JP2862847B2 - 地図の表示方法及びその方法により表示された地図 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地図の表示方法及
びその方法により表示された地図に関する。

【０００２】

【従来の技術】地図中の地形の起伏感を感じとることが
できるように表示された地図は、例えば登山を行う者の
ような地形を正確に把握する必要がある者にとって極め
て有用である。また、このような地図は、子供たちが地
理学習を行う際の資料としても利用価値が高い。このよ
うな見地から地形の起伏感を増す地図の表示方法につい
て、従来から様々な工夫がなされている。

【０００３】従来は、地図中の地形の起伏感を増すため
に以下のような技術が用いられている。即ち、地図面を
複数の微細区画に区画し、１の微細区画とその微細区画
を取り囲む微細区画の標高差を求め、その標高差が最も
大きく且つその１の微細区画よりも標高の低い微細区画
に向かって点描的に線分を書き込むという作業を連続し
て行うことにより地図を表示する方法が用いられてい
る。しかしながら、この方法により表示された地図にお
いては、１の微細区画とその微細区画を取り囲む微細区
画との標高差が大きい場合にも小さい場合にも、同様の
線分が書き込まれることとなり、地形の変化が大きい山
岳部と地形変化が小さい平野部とで表現の差別化を図る
ことができない。従って、この地図の表示方法によって
も、メリハリのある地図表現を行うことは難しく、それ
を見る者に正確な地形の起伏感を与えるのが困難であ
る。

【０００４】また、従来の他の地図の表示方法として、
地図中の地形斜面が光を完全に反射する完全拡散面であ
ると仮定して、地形斜面を区画して設けた各微細区画ご
とに想定光の反射量を計算し、その光の反射量に応じた
明度の色彩をその区画に配するという方法が用いられて
いる。一般的には、俯角４５度程度で北西の方角から平
行光が入射すると想定し、各微細区画の法線ベクトルと
想定光の方向ベクトルとの内積を求め、そしてその内積
の大きさに対応させて白黒の濃淡を配していくことによ
り地図を表示するという方法が用いられている。この場
合、想定光が微細区画と直角に当たるほど、その微細区
画に配する色彩の明度が大きくされ、結果として白に近
い色彩が配される。しかし、この方法で色彩を配された
地図は、反射光量という１つの情報のみを変数に用いて
微細区画に配する色彩を決定しているため、地図を表示
するために各微細区画に配される色彩については、その
明度しか変化させることができない。従って、例えば、
山の稜線に沿って想定光が入射するような場合には、山
の稜線に対して対称な位置に同一明度の色彩が配される
こととなり、地図から正確な起伏感を得られなくなる場
合が生じるという不具合がある。従って、この従来技術
によっても、地図を見る者に常に正確な起伏感を与える
ことが困難である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、地形変化に対応したメリハリの効いた迫力ある表現
が可能であり、それを見る者に常に正確な起伏感を与え
ることができる地図の表示方法及びその方法で表示され
た地図を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本願出願人は鋭意研究を行い、地形変化に対応したメ
リハリの効いた迫力ある表現が可能であり、且つそれを
見る者に正確な起伏感を与える地図を提供するために
は、地図中の全ての部分に対して一様に点描状線分を書
き込むのではなく、地形変化の激しい部分と地形変化の
穏やかな部分とで、点描状線分の書き込み方を人間の心
理に対応するように変化させれば良いとの知見を得るに
至り、その知見に基づいて以下の発明を完成させたもの
である。

【０００７】本発明の地図の表示方法は、地図面を複数
の微細区画に区画し、その微細区画の中から処理対象と
なる１の中心区画を選択し、その中心区画とその中心区
画を取り囲む微細区画の標高を求め、中心区画より標高
の低い微細区画がある場合にその中心区画を取り囲む微
細区画の中で最も標高の低い最勾配区画を決定し、そし
てその最勾配区画に向かって中心区画から点描状線分を
書込んでなる地図の表示方法において、その中心区画の
標高と最大勾配区画の標高との間に、予め定めた基準標
高が挟まれない場合にのみ、その最大勾配区画に向かっ
て中心区画から点描状線分を書き込むことを特徴とする
地図の表示方法である。

【０００８】つまり、本発明では、１の微細区画の標高
と最大勾配区画の標高とが、予め定めた基準標高を挟ま
ない場合にのみ、その最大勾配区画に向かって当該１の
中心区画から点描状に線分を書き込むこととしている。
従って、本発明の地図の表示方法によれば、地形の勾配
が大きい部分であればあるほど、上記中心区画の標高と
最大勾配区画の標高とが予め定めた基準等高線を挟む可
能性が高くなるため、地形中の勾配が大きい部分ほど点
描状線分が連続して書き込まれる可能性が低くなる。こ
れは、地形中の勾配が大きい部分では、長さの短い点描
状線分が散点状となって現れるのに対し、地形中の勾配
が小さい部分では、連続した点描状線分がある程度の長
さの線分となって現れることを意味する。そして、地形
中の勾配が大きい部分は一般に山岳地帯であり又勾配が
小さい部分が平野部であることを考慮すれば、山岳部に
はより長さの短い点描状線分が散点的に書き込まれるこ
とになり、平野部ではある程度長さがある線分が書き込
まれることになるため、地形変化に対応したメリハリの
効いた地図表現が可能となる。また、地図中の山岳部で
は点描状線分が密集することになるため、それを見る者
に地図が与える迫力が増大し、その地図を見る者に正確
な起伏感を与えることが可能となる。また、山岳部に密
集して書き込まれた点描状線分は、それが樹木の集合で
あるかのような印象を見る者に与えることができるた
め、地図を見る者がそこを山岳地帯であると直観的に認
識できるようになり、地形の正確な認識がより促進する
こととなる。尚、以上では、基準標高を標高的に等しい
間隔で定めた場合について説明したが、基準標高は必ず
しも等間隔に定める必要はない。例えば、標高が高い部
分ほど基準標高を狭く取れば、点描状線分の長さが標高
の高いところほど短くなるという効果を強調できる。

【０００９】以上および以下の説明で、微細区画とは、
地図を複数に区画した場合の、個々の区画を意味する。
そして、地図を微細区画に区画する場合には、以後の処
理を容易とするため、それぞれの微細区画中の地形を立
体として再現した場合に、その地形の地表面が１枚の板
状体と見做せる程度の大きさとなるようにできるかぎり
細かく区画する。この微細区画の形状には特に制限がな
く、同一の形状が連続するような形状、例えば、格子
状、ハニカム状といった形状を微細区画の形状として採
用できる。微細区画を格子状とすれば、中心区画を取り
囲む微細区画が８つとなり、他の形状の微細区画を採用
する場合と比較して、よりきめ細かく点描状線分を書き
込むことが可能となり好ましい。

【００１０】また、以上および以下の説明において、基
準標高とは、予め任意に定められる１以上の等高線間隔
に対応した標高をいう。そして、１の中心区画の標高と
最大勾配区画の標高とが予め定めた基準標高を挟むの
み、その中心区画から最大勾配区画へ向かって点描状線
分が書き込まれる。これは、その中心区画中の地形を立
体的に再現した場合の地表面と、最大勾配区画中の地形
を立体的に再現した場合の地表面との間に、任意に定め
た基準標高に対応する等高線がある場合にのみ、点描状
線分が書き込まれるようにした場合を想像することによ
り容易に理解できる。

【００１１】更に、以上及び以下の説明において、点描
状線分とは、等高線間隔に対応する平面上の長さ以下の
線分をいう。また、この点描状線分の太さは特に問わな
いが、その長さを隣合う点描状線分が触れる程度の太さ
とすれば、急勾配部分に密集して存在する点描状線分が
塊状となり、地図の立体感をより強調できることとな
る。また、点描状線分の長さを短くして殆ど点描状とす
れば、点状或いは塊状の肌目（テクスチェア）が 勾配
の大きさに応じて生じ、斜面の起伏感を増大させられる
という効果がある。

【００１２】また、本発明の地図の表示方法では、上記
方法で中心区画から最大勾配区画へ点描状線分を書き込
んだ場合には、その点描状線分が向かった先の最大勾配
区画を次の中心区画として更に処理を行うようにして処
理を続行し、地図を表示するものとできる。これは、点
描状線分を引く場合の根元の部分となる中心区画をどの
ような順序で決定するかという問題に関するが、このよ
うな順序で中心区画を決定していけば、点描状線分が連
続する場合にそれを滑らかに繋ぐことができ、水の流れ
る方向を示す最急勾配線である流線を再現することが可
能となるため好ましい。

【００１３】更に、本発明では、以上で説明したように
点描状線分を地図表面に書き込むことに加えて、更に、
各微細区画毎に微細区画中の地形を立体的に再現した場
合の法線ベクトルを求め且つ一定方向から地図面に入射
する平行光があるものと仮定し、それぞれの微細区画に
ついてその法線ベクトルと平行光の方向ベクトルとの内
積を求め、そしてその内積に対応した明度の色彩を各微
細区画に配するものとしてもよい。

【００１４】このようにすれば、上記点描状線分が書き
込まれた地図に、更に明暗が付けられることとなり、従
って、上記点描状線分の書込みにより増大した地図の起
伏感を更に増大させることが可能となる。また、このよ
うに点描状線分と併せて地図に明暗をつければ、地図に
入射すると想定される光と地図中の稜線の方向が一致し
ても地図の立体感が失われることがない。尚、この地図
に対する彩色は、点描状線分の書込みより先に行っても
よいし、後に行ってもよい。

【００１５】地図に上記方法で彩色を行う場合には、例
えば、微細区画中の地形を立体的に再現した場合の地表
面の法線ベクトルと、地表面に平行に入射する入射光の
方向ベクトルとの内積をとり、その内積が大きくなれば
なるほど、その微細区画に配する色彩の色彩の明度を小
さくするものとすることができる。この場合、微細区画
が、その中の地形を立体的に再現した場合に、その地形
の地表面が１枚の板状体と見做せる程度の小ささに区画
されているので、上記法線ベクトルは、容易に求めるこ
とができる。尚、この方法によれば、微細区画に配され
る色彩の要素のうち、変化するのは明度のみであり、色
相及び彩度は変化しない。但し、微細区画に配す色彩を
無彩色とすることは必ずしも必要なく、有彩色の明度の
みを変化させることとしてもよい。

【００１６】

【好ましい実施の形態】図１〜５を参考にして、本発明
に係わる地図の表示方法の一実施形態を説明する。

【００１７】この地図の表示方法を実施するに当たって
は、図１で示すように、先ず地図面Ｘ、Ｙを微細区画に
区画する。図１中Ｘが地図面であり、その一部を拡大し
た地図面をＹとして表している。また、図１中１１〜６
９が格子状に区画された各微細区画である。この場合１
／５００００の地図の場合には、実際の距離で概ね５ｍ
四方程度の大きの格子状に微細区画を区画する。この程
度の大きさに微細区画を区画すると地図上での微細区画
の大きさは約０．１ｍｍ四方となる。尚、この程度まで
微細区画を細かくしてしまうと、本発明の地図の表示法
を手作業で実現するのは最早不可能となる。従って、等
高線付きの白地図を微細区画に区画し、そして各微細区
画ごとに標高と法線ベクトルとを求めるという作業は、
以下に説明する点描状線分を書込み及び各微細区画に配
する色彩の明度を決定して各微細区画に色彩を配すとい
う作業とともに、適切なアルゴリズムを用いてコンピュ
ータで処理することになると考えられる。

【００１８】次に、点描状線分を書き込む際に必要な基
準標高Ｈを定める。この場合、基準標高は、海抜０ｍか
ら１０ｍおきとする。この基準標高を定める作業は、地
図面に点描状線分を書き込む前であればいつ行っても構
わない。尚、基準標高Ｈを何ｍ置きに定めるかは、用い
る地図の縮尺に合わせて適宜変更させる。基準標高Ｈを
小さく設定すれば点描状線分を短くすることができる。

【００１９】次に、図１で示すように地図面の中から処
理対象となる中心区画を選択する。この中心区画が指定
されると、中心区画及びそれを取り囲む微細区画の３×
３の計９つの微細区画が結局指定されることになる。図
１中のＡが、指定された９つの微細区画であり、微細区
画２２がこの場合の中心区画である。この実施形態の場
合、地図面の上から２番目で左から２番目の微細区画を
出発点とし、そこから順に右へ中心区画を指定してい
く。また地図面の右隅に上記中心となる微細区画が到達
したときは、順次１行下の行の左端から２番目の微細区
画より上記中心区画を指定していくようにする。

【００２０】次に、９つの微細区画Ａの中心となってい
る中心区画２２の標高と、その周囲を取り囲む微細区画
１１、１２、１３、２１、２３、３１、３２及び３３の
標高をそれぞれ求め、その標高を比較する。ここで、中
心区画２２の標高より標高の低い微細区画が微細区画１
１、１２、１３、２１、２３、３１、３２及び３３の中
に無い場合には、次に処理対象となる中心区画として、
微細区画２２の右隣にある微細区画２３が指定される。
中心区画２２を取り囲む微細区画１１、１２、１３、２
１、２３、３１、３２及び３３の中に、微細区画２２の
標高より標高の低い微細区画がある場合には、微細区画
１１、１２、１３、２１、２３、３１、３２及び３３の
中で最も低い標高の微細区画を最勾配区画と決定する。
ここでは、微細区画３３の標高がもっとも低いという仮
定の上で説明を続ける。

【００２１】次に、微細区画２２の標高と最大勾配区画
３３の標高との間に、予め定めた基準標高が挟まれてい
るかを否かを調べる。その結果、図２で示したように微
細区画２２の標高と微細区画３３の標高との間に、予め
定めた基準標高Ｈが挟まれている場合には、次に処理対
象となる中心区画として微細区画２２の右隣にある微細
区画２３が指定される。もし、中心区画２２と微細区画
３３との間に、図３で示したように基準標高Ｈが挟まれ
ていない場合には、中心区画２２から微細区画３３に向
かって点描状線分ａを書き込む。

【００２２】勾配の小さな部分では、ほとんどの微細区
画でこのような点描状線分ａが書き込まれるため、点描
状線分が連続することになり、流線方向へ向かうある程
度の長さの線分が現れる。一方、勾配の大きな部分で
は、点描状線分が書き込まれない微細区画が多くなり、
従って点描状線分は散点状乃至粒状となって現れる。こ
のように、地形の勾配により点描状線分の現れ方を変化
させることにより、地図表現にメリハリをつけることが
可能となる。

【００２３】上述のように、点描状線分を書き込んだ場
合には、中心区画を最勾配区画３３に移動させる。この
ように、言わば点描状線分を追跡するようにして、中心
となる微細区画を移動させることとしたのは、処理速度
と簡便性とを考慮したものである。

【００２４】中心となる微細区画を微細区画３３に移動
させたら、この微細区画３３を中心とする３×３の微細
区画について、上述と同様の処理を行う。微細区画３３
を中心とする３×３の微細区画をＢで示す。そして、上
記処理を順次繰り返し、中心区画が地図面の下から２番
目で右から１番目の微細区画に達したときに地図への点
描状線分の書込みが終了する。

【００２５】尚、本実施形態では、上記処理を終了した
後に、図４で示したように、それぞれの微細区分を立体
的に再現した場合の地表面Ｚの法線ベクトルを求め、そ
の法線ベクトルｎと入射光の方向ベクトルｌ（入射光は
北西の方角から俯角４５°で入射するものとする。）と
の内積をとり、その内積に基づいた明度の色彩で各微細
区画を更に着色する。より具体的には、法線ベクトルｎ
と入射光の方向ベクトルｌとの内積が大きくなればなる
ほど、その微細区画に配する色彩の色彩の明度を小さく
するように色彩を決定し、その色彩をその微細区分に施
す。このようにすれば、仮想の入射光が垂直に当たる微
細区画ほど明度の明るい色彩が付されることとなり、心
理的により地図の立体感を増すことができる。例えば、
図５中の微細区画２３と５１を比較した場合には、それ
ぞれの法線ベクトルｎ₂₃とｎ₅₁を見るとｎ₂₃とｌとの内
積の方がｎ₅₁とｌとの内積より小さくなるなるため、微
細区画２３には微細区画５１よりも明るい色彩が配され
ることとなる。以上のようにして、地図面全体に点描状
線分と明暗を付けた色彩を配す。尚、点描状線分を書き
込んだあと、明暗を付けた色彩を配す前後の地図の例
を、図５及び６にそれぞれ示す。また、以上の方法によ
る地図の表示方法を実行するためのフローチャートの一
例を参考までに図７で示す。表示された地図の一例を図
６で示す。

【００２６】

【発明の効果】本発明の地図の表示方法は、地形の勾配
変化に応じて点描状線分が書き込まれるものであるた
め、地形変化に対応したメリハリの効いた迫力ある地図
表現が可能であり、その方法により表示された地図を見
る者は、常に正確な起伏感を得ることができる。また、
山岳部に散点状に書き込まれた点描状線分は、あたかも
樹木の集合であるかのような印象を見る者に与えるた
め、地形の直観的な把握が容易になる。更に、従来から
用いられていた手法を用いて地図に明暗のある色彩を配
すことにより、より正確な起伏感を地図から得ることが
可能となる。そして、上記表示方法で表示された地図
は、登山者その他の地形の正確な把握が必要な者に極め
て有用であり、また、教育教材に用いても優れた効果が
期待できる。更に、本発明の表示方法により表示された
地図は、鑑賞に十分耐えうる美しさも備えている。尚、
上述のような数式に対応するアルゴリズムを用いてコン
ピュータ処理すれば、本発明の地図の表示方法は容易に
実行できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の地図の表示方法の一実施形態を説明す
るための概略図。

【図２】基準標高と中央区画及び最大勾配区画の位置関
係を示す概念図。

【図３】基準標高と中央区画及び最大勾配区画の位置関
係を示す概念図。

【図４】地図に明暗を有する色彩を配する方法を示す概
略図。

【図５】本発明の方法により表示された地図の一例を表
す平面図。

【図６】本発明の方法により表示された地図の一例を表
す平面図。

【図７】本発明の地図の表示方法を実行する方法の一例
を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１〜６９ 微細区画 Ｘ 地図面 Ｙ 地図面 Ｚ 地表面 ａ 点描状線分 ｎ 法線ベクトル ｌ 入射光の方向ベクトル

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G09B 29/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地図面を複数の微細区画に区画し、その
   微細区画の中から処理対象となる１の中心区画を選択
   し、その中心区画とその中心区画を取り囲む微細区画の
   標高を求め、中心区画より標高の低い微細区画がある場
   合にその中心区画を取り囲む微細区画の中で最も標高の
   低い最勾配区画を決定し、そしてその最勾配区画に向か
   って中心区画から点描状線分を書込んでなる地図の表示
   方法において、 その中心区画の標高と最大勾配区画の標高との間に、予
   め定めた基準標高が挟まれない場合にのみ、その最大勾
   配区画に向かって中心区画から点描状線分を書き込むこ
   とを特徴とする地図の表示方法。
2. 【請求項２】 中心区画から最大勾配区画へ点描状線分
   を書き込んだ場合には、その点描状線分が向かった先の
   最大勾配区画を次の中心区画とする請求項１記載の地図
   の表示方法。
3. 【請求項３】 微細区画は、格子状に区画される請求項
   １又は請求項２記載の地図の表示方法。
4. 【請求項４】 更に、各微細区画毎に微細区画を立体的
   に再現した場合の地表面の法線ベクトルを求め且つ一定
   方向から地図面に入射する平行光があるものと仮定し、
   それぞれの微細区画についてその法線ベクトルと平行光
   の方向ベクトルとの内積を求め、その内積に対応した明
   度の色彩を各微細区画に配する請求項１〜請求項３のい
   ずれか１項に記載の地図の表示方法。
5. 【請求項５】 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記
   載の地図の表示方法により表示された地図。