前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成するよう構成されている請求項１に記載の図形データ処理装置。
3. 前記空間上の隣接した第１及び第２の分割領域にまたがる図形要素が存在する場合、前記図形要素抽出部は、前記第１及び第２の分割領域にまたがる前記図形要素を前記第１及び第２の領域の境界で切断して、前記第１の領域内に存在する図形要素と、前記第２の領域内に存在する図形要素に分けるよう構成されている請求項２に記載の図形データ処理装置。
4. 前記領域分割部は、平面である前記空間を正方格子に分割するよう構成されている請求項２又は３に記載の図形データ処理装置。
5. 前記領域分割部は、前記複数の図形要素を含む図面の縮尺を基準として、前記複数の図形要素が配置される空間を分割する分割領域の大きさを決定するよう構成されている
   請求項２から４のいずれか１つに記載の図形データ処理装置。
6. 前記複数の図形要素のそれぞれを代表する代表座標値を算出する代表値算出部を有し、
   前記図形要素抽出部は、前記複数の図形要素のそれぞれを代表する代表座標値が同一のグループに属することを前記所定の基準として、前記同一のグループに属する図形要素を抽出するよう構成され、
   前記図形要素データ作成部は、前記同一のグループに属する前記抽出された図形要素を１つの図形要素として、前記同一のグループに属する前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成するよう構成されている請求項１に記載の図形データ処理装置。
7. 前記代表値算出部は、前記複数の図形要素のそれぞれの前記代表座標値として、前記複数の図形要素のそれぞれの重心座標を算出するよう構成され、
   前記図形要素抽出部は、前記複数の図形要素のそれぞれの前記重心座標に対して所定の計算方法による計算を行い、その計算結果が同一となる図形要素を前記同一のグループに属する図形要素として抽出するよう構成されている請求項６に記載の図形データ処理装置。
8. 前記図形要素抽出部は、前記所定の計算方法として、前記複数の図形要素のそれぞれの前記重心座標を所定の値で割った商を求める計算を行い、その計算結果により得られた商が同一となる図形要素を前記同一のグループに属する図形要素として抽出するよう構成されている請求項７に記載の図形データ処理装置。
9. 前記図形要素抽出部は、前記複数の図形要素を含む図面の縮尺を基準として、前記同一のグループに属する図形要素であると判断する範囲を決定するよう構成されている請求項６から８のいずれか１つに記載の図形データ処理装置。
10. 前記図形要素データ作成部は、作成した前記１つの図形要素データを１つのレコードとしてデータベースに格納するよう構成されている請求項１から９のいずれか１つに記載の図形データ処理装置。
11. 複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行う図形データ処理方法であって、
    複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得ステップと、
    前記複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出ステップと、
    前記所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、前記所定の基準を満たす前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成ステップとを、
    有する図形データ処理方法。
12. 複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データから新たな図形要素データを作成する処理を行うための図形データ処理プログラムであって、
    複数の図形要素のそれぞれに対応する複数の図形要素データを取得する図形要素データ取得ステップと、
    前記複数の図形要素の中から、所定の基準を満たす図形要素を抽出する図形要素抽出ステップと、
    前記所定の基準を満たす図形要素を１つの図形要素として、前記所定の基準を満たす前記抽出された図形要素を含む１つの図形要素データを作成する図形要素データ作成ステップとを、
    コンピュータにより実行させるための図形データ処理プログラム。

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