JP2024024519A - Estimation device, estimation method, and control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、推定装置、推定方法及び制御プログラムに関する。 The present invention relates to an estimation device, an estimation method, and a control program.
土石流等の上流から流れ出る有害な土砂を受け止める砂防堰堤、並びに、川底及び河岸が削られていくことを防ぐ治山堰堤等の堰堤が知られている。 BACKGROUND ART Sabo dams that catch harmful sediment flowing from upstream areas such as debris flows, and dams such as conservation dams that prevent riverbeds and riverbanks from being eroded are known.
例えば、特許文献1には、上流側から流れ込む土石流等の越流を阻止する一対の非越流部を備え、非越流部の間に、土石流等を透過させる透過部が形成されている砂防堰堤が記載されている。
For example,
堰堤を施工する前の計画段階において、堰堤の体積を容易、且つ、精度よく推定することが求められている。 In the planning stage before constructing a dam, it is required to easily and accurately estimate the volume of a dam.
本発明は、堰堤の体積を容易、且つ、精度よく推定することができる推定装置、推定方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an estimation device, an estimation method, and a control program that can easily and accurately estimate the volume of a dam.
本発明の一側面に係る推定装置は、堰堤が設置される地盤面の標高を示す数値標高データと、堰堤のうち地盤面よりも突出している地上部に対応する3次元地上部モデルデータとを取得する取得部と、数値標高データに基づいて、地盤面から堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げた、仮想地盤面の標高を示す仮想標高データを生成する仮想標高データ生成部と、仮想標高データに基づいて、3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデルを含み、且つ、仮想地盤面を下面とする3次元堰堤モデルを生成する堰堤モデル生成部と、生成した3次元堰堤モデルの体積を推定する推定部と、推定した体積に関する情報を出力する出力部と、を有することを特徴とする。 An estimation device according to one aspect of the present invention includes digital elevation data indicating the elevation of the ground surface on which the dam is installed, and three-dimensional above-ground part model data corresponding to the above-ground part of the dam that protrudes above the ground surface. A virtual elevation that indicates the elevation of the virtual ground surface, which is lowered from the ground surface by a value based on the penetration depth of the embedded part of the dam to be buried underground, based on the acquisition part to be obtained and the digital elevation data. A virtual elevation data generation unit that generates data, and a 3D dam model that includes a 3D ground part model corresponding to the 3D ground part model data and whose bottom surface is the virtual ground surface based on the virtual elevation data. The present invention is characterized in that it includes a dam model generating section for estimating the volume of the generated three-dimensional dam model, an estimating section for estimating the volume of the generated three-dimensional dam model, and an output section for outputting information regarding the estimated volume.
本発明の一側面に係る推定装置において、堰堤モデル生成部は、3次元地上部モデルの幅方向における端部に対して、堰堤のうち幅方向において地盤に貫入させる貫入部の貫入深さに基づく値の分だけ外側の位置から、鉛直方向の下方に延伸する平面を切断面とするように3次元堰堤モデルを生成することが好ましい。 In the estimation device according to one aspect of the present invention, the dam model generation unit is based on the penetration depth of the penetration portion of the dam that penetrates into the ground in the width direction with respect to the end in the width direction of the three-dimensional above ground model. It is preferable to generate the three-dimensional dam model so that the cut plane is a plane that extends downward in the vertical direction from a position outward by the value.
本発明の一側面に係る推定装置において、堰堤モデル生成部は、3次元地上部モデルデータに基づいて、3次元地上部モデルを幅方向及び下方にそれぞれ延伸した3次元延伸モデルを生成し、生成した3次元延伸モデルを、仮想地盤面と、切断面とで切断することによって3次元堰堤モデルを生成することが好ましい。 In the estimation device according to one aspect of the present invention, the dam model generation unit generates a three-dimensional stretched model by stretching the three-dimensional above-ground model in the width direction and downward, based on the three-dimensional above-ground model data; It is preferable to generate a three-dimensional dam model by cutting the three-dimensional stretched model at a virtual ground surface and a cut plane.
本発明の一側面に係る推定装置において、仮想標高データ生成部は、根入れ部の3次元地上部モデルの幅方向に沿った複数の位置における根入れ深さの平均値、中央値、最大値又は最小値を根入れ深さに基づく値として、仮想標高データを生成することが好ましい。 In the estimation device according to one aspect of the present invention, the virtual elevation data generation unit is configured to generate an average value, a median value, and a maximum value of penetration depths at a plurality of positions along the width direction of the three-dimensional above-ground model of the penetration portion. Alternatively, it is preferable to generate virtual elevation data using the minimum value as a value based on the embedment depth.
本発明の一側面に係る推定装置において、堰堤モデル生成部は、貫入部の流れ方向に沿った複数の位置における貫入深さの平均値、中央値、最大値又は最小値を貫入深さに基づく値として、3次元堰堤モデルを生成することが好ましい。 In the estimation device according to one aspect of the present invention, the dam model generation unit calculates the average value, median value, maximum value, or minimum value of the penetration depth at a plurality of positions along the flow direction of the penetration part based on the penetration depth. As a value, it is preferable to generate a three-dimensional dam model.
本発明の一側面に係る推定装置において、堰堤は、砂防堰堤又は治山堰堤であることが好ましい。 In the estimation device according to one aspect of the present invention, the dam is preferably an erosion control dam or a conservation dam.
本発明の一側面に係る推定方法は、コンピュータにより、堰堤が設置される地盤面の標高を示す数値標高データと、堰堤のうち地盤面よりも突出している地上部に対応する3次元地上部モデルデータとを取得し、数値標高データに基づいて、地盤面から堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げた、仮想地盤面の標高を示す仮想標高データを生成し、仮想標高データに基づいて、3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデルを含み、且つ、仮想地盤面を下面とする3次元堰堤モデルを生成し、生成した3次元堰堤モデルの体積を推定し、推定した体積に関する情報を出力する、ことを特徴とする。 The estimation method according to one aspect of the present invention uses digital elevation data indicating the elevation of the ground surface where the dam is installed and a three-dimensional above-ground part model corresponding to the above-ground part of the dam that protrudes above the ground surface. A virtual elevation that indicates the elevation of a virtual ground surface that has been lowered from the ground surface by a value based on the penetration depth of the embedded part of the dam to be buried underground, based on the digital elevation data. data, and based on the virtual elevation data, generate a 3D dam model that includes a 3D ground part model corresponding to the 3D ground part model data and has the virtual ground surface as the bottom surface, and It is characterized by estimating the volume of the dam model and outputting information regarding the estimated volume.
本発明の一側面に係る制御プログラムは、出力部を有するコンピュータの制御プログラムであって、堰堤が設置される地盤面の標高を示す数値標高データと、堰堤のうち地盤面よりも突出している地上部に対応する3次元地上部モデルデータとを取得し、数値標高データに基づいて、地盤面から堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げた、仮想地盤面の標高を示す仮想標高データを生成し、仮想標高データに基づいて、3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデルを含み、且つ、仮想地盤面を下面とする3次元堰堤モデルを生成し、生成した3次元堰堤モデルの体積を推定し、推定した体積に関する情報を出力部から出力することをコンピュータに実行させることを特徴とする。 A control program according to one aspect of the present invention is a control program for a computer having an output section, and includes digital elevation data indicating the elevation of the ground surface on which the dam is installed, and the ground surface of the dam that protrudes from the ground surface. Based on the digital elevation data, the elevation was lowered from the ground surface by a value based on the penetration depth of the embedded part of the dam to be buried underground. A three-dimensional dam that generates virtual elevation data indicating the elevation of a virtual ground surface, includes a three-dimensional ground part model corresponding to three-dimensional ground part model data based on the virtual elevation data, and has the virtual ground surface as the bottom surface. The present invention is characterized by causing a computer to generate a model, estimate the volume of the generated three-dimensional dam model, and output information regarding the estimated volume from an output unit.
本発明によれば、推定装置、推定方法及び制御プログラムは、堰堤の体積を容易、且つ、精度よく推定することができる。 According to the present invention, the estimation device, the estimation method, and the control program can easily and accurately estimate the volume of a dam.
以下、図面を参照して本発明の様々な実施形態について説明する。本発明の技術的範囲はこれらの実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等物に及ぶ点に留意されたい。 Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It should be noted that the technical scope of the present invention is not limited to these embodiments, but extends to the invention described in the claims and equivalents thereof.
図1は、推定装置1の概略構成の一例を示す図である。推定装置1は、コンピュータの一例であり、後述する数値標高データと、3次元地上部モデルデータとが入力されることによって、堰堤の体積を推定して、推定した堰堤の体積に関する情報を出力する。例えば、堰堤を施工する前の計画段階において、堰堤の施工者が堰堤の施工に必要な整備費用を推定するために、推定装置1は、堰堤の体積を推定する。堰堤の体積が推定されることにより、施工者は、計画段階において推定される体積と、過去に施工された堰堤の整備費用に基づく単位体積当たりの費用とに基づく整備費用を推定することができる。堰堤は、砂防堰堤又は治山堰堤である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a schematic configuration of an
推定装置1は、記憶部11、通信部12、表示部13、操作部14及び処理部15を備える。記憶部11は、プログラム又はデータを記憶する。記憶部11は、例えば、半導体メモリ装置を備える。記憶部11は、処理部15による処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。プログラムは、CD(Compact Disc)-ROM(Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)-ROM等のコンピュータ読み取り可能かつ非一時的な可搬型記憶媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部11にインストールされる。
The
通信部12は、出力部の一例である。通信部12は、推定装置1を他の装置と通信可能にする。通信部12は、通信インタフェース回路を備える。通信部12が備える通信インタフェース回路は、有線LAN(Local Area Network)又は無線LAN等の通信インタフェース回路である。通信部12は、データを他の装置から受信して処理部15に供給すると共に、処理部15から供給されたデータを他の装置に送信する。
The
表示部13は、出力部の一例である。表示部13は、画像を表示する。表示部13は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイを備える。表示部13は、処理部15から供給された表示データに基づいて画像を表示する。
The
操作部14は、推定装置1に対するユーザの入力操作を受け付ける。操作部14は、例えば、キーパッド、キーボード又はマウスを備える。操作部14は、表示部13と一体化されたタッチパネルを備えてもよい。操作部14は、ユーザの入力操作に応じた信号を生成して処理部15に供給する。
The
処理部15は、推定装置1の動作を統括的に制御するデバイスであり、一又は複数個のプロセッサ及びその周辺回路を備える。処理部15は、例えば、CPU(Central Processing Unit)を備える。処理部15は、GPU(Graphics Processing Unit)、DSP(Digital Signal Processor)、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等を備えてもよい。処理部15は、記憶部11に記憶されているプログラム並びに通信部12及び操作部14からの入力に基づいて推定装置1の各種処理が適切な手順で実行されるように、各構成の動作を制御すると共に、各種の処理を実行する。
The
処理部15は、取得部151、堰堤モデル生成部152、仮想標高データ生成部153、推定部154及び出力制御部155を機能ブロックとして備える。これらの各部は、処理部15によって実行されるプログラムによって実現される機能モジュールである。これらの各部は、ファームウェアとして推定装置1に実装されてもよい。
The
図2は、推定処理の一例を示すフローチャートである。推定処理は、予め記憶部11に記憶されているプログラムに基づき主に処理部15により推定装置1の各要素と協働して実行される。
FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of estimation processing. The estimation process is mainly executed by the
まず、取得部151は、数値標高データと、3次元地上部モデルデータとを取得する(ステップS101)。各データは記憶部11に予め記憶されており、取得部151は、予め記憶された各データを記憶部11から読み出すことによって取得する。取得部151は、通信部12を介して外部の情報処理装置から各データを受信することによって取得してもよい。
First, the
数値標高データは、航空レーザ測量又は写真測量等の測量手法によって計測された高さのデータに基づいて生成された地盤面のメッシュデータである。数値標高データは、水平面に沿った二次元の平面内の各区画(メッシュ)における地盤面の標高を示している。数値標高データは、計測された高さのデータから、建物及び橋等の人工構造物並びに樹木等の植生を除去し、南北及び東西方向に所定の間隔で標高値を内挿することによって生成される。数値標高データは、数値標高モデル(Digital Elevation Model、DEM)とも呼ばれる。数値標高データは、外部の情報処理装置で生成される。数値標高データは、推定装置1で生成されてもよい。
The digital elevation data is mesh data of the ground surface generated based on height data measured by a surveying method such as aerial laser surveying or photogrammetry. The digital elevation data indicates the elevation of the ground surface in each section (mesh) within a two-dimensional plane along the horizontal plane. Digital elevation data is generated by removing artificial structures such as buildings and bridges, as well as vegetation such as trees, from the measured height data, and interpolating elevation values at predetermined intervals in the north-south and east-west directions. Ru. Digital elevation data is also called a digital elevation model (DEM). Digital elevation data is generated by an external information processing device. The digital elevation data may be generated by the
3次元地上部モデルデータは、堰堤のうち地盤面よりも突出している地上部に対応する3次元地上部モデルを表すための数値データである。例えば、3次元地上部モデルは、計画段階において、推定装置1にインストールされた公知の3次元製図ソフトウェアを用いて、施工者による操作部14に対する入力操作に応じて生成された3次元ソリッドモデルである。即ち、3次元地上部モデルは、複数の頂点データ、稜線データ、面データ、3次元地上部モデルの属性情報等を含み、且つ、体積を持った(中身の詰まった)地上部の3次元構造を示している。3次元地上部モデルは、計画段階において、外部の情報処理装置にインストールされた公知の3次元製図ソフトウェアを用いて外部の情報処理装置で生成されてもよい。3次元地上部モデルは、複数の頂点データ、稜線データ、面データのみを含む3次元サーフェスモデルであってもよい。
The three-dimensional above-ground part model data is numerical data representing a three-dimensional above-ground part model corresponding to the above-ground part of the dam that protrudes from the ground surface. For example, the 3D above-ground model is a 3D solid model that is generated in the planning stage using known 3D drafting software installed in the
一般に、地上部のみに対応している3次元地上部モデルデータのデータ容量は、地上部と、地中に埋没させる根入れ部とを含む3次元堰堤モデルデータのデータ容量と比較して小さい。このため、推定装置1は、処理対象となるデータの容量を削減することができる。また、処理対象となるデータの容量が小さいため、推定装置1は、堰堤の体積を推定するまでに掛かる時間を短くすることができる。
Generally, the data capacity of three-dimensional above-ground part model data that corresponds only to the above-ground part is smaller than the data capacity of three-dimensional dam model data that includes the above-ground part and the embedded part to be buried underground. Therefore, the
また、計画段階において地上部と根入れ部とを含む3次元堰堤モデルを生成する場合、地上部の形状は容易に設計可能であるが、根入れ部の形状は地盤面に合わせて細かく設計する必要があるため、3次元堰堤モデルの生成に時間が掛かる。これにより、堰堤の体積を推定するまでに掛かる時間が長くなる可能性がある。一方、推定装置1は、計画段階において3次元地上部モデルを生成する場合、地上部の形状のみを設計することにより、地上部と根入れ部とを含む3次元堰堤モデルを生成する場合と比較して、3次元地上部モデルの生成に掛かる時間を短くすることができる。結果として、推定装置1は、堰堤の体積を推定するまでに掛かる時間を短くすることができる。
In addition, when generating a three-dimensional dam model that includes an above-ground part and an embedding part at the planning stage, the shape of the above-ground part can be easily designed, but the shape of the embedding part must be designed in detail according to the ground surface. Therefore, it takes time to generate a three-dimensional dam model. This may increase the amount of time it takes to estimate the volume of the dam. On the other hand, when the
図3は、数値標高データと、3次元地上部モデルデータとを示す模式図である。図3には、数値標高データに対応する地盤面301と、3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデル302とを含む3次元製図データ300が示されている。3次元製図データ300は、公知の3次元製図ソフトウェアのデータ形式を有する3次元CADデータである。3次元製図データ300は、3次元地上部モデルデータに対応する複数の頂点データ、稜線データ、面データ等を含む。また、3次元製図データ300は、地盤面301のメッシュデータに含まれる各メッシュの標高値等を含む。
FIG. 3 is a schematic diagram showing digital elevation data and three-dimensional above-ground model data. FIG. 3 shows three-dimensional drafting data 300 including a
図3に示すように、地盤面301には、山面303と、谷面304とが含まれる。山面303は、堰堤が設置される所定のエリアにおける山に対応する。谷面304は、堰堤が設置される所定のエリアにおける谷に対応する。山面303と、谷面304との境界は、例えば3次元製図データ300内の隣接するメッシュ間の標高値の差分を算出して、その差分値が所定の閾値以上となるメッシュ間に設定される。3次元地上部モデル302は、施工者による操作部14に対する入力操作に応じて、3次元製図データ300上において、山と山との間で、谷を塞ぐように設置される。
As shown in FIG. 3, the
以下では、3次元地上部モデル302の長手方向(図3におけるX方向)、即ち3次元地上部モデル302が一方の山から他方の山へ向かって延伸する方向を3次元地上部モデル302の幅方向と称する場合がある。幅方向は、3次元地上部モデル302の高さ方向(図3におけるY方向)及び谷の上流側から下流側へ向かう方向(図3におけるZ方向)と直交する。以降の実施形態において、3次元地上部モデル302の幅方向を単に幅方向と称し、3次元地上部モデル302の高さ方向を単に高さ方向と称し、谷の上流側から下流側へ向かう方向を流れ方向と称する場合がある。
Below, the width of the 3D above
図4(a)は谷の下流側から見た図3に示す3次元地上部モデル302を示し、図4(b)は幅方向から見た図3に示す3次元地上部モデル302を示す。図4(a)及び(b)に示すように、3次元地上部モデル302は、上流側面305、下流側面306、上面307及び下面308を有する。上流側面305は、谷の上流側を向く面である。下流側面306は、谷の下流側を向く面である。上面307は、3次元地上部モデル302を鉛直方向の上方から見た面である。下面308は、地盤面301に沿って延伸する面である。
4(a) shows the three-dimensional above-
次に、堰堤モデル生成部152は、3次元地上部モデルデータに基づいて、3次元地上部モデルを幅方向及び下方にそれぞれ延伸した3次元延伸モデルを生成する(ステップS102)。
Next, the dam
図5は、3次元延伸モデルを示す模式図である。図5には、堰堤モデル生成部152によって3次元地上部モデル302に基づいて生成された3次元延伸モデル309を含む3次元製図データ400が示されている。3次元製図データ400は、3次元製図データ300と同様に、公知の3次元製図ソフトウェアのデータ形式を有する3次元CADデータである。3次元延伸モデル309は、3次元地上部モデル302と同様に、3次元ソリッドモデルである。図5に示すように、堰堤モデル生成部152は、図3に示す3次元地上部モデル302に対して、操作部14に対する施工者の入力操作に応じて幅方向及び3次元地上部モデル302の下方にそれぞれ延伸する所定の処理を実行する。堰堤モデル生成部152は、所定の処理を実行することによって、3次元地上部モデル302を幅方向及び3次元地上部モデル302の下方にそれぞれ延伸した3次元延伸モデル309を生成する。即ち、3次元延伸モデル309は、3次元地上部モデル302を含んでいる。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a three-dimensional stretched model. FIG. 5 shows three-dimensional drawing data 400 including a three-dimensional stretched
図6(a)は谷の下流側から見た図5に示す3次元延伸モデル309を示し、(b)は幅方向から見た図5に示す3次元延伸モデル309を示す。図6(a)及び(b)に示すように、堰堤モデル生成部152は、上流側面305及び下流側面306それぞれにおいて下面308と接している平面に沿って、下面308の高さ方向の下方及び幅方向の外側(地中)に向かって延伸する。これにより、堰堤モデル生成部152は、3次元延伸モデル309を生成する。3次元延伸モデル309の形状は、流れ方向から見た場合、略長方形状を有しており、幅方向から見た場合、略台形状を有している。
6(a) shows the three-dimensional stretched
次に、仮想標高データ生成部153は、数値標高データに基づいて、仮想標高データを生成する(ステップS103)。仮想標高データは、水平面に沿った二次元の平面内の各区画(メッシュ)における仮想地盤面の標高を示している。仮想地盤面は、堰堤が設置される地盤面を、堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに相当する値だけ下げた地盤面である。根入れ深さは、堰堤の施工者によって予め設定されている。仮想標高データ生成部153は、地盤面から根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げることによって、仮想地盤面に対応する仮想標高データを生成する。例えば、仮想標高データ生成部153は、根入れ部の幅方向に沿った複数の位置における根入れ深さの平均値、中央値、最大値又は最小値を根入れ深さに基づく値として、仮想標高データを生成する。
Next, the virtual elevation
図7(a)は谷の下流側から見た仮想標高データに対応する仮想地盤面310を含む3次元延伸モデル309を示し、(b)は幅方向から見た仮想地盤面310を含む3次元延伸モデル309を示す。図7(a)及び(b)には、堰堤モデル生成部152によって生成された3次元延伸モデル309と共に、仮想標高データ生成部153によって数値標高データに基づいて生成された仮想標高データに対応する仮想地盤面310が示されている。仮想標高データ生成部153は、仮想標高データの各メッシュの標高を、数値標高データの対応する各メッシュの標高から根入れ深さDを減算した値に設定する。これにより、図7(a)及び(b)に示すように、仮想標高データ生成部153は、設定した値となった仮想標高データの各メッシュの標高に対応する仮想標高データを生成することができる。
FIG. 7(a) shows a three-dimensional stretched
次に、堰堤モデル生成部152は、仮想標高データに基づいて、3次元地上部モデルを含み、且つ、堰堤全体を示す3次元堰堤モデルを生成する(ステップS104)。堰堤モデル生成部152は、仮想地盤面を下面とするように3次元堰堤モデルを生成する。また、堰堤モデル生成部152は、3次元地上部モデルの幅方向における端部に対して、堰堤のうち幅方向において地盤に貫入させる貫入部の貫入深さに基づく値の分だけ外側の位置から、鉛直方向の下方に延伸する平面を切断面とするように3次元堰堤モデルを生成する。貫入深さは、堰堤の施工者によって予め設定されている。堰堤モデル生成部152は、生成した3次元延伸モデルを、仮想地盤面と、上記の切断面とで切断することによって3次元堰堤モデルを生成する。例えば、堰堤モデル生成部152は、貫入部の流れ方向に沿った複数の位置における貫入深さの平均値、中央値、最大値又は最小値を貫入深さに基づく値として、3次元堰堤モデルを生成する。
Next, the dam
図8(a)及び(b)は、3次元堰堤モデルの切断面を設定する過程を説明するための模式図である。図8(a)及び(b)に示すように、堰堤モデル生成部152は、切断面311を設定する。切断面311は、3次元地上部モデル302の幅方向における端部の位置P11,P21に対して、幅方向に貫入部の貫入深さWに基づく値の分だけ外側の位置P12,P22から、高さ方向の下方に延伸している。堰堤モデル生成部152は、3次元延伸モデル309を、仮想地盤面310と、切断面311とで切断する。
FIGS. 8A and 8B are schematic diagrams for explaining the process of setting the cutting plane of the three-dimensional dam model. As shown in FIGS. 8A and 8B, the dam
例えば、堰堤モデル生成部152は、切断面311の高さ方向における長さを、位置P11,P21から仮想地盤面310まで、高さ方向の下方に引いた直線Lの長さと一致させる。また、堰堤モデル生成部152は、仮想地盤面310の幅方向における端部の位置を、位置P11,P21から高さ方向の下方に延伸している平面と仮想地盤面310とが交わる位置P13,P23とする。さらに、堰堤モデル生成部152は、切断面311の高さ方向における下端部の位置P14,P24から位置P13,P23に向かって延伸する切断面312を設定する。堰堤モデル生成部152は、3次元延伸モデル309を、仮想地盤面310と、切断面311と、切断面312とで切断する。これにより、堰堤モデル生成部152は、3次元堰堤モデルを生成することができる。3次元堰堤モデルは、3次元地上部モデル302及び3次元延伸モデル309と同様に、3次元ソリッドモデルである。
For example, the dam
図9(a)は谷の下流側から見た3次元堰堤モデル313を示し、(b)は幅方向から見た3次元堰堤モデル313を示す。図9(a)及び(b)には、堰堤モデル生成部152によって3次元延伸モデル309から切り出された3次元堰堤モデル313が示されている。
FIG. 9(a) shows the three-
図9(a)及び(b)に示すように、堰堤モデル生成部152は、3次元堰堤モデル313の地盤面301より下側の領域(空間)のうち、幅方向において位置P11,P21より内側の領域を堰堤の根入れ部に対応する3次元根入れ部モデル314として設定する。また、堰堤モデル生成部152は、3次元堰堤モデル313の地盤面301より下側の領域(空間)のうち、位置P11,P21より外側の領域を堰堤の貫入部に対応する3次元貫入部モデル315として設定する。堰堤モデル生成部152は、3次元地上部モデル302、3次元根入れ部モデル314及び3次元貫入部モデル315を含む3次元堰堤モデル313を生成する。
As shown in FIGS. 9(a) and 9(b), the dam
次に、推定部154は、生成した3次元堰堤モデルの体積を推定する(ステップS105)。例えば、推定部154は、3次元空間を3軸方向に同一サイズ単位で分割した立方体のボクセルを設定する。推定部154は、3次元堰堤モデルと重なるボクセルの数から、3次元堰堤モデルの体積を推定する。図9(a)及び(b)に示す3次元堰堤モデル313の体積を推定する場合、推定部154は、3次元地上部モデル302、3次元根入れ部モデル314及び3次元貫入部モデル315それぞれの体積を算出する。さらに、推定部154は、算出した3次元地上部モデル302、3次元根入れ部モデル314及び3次元貫入部モデル315それぞれの体積の合計値を3次元堰堤モデル313の体積として推定する。
Next, the
最後に、出力制御部155は、推定した体積に関する情報を出力し(ステップS106)、一連の推定処理を終了する。出力制御部155は、推定部154によって推定された体積に関する情報を表示部13に表示することにより出力する。出力制御部155は、通信部12を介して、推定部154によって推定された体積に関する情報を外部の情報処理装置に送信することにより、出力してもよい。出力制御部155は、例えば推定部154によって推定された体積の値を、推定した体積に関する情報として出力する。出力制御部155は、推定部154によって推定された体積に基づいて推定される整備費用を、推定した体積に関する情報として出力してもよい。その場合、推定装置1は、例えば3次元堰堤モデル313の体積と、堰堤の施工に必要な整備費用との関係を示すテーブルを予め記憶部11に記憶しておく。出力制御部155は、記憶部11に記憶されたテーブルを参照し、推定部154により推定された体積に対応する整備費用を堰堤の施工に必要な整備費用として特定する。
Finally, the
以上詳述したように、推定装置1は、3次元地上部モデルデータに対して根入れ深さに相当する大きさだけ増大させた3次元堰堤モデルを用いることによって、堰堤の体積を容易、且つ、精度よく推定することができる。
As described in detail above, the
図10(a)、(b)及び(c)は、推定装置1の効果を説明するための模式図である。図10(a)、(b)及び(c)に示すように、3次元堰堤モデル500には、3次元地上部モデル501と、3次元根入れ部モデル502と、3次元貫入部モデル503とが含まれている。3次元地上部モデル501の形状及びサイズは、図9(a)及び(b)に示す3次元堰堤モデル313の3次元地上部モデル302と略一致する。また、3次元堰堤モデル500の3次元根入れ部モデル502及び3次元貫入部モデル503の形状及びサイズは、地盤面504に合わせて細かく設計されている。
FIGS. 10A, 10B, and 10C are schematic diagrams for explaining the effects of the
図10(a)に示すように、実際に設計される3次元堰堤モデル500の根入れ深さは、幅方向の位置毎に異なる。しかしながら、全体としてみると、3次元根入れ部モデル502の体積は、根入れ部全体の根入れ深さが3次元堰堤モデル500の根入れ深さの平均値Daveと同じであるものとして算出される3次元根入れ部モデル314の体積と近似する。同様に、図10(c)に示すように、実際に設計される3次元堰堤モデル500の貫入深さは、流れ方向の位置毎に異なる。しかしながら、3次元貫入部モデル503の体積は、貫入部全体の貫入深さが3次元堰堤モデル500の貫入深さの平均値Waveと同じであるものとして算出される3次元貫入部モデル315の体積と近似する。
As shown in FIG. 10(a), the penetration depth of the actually designed three-
また、3次元根入れ部モデル502の体積は、根入れ部全体の根入れ深さが3次元堰堤モデル500の根入れ深さの中央値であるものとして算出される3次元根入れ部モデル314の体積とも近似する。さらに、3次元貫入部モデル503の体積は、貫入部全体の貫入深さが3次元堰堤モデル500の根入れ深さの中央値であるものとして算出される3次元貫入部モデル315の体積とも近似する。
In addition, the volume of the three-dimensional embedded
したがって、推定装置1は、根入れ深さ又は貫入深さの平均値又は中央値を用いることにより、3次元堰堤モデル313の体積を精度良く推定することができる。即ち、推定装置1は、堰堤の体積を容易、且つ、精度よく推定することができる。これにより、推定装置1は、3次元堰堤モデル500を設計することなく、堰堤の施工に必要な費用を容易、且つ、精度よく推定することができる。
Therefore, the
また、3次元根入れ部モデル502の体積は、根入れ部全体の根入れ深さが3次元堰堤モデル500の根入れ深さの最大値Dmaxと同じであるものとして算出される3次元根入れ部モデル314の体積より小さくなる。また、3次元根入れ部モデル502の体積は、根入れ部全体の根入れ深さが3次元堰堤モデル500の根入れ深さの最小値Dminと同じであるものとして算出される3次元根入れ部モデル314の体積より大きくなる。さらに、3次元貫入部モデル503の体積も、貫入部全体の貫入深さが3次元堰堤モデル500の根入れ深さの最大値Wmaxと同じであるものとして算出される3次元貫入部モデル315の体積より小さくなる。また、3次元根入れ部モデル502の体積は、貫入部全体の貫入深さが3次元堰堤モデル500の貫入深さの最小値Wminと同じであるものとして算出される3次元貫入部モデル315の体積より大きくなる。
In addition, the volume of the three-
したがって、推定装置1は、根入れ深さ又は貫入深さの最大値又は最小値を用いることにより、3次元堰堤モデルの体積の最大値又は最小値を容易に推定することができる。これにより、推定装置1は、堰堤の施工に必要な最大費用又は最小費用を容易に推定することができる。
Therefore, the
また、3次元地上部モデルは、地盤面に合わせて細かく設計する必要がある根入れ部及び貫入部を含む3次元堰堤モデルより、容易に設計可能である。このため、推定装置1は、施工者による設計作業の大幅な簡素化を図ることができる。
In addition, a three-dimensional above-ground model can be designed more easily than a three-dimensional dam model that includes embedded parts and penetration parts that need to be designed in detail according to the ground surface. Therefore, the
なお、3次元地上部モデルが3次元サーフェスモデルである場合、堰堤モデル生成部152は、3次元地上部モデルの表面を延伸した、複数の頂点データ、稜線データ、面データのみを含む3次元延伸モデルを生成してもよい。また、堰堤モデル生成部152は、複数の頂点データ、稜線データ、面データのみを含む3次元堰堤モデルを生成してもよい。推定部154は、平均断面法等の公知の体積算出技術を利用して、複数の頂点データ、稜線データ、面データのみを含む3次元堰堤モデルの体積を推定してもよい。
Note that when the 3D above-ground model is a 3D surface model, the dam
また、堰堤モデル生成部152は、仮想地盤面310の幅方向における端部の位置を、仮想地盤面310と切断面311とが交わる位置としてもよい。堰堤モデル生成部152は、3次元延伸モデル309を、仮想地盤面310と、切断面311とで切断することによって、3次元堰堤モデルを生成してもよい。
Furthermore, the dam
当業者は、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。例えば、上述した各部の処理は、本発明の範囲において、適宜に異なる順序で実行されてもよい。また、上述した実施形態及び変形例は、本発明の範囲において、適宜に組み合わせて実施されてもよい。 It should be understood that those skilled in the art can make various changes, substitutions, and modifications thereto without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the processing of each part described above may be executed in a different order as appropriate within the scope of the present invention. Furthermore, the embodiments and modifications described above may be implemented in appropriate combinations within the scope of the present invention.
1 推定装置
151 取得部
152 堰堤モデル生成部
153 仮想標高データ生成部
154 推定部
155 出力制御部
1
Claims (8)
前記数値標高データに基づいて、前記地盤面から前記堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げた、仮想地盤面の標高を示す仮想標高データを生成する仮想標高データ生成部と、
前記仮想標高データに基づいて、前記3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデルを含み、且つ、前記仮想地盤面を下面とする3次元堰堤モデルを生成する堰堤モデル生成部と、
前記生成した3次元堰堤モデルの体積を推定する推定部と、
前記推定した体積に関する情報を出力する出力部と、
を有することを特徴とする推定装置。 an acquisition unit that acquires digital elevation data indicating the elevation of a ground surface on which a dam is installed, and three-dimensional above-ground part model data corresponding to an above-ground part of the dam that protrudes above the ground surface;
Based on the digital elevation data, generate virtual elevation data indicating the elevation of a virtual ground surface, which is lowered from the ground surface by a value based on the penetration depth of the embedded part of the dam to be buried underground. a virtual elevation data generation unit,
a dam model generation unit that generates a 3D dam model including a 3D ground part model corresponding to the 3D ground part model data and whose bottom surface is the virtual ground surface, based on the virtual elevation data;
an estimation unit that estimates the volume of the generated three-dimensional dam model;
an output unit that outputs information regarding the estimated volume;
An estimation device comprising:
前記3次元地上部モデルデータに基づいて、前記3次元地上部モデルを前記幅方向及び下方にそれぞれ延伸した3次元延伸モデルを生成し、
前記生成した3次元延伸モデルを、前記仮想地盤面と、前記切断面とで切断することによって前記3次元堰堤モデルを生成する、請求項2記載の推定装置。 The dam model generation unit includes:
Generate a three-dimensional stretched model by stretching the three-dimensional above-ground part model in the width direction and downward, based on the three-dimensional above-ground part model data,
The estimating device according to claim 2, wherein the three-dimensional dam model is generated by cutting the generated three-dimensional stretched model at the virtual ground surface and the cutting plane.
堰堤が設置される地盤面の標高を示す数値標高データと、前記堰堤のうち前記地盤面よりも突出している地上部に対応する3次元地上部モデルデータとを取得し、
前記数値標高データに基づいて、前記地盤面から前記堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げた、仮想地盤面の標高を示す仮想標高データを生成し、
前記仮想標高データに基づいて、前記3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデルを含み、且つ、前記仮想地盤面を下面とする3次元堰堤モデルを生成し、
前記生成した3次元堰堤モデルの体積を推定し、
前記推定した体積に関する情報を出力する、
ことを特徴とする推定方法。 By computer,
Obtaining digital elevation data indicating the elevation of the ground surface on which the dam is installed, and three-dimensional above-ground part model data corresponding to the above-ground part of the dam that protrudes above the ground surface,
Based on the digital elevation data, generate virtual elevation data indicating the elevation of a virtual ground surface, which is lowered from the ground surface by a value based on the penetration depth of the embedded part of the dam to be buried underground. death,
Based on the virtual elevation data, generate a three-dimensional dam model that includes a three-dimensional above-ground model corresponding to the three-dimensional above-ground model data and has the virtual ground surface as the bottom surface;
Estimating the volume of the generated three-dimensional dam model,
outputting information regarding the estimated volume;
An estimation method characterized by:
堰堤が設置される地盤面の標高を示す数値標高データと、前記堰堤のうち前記地盤面よりも突出している地上部に対応する3次元地上部モデルデータとを取得し、
前記数値標高データに基づいて、前記地盤面から前記堰堤のうち地中に埋没させる根入れ部の根入れ深さに基づく値だけ標高を下げた、仮想地盤面の標高を示す仮想標高データを生成し、
前記仮想標高データに基づいて、前記3次元地上部モデルデータに対応する3次元地上部モデルを含み、且つ、前記仮想地盤面を下面とする3次元堰堤モデルを生成し、
前記生成した3次元堰堤モデルの体積を推定し、
前記推定した体積に関する情報を前記出力部から出力する、
ことを前記コンピュータに実行させることを特徴とする制御プログラム。 A control program for a computer having an output section,
Obtaining digital elevation data indicating the elevation of the ground surface on which the dam is installed, and three-dimensional above-ground part model data corresponding to the above-ground part of the dam that protrudes above the ground surface,
Based on the digital elevation data, generate virtual elevation data indicating the elevation of a virtual ground surface, which is lowered from the ground surface by a value based on the penetration depth of the embedded part of the dam to be buried underground. death,
Based on the virtual elevation data, generate a three-dimensional dam model that includes a three-dimensional above-ground model corresponding to the three-dimensional above-ground model data and has the virtual ground surface as the bottom surface;
Estimating the volume of the generated three-dimensional dam model,
outputting information regarding the estimated volume from the output unit;
A control program that causes the computer to execute the following.
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