JP3212113B2 - 地図情報の表示方法及び装置 - Google Patents
地図情報の表示方法及び装置Info
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Description
図形情報を3次元的に表示する方法と、そのためのシス
テムに係り、特に公共・建築・土木等の企業における設
備点検や都市計画などの、図形情報としての地図情報を
利用した業務において、従来の2次元的な地図表示に加
え、ビル形状などの3次元的な表示を要求する場合に効
果的な表示方法と、そのためのシステムに関する。
規模な地下街などが発達し、住居表示や店舗状況を把握
するために、従来の地図のような2次元的な情報以外
に、建物階数や地下階数など3次元的な情報が重要にな
りつつある。このような状況で、公共・建築・土木等の
各分野を中心とした企業では、地図を利用した設備点検
や都市計画などの業務において、従来の2次元的な地図
表示だけでは不十分なため、地表上の建物形状の他に高
さも考慮した3次元的な地図表示が求められるようにな
ってきた。
域での住宅表示あるいは地下街の店舗表示には、地下街
の店舗配置図や、大型建物内のテナント入居状況図など
詳細な情報が、2次元的な地図情報以外に必要であり、
その情報を有効に活用した地図・図面情報システムにお
ける各種の検索・表示機能が求められるようになってき
た。
尻著「地図情報エキスパートシステムGENTLE」昭
和60年度アドバンストデータベースシンポジウム予
稿、pp93〜101、情報処理学会”で示されるよう
に、マルチメディアデータベースを用いた地図・図面情
報処理システムでは、データベースの内容を計算機の表
示装置上へ容易に地図や画像として表示できるばかりで
なく、名称や電話番号など各種の属性情報の検索結果も
関連させて表示できるようになっている。特に住宅地図
など詳細な地図情報を扱うシステムでは、集合住宅の各
世帯主名や高層ビルのテナントをなす企業・法人名など
の属性データを、地図上の対応した建物要素の近くに表
示される。この場合、属性データが地図の要素に複数対
1に対応するため、その建物の代表的名称や代表企業名
等だけを表示し、残りは表示しないか又は全く別のウイ
ンドウに図形とは独立した単純なリストとして出力する
程度であった。このような要求に対して、“笹田剛史著
「地図情報の応用−−地域観形成のために」図形処理情
報センター 昭和59年刊”で示されるように、建築C
ADの分野では、設計データを用いた各種の3次元的な
鳥瞰表示などは既に行われている。例えば建物や高速道
路などのデータが完全に3次元化され、データベースに
格納されている。これにより任意の方向からこれらの要
素を3次元的に表示する機能が実現されている。従っ
て、地図上の集合住宅や高層ビルなどを表示する場合に
も、3次元的な鳥瞰表示を行った後、3次元的な特性を
有する各種の属性データを、建築物などと完全に1対1
に対応させて表示する方法が考えられる。また最近では
単なるワイヤフレームによる3次元表示の他に、光源を
考慮したシェーディングを施す技法が進展しており、よ
り現実に近い表示が可能となりつつある。
で示された方法では、建築・土木CADのように、形状
データを完全な3次元的な(x,y,z)座標系として
の把握を行う必要があり、次に示すような4つの問題が
考えられる。
テムの場合には、道路や家枠など膨大な図形要素を含む
地図データの2次元的表示の上に各種の属性情報を、図
形要素に対応させて表示するための負荷がかなり重い。
従って建築CADシステムのような完全に3次元的な表
示を目的とするシステムとしてはとても実用にはならな
い。即ちデータベースに格納されている地図・図面情報
に道路や建物の形状を示す座標データ、神社・銀行など
の記号、及び表示用テキストなどが一様に記憶されてい
る状態が仮定されている。従って、建物・表示用テキス
トなどを検索のキーとして属性を検索する場合、経路探
索処理や近接範囲内の探索処理が2次元座標の他に高さ
方向のz座標についても必要となるため、各種検索処理
を実行する時間が極めて長くなることが予想される。
ムで定義されるように、建物の完全な3次元の詳細座標
値を得るためには、地図の場合、1軒1軒調査して詳細
座標値を求める必要があり、その調査工程が莫大なもの
となる。従ってその3次元的なデータベースを完全に構
築することは殆ど不可能である。
に、広範囲の3次元的広がりを有する地図データを表示
する場合には、各階での住居やテナントの表示が干渉す
ることが多くなり、水楽なる。また、表示結果上の一部
を、例えばマウスで指定する処理のような詳細な指定が
できなくなる問題があった。
上に各種属性を表示した場合には、その内容を後から確
認することがますます困難となることが予想される。
の負荷を少なくして、住宅地図のような図形データを3
次元的に表示を行うことにある。
に、本発明の地図情報システムでは、航空写真などを利
用して比較的入手が容易な2次元のディジタル化地図デ
ータと、それとは別の住居属性として、調査されデータ
ベース化された各建物の階数値を用いて、建物の絶対的
高さを推定することにより、擬似的な3次元鳥瞰表示を
行う。
鳥瞰表示を、任意の視点位置・角度の条件で見ることが
できるようになるので、公共企業体での設備点検や、建
築・土木関係企業での都市計画など、地図を用いた各種
業務の効率が格段に向上することになる。
システムを例にとり、図面を用いて詳細に説明する。
する。図1は、本発明の実施例をなす地図情報システム
の一構成例を示すブロック図であり、大きく操作部、処
理部、データベース部、及び表示部との3つで構成され
る。操作部としては、オペレータからのコマンドを受け
付け、その内容を解釈するコマンド入力・解釈部100
があり、表示部としては、図面様式作成部109とCR
Tなどの表示部110で構成される。一方データベース
部として、表示画面上での図形やテキストに対応する各
種の地図の要素を記憶するための地図データベース10
1と各個人住居の{住居階数・住居番号・世帯主名・電
話番号等}の3次元的特性を有する属性データを記憶す
るための属性データベース102及びこれらの地図デー
タ・図面データ・属性データなどメディア間の関係情報
をオブジェクト形式で記憶するためのオブジェクトベー
ス112の3種類があり、それぞれ別のファイルに記憶
される。
地図データ検索部104、属性データ検索部105、属
性データ型式変換部107、データフォーマット変換部
114、高さテーブル113、3次元透視座標変換処理
部115を具備する。検索実行部111は、コマンド入
力解釈部100の解釈の結果に従って関係オブジェクト
から実体オブジェクトを検索し、実行する。地図データ
検索部104は、地図データ実体オブジェクトの実行に
伴って地図データを検索する。属性データ検索部105
は属性データ実体オブジェクトの実行に伴って属性デー
タを検索する。属性データ検索部107は属性データの
表示型式を地図データの表示型式にマッチングさせる。
具体的には、例えば属性データの表示位置を地図データ
に合わす。データフォーマット変換部114は、地図デ
ータと属性データの型式を変換する。例えば、3次元表
示の場合には高さテーブル113を参照して、高さデー
タを得て、地図データと属性データを3次元データに変
換する。鳥瞰表示が命令されているときは、データフォ
ーマット変換部114は3次元透視座標変換処理部11
5を起動し、3次元データの座標系をワールド座標計か
ら視点座標系に変換する。
表示要素としての図形データの種類ごとに予め決められ
た1階当りの高さデータを格納している。従ってデータ
フォーマット変換部114が表示要素の種類と、その階
数に従って高さテーブル113を参照すれば表示要素の
高さが求まる。
る一定の領域内の地図を3次元的な鳥瞰表示する要求を
した場合に、データ検索から3次元表示に到る処理の流
れの概要を示すと、まずオペレータがコマンド入力・解
釈部100へ検索や編集の処理要求を入力すると、これ
をオブジェクトへのメッセージに変換し、このメッセー
ジを検索・実行部111へ与える。そしてここでは、オ
ブジェクトベース112内に処理の種類別に存在する関
係オブジェクトにそのメッセージが与えられると、関係
オブジェクト内部の手続きにより必要な数だけ実体オブ
ジェクトにメッセージが転送され、各実体オブジェクト
は各種の検索部(104,105)を起動し、各データ
ベース(101,102)の内容が検索される。まず地
図データ検索部104は、地図データベース101から
該当する地域の地図データを検索し表示用データに変換
する。属性データ検索部105は、検索された地図デー
タと対応関係のある3次元属性データを属性データベー
ス102から検索し、属性データ形式変換部107によ
りそのデータ型式をすでに検索された地図データと対応
するデータ形式に変換する。データフォーマット変換部
114はデータの表示型式に従って高さテーブル113
を参照し、また、3次元透視座標変換部115によりデ
ータの型式を変換する。そして、画面様式作成部109
は、データフォーマット変換部114からの表示データ
としての地図データと属性データの型式を画面に合うよ
うにして変換しCRTなどの表示装置110上に表示す
る。このように、地図情報システムのデータベースは3
つのデータファイル(101,102,112)に分け
て記憶されており、オブジェクトベース112に記憶さ
れた関係オブジェクトにより対応関係がつけられ間接的
に抽出された地図データと属性データは、それぞれメデ
ィア専用の処理手続きを使って表示される。
データの検索処理を実行するためには、オブジェクトベ
ース112へ、地図データベース101と属性データベ
ース102に格納されている内容を、オブジェクト形式
に変換して転送しておく必要がある。3次元表示に必要
な地図データベース101及び属性データベース102
の内容は、それぞれ地図データベース検索実行部111
によりオブジェクトベース112に格納される。この一
連の処理は随時行われ、オペレータによる3次元鳥瞰表
示の流れとは別のタイミングで処理される。
(101,102,112)の内容を、表示部110に
表示される地図・図面の表示対象との対応関係をつけて
示したものである。まず地図データベース101には、
通常の2次元の地図を表示するのに必要な道路・家枠デ
ータや、地名用のテキストデータなどが記憶される。そ
してオブジェクトベース112には、各データベースの
内容に1対1に対応させた実体オブジェクトと、それら
の関係を記述した関係オブジェクトとが記憶される。
おいて、各種のデータベースのデータ構造について順に
説明する。まず第1に地図データベース101は、図2
に示すような(a)の図形部と(b)のテキスト部の2
種類存在し、それぞれデータの格納形式は可変長の順編
成形式とする。図2(a)の図形部の構造としては、フ
ァイル先頭にはこの図形部全体のファイルサイズとレコ
ード数を記述するヘッダ、そして各レコードには図形を
構成する座標の構成点数、図形の種類や描画時の線の色
などを指定するための線種、編集時に処理状況を把握す
るのに必要な図形の始点と終点の状況を示す情報、及び
構成点数だけのX座標値とY座標値の繰り返しからなっ
ている。一方(b)のテキスト部の構造としては図形部
と同様に、まずファイル先頭にはテキスト部全体のファ
イルサイズとレコード数を記述するヘッダ、そして各レ
コードにはテキストを構成する構成文字数、明朝体やゴ
チック体など表示テキストの書体を決めるテキスト種、
各テキスト文字の大きさに関して外接長方形の幅を与え
るボックス幅、ボックス高さ、テキスト各文字の外接長
方形内での傾斜角度、複数の文字列をテキストとして回
転させて表示する場合の回転角度、テキストを縦や横に
表示するための方向を制御するフラグ、各テキストを表
示する基準位置を示すための基準点X座標とY座標、及
び各テキストのレコードデータの繰り返しから成り立っ
ている。
3次元的特性を有する居住者属性データで構成され、各
居住者単位に各種の属性値の記憶管理ができるように、
例えば関係型データベース管理を行う。その関係型デー
タベースの項目として、図3に示すように、横方向には
{居住者I−D住居番号、階数、世帯主名称、・・・}
などを設定し、縦方向には各居住者別の属性値を記憶管
理する。これによって、関係型データベースの特徴であ
る各属性項目別の条件検索が可能となり、例えば住居構
成が3DKで2階に住む居住者名を検索するなどの条件
検索が、標準的な検索手続き言語であるSQL(Struct
ured Query Language)にて検索可能となる。
述べる前に、まずオブジェクトの本実施例における定義
と特性について明確にしておく。一般にオブジェクトと
は、データの定義とそのデータを直接処理しうる手続き
とをカプセル化してまとめた単位をさし、通常はオブジ
ェクト指向型言語で記述される単位をさす。このオブジ
ェクトには、共通概念を階層的に記述可能なクラスと、
各クラスの定義を固有の値に具象化したインスタンスと
で構成される。そしてクラスには、必要に応じて固有の
インスタンスを発行することができ、この同じクラスか
ら発行されたインスタンス群はクラスの変数定義や手続
き等を階層的に継承して共有することができる。例えば
オブジェクト指向型言語 Objective-Cを用いてオブジェ
クトを記述する方法としては、 =クラス名:スーパークラス名(メッセージグループ
1、グループ2、・・・) {インスタンス変数の宣言} + 単項セレクタ{ファクトリメソッド定義} − 単項セレクタ{インスタンスメソッド定義} + セレクタ1:仮引数1、セレクタ2:仮引数2、・
・・ {クラスメソッドの定義} − セレクタ2:仮引数1、セレクタ2:仮引数2、・
・・ {インスタンスメソッドの定義} の型式で記述される。この記述の中でまずファクトリメ
ソッドとは、各クラスのインスタンスを発行するための
具体的手続きの定義であり、Objective-C の場合には、
その手続きはC言語で記述したものになる。またセレク
タとは、各メソッドに要求をかけるためのメッセージを
受理する場合に必要な識別子であり、単項セレクタとは
その識別子を1つだけ所有しているものをさす。このよ
うなオブジェクトは、図形・画像などマルチメディア記
述の観点から考えると、さらに実体オブジェクトと関係
オブジェクトとに分類できる。まず実体オブジェクト
は、各図形や画像など単一の種類のメディアそのものに
関して、メディアデータ定義とそのメディア専用の処理
手続きとを組にして記述したものである。一方関係オブ
ジェクトは、居住者属性と住居家枠など複数のメディア
間の意味のある関係付けを行うオブジェクトで、実体オ
ブジェクトへのポインタ情報と、各実体オブジェクトへ
のメッセージ発行を中心とした手続きとを組にして記述
したものである。
いて、住宅地図上の家枠指定から3次元的な鳥瞰表示を
行う観点からみたオブジェクトの記述例を用いて説明す
る。
ト(PHL001)と、テキスト実体オブジェクト(P
HT001)の構造を、住宅地図との対応をつけて表示
したものである。すでに図2に示したように、地図デー
タの図形部を構成するファイル(LRT001)、及び
テキスト部を構成するファイル(TRT001)には、
各居住者の個人家枠と1対1に対応した図形レコードと
テキストレコードとが記述されており、可変長テーブル
のレコード位置を示すためのアドレス情報{ADL00
1,ADL002,・・・}、{ADT001,ADT
002・・・}と構成点数とテキスト数を使って、それ
ぞれ独立にアクセス可能とする。このとき、住居家枠の
図形実体オブジェクト(PHL001)には、ファイル
ポインタFiles=LRT001と、図形アドレスポイン
タAddress=ADL003および実体変数X[N],Y
[N]とが定義され、さらに手続き部にはこの家枠図形
を表示するための専用の手続きLine Draw(N,X,
Y)が記述されている。一方住居家枠のテキスト実体オ
ブジェクト(PHT001)には、ファイルポインタFi
les=TRT001と、テキストアドレスポインタAddre
ss=ADT002、及び実体変数SL[M]が定義さ
れ、さらに手続き部にはこのテキスト列を表示するため
の専用の手続きText Draw(N,SL)が記述されてい
る。従ってこれらの実体オブジェクトに表示を要求する
メッセージDRAWを与えるだけで、各実体オブジェクト内
部の図形・テキスト専用の手続きLine Draw(N,X,
Y)、及び TexDraw(N,SL)とが起動され、表示部
110上へ表示されることになる。
集合住宅ABを3次元鳥瞰表示した例である。地図デー
タ実体、オブジェクト内の鳥瞰表示の命令に応答して属
性データ中の集合住宅ABの階数データに従って高さテ
ーブル113を参照し、基準高さデータを得てそれを階
数と掛け集合住宅ABの高さを求める。次いで3次元地
図データと属性データとを3次元透視座標変換処理部1
15に送り、変換処理を行なう。その結果は画面様式作
成部109を介して表示部110上に表示される。
タ“ABマンション”の表示・位置は地図データの3次
元化に合わせて属性データ形式変換部107により、図
5に示される位置から図6に示される位置に変更され
る。
(AT001)の構造を示している。この居住者属性デ
ータベースは、すでに図3に示したように、横方向に属
性項目、縦方向に各個人データをとった関係型の構成を
示しており、これを各1カラム単位に独立してアクセス
が可能なようにオブジェクトを構成する。まずその構成
内容として、ポインタ情報を張りファイルポインタをFi
les=RDB001,レコード位置を示すためのポイン
タとしてKeys=KEXとして記述する他、手続き部には
関係型データベースの検索言語SQLによるレコード単
位の検索手続きが記述されているものとする。従って居
住者IDがKEXであるような居住者属性を1レコード
だけ検索する場合には、この属性実体オブジェクトにK
EXのパラメータ指定を持った検索要求メッセージGE
Tを送るだけで、オブジェクト内部の検索手続きが起動
され要求する属性値が得られることになる。
トの構造について説明したが、オブジェクトベース11
2には関係オブジェクトも記憶される。既に述べたよう
に、関係オブジェクトは集合住宅内居住者の3次元的把
握といった複数のメディア間の意味のある関係付けを行
うオブジェクトで、今まで示してきた実体オブジェクト
の中から必要なものを関係つけるためのポインタ情報
と、各実体オブジェクトへのメッセージ転送を中心とし
た手続きとを組にして記述したものである。またこの関
係オブジェクトには、後段のより抽象的な関係オブジェ
クトの構造を簡単にするため、同一種のメディア実体オ
ブジェクトを中間的にグループ化するようなものも存在
する。例えば、図7は、図5に示した住居家枠の図形実
体(PHL001)とテキスト実体(PHT001)と
を関係付け、住居としての関係オブジェクト(PH00
1)の構造を示すものである。この住居を示す関係オブ
ジェクトト(PH001)を作成することにより、例え
ば住居表示に必要な家枠表示手続きLine Drawと、住居
名表示手続きText Drawを行うには、この関係オブジェ
クト(PH001)に表示を要求するメッセージDRAWを
与えるだけで、関係オブジェクト内部の手続き部に与え
られたメッセージは、オブジェクト間メッセージ転送機
能により実体オブジェクトに転送され、各実体オブジェ
クトの手続きが起動される。これにより、後段の集合住
宅を示す関係オブジェクトH0001の構造がより簡略
化されることになる。
居の間取りに対応する実体オブジェクト群{PHS10
1,PHS102・・・}と、各個人属性実体オブジェ
クト群{AT001,AT002,・・・}とを関係つ
ける関係オブジェクト群{PHA101,PHA10
2,・・・}を作成し、更にその集合住宅内の同一階に
関連オブジェクトをグループ化する関係オブジェクトL
PH001を作成する。これによっても、後段の関係オ
ブジェクトH0001の構造は、更に簡略化されること
になる。
メディアのまとめを行う関係オブジェクトH0001を
作成する。この関係オブジェクトH0001の構造は、
例えば、各メディアに対応する実体オブジェクト群{P
HS101,PHS102,・・・}、{AT001,
AT002,・・・}、{PHL001,PHT001
・・・}と、中間的に実体オブジェクトをグループ化し
た関係オブジェクト群{PHA101,PHA102,
・・・}、{LPH001,LPH002,・・・}、
{PH001,PH002,・・・}とを互いに関係つ
けている他、手続き部には各実体オブジェクトへのメッ
セージの転送手続きを記述する。これによって、集合住
宅の地図データを表示するためには、表示要求メッセー
ジDRAWをセレクタLine DrawとText Drawとに付して、関
係オブジェクトH0001に与えるだけでよい。
ブジェクトを用いて、地図の2次元表示画面から3次元
表示に必要な領域を設定し、その領域内に含まれる地図
の要素だけを3次元透視変換し、任意の方向から鳥瞰的
に表示する方法について説明する。まず図8には、表示
部110に従来の2次元的な地図表示から必要な部分を
3次元的に鳥瞰表示した画面の例について示したもので
ある。初めに、例えばマウスにより指定することにより
オペレータによって3次元表示のためのメニューがメニ
ューリストから選択されたとコマンド入力解釈部100
により解釈されたとき、オブジェクト検索実行部111
により3次元表示のための関係オブジェクトがオブジェ
クトベース112から選択される。続いて図8に示すよ
うに、オペレータにより二重線で囲まれたウィンドウw
in1の四角の領域が指定され、コマンド入力解釈部1
00に入力される。これにより、3次元表示のための図
形要素が特定される。表示部110上の表示領域と、表
示領域の基準座標は、既に知られているので、指定され
た領域とその領域内の図形要素が特定されることができ
る。特定された図形要素に対するオブジェクト名がオブ
ジェクト検索実行部111により選択されたオブジェク
トの定義部に設定される。図8において3次元表示の対
象となるのは、図中Win1の2重線で囲まれた長方形
領域で、通常オペレータのマウス操作などにより指定さ
れコマンド入力解析部100に入力される。この領域内
に含まれる建物の外形枠や名称などの地図データを地図
データベース101から検索するとともに、対応する建
物の属性データベースの内容を調べ建物の種類と階数を
得る。この建物階数と、高さテーブル113から得られ
る建物種類に対応する1階あたりの平均高さの積をとる
ことにより、表示対象建物の絶対高さを求め、建物に関
する完全な3次元座標データを得る。指定された値等は
パラメータとして選択されたオブジェクトに設定され
る。その後、命令DRAWがコマンド入力解釈部100
からオブジェクト検索実行部111に発行される。命令
DRAWに応答して、その選択された関係オブジェクト
が起動され、その手続き部に書かれた命令が、その選択
された関係オブジェクトから地図データ実態オブジェク
ト,属性データ実態オブジェクトに関係オブジェクトを
介して伝搬する。この条件で建物3次元座標データを透
視変換処理したのち、その結果を3次元鳥瞰表示ウイン
ドウ(Win2)上に表示する。そしてこれらの透視変
換用パラメータの値を変えることにより、任意の方向か
らみた鳥瞰再表示が可能となり、都市計画などのシミュ
レーションなどに効果的な表示が可能となる。ただし、
この図8に示すような3次元表示の対象となる領域を指
定させる方法を省略し、いきなり画面全体の地図に3次
元透視変換をかけ、鳥瞰表示する方法も可能である。本
実施例では、通常の2次元座標系の表示要素から、必要
な部分だけを一時的に3次元表示する過程を強調するこ
とを考慮したものである。したがって、図8のように必
ずしも2次元表示画面と3次元鳥瞰表示画面とを同時に
表示部110上に配置する必要は無く、一般性をなすも
のである。
(PAD形式)で記述すると図9のようになる。以下こ
の図9のステップ順に、その各処理の内容を説明する。
まずステップ801では、処理対象とする地図全体が地
図データ検索部104によりデータベース101から読
み出され、データフォーマット変換部114、画面様式
作成部109を介して表示ユニット110上のウインド
ウWin1に2次元的に表示される。このデータは、地
図データベース101に記憶されている住宅地図そのも
のである。ステップ802では、このWin1に表示さ
れた住宅地図のうちで特に3次元表示の対象となる領域
の指定が行なわれる。オペレータによりマウス等の指示
装置を介して、Win1上での操作により領域指定が設
定され、コマンド入力解析部100からオブジェクト検
索実行部111に供給される。ステップ803では、オ
ブジェクトベース112内に記憶される地図の建物家枠
等の図形データから、各ポリゴンベクトルが指定された
領域内に含まれるかどうか判定され、判定結果に従って
図形実体オブジェクトとテキスト実体オブジェクトとが
オブジェクトベース112から抽出される。建物などの
種類と階数の属性に関しては、抽出されたオブジェクト
に関係付けられている属性オブジェクトが属性データ検
索部105により参照され、データフォーマット変換部
114に供給される。データフォーマット変換部114
は同一建物に関係付けられている階数属性のうち最大値
を求める。ステップ804では、データフォーマット変
換部114は高さテーブル113を参照し、建物の種類
別にある1階当りのあらかじめ記憶させて平均高さを求
める。また3次元表示の対象となる建物の絶対高さを求
めるために、ステップ803までに得られた建物最大階
数と、平均高さ値との積をとることにより、建物絶対高
さを近似的に推定する。このようにこのあらかじめ記憶
する1階当りの平均高さ、倉庫やオフィスビルなど建物
の種類別に設定することにより、より正確な絶対高さの
推定値が得られる、ステップ805では、3次元透視座
標変換処理部112により指定領域内に含まれる表示要
素のデータ構造変換を行う。即ち、ここまでのステップ
で抽出される地図データは、図5で示したように2次元
の実体オブジェクト形式であり、これを本ステップによ
り図6に示す3次元の実体オブジェクト形式に変換す
る。処理としては、本実施例では単純に、図6の形式の
3次元オブジェクトを、抽出されたオブジェクトの数だ
け用意して、対応部分はそのままコピーを行うととも
に、z座標は、前ステップで得られた建物絶対高さの推
定値を代入する。3次元表示を行うWin2上で、3次
元表示対象となる地図の要素を透視変換処理により、鳥
瞰的な2次元座標系を得るための処理を行うが、その変
換処理に必要なパラメータ類がステップ806でコマン
ド入力解析部100により設定する。この3次元透視変
換処理の詳細は、図10に示すような3つの座標系を有
するモデルで考える。
る3次元図形群がワールド座標系としてWC:[XW−
YW−ZW]で記述されており、それらを視点座標系V
C:[XV−YV−ZV]上に変換する処理を行うこと
に相当する。まず、図10における前提条件としては、
視点座標系VC上の視点位置は、ワールド座標系WCで
(0VX,0VY,0VZ)の位置にあるとし、この視
点から方向余弦(HX,HY,HZ)で3次元図系図群
を見るような視線ベクトルを考え、更にこの視線ベクト
ルは視点座標系VCにおいて[XV−ZV]平面とα度
の角度をなし、またこの視線ベクトルは[YV−ZV]
平面とβ度の角度をそれぞれなすとする。即ち方向余弦
とα,βとの関係は、
の4つの変換マトリックスを求め、順に変換処理を加え
ることになる。
平行移動変換TDを行う。
視点ベクトルが含まれるように、XV軸のまわりにα度
回転させる座標軸回転変換RXを行う。
クトルと平行となるように、β度回転させる座標軸回転
変換RYを行う。
転変換RZを行う。
いる変換マトリックスの内容は次の通りである。
説明する。
クトクラス(PHL)と、テキスト実体オブジェクトク
ラス(PHT)の構造を、地図データベース101との
対応をつけて図解したものである。すでに図2AとBに
示した地図データの図形部を構成するファイルLRT0
01、及びテキスト部を構成するファイルTRT001
には、各居住者の個人家枠と1対1に対応した図形レコ
ードとテキストレコードとが記述されており、住居家枠
の図形実体オブジェクトPHLと住居名称を示すテキス
ト実体オブジェクトPHTには、それぞれ対応した内容
が格納される。例えばオブジェクトPHLのDefinition
部には、図2(a)に示す図形部の構成点数が Point
に、始点・屈曲点・終点座標が※ xydata等にそれぞれ
対応しており、Methods部には、これらの図形データを
表示するための手続きdispPolyLineが記述される。一
方、オブジェクトPHTのDefinition部には、図2
(b)に示すテキスト部の基準点座標がtextX,textY
に、テキストレコードデータが※ moji等にそれぞれ対
応しており、Methods部には、これらのテキストデータ
を表示する手続きdispTextが記述される。従ってこれら
の実体オブジェクトに表示を要求するメッセージdispを
与えるだけで、各実体オブジェクト内部の図形・テキス
ト専用の手続きdispPolyLine、及びdispTextが起動さ
れ、表示部110に地図データが表示されることにな
る。また更にこのオブジェクトPHLとPHTに対応す
る3次元鳥瞰表示を行うための3次元対応の実体オブジ
ェクトPH3LとPH3Tも存在する。クラスオブジェ
クトPH3LとPH3Tの構造は、2次元のオブジェク
トPHLとPHTとほぼ同一の形式であり、オブジェク
トPH3Lではワールド座標系の点データにz座標値が
増えることと、表示手続きが3次元対応のdispPolyLine
3に変わること、オブジェクトPH3Tでは文字表示の
基準座標にZ座標値が増えることと、表示手続きが3次
元対応のdispText3にそれぞれ変わる。
D図面のように完全な3次元データをあたえなくても、
既存の2次元の住宅地図データと、その基本属性データ
とを用いて、任意の視点ベクトル方向から任意の投影面
に近似的な3次元鳥瞰表示を行うことが可能となるの
で、ディジタル化された2次元住宅地図の応用範囲を、
建築・土木などの分野の3次元シミュレーションなどの
分野にまで拡大できる効果がある。
り、CAD図面のように完全な3次元データをあたえな
くても、既存の2次元の住宅地図データと、その基本属
性データとを用いて、任意の視点ベクトル方向から任意
の投影面に近似的な3次元鳥瞰表示を行うことが可能と
なるので、ディジタル化された2次元住宅地図の応用範
囲を、建築・土木などの分野の3次元シミュレーション
などの分野にまで拡大できる効果がある。
すブロック図、
図、
示す図、
スト実体オブジェクトと、地図の2次元表示との関係を
示す図、
と、テキスト実体オブジェクトの関係を示す図、
クトと関係オブジェクトの関係を示す図、
示す図、
図、
明するための図、
形式を示す図、
る階層構造を示す図。
Claims (24)
- 【請求項1】入力されたコマンドに応答して、オブジェ
クトベースから前記コマンドに対応する関係オブジェク
トを検索し、該検索の結果得られた関係オブジェクトに
基づき、前記オブジェクトベースから実体オブジェクト
を得て、得られた実体オブジェクトにより地図データベ
ースから地図データを、属性データベースから属性デー
タを検索し、前記地図データベースを検索して得られた
地図データ、及び地図データの表示形式に従って前記属
性データベースを検索して得られた属性データを表示ユ
ニット上に表示することを特徴とする地図情報の表示方
法。 - 【請求項2】前記実体オブジェクトを検索するステップ
は、前記得られた関係オブジェクトの定義部の定義に従
って前記実体オブジェクトを取得し、取得した実体オブ
ジェクトに、入力されたコマンドに対応する命令を出力
することを特徴とする請求項1記載の地図情報の表示方
法。 - 【請求項3】前記表示するステップは、検索された属性
データの表示形式を検索された地図データの表示形式に
変換し、地図データ及び変換された属性データを表示ユ
ニット上に表示することを特徴とする請求項1記載の地
図情報の表示方法。 - 【請求項4】地図データの要素の各々の属性に対して予
め決められた高さデータをテーブルの形式で予め格納し
ておき、前記変換するステップでは、前記属性データの
属性に従って、テーブルを参照して前記高さデータを取
得し、得られた高さデータに従って、地図データを3次
元の地図データに変換することを特徴とする請求項3記
載の地図情報の表示方法。 - 【請求項5】 前記実体オブジェクトは、前記地図データ
ベースから地図データを検索する地図データ実体オブジ
ェクトと、前記属性データベースから属性データを検索
する属性データ実体オブジェクトを含むことを特徴とす
る請求項1乃至4記載の地図情報の表示方法。 - 【請求項6】 地図上の図形要素を2次元で表現した地図
表示を行うための地図データを保持する地図データベー
スと、前記図形要素に関連する属性データを保持する属
性データベースと、前記地図データ及び属性データとに
基づく地図情報を表示するための表示手段と、関係オブ
ジェクトに関するオブジェクトベースを格納するための
オブジェクトベース格納手段と、入力されたコマンドに
応答して前記オブジェクトベースから関係オブジェクト
を検索し、前記オブジェクトベースを参照して前記関係
オブジェクトから実体オブジェクトを導き、導かれた実
体オブジェクトの各々を実行するための検索実行手段
と、前記導かれた実体オブジェクトのうち地図データ実
体オブジエクトの実行に従って前記地図データベースか
ら地図データを検索するための地図データ検索手段と、
前記導かれた実体オブジェクトのうち属性データ実体オ
ブジェクトの実行に従って前記属性データベースから属
性データを検索するための属性データ検索手段と、検索
の結果得られた地図データと属性データを表示データに
変換し変換された表示データを前記表示手段に出力する
ための変換手段とを有することを特徴とする地図情報表
示装置。 - 【請求項7】 前記検索実行手段は、前記関係オブジェク
トが前記オブジェクトベース内で階層化されていると
き、入力されたコマンドに応答して前記オブジェクトベ
ースを参照して、先頭関係オブジェクトから、入力され
たコマンドに対応する全ての実体オブジェクトを検索す
るまで、各関係オブジェクト中の定義に従って前記オブ
ジェクトベース内の関係オブジェクトを順次検索するた
めの手段を含むことを特徴とする請求項6記載の地図情
報表示装置。 - 【請求項8】前記変換手段は、導かれた属性データを、
その表示形式が導かれた地図データの表示形式に合致す
る表示属性データに変換するための手段と、導かれた地
図データと表示属性データを3次元表示データに変換す
るためのデータ変換手段を有することを特徴とする請求
項6記載の[図形情報の3次元]地図情報表示装置。 - 【請求項9】 前記データ変換手段は、前記地図データの
各図形要素の属性に対して予め決め られた高さデータを
格納するためのテーブルと、属性データに従って、前記
テーブルを参照して高さデータを得て、得られた高さデ
ータに従って、地図データを3次元の地図データに変換
するための3次元変換手段を含むことを特徴とする請求
項8記載の地図情報表示装置。 - 【請求項10】 前記データ変換手段は、前記3次元表示
データの座標系を視点座標系に変換して鳥瞰3次元表示
データに変換するための手段を有することを特徴とする
請求項9記載の地図情報表示装置。 - 【請求項11】 2次元座標系の地図データを格納するた
めの地図データベースと、地図データ内の要素として示
される建物に関する属性データを格納するための手段
と、前記属性データから前記建物の高さを推定するため
の手段と、前記推定手段により推定された絶対高さに基
づいて前記建物を3次元表示するための建物データを生
成する手段と、前記建物データに基づき前記建物を表示
装置に表示された地図上に3次元的に表示する手段とを
有することを特徴とする地図情報表示装置。 - 【請求項12】 前記生成手段は、建物のデータを透視変
換する手段を有することを特徴とする請求項11記載の
地図情報表示装置。 - 【請求項13】 前記変換手段は、地図データを透視変換
するための手段を有し、前記表示手段は、変換された地
図データを表示し、表示された地図データに重畳して前
記建物データに基づく表示を行うことを特徴とする請求
項12記載の地図情報表示装置。 - 【請求項14】 前記表示手段は、第1のウィンドウ内に
2次元座標系の地図データを表示し、建物は第1のウィ
ンドウ内で指定された範囲内に有り、第2のウィンドウ
内に建物データを3次元的に表示することを特徴とする
請求項11記載の地図情報表示装置。 - 【請求項15】前記表示手段は、第1のウィンドウ内
に、指定された範囲を示す第1のマーカと共に、3次元
表示の視線方向及び透視変換先の投影面を示す第2のマ
ーカを表示し、指定された透視変換パラメータのデータ
に従って第1のマーカ、第2のマーカおよび建物データ
を同期させて追従的に表示することを特徴とする請求項
14記載の地図情報表示装置。 - 【請求項16】 前記属性データは、前記建物の階数を示
すデータを含んでおり、前記推定する手段は、前記階数
を示すデータと予め設定された1階あたりの平均高さに
基づいて前記絶対高さを推定することを特徴とする請求
項11乃至15記載の地図情報表示装置。 - 【請求項17】 前記属性データは、前記建物の階数を示
すデータと前記建物の種類を示すデータとを含んでお
り、前記推定する手段は、予め決められた1階当たりの
建物平均高さを建物の種類別に示すデータを保持し、前
記階数を示すデータと前記種類を示すデータに基づいて
得られる建物の1階あたりの平均高さに基づいて前記絶
対高さを推定することを特徴とする請求項11乃至15
記載の地図情報表示装置。 - 【請求項18】 2次元座標系の地図データを保持した地
図データベースに基づいて表示装置に地図情報の表示す
るための地図情報の表示方法において、予め前記地図デ
ータに基づき表示される建物に関する属性データを保持
しておき、前記属性データに基づいて前記建物の絶対高
さを推定し、推定された絶対高さに基づいて前記建物を
3次元表示するための建物データを生成し、前記建物デ
ータを用いて表示装置に表示される地図上に前記建物を
3次元的に表示することを特徴とする地図情報の表示方
法。 - 【請求項19】 前記建物データの生成ステップは、建物
に関するデータを透視変換するステップを含むことを特
徴とする請求項18記載の地図情報の表示方法。 - 【請求項20】 前記表示するステップは、地図データを
透視変換し、変換された地図データを表示するステップ
と、表示された地図データに重畳して前記建物データを
3次元的に表示するステップとを含むことを特徴とする
請求項19記載の地図情報の表示方法。 - 【請求項21】 前記表示するステップは、第1のウィン
ドウ内に2次元座標系の地図データを表示するステップ
と、前記第1のウィンドウ内で指定された範囲内に有る
建物について、第2のウィンドウ内に該建物を3次元的
に表示するステップを含むことを特徴とする請求項18
記載の地図情報の表示方法。 - 【請求項22】 前記表示するステップは、第1のウィン
ドウ内に、指定された範囲を示す第1のマーカと共に、
3次元表示の視線方向及び透視変換先の投影面を示す第
2のマーカを表示するステップと、指定された透視変換
パラメータのデータに従って第1のマーカ、第2のマー
カおよび建物データを同期させて追従的に表示するステ
ップとを含むことを特徴とする請求項21記載の地図情
報の表示方法。 - 【請求項23】 前記属性データが前記建物の階数を示す
データを含んでおり、前記推定ステップは、前記階数を
示すデータと予め与えられた1階当りの建物の平均高さ
に基づいて前記高さの推定を行うことを特徴とする請求
項18乃至22記載の地図情報の表示方法。 - 【請求項24】 前記属性データが前記建物の階数を示す
データと前記建物の種類を示すデータとを含んでおり、
前記推定ステップは、前記建物の種類を示すデータに基
づいてその建物の1階当たりの平均高さを求めるステッ
プと、求められた1階当たりの平均高さと前記階数を示
すデータとに基づいて前記高さの推定を行うことを特徴
とする請求項18乃至22記載の地図情報の表示方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP28976091A JP3212113B2 (ja) | 1990-11-07 | 1991-11-06 | 地図情報の表示方法及び装置 |
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