JP2022108197A

JP2022108197A - 地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラム

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Publication number: JP2022108197A
Application number: JP2021003089A
Authority: JP
Inventors: 雅和橋本; Masakazu Hashimoto; 翔輔佐藤; Shosuke Sato; 健市川; Takeshi Ichikawa; 新那須野; Arata Nasuno; 香織天谷; Kaori Amaya
Original assignee: FUKKEN GIJUTSU CONSULTANT KK; Tohoku University NUC
Current assignee: FUKKEN GIJUTSU CONSULTANT KK; Tohoku University NUC
Priority date: 2021-01-12
Filing date: 2021-01-12
Publication date: 2022-07-25
Anticipated expiration: 2041-01-12
Also published as: JP6877706B1

Abstract

【課題】曲線状地形やその周辺の地域の全体像を、視覚的に把握しやすくすることができる地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムを提供する。【解決手段】あらかじめ、地表面の曲線状地形に沿って上空から撮影した画像データを取得しておく。その画像データ上で、曲線状地形の伸張方向に沿って設定された中心線上に、複数の測点を設け、各測点から中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける。画像データから各側線の間の複数の区域の画像を抽出し、各測点が直線上に並ぶよう、抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する。作成された変形画像を、各測点が並ぶ直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する。【選択図】図２

Description

本発明は、地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムに関する。

従来、河川や道路、水路、海岸線等の曲線状地形を把握するために、ＵＡＶ（Unmanned Aerial Vehicle）などで、上空からそれらの曲線状地形を撮影し、そのデジタル画像を用いて、市販の画像作成ソフトウェア等によりオルソモザイク画像や、鳥瞰図、三次元モデルなどを作成し、ディスプレイ等に表示することが一般的に行われている（例えば、非特許文献１参照）。また、作成した三次元モデルから、市販の三次元ＣＡＤシステム等を用いて、任意の位置の断面図を作成し、ディスプレイ等に表示することも一般的に行われている（例えば、非特許文献２参照）。また、地形や構造物といった対象物に対し、測量などにより取得した三次元点群データの任意の線に沿った縦断面図を作成する方法も開発されている（例えば、特許文献１または２参照）。

なお、本発明者等により、得られた画像データや標高データのデータ容量を小さくすることにより、パーソナルコンピュータを使用して、ディスプレイ等に表示された所定の地域の画像を見ながら、所望の位置の断面図を表示する等の様々な処理を行うことができるシステムが開発されている（例えば、特許文献３参照）。

Agisoft社「Metashape」のホームページ、[online]、［令和2年12月15日検索］、インターネット〈URL : http://www.agisoft.com〉川田テクノシステム株式会社、「V-nasClair」のホームページ、[online]、［令和2年12月15日検索］、インターネット〈URL : https://www.kts.co.jp/seijyou/v_nasclair/index.html〉

特開２０１９－０２７９６０号公報特開２０２０－０２１３５２号公報特開２０２０－０８００３４号公報

非特許文献１や２に記載のような市販のシステム等を用いた断面図等の作成方法、ならびに、特許文献１および２に記載の縦断面図作成方法では、曲線状地形を表示する際には、曲線状地形が平面画像や平面図上でそのまま曲線状に表示されるため、曲線状地形やその周辺の地域の全体像を視覚的に把握しづらいという課題があった。

本発明は、このような課題に着目してなされたもので、曲線状地形やその周辺の地域の全体像を、視覚的に把握しやすくすることができる地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る地形表示方法は、地表面の曲線状地形に沿って、前記曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影した画像データを、あらかじめ取得しておく画像取得ステップと、前記画像取得ステップで取得された前記画像データ上に、前記曲線状地形の伸張方向に沿った中心線を設定する中心線設定ステップと、前記中心線設定ステップで設定された前記中心線上に、所定の距離間隔で複数の測点を設け、前記画像データ上で、各測点から前記中心線に対して垂直方向に、前記中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける側線設定ステップと、前記画像データから、前記側線設定ステップで設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出する画像抽出ステップと、各測点が前記所定の距離間隔で直線上に並ぶよう、前記画像抽出ステップで抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ前記直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する変形画像作成ステップと、前記変形画像作成ステップで作成された前記変形画像を、各測点が並ぶ前記直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する変形画像表示ステップとを、有することを特徴とする。

本発明に係る地形表示システムは、地表面の曲線状地形に沿って、前記曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影した画像データを、あらかじめ取得しておく画像取得手段と、前記画像取得手段で取得された前記画像データ上で、前記曲線状地形の伸張方向に沿って設定された中心線上に、所定の距離間隔で複数の測点を設け、各測点から前記中心線に対して垂直方向に、前記中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける側線設定手段と、前記画像データから、前記側線設定手段で設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出する画像抽出手段と、各測点が前記所定の距離間隔で直線上に並ぶよう、前記画像抽出手段で抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ前記直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する変形画像作成手段と、前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像を、各測点が並ぶ前記直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する変形画像表示手段とを、有することを特徴とする。

本発明に係る地形表示プログラムは、コンピュータを、地表面の曲線状地形に沿って、前記曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影した画像データを、あらかじめ取得しておく画像取得手段、前記画像取得手段で取得された前記画像データ上で、前記曲線状地形の伸張方向に沿って設定された中心線上に、所定の距離間隔で複数の測点を設け、各測点から前記中心線に対して垂直方向に、前記中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける側線設定手段、前記画像データから、前記側線設定手段で設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出する画像抽出手段、各測点が前記所定の距離間隔で直線上に並ぶよう、前記画像抽出手段で抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ前記直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する変形画像作成手段、前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像を、各測点が並ぶ前記直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する変形画像表示手段、として機能させることを特徴とする。

本発明に係る地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムは、地表面の曲線状地形に沿って、曲線状地形およびその周辺の地域を上空から撮影した画像データから、曲線状地形の伸張方向に沿った中心線上に設けられた各測点が直線上に並ぶよう変形画像を作成するため、曲線状地形を直線状にして平面画像や平面図として表示することができる。これにより、曲線状地形およびその周辺の地域の環境や地形等の全体像を、視覚的に把握しやすくすることができる。また、作成した変形画像を、任意の倍率で拡大または縮小して表示することにより、曲線状地形およびその周辺の地域の環境や地形等を、より見やすくすることができる。

本発明に係る地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムで、曲線状地形は、例えば、河川、道路、水路、または海岸線など、蛇行している地形や折れ曲がっている地形など、平面視で曲線状を成している地形であればいかなるものであってもよい。また、画像データは、上空から撮影されたものであれば、いかなる方法で撮影されたものであってもよく、例えば、ＵＡＶ等により撮影されたものであってもよい。また、画像データは、上空から撮影した画像をオルソ画像に変換したものであることが好ましい。

本発明に係る地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムで、変形画像を作成するとき、各測点の並び順はそのままで、各測点を直線上に並べることが好ましい。また、各測点が並ぶ直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させる際には、各区域の各測点または各測点の間の直線からの距離に応じた倍率で、各区域の画像を変形させることが好ましい。

本発明に係る地形表示方法は、前記画像取得ステップで取得された前記画像データに対応する地域の三次元点群データを取得する地形データ取得ステップと、前記地形データ取得ステップで取得された前記三次元点群データに基づいて、前記変形画像作成ステップで作成された前記変形画像中の地表面の標高を求める標高算出ステップとを、有することが好ましい。本発明に係る地形表示システムは、前記画像取得手段で取得された前記画像データに対応する地域の三次元点群データを取得する地形データ取得手段と、前記地形データ取得手段で取得された前記三次元点群データに基づいて、前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像中の地表面の標高を求める標高算出手段とを、有することが好ましい。本発明に係る地形表示プログラムは、前記コンピュータを、前記画像取得手段で取得された前記画像データに対応する地域の三次元点群データを取得する地形データ取得手段、前記地形データ取得手段で取得された前記三次元点群データに基づいて、前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像中の地表面の標高を求める標高算出手段、として機能させることが好ましい。三次元点群データは、測量により取得してもよく、ＵＡＶ等による画像データ撮影時の座標から、一般に公開されている三次元点群データを取得してもよい。

本発明に係る地形表示方法は、前記標高算出ステップで求められた前記標高に基づいて、前記変形画像作成ステップで作成された前記変形画像の、各測点が並ぶ前記直線に対して垂直な任意の断面、各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の鉛直断面、および各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の水平断面のうちの、少なくともいずれか１つの断面形状を表す地表面断面図を作成して表示する断面表示ステップを有することが好ましい。本発明に係る地形表示システムは、前記標高算出手段で求められた前記標高に基づいて、前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像の、各測点が並ぶ前記直線に対して垂直な任意の断面、各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の鉛直断面、および各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の水平断面のうちの、少なくともいずれか１つの断面形状を表す地表面断面図を作成して表示する断面表示手段を有することが好ましい。本発明に係る地形表示プログラムは、前記コンピュータを、前記標高算出手段で求められた前記標高に基づいて、前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像の、各測点が並ぶ前記直線に対して垂直な任意の断面、各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の鉛直断面、および各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の水平断面のうちの、少なくともいずれか１つの断面形状を表す地表面断面図を作成して表示する断面表示手段、として機能させることが好ましい。これらの場合、曲線状地形を直線状にした変形画像に対応した各種の地表面断面図を作成して表示することができる。これにより、曲線状地形およびその周辺の地域の環境や地形等の変化を、視覚的に把握しやすくすることができる。

本発明に係る地形表示方法で、前記断面表示ステップは、前記地表面断面図の地表面を示す各位置を、前記画像取得ステップで取得された前記画像データ中の対応する位置を含む所定の範囲の画像で表示してもよい。本発明に係る地形表示システムおよび地形表示プログラムで、前記断面表示手段は、前記地表面断面図の地表面を示す各位置を、前記画像取得手段で取得された前記画像データ中の対応する位置を含む所定の範囲の画像で表示してもよい。これらの場合、地表面断面図の地表面の状況を画像で確認できるため、特に、画像の色の情報により、地表面の植生等の状況を把握することができる。

本発明に係る地形表示方法は、前記標高算出ステップで求められた前記標高を示す標高図を作成し、前記変形画像表示ステップで表示された前記変形画像と同じ倍率で拡大または縮小して表示する標高図表示ステップを有することが好ましい。本発明に係る地形表示システムは、前記標高算出手段で求められた前記標高を示す標高図を作成し、前記変形画像表示手段で表示された前記変形画像と同じ倍率で拡大または縮小して表示する標高図表示手段を有することが好ましい。本発明に係る地形表示プログラムは、前記コンピュータを、前記標高算出手段で求められた前記標高を示す標高図を作成し、前記変形画像表示手段で表示された前記変形画像と同じ倍率で拡大または縮小して表示する標高図表示手段、として機能させることが好ましい。これらの場合、変形画像での標高や標高の変化を把握することができる。

本発明に係る地形表示方法で、前記変形画像表示ステップは、異なる時期に撮影された複数の前記画像データに対して前記変形画像作成ステップで作成された複数の前記変形画像を、同じ倍率で拡大または縮小して並べて表示してもよい。本発明に係る地形表示システムおよび地形表示プログラムで、前記変形画像表示手段は、異なる時期に撮影された複数の前記画像データに対して前記変形画像作成手段で作成された複数の前記変形画像を、同じ倍率で拡大または縮小して並べて表示してもよい。これらの場合、曲線状地形およびその周辺の地域の、時期や災害による環境や地形等の変化を容易に把握することができる。

本発明に係る地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムは、異なる時期に撮影された複数の前記画像データに対して作成された複数の地表面断面図を、並べて表示してもよい。また、異なる時期に撮影された複数の前記画像データに対して作成された複数の標高図を、並べて表示してもよい。これらの場合にも、曲線状地形およびその周辺の地域の、時期や災害による環境や地形等の変化を容易に把握することができる。

本発明によれば、曲線状地形やその周辺の地域の全体像を、視覚的に把握しやすくすることができる地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムを提供することができる。

本発明の実施の形態の地形表示システムの構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態の地形表示システムの処理手順を示すフローチャートである。本発明の実施の形態の地形表示システムの、中心線、測点および側線の設定方法を説明する、（ａ）画像データ上に曲線状地形の中心線を入力した平面図、（ｂ）測点および中心線を設定した平面図、（ｃ）側線を設定した平面図である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）撮影された画像データ（オルソ画像）、（ｂ）その画像データから作成した変形画像である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）２０１９年の夏に撮影された画像データから得られた変形画像、（ｂ）２０２０年の冬に撮影された画像データから得られた変形画像である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）２０１９年の夏に撮影された画像データから得られた標高図、（ｂ）２０２０年の冬に撮影された画像データから得られた標高図である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）所定の地域の変形画像、（ｂ）（ａ）中のＡ－Ａ’線での断面図、（ｃ）（ｂ）に示す断面図の地表面を示す各位置を、その地点の画像で表示した断面図である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）所定の地域の変形画像、（ｂ）（ａ）中のＢ－Ｂ’線での鉛直断面図である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）所定の地域の縦断面図、（ｂ）（ａ）中のＣ－Ｃ’線での水平断面図である。本発明の実施の形態の地形表示システムの、（ａ）所定の地域の縦断面図、（ｂ）（ａ）中のＤ－Ｄ’線での、その標高より低い場所を示す水平断面図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
図１乃至図１０は、本発明の実施の形態の地形表示方法、地形表示システム、および地形表示プログラムを示している。なお、本発明の実施の形態の地形表示方法は、本発明の実施の形態の地形表示システムにより好適に実施される方法であり、地形表示プログラムを利用してコンピュータに実行させることができる。

図１に示すように、本発明の実施の形態の地形表示システム１０は、コンピュータから成り、記憶手段１１と入力手段１２と表示手段１３と主制御部１４とを有している。記憶手段１１は、各種データを記憶可能なメモリから成っている。入力手段１２は、使用者が各種データや情報を入力するためのキーボードやマウスなどから成っている。表示手段１３は、モニタ（ディスプレイ）から成っている。主制御部１４は、ＣＰＵから成り、演算機能および制御機能を有している。主制御部１４は、入力手段１２、記憶手段１１および表示手段１３に接続されて、それぞれを制御可能に構成されている。

記憶手段１１は、あらかじめ取得された曲線状地形に関する画像データを記憶しておくよう構成されている。画像データは、地表面の曲線状地形に沿って、曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影し、オルソ画像に変換したものから成っている。また、記憶手段１１は、その他にも、主制御部１４で作成される標高や標高図、変形画像、三次元点群データ等を記憶するよう構成されている。

なお、曲線状地形は、蛇行している地形や折れ曲がっている地形など、平面視で曲線状を成している地形であり、例えば、河川、道路、水路、または海岸線などである。画像データは、例えば、ＵＡＶ等により上空から撮影した画像を、オルソ画像に変換したものである。

入力手段１２は、表示手段１３に表示された画像データ上で、使用者が、曲線状地形の伸張方向に沿って中心線を入力したり、その中心線上に設ける複数の測点の間隔を入力したり、各測点に設ける側線の長さを入力したりするよう構成されている。表示手段１３は、記憶手段１１に記憶された画像データや、標高図、変形画像、三次元点群データ、各種断面図等を表示可能に構成されている。

主制御部１４は、側線設定手段２１と画像抽出手段２２と変形画像作成手段２３と変形画像表示手段２４と地形データ取得手段２５と標高算出手段２６と標高図表示手段２７と断面表示手段２８とを有している。側線設定手段２１は、記憶手段１１に記憶された画像データ上で、使用者が入力手段１２により入力した中心線上に、使用者が入力手段１２により入力した間隔で、複数の測点を設けるよう構成されている。さらに、側線設定手段２１は、記憶手段１１に記憶された画像データ上で、各測点からその中心線に対して垂直方向に、中心線の両側方に向かって、使用者が入力手段１２により入力した長さで側線を設けるよう構成されている。

画像抽出手段２２は、記憶手段１１に記憶された画像データから、側線設定手段２１で設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出するよう構成されている。変形画像作成手段２３は、使用者が入力手段１２により入力した各測点の間隔で、並び順はそのままで各測点が直線上に並ぶよう、画像抽出手段２２で抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成し、記憶手段１１に記憶させるよう構成されている。また、変形画像作成手段２３は、変形画像を作成するとき、各区域の各測点または各測定の間の直線からの距離に応じた倍率で、各区域の画像を変形させるよう構成されている。

変形画像表示手段２４は、変形画像作成手段２３で作成し、記憶手段１１に記憶された変形画像を、各測点が並ぶ直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して、表示手段１３に表示させるよう構成されている。さらに、変形画像表示手段２４は、異なる時期に撮影された複数の画像データに対して、変形画像作成手段２３で作成された複数の変形画像を、同じ倍率で拡大または縮小して並べて、表示手段１３に表示可能に構成されている。

地形データ取得手段２５は、記憶手段１１に記憶された画像データに対応する地域の三次元点群データを、ＵＡＶ等による画像データ撮影時の座標から、インターネット経由等で取得して、記憶手段１１に記憶させるよう構成されている。なお、三次元点群データは、測量によりあらかじめ取得しておき、記憶手段１１に記憶しておいてもよい。三次元点群データは、例えば、水平方向に２ｃｍ間隔で三次元座標を有している。

標高算出手段２６は、記憶手段１１に記憶された三次元点群データに基づいて、変形画像作成手段２３で作成された変形画像中の地表面の標高を求め、記憶手段１１に記憶させるよう構成されている。標高図表示手段２７は、標高算出手段２６で求められた標高を示す標高図を作成し、記憶手段１１に記憶させるよう構成されている。さらに、標高図表示手段２７は、作成した標高図を、変形画像表示手段２４で表示した変形画像と同じ倍率で拡大または縮小して、表示手段１３に表示させるよう構成されている。

断面表示手段２８は、記憶手段１１に記憶された標高に基づいて、変形画像作成手段２３で作成された変形画像の、各測点が並ぶ直線に対して垂直な任意の断面、各測点が並ぶ直線に対して平行な任意の鉛直断面、および、各測点が並ぶ直線に対して平行な任意の水平断面から成る各種の地表面断面図を作成し、任意の倍率で表示手段１３に表示させるよう構成されている。また、断面表示手段２８は、地表面断面図の地表面を示す各位置を、記憶手段１１に記憶された画像データ中の対応する位置を含む所定の範囲の画像で表示可能に構成されている。

次に、本発明の実施の形態の地形表示システム１０の処理手順および作用について、図２を参照しながら説明する。図２に示すように、まず、あらかじめ、地表面の曲線状地形に沿って、その曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影し、取得した画像データを記憶手段１１に記憶させておく（ステップ３１）。また、その画像データに対応する地域の三次元点群データを、既に公開されている三次元点群データから、インターネット経由で取得し、記憶手段１１に記憶させておく（ステップ３２）。

記憶手段１１に記憶された画像データを表示手段１３に表示させ、使用者に対して、曲線状地形の伸張方向に沿った中心線や、その中心線上に設ける複数の測点の間隔、各測点に設ける側線の長さの入力を求める。使用者が中心線や測点の間隔、側線の長さを入力すると（ステップ３３）、側線設定手段２１により、画像データ上に中心線および複数の測点を設け、各測点から中心線に対して垂直方向に、中心線の両側方に向かって側線を設ける（ステップ３４）。

具体的な一例では、図３（ａ）に示すように、使用者により不規則な間隔で入力された曲線状地形の中心点を結び、中心線２１ａを設定する。次に、図３（ｂ）に示すように、その線上に、使用者が入力した間隔で測点２１ｂを設定し、各測点２１ｂを結び、新たな中心線２１ｃとする。図３（ｂ）に示す一例では、各測点２１ｂの間隔は１０ｍである。次に、図３（ｃ）に示すように、各測点２１ｂから、その測点２１ｂを挟んだ前後の測点２１ｂを結ぶ直線に対して垂直方向に、中心線２１ｃの両側方に向かって、使用者が入力した長さで側線２１ｄを設ける。図３（ｃ）に示す一例では、側線２１ｄの長さは、測点２１ｂから両側方に向かってそれぞれ４０ｍである。なお、側線２１ｄは、各測点２１ｂとその前後いずれか一方の測点２１ｂとを結ぶ直線に対して垂直方向に設けてもよい。

図２に示すように、中心線、各測点、各側線を設けたならば、画像抽出手段２２により、画像データから、各側線の間の区域の画像を抽出する（ステップ３５）。変形画像作成手段２３により、並び順はそのままで各測点が直線上に並ぶよう、画像抽出手段２２で抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する（ステップ３６）。変形画像表示手段２４により、作成された変形画像を、各測点が並ぶ直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する（ステップ３７）。

具体的な一例として、仙台市内を流れる梅田川を曲線状地形とし、七北田川との合流点から上流１７００ｍｍの区間をＵＡＶで上空から撮影して画像データを取得した。取得した画像データから、ステップ３２～３６に従って変形画像を作成した。取得した画像データ（オルソ画像）および変形画像を、それぞれ図４（ａ）および（ｂ）に示す。図４に示すように、変形画像により、画像データ上での曲線状地形を直線状にして、平面画像として表示することができる。これにより、曲線状地形およびその周辺の地域の環境や地形等の全体像を、視覚的に把握しやすくすることができる。例えば、曲線状地形が河川の場合には、ボトルネックの位置や堤防の位置等を容易に把握することができる。また、作成した変形画像を、任意の倍率で拡大または縮小して表示することにより、曲線状地形およびその周辺の地域の環境や地形等を、より見やすくすることができる。

また、図５に示すように、変形画像表示手段２４は、異なる時期に撮影された複数の画像データに対して作成された複数の変形画像を、同じ倍率で拡大または縮小して並べて表示することもできる。図５（ａ）は、図４（ｂ）に示す変形画像と同じ範囲の地域について、２０１９年の夏に撮影された画像データから得られた変形画像であり、図５（ｂ）は、２０２０年の冬に撮影された画像データから得られた変形画像である。これにより、曲線状地形およびその周辺の地域の、時期や災害による環境や地形等の変化を容易に把握することができる。

次に、図２に示すように、標高算出手段２６により、記憶手段１１に記憶された三次元点群データに基づいて、作成された変形画像中の地表面の標高を求める（ステップ３８）。求めた標高から、標高図表示手段２７により標高図を作成し、変形画像と同じ倍率で拡大または縮小して表示する（ステップ３９）。これにより、変形画像での標高や標高の変化を把握することができる。なお、標高図は、地表面の標高を表示可能であればいかなる図面であってもよく、例えば、標高を色分けして表示した図面や、等高線図などである。

作成された標高図の一例を、図６に示す。図６（ａ）は、２０１９年の夏に撮影された画像データから得られた標高図であり、図５（ａ）の変形画像に対応している。また、図６（ｂ）は、２０２０年の冬に撮影された画像データから得られた標高図であり、図５（ｂ）の変形画像に対応している。図６（ａ）および（ｂ）に示すように、標高図表示手段２７は、異なる時期に撮影された複数の画像データに対して作成された複数の標高図を、並べて表示することもできる。これにより、曲線状地形およびその周辺の地域の、時期や災害による植生等の環境の変化や、地形の変化等を容易に把握することができる。

次に、図２に示すように、断面表示手段２８により、変形画像の、各測点が並ぶ直線に対して垂直な任意の断面、各測点が並ぶ直線に対して平行な任意の鉛直断面、および、各測点が並ぶ直線に対して平行な任意の水平断面から成る各種の地表面断面図を作成し、任意の倍率で表示する（ステップ４０）。これにより、変形画像に対応した各種の地表面断面図を作成して表示することができ、曲線状地形およびその周辺の地域の環境や地形等の変化を、視覚的に把握しやすくすることができる。

地表面断面図の具体的な例として、変形画像の、各測点が並ぶ直線に対して垂直な断面図を、図７（ｂ）に示す。なお、図７（ｂ）には、地表面での各点の標高を、その点を中心とした直径２０ｃｍの円の範囲内での、最高地点の標高および最低地点の標高で表した２つの断面図を示している。その他にも、例えば、地表面での各点の標高を、最高地点と最低地点の中間の標高で表してもよい。また、地表面断面図の他の具体的な例として、変形画像の、各測点が並ぶ直線に対して平行な鉛直断面を、図８（ｂ）に示す。また、変形画像の、各測点が並ぶ直線に対して平行な水平断面を、図９（ｂ）に示す。

その他にも、図１０（ｂ）に示すように、断面表示手段２８は、変形画像の、各測点が並ぶ直線に対して平行な水平断面であって、任意の標高よりも低い場所を、色分けして表示したものも作成することができる。また、図７（ｃ）に示すように、断面表示手段２８は、図７（ｂ）に示す断面図の地表面を示す各位置を、画像データ中の対応する位置を含む所定の範囲（例えば、直径２０ｃｍの円内）の画像で表示することもできる。同様に、図８（ｂ）や図９（ｂ）に示す断面図の地表面を示す各位置を、画像データ中の対応する位置を含む所定の範囲の画像で表示してもよい。これにより、地表面断面図の地表面の状況を画像で確認できるため、特に、画像の色の情報により、地表面の植生等の状況を把握することができる。

なお、本発明の実施の形態の地形表示プログラムは、例えば、通信回線を介して外部から提供されてもよく、ＣＤ（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷなど）、ＤＶＤ（ＤＶＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷなど）、ＵＳＢメモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で提供されてもよい。これらの場合、コンピュータは、その通信回線や記録媒体から地形表示プログラムを読み取ってコンピュータの内部記憶装置に転送し格納して用いることができる。また、本発明の実施の形態の地形表示プログラムを、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク等の記憶装置（記録媒体）に記録しておき、その記憶装置から通信回線を介してコンピュータに提供するようになっていてもよい。

ここで、コンピュータとは、ハードウェアとＯＳ（オペレーティングシステム）とを含む概念であり、ＯＳの制御の下で動作するハードウェアを意味している。また、ＯＳが不要で、アプリケーションプログラム単独でハードウェアを動作させるような場合には、そのハードウェア自体がコンピュータに相当する。ハードウェアは、少なくとも、ＣＰＵ等のマイクロプロセッサと、内部記憶装置や記録媒体に記録されたコンピュータプログラムを読み取るための手段とを備えている。

本発明の実施の形態の地形表示プログラムとしてのアプリケーションプログラムは、上述のようなコンピュータに実現させるプログラムコードを含んでいる。また、その機能の一部は、アプリケーションプログラムではなくＯＳによって実現されてもよい。

１０地形表示システム
１１記憶手段
１２入力手段
１３表示手段
１４主制御部

２１側線設定手段
２２画像抽出手段
２３変形画像作成手段
２４変形画像表示手段
２５地形データ取得手段
２６標高算出手段
２７標高図表示手段
２８断面表示手段

２１ａ中心線
２１ｂ測点
２１ｃ（新たな）中心線
２１ｄ側線

Claims

地表面の曲線状地形に沿って、前記曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影した画像データを、あらかじめ取得しておく画像取得ステップと、
前記画像取得ステップで取得された前記画像データ上に、前記曲線状地形の伸張方向に沿った中心線を設定する中心線設定ステップと、
前記中心線設定ステップで設定された前記中心線上に、所定の距離間隔で複数の測点を設け、前記画像データ上で、各測点から前記中心線に対して垂直方向に、前記中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける側線設定ステップと、
前記画像データから、前記側線設定ステップで設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出する画像抽出ステップと、
各測点が前記所定の距離間隔で直線上に並ぶよう、前記画像抽出ステップで抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ前記直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する変形画像作成ステップと、
前記変形画像作成ステップで作成された前記変形画像を、各測点が並ぶ前記直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する変形画像表示ステップとを、
有することを特徴とする地形表示方法。
前記画像取得ステップで取得された前記画像データに対応する地域の三次元点群データを取得する地形データ取得ステップと、
前記地形データ取得ステップで取得された前記三次元点群データに基づいて、前記変形画像作成ステップで作成された前記変形画像中の地表面の標高を求める標高算出ステップとを、
有することを特徴とする請求項１記載の地形表示方法。
前記標高算出ステップで求められた前記標高に基づいて、前記変形画像作成ステップで作成された前記変形画像の、各測点が並ぶ前記直線に対して垂直な任意の断面、各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の鉛直断面、および各測点が並ぶ前記直線に対して平行な任意の水平断面のうちの、少なくともいずれか１つの断面形状を表す地表面断面図を作成して表示する断面表示ステップを有することを特徴とする請求項２記載の地形表示方法。
前記断面表示ステップは、前記地表面断面図の地表面を示す各位置を、前記画像取得ステップで取得された前記画像データ中の対応する位置を含む所定の範囲の画像で表示することを特徴とする請求項３記載の地形表示方法。
前記標高算出ステップで求められた前記標高を示す標高図を作成し、前記変形画像表示ステップで表示された前記変形画像と同じ倍率で拡大または縮小して表示する標高図表示ステップを有することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の地形表示方法。
前記変形画像表示ステップは、異なる時期に撮影された複数の前記画像データに対して前記変形画像作成ステップで作成された複数の前記変形画像を、同じ倍率で拡大または縮小して並べて表示することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の地形表示方法。
前記曲線状地形は、河川、道路、水路、または海岸線であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の地形表示方法。
地表面の曲線状地形に沿って、前記曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影した画像データを、あらかじめ取得しておく画像取得手段と、
前記画像取得手段で取得された前記画像データ上で、前記曲線状地形の伸張方向に沿って設定された中心線上に、所定の距離間隔で複数の測点を設け、各測点から前記中心線に対して垂直方向に、前記中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける側線設定手段と、
前記画像データから、前記側線設定手段で設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出する画像抽出手段と、
各測点が前記所定の距離間隔で直線上に並ぶよう、前記画像抽出手段で抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ前記直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する変形画像作成手段と、
前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像を、各測点が並ぶ前記直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する変形画像表示手段とを、
有することを特徴とする地形表示システム。
コンピュータを、
地表面の曲線状地形に沿って、前記曲線状地形を含む所定の幅を有する地域を上空から撮影した画像データを、あらかじめ取得しておく画像取得手段、
前記画像取得手段で取得された前記画像データ上で、前記曲線状地形の伸張方向に沿って設定された中心線上に、所定の距離間隔で複数の測点を設け、各測点から前記中心線に対して垂直方向に、前記中心線の両側方に向かって所定の長さの側線を設ける側線設定手段、
前記画像データから、前記側線設定手段で設けられた各側線の間の複数の区域の画像を抽出する画像抽出手段、
各測点が前記所定の距離間隔で直線上に並ぶよう、前記画像抽出手段で抽出された各区域の画像を移動させると共に、各測点が並ぶ前記直線に対して各区域の画像の各側線が垂直になるよう、各区域の画像を変形させた変形画像を作成する変形画像作成手段、
前記変形画像作成手段で作成された前記変形画像を、各測点が並ぶ前記直線に対して平行方向および垂直方向に、任意の倍率で拡大または縮小して表示する変形画像表示手段、
として機能させることを特徴とする地形表示プログラム。