JP3255288B2 - クモの巣作図方法 - 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、等圧線や等高線等
を試料面上に作図するためのクモの巣作図方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各測定点と隣接する測定点を
結ぶ放射線状の直線上に補間法により交点を求める操作
を繰り返して等高線を描く方法として、例えば特開昭６
４−８６０４６号公報に開示されるものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術においては、局所的な等高線の作成するためのも
のであり、試料面を大域的にとらえた場合の等高線の作
成を開始する条件や作成を終了する条件を与えておら
ず、容易に作図を行うことが困難である。

【０００４】そこで本発明の目的は、試料面を大域的に
とらえた上で極小点及び極大点に着目し、作図開始点の
条件や作図終了点の条件を明確に与えて容易に作図を行
うことができるクモの巣作図方法を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、多数の測定点で所定レベルの測定値を記録し
た大域的な試料面上に等レベル線をクモの巣状に作成す
るクモの巣作図方法において、前記試料面上のある極点
を中心に放射状に複数の放射線分を引く第１の作図ステ
ップと、前記各放射線分上で等レベル点を求める第２の
作図ステップと、前記各放射線分上の等レベル点を結線
する第３の作図ステップとを有することを特徴とする。

【０００６】本発明のクモの巣作図方法では、まず、第
１の作図ステップにおいて、試料面上のある極点を中心
に放射状に複数の放射線分を引く。次に、第２の作図ス
テップにおいて、各放射線分上で等レベル点を求める。
そして、第３の作図ステップにおいて、各放射線分上の
等レベル点を結線する。このような第１〜第３ステップ
を試料面上の各極点について繰り返し行うことにより、
試料面上に多数の等レベル線をクモの巣状に作図するこ
とができる。したがって、試料面を大域的にとらえた上
で作図開始点や作図終了点を明確かつ容易に設定して作
図を行うことができ、各種の等レベル線を容易に作図す
ることが可能となる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるクモの巣作図
方法の実施の形態について説明する。本実施の形態にお
いては、例えば等圧線を作図する場合について説明す
る。本実施の形態は、観測地点毎に気圧データがあり、
気圧の極大点及び極小点が判明している場合、極大点及
び極小点から、その周辺に向かって等圧線図を作成する
ものである。なお、以下の説明では、極大点及び極小点
をあわせたものを単に極点というもとする。

【０００８】図１は、本実施の形態において、極大点Ｐ
（１０１０（ｈＰａ））を中心に、１００５（ｈＰａ）
の等圧線を作図した例を示す説明図である。なお、図１
において、●は、各観測地点を示しており、この観測地
点付近の数字は、気圧値（ｈＰａ）を示している。ま
た、■は、補間法によって求められた放射線分Ｌｉ上に
おける１００５（ｈＰａ）の位置Ｘｉを示している。ま
た、細線は、気圧の極大地点から引かれた放射線分Ｌｉ
であり、太線は、１００５（ｈＰａ）の等圧線である。
また、Ｐは極大点を示している。

【０００９】本形態によるクモの巣作図方法では、ま
ず、点Ｐを中心に放射状に複数の線分（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ
３、……）を引く。以下、この線分を放射線分という。
次に、各Ｌｉ上に１００５（ｈＰａ）の箇所を求め、そ
の箇所をＸｉとする。各Ｌｉで求められたＸｉを結線す
ると、１００５（ｈＰａ）の作図ができる。以上の手続
きを、各極点について繰り返し行うことで、等圧線の作
図を行っていく。

【００１０】図２は、本形態によるクモの巣作図方法を
実現するためのクモの巣作図装置の構成を示すブロック
図である。このクモの巣作図装置は、プログラム制御に
より動作するデータ処理装置１００と、作図要求者から
の情報を受信する受信装置１１０と、情報を記憶する記
憶装置１２０と、作図要求者への情報を送信する出力装
置１３０とから構成されている。そして、記憶装置１２
０は、観測データ記憶部１２１と、極点・等圧線記憶部
１２２と、放射線分記憶部１２３とから構成される。

【００１１】このうち観測データ記憶部１２１は、観測
データ受信手段１０１より求められた各観測地点のデー
タを記憶する。また、極点・等圧線記憶部１２２は、極
大点及び極小点の情報（極点の位置情報）及びそれらの
極点に関して作成された等圧線の情報を記憶する。ま
た、放射線分記憶部１２３は、放射線分作成手段１０３
により求められた放射線分に関する情報を記憶する。ま
た、データ処理装置１００は、観測データ受信手段１０
１と、極点算出手段１０２と、放射線分作成手段１０３
と、等圧線作成手段１０４と、等圧線出力手段１０５と
から構成されている。

【００１２】これらの手段は、それぞれ以下のように動
作する。まず、観測データ受信手段１０１は、受信装置
１１０を通して要求者から受信した情報（各観測点の観
測値情報）を観測データ記憶部１２１に格納する。ま
た、極点算出手段１０２は、観測データ記憶部１２１か
ら観測データ情報を引き出し、極点の位置を算出した上
で、極点・等圧線記憶部１２２に極点情報を格納する。
また、放射線分算出手段１０３は、極点記憶部１２２か
ら極点情報を引き出し、極点を中心とした放射線分を作
成する。そして、この作成した放射線分に関する情報を
放射線分記憶部１２３に格納する。

【００１３】また、等圧線作成手段１０４は、どの極点
について等圧線を作成するかについての情報を極点・等
圧線記憶部１２２から引き出し、さらに等圧線を作成す
るための放射線分情報を放射線分記憶部１２３から引き
出す。これらの情報から等圧線を作成し、作成結果を再
び極点・等圧線記憶部１２２に格納する。また、等圧線
出力手段１０５は、等圧線作成手段により作成された極
点・等圧線情報を受け、出力装置１３０に出力する。

【００１４】図３は、本形態によるクモの巣作図方法を
実行する際の処理動作を示すフローチャートである。以
下、本フローチャートを用いて本形態の全体の動作につ
いて説明する。まず、受信装置１１０より、観測データ
受信手段１０１に観測データ情報を受信し（ステップＳ
１）、各観測点の観測値から極点算出手段１０２を用い
て観測値が極大である点、及び極小である点を求める
（ステップＳ２）。次に、放射線分作成手段１０３を用
いて各極点から放射状に、かつ観測点を結ぶように結線
する（ステップＳ３）。以下、等圧線作成手段１０４を
用いて、各極点について等圧線を作成する作業を行う。

【００１５】まず、極点・等圧線記憶部１２２の情報か
ら、全ての極点について等圧線を作成済みかどうかを判
定する（ステップＳ４）。そして、作成済みであれば、
出力装置１３０に等圧線情報を出力し（ステップＳ１
１）、等圧線作成処理を終了する。そうでなければ、等
圧線を作成する対象の極点情報を極点・等圧線記憶部１
２２から取得する（ステップＳ５）。そして、取得した
極点について、どの気圧についての等圧線を作成するか
の気圧値を設定する。この設定値は、「作成する等圧線
の気圧間隔値」と「極点の気圧値」の差を丸めたものと
する。丸めた値の具体的な設定法は後述する。ここで
は、作成する気圧値をａ（ｈＰａ）とする（ステップＳ
６）。

【００１６】次に、作成しようとしている等圧線は、他
の極点で既に作成済みかどうかを検査する（ステップＳ
７）。ステップＳ７の検査方法については後述する。そ
して、既に作成済みならば、その極点に関しては等圧線
を作成済みとし（ステップＳ８）、ステップＳ４に戻
る。また、作成されていなければ、補間法を用いてａ
（ｈＰａ）の値である点が取得された極点より引かれた
各放射線分上のどこに位置するかを求める（ステップＳ
９）。さらに求めた各点を結線し、等圧線を作成する
（ステップＳ１０）。各極点について等圧線の作成が完
了すると、作成された等圧線情報は、等圧線出力手段１
０５に送られ、等圧線出力手段１０５は受けた等圧線情
報を出力装置１３０に送る。

【００１７】次に、ステップＳ６における気圧値の設定
法について具体例を説明する。これは、作成する等圧線
の間隔を５（ｈＰａ）、極小点Ａの気圧を９９１（ｈＰ
ａ）、極大点Ｂの気圧を１０２３（ｈＰａ）とすると、
極小点Ａについては、９９５（ｈＰａ）、１０００（ｈ
Ｐａ）、１００５（ｈＰａ）、……の順に、極大点Ｂに
ついては、１０２０（ｈＰａ）、１０１５（ｈＰａ）、
１０１０（ｈＰａ）、……の順に、他極点で等圧線作成
ずみと判定されるまで等圧線を作成していく。次に、ス
テップＳ７における「等圧線は他極点で結線済みかどう
か」の判定は以下の方法で行う。

【００１８】図４は、この判定条件の具体例を示す説明
図である。この図４で、作成対象の極点をＡ、他の極点
をＢとする。また、Ａに関して作成した最新の等圧線を
ＬＡとし、Ｂに関して作成した最新の等圧線をＬＢとす
る。また、ＡからＢに引かれた放射線分とＬＡとの交点
をＰＡとし、同放射線分とＬＢとの交点をＰＢとする。
等圧線ＬＡを作成した段階で、ＰＡの位置を記憶してお
き、等圧線ＬＢを作成した段階で、ＰＢの位置を記憶し
ておく。そして、ＰＡとＰＢの位置が一致すれば、「極
点Ａに関して、他極点Ｂで等圧線作成済み」ということ
ができる。

【００１９】図５は、等圧線作図の具体的な手順を示す
説明図である。ここで、等圧線の間隔は、５（ｈＰａ）
とする（すなわち、ａ＝５とした例である）。まず極大
点及び極小点を求める（ステップＳ２）。図５の場合で
は、１つの極大点（記号Ｈ、気圧１０２５（ｈＰａ））
と、２つの極小点（記号Ｌ１、気圧９９５（ｈＰａ）、
及び記号Ｌ２、気圧９９１（ｈＰａ））を算出する。

【００２０】次に、Ｌ１、Ｌ２から各格子点を結ぶよう
に放射状に線分を結線する（ステップＳ３）。図４で
は、みやすくするために放射線分の一部（線分ＨＬ１、
ＨＬ２及びＬ１、Ｌ２）を示している。Ｌ１に関して１
０００（ｈＰａ）の等圧線（図中（１）の曲線）を作成
する。そのために、ステップＳ３で結線した線分から、
１０００（ｈＰａ）の場所を補間法で求め、１０００
（ｈＰａ）の等圧線を作成し、Ｌ１に関して作成した等
圧線と各極点間に引かれた各放射線分との交点の位置を
保存しておく（図中▲印）。

【００２１】ここで、本形態における補間法として、ラ
グランジュ補間処理を用いて、図中の交点▲の位置を求
める具体例を説明する。以下の具体例では、気圧値を与
えて位置を算出するので逆補間を行うことになる。ま
ず、（ｘ、ｙ）＝（経度の値（度）、気圧の値（ｈＰ
ａ））とし、 Ｌ１（ｘ０、ｙ０）＝（７０、９９５）、 Ｌ１２（ｘ１、ｙ１）＝（７５、１００２）、 Ｌ２（ｘ０、ｙ０）＝（８０、９９１） とする。

【００２２】一方、ラグランジュ補間の２次多項式は次
式で表すことができる。 ｙ＝Ａｙ０＋Ｂｙ１＋Ｃｙ２ ただし、 Ａ＝｛（ｘ−ｘ１）（ｘ−ｘ２）｝／｛（ｘ０−ｘ１）
（ｘ０−ｘ２）｝ Ｂ＝｛（ｘ−ｘ０）（ｘ−ｘ２）｝／｛（ｘ１−ｘ０）
（ｘ１−ｘ２）｝ Ｃ＝｛（ｘ−ｘ０）（ｘ−ｘ１）｝／｛（ｘ２−ｘ０）
（ｘ２−ｘ１）｝

【００２３】上式をｘの降べきの順に整理すると、 ｙ＝Ｄｘ²−Ｅｘ＋Ｆ ただし、 Ｄ＝［ｙ０／｛（ｘ０−ｘ１）（ｘ０−ｘ２）｝＋ｙ１
／｛（ｘ１−ｘ０）（ｘ１−ｘ２）｝＋ｙ２／｛（ｘ２
−ｘ０）（ｘ２−ｘ１）｝］ Ｅ＝［｛（ｘ１−ｘ２）ｙ０｝／｛（ｘ０−ｘ１）（ｘ
０−ｘ２）｝＋｛（ｘ０−ｘ２）ｙ１｝／｛（ｘ１−ｘ
０）（ｘ１−ｘ２）｝＋｛（ｘ０−ｘ１）ｙ２｝／
｛（ｘ２−ｘ０）（ｘ２−ｘ１）｝］ Ｆ＝［｛ｘ１ｘ２ｙ０｝／｛（ｘ０−ｘ１）（ｘ０−ｘ
２）｝＋｛ｘ０ｘ２ｙ１｝／｛（ｘ１−ｘ０）（ｘ１−
ｘ２）｝＋｛ｘ０ｘ１ｙ２｝／｛（ｘ２−ｘ０）（ｘ２
−ｘ１）｝］ となる。

【００２４】そこで、このような降べきの順に整理した
式に、ｙ＝１０００（ｈＰａ）、及び上述したＬ１、Ｌ
１２、Ｌ２の値を代入すると、 １０００＝Ｄｘ²−Ｅｘ＋Ｆ Ｄ＝［９９５／｛（−５）×（−１０）｝＋１００２／
｛５×（−５）｝＋９９１／｛１０×５｝］ Ｅ＝［｛（８０＋７５）×９９５｝／｛（−５）×（−
１０）｝＋｛（８０＋７０）×１００２｝／｛５×（−
５）｝＋｛（７５＋７０）＋９９１｝／｛１０×５｝］ Ｆ＝［｛７５×８０×９９５｝／｛（−５）×（−１
０）｝＋｛８０×７０×１００２｝／｛５×（−５）｝
＋｛７５×７０×９９１｝／｛１０×５｝］ となる。

【００２５】さらに、この式を整理すると、Ｄ＝９、Ｅ
＝１３４０、Ｆ＝５０８２５となり、 ９ｘ²−１３４０ｘ＋４９８２５＝０ となる。そこで、この式をｘについて解くと、ｘ≧７０
及びｘ≦７５を考慮して、ｘ＝７２．０２となる。この
結果、１０００（ｈＰａ）の等圧線を作成するには、ｘ
＝７２．０２を交差するように結線することになる。な
お、以上のような処理手順は、本発明の一例であるもの
とする。

【００２６】以下、同様の方法で、Ｌ２に関して９９５
（ｈＰａ）の等圧線（図中（２）の曲線）、Ｈに関して
１０２０（ｈＰａ）の等圧線（図中（３）の曲線）、Ｌ
１に関して１００５（ｈＰａ）の等圧線（図中（４）の
曲線）、Ｌ２に関して１０００（ｈＰａ）の等圧線（図
中（５）の曲線）、Ｈに関して１０１５（ｈＰａ）の等
圧線（図中（６）の曲線）、及びＬ１に関して１０１０
（ｈＰａ）の等圧線（図中（７）の曲線）を順次作成す
る。

【００２７】次に、Ｌ２に関して１００５（ｈＰａ）の
等圧線（図中（８）の曲線）を作成する。このとき、Ｌ
１に関して作成した等圧線と放射線分Ｌ１Ｌ２との交点
とＬ２に関して作成した等圧線と放射線分Ｌ１Ｌ２との
交点が一致するため（図中△印）、極点Ｌ２に関して、
極点Ｌ１で等圧線作成済みとなる。次に、Ｈに関して１
０１０（ｈＰａ）の等圧線を作成する（図中（９）の曲
線）が、極点Ｈに関して極点Ｌ１で等圧線作成済みとな
る。次にＬ１に関して１０１５（ｈＰａ）の等圧線を作
成する（図中（１１）の曲線）が、極点Ｌ１に関して極
点Ｈで等圧線作成済みとなる（以上、ステップＳ４〜ス
テップＳ１０）。

【００２８】以上の処理の流れによって、全ての極点に
関し、等圧線を作成済みとなったので、要求者に等圧線
情報を送信して処理を終了する（ステップ１１）。した
がって、本形態のクモの巣作図方法によれば、極大点及
び極小点から、その周辺に向かって等圧線を作成し、そ
の等圧線がすでに作成されたものであれば、その極点に
関して等圧線の作成を終了する、という簡単な処理の流
れで等圧線の作図が可能になる。なお、以上のようなク
モの巣作図方法は、本形態のような等圧線に限らず、例
えば地図の等高線の作成や、電界の等電位線図の作成な
どにも応用できる。

【００２９】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。次に本発明の他の実施例について図６を用いて
説明する。本形態では、図２におけるデータ処理装置１
００及び記憶装置１２０を作図装置２００とする。そし
て、この作図装置を複数個用意する。図６は、このよう
に複数の作図装置２００を設けたシステムの構成を示す
ブロック図である。図示の例では、複数の作図装置２０
０として、作図装置Ａ、作図装置Ｂ、作図装置Ｃが設け
られている。また、本形態のシステムでは地域分割装置
２４０及び地域統合装置２５０を有する。

【００３０】そして、地域分割装置２４０は、受信装置
２１０から受信した１つの地域の観測値情報を、いくつ
かの地域に分割し、分割した地域毎の情報を各作図装置
２００に送信する。また、地域統合装置２５０は、各作
図装置２００により作成された地域毎の等圧線情報を、
１つの地域に統合し、出力装置２３０に送信する。本形
態では、複数の作図装置２００により、並行に作図処理
を行うことにより、処理速度の向上を可能にすることが
できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のクモの巣作
図方法では、試料面上のある極点を中心に放射状に複数
の放射線分を引き、前記各放射線分上で等レベル点を求
め、前記各放射線分上の等レベル点を結線するようにし
た。したがって、試料面を大域的にとらえた上で作図開
始点や作図終了点を明確かつ容易に設定して作図を行う
ことができ、各種の等レベル線を容易に作図することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による等圧線の作図例を示
す説明図である。

【図２】本発明の実施の形態によるクモの巣作図方法を
実現するためのクモの巣作図装置の構成を示すブロック
図である。

【図３】本発明の実施の形態によるクモの巣作図方法を
実行する際の処理動作を示すフローチャートである。

【図４】図３に示すクモの巣作図方法において、等圧線
が他極点で結線済みかどうかの判定を行うための判定条
件の具体例を示す説明図である。

【図５】本発明の実施の形態による等圧線作図の具体的
な手順を示す説明図である。

【図６】本発明の他の実施の形態によるシステムの構成
を示すブロック図である。

【符号の説明】

１００……データ処理装置、１０１……観測データ受信
手段、１０２……極点算出手段、１０３……放射線分作
成手段、１０４……等圧線作成手段、１０５……等圧線
出力手段、１１０……受信装置、１２０……記憶装置、
１２１……観測データ記憶部、１２２……極点・等圧線
記憶部、１２３……放射線分記憶部、１３０……出力装
置。

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多数の測定点で所定レベルの測定値を記
   録した大域的な試料面上に等レベル線をクモの巣状に作
   成するクモの巣作図方法において、 前記試料面上のある極点を中心に放射状に複数の放射線
   分を引く第１の作図ステップと、 前記各放射線分上で等レベル点を求める第２の作図ステ
   ップと、 前記各放射線分上の等レベル点を結線する第３の作図ス
   テップと、 を有することを特徴とするクモの巣作図方法。
2. 【請求項２】 前記試料面上の各極点について前記第１
   〜第３の作図ステップを繰り返し行うことを特徴とする
   請求項１記載のクモの巣作図方法。
3. 【請求項３】 前記極点は、極大点または極小点である
   ことを特徴とする請求項１記載のクモの巣作図方法。
4. 【請求項４】 前記第２の作図ステップは、補間法を用
   いて前記各放射線分上で等レベル点を求めることを特徴
   とする請求項１記載のクモの巣作図方法。
5. 【請求項５】 前記試料面を複数の領域に分割し、各分
   割領域上の各極点について前記第１〜第３の作図ステッ
   プを繰り返し行う処理を複数の作図装置によって並行処
   理するとともに、各作図装置の出力を合成することによ
   り、前記試料面全体に対する作図を行うようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載のクモの巣作図方法。
6. 【請求項６】 前記等レベル線は等圧線であることを特
   徴とする請求項１記載のクモの巣作図方法。
7. 【請求項７】 前記等レベル線は等高線であることを特
   徴とする請求項１記載のクモの巣作図方法。
8. 【請求項８】 前記等レベル線は等電位線であることを
   特徴とする請求項１記載のクモの巣作図方法。