JP3384557B2 - 3次元地形図作成方法及びシステム並びに記録媒体 - Google Patents

3次元地形図作成方法及びシステム並びに記録媒体

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、過去の浸水被害デ
ータ、解析により求められた浸水予測データ、分布型解
析手法による管きょ能力解析結果のデータ、又は現況地
形写真のデータを含む2次元平面図データ及び3次元情
報を有する図面のデータから3次元地形図を作成する3
次元地形図作成方法及びシステム並びに記録媒体に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】浸水対
策や各種都市施設計画においては、都市域の地形を把握
するために地図のような平面図形ではなく、立体図形が
必要となる。通常、立体図形を作成するには、例えば基
準点測量等を実施することにより、新たに座標(X,
Y)と標高値を取得し、それをもとに作成する方法や、
デジタルマップ(DM)データより作成する方法があ
る。
【0003】しかし、測量による前者の方法では、新た
に座標と標高値を取得しなければならないため、多額の
費用と長い期間が必要となり、また、DMデータによる
後者の方法では、DMを作成していない地区では利用で
きないという問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するものであって、座標(X,Y)と標高値を取得す
るために特別に測量の実施しなくても、DMデータがな
くても立体図形を作成できるようにするものである。
【0005】そのために本発明は、過去の浸水被害デー
タ、解析により求められた浸水予測データ、分布型解析
手法による管きょ能力解析結果のデータ、又は現況地形
写真のデータを含む2次元平面図データ及び3次元情報
を有する図面のデータから3次元地形図を作成する3次
元地形図作成方法であって、前記図面のデータから3次
元情報の座標値(X,Y)及び標高値(Z)を抽出して
3次元要素(X,Y,Z)の値をデータベース化し、該
データベース化した3次元要素データより不整三角網を
発生させ、該不整三角網より頂点と頂点との標高差にし
たがって等高線を内挿して等高線図データを作成し、該
作成した等高線図データに前記2次元平面図データを合
成して3次元地形図を作成することを特徴とし、標高値
別に着色処理して3次元地形図を作成することを特徴と
するものである。
【0006】また、過去の浸水被害データ、解析により
求められた浸水予測データ、分布型解析手法による管き
ょ能力解析結果のデータ、又は現況地形写真のデータを
含む2次元平面図データ及び3次元情報を有する図面の
データから3次元地形図を作成する3次元地形図作成シ
ステムであって、前記過去の浸水被害データ、解析によ
り求められた浸水予測データ、分布型解析手法による管
きょ能力解析結果のデータ、又は現況地形写真のデータ
を含む2次元平面図データ及び前記3次元情報を有する
図面のデータを格納した記憶手段と、前記図面のデータ
から3次元情報の座標値(X,Y)及び標高値(Z)を
抽出して3次元要素(X,Y,Z)の値をデータベース
化するデータ抽出手段と、前記データ抽出手段によりデ
ータベース化した3次元要素データより不整三角網を発
生させ、該不整三角網より頂点と頂点との標高差にした
がって等高線を内挿して等高線図データを作成する等高
線図作成手段と、前記等高線図作成手段により作成した
等高線図データに前記2次元平面図データを合成して3
次元地形図を作成する図形作成手段とを備えたことを特
徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しつつ説明する。図1は本発明に係る3次元地形
図作成システムの実施の形態を示す図、図2は2次元要
素データの構成例を示す図である。図中、1は上下水道
施設平面図データ、2は2次元平面図データ、3は3次
元要素抽出部、4は3次元要素データベース、5はTI
N発生部、6は等高線図作成部、7は合成処理部、8は
立体図形作成部、9は図形出力部を示す。
【0008】図1において、上下水道施設平面図データ
1は、公開されている行政図面で3次元情報として地盤
高値を有する図面のデータであり、通常、マンホールが
およそ10m程度の範囲で1つ設置されているが、その
マンホールの座標値(X,Y)及びその標高値(Z)を
有している。このような図面としては、他にも道路台帳
図、都市計画図などがあり、データとして、例えば図2
(A)に示すように各マンホール毎に座標値(X,Y)
及びその標高値(Z)を格納し、図2(B)に示すマン
ホールレイヤ、地形レイヤのように多層化されている。
2次元平面図データ2は、地盤高値を持たないラスター
データやベクターデータ、ドットパターンデータなどで
あり、衛星写真や航空写真など空中写真の現況地形写
真、過去の浸水被害データ、解析等により求められた浸
水予測データ、分布型解析手法(Distributed model)
による管きょ能力解析結果などのデータを含むものであ
る。例えば現況地形写真は、ラスタデータでファイル管
理され、また、過去の浸水被害データなどは、ベクター
データで管理される。
【0009】3次元要素抽出部3は、上下水道施設平面
図データ1からマンホールの座標値(X,Y)及びその
標高値(Z)を3次元要素(X,Y,Z)のデータとし
て抽出して3次元要素データベース4にデータベース化
するものであり、例えば図2(C)に示すようにn枚の
メモリプレーンを用いて座標値(xi ,yi )にnビッ
トの標高値(01……1)として格納される。TIN発
生部5は、3次元要素データベース4にデータベース化
した3次元要素(X,Y,Z)のデータより隣接するマ
ンホールを頂点として標高値を有する不整三角網モデル
TIN(Triangulated Irregular Network)を発生
させるものがある。等高線図作成部6は、その不整三角
網TINより頂点と頂点との間の標高値の差にしたがっ
て等高線を内挿して等高線図データを作成し、さらに等
高線図データを標高値別に着色するものである。
【0010】合成処理部7は、等高線図作成部6により
作成した等高線図データと2次元平面図データ2とを一
致させて合成するものであり、例えば等高線図データと
2次元平面図データ2で複数の任意の地点について対応
させ、あるいは等高線図、空中写真のいずれかを固定し
て他方を縮小/拡大、回転、移動操作することにより、
等高線図上に空中写真を合成する。この合成により、空
中写真に標高値を付加することができる。立体図形作成
部8は、合成処理部7により等高線図上に空中写真を合
成したデータを基に鳥瞰図(立体図形)を作成し、ある
いは標高値別に着色した等高線図データを基に鳥瞰図
(立体図形)を作成してその鳥瞰図に2次元平面図デー
タ2を重ね合わせるものであり、図形出力部9は、その
作成した鳥瞰図を支援データとして出力するものであ
る。
【0011】図3は本発明に係る3次元地形図作成方法
による作業手順の例を説明するための図、図4は上下水
道施設平面図による3次元地形図の例を示す図、図5は
TIN発生部5で発生するTINの発生例を示す図、図
6は図5に示すTINより等高線を内挿して作成した等
高線図及び等高線図に標高値別の着色処理を行った例を
示す図、図7は鳥瞰図の発生例及び浸水被害データを重
ね合わせた例を示す図、図8は3次元地形図に管きょ能
力解析結果をオーバーレイした出力例を示す図である。
【0012】本発明に係る3次元地形図作成方法による
作業手順は、例えば図3に示すようにまず、公開図面の
3次元情報の座標値(X,Y)と標高値(Z)より、3
次元要素(X,Y,Z)を抽出し、図4に示すような標
高値を有する3次元地形図を作成する(ステップS
1)。この3次元要素の抽出を行う公開図面としては、
例えば上下水道施設平面図、道路台帳図、都市計画図な
どの行政機関から公開されている図面のデータがあり、
これらの図面にマンホールなどの座標値(X,Y)と地
盤高値の標高値(Z)が記載されている。
【0013】次に、抽出された3次元要素をデータベー
ス化し(ステップS2)、それを基に図5に示すような
不整三角網モデルTINを発生させる(ステップS
3)。しかる後、TINより等高線を内挿して図6
(A)に示すような等高線図を生成し(ステップS
4)、図6(B)に示すように等高線図を標高値別に着
色処理する(ステップS5)。そして、等高線図を見や
すくするために、図7(A)に示すように鳥瞰図(立体
図形)として表示させる(ステップS6)。さらにこの
鳥瞰図に過去の浸水被害データや、解析等により求めら
れた浸水予測データを重ね合わせ、浸水対策支援データ
を作成した例が図7(B)であり、Fが浸水地域を示し
ている。
【0014】通常、下水道管理システムでは、管径、勾
配、地盤高、管底高、土かぶり、マンホール種別、地先
面積等の情報を有し、これらを情報を用いることによ
り、既に管きょ能力解析を行う分布型解析手法として、
デンマークのマウスや英国ハイドロワックス、オースト
ラリアのXPSWMMなどが知られている。本発明で
は、この解析結果を2次元平面図データ2や浸水被害デ
ータ浸水予測データと同様3次元地形図にオーバーレイ
することもできる。その例を示したのが図8である。
【0015】なお、本発明は、上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上
記実施の形態では、上下水道施設平面図、道路台帳図、
都市計画図などの行政機関から公開されている図面のデ
ータを用いたが、マンホールと同様にその位置と3次元
情報を有する他のデータを用いたも同様に適用可能であ
る。また、3次元情報の標高値としてマンホールの地盤
高値を用いたが、水道施設の弁室の天端高、都市計画図
の独立標高点その他、地表に出ている構造物表面の標高
値を用いてもよい。
【0016】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、3次元情報を有する図面のデータから3次元
地形図を作成する3次元地形図作成方法であって、図面
のデータから3次元情報の座標値(X,Y)及び標高値
(Z)を抽出して3次元要素(X,Y,Z)の値をデー
タベース化し、3次元要素の値に基づき等高線図データ
を作成し、該等高線図データから3次元地形図を作成
し、その際に、3次元要素データより不整三角網を発生
させ、該不整三角網より等高線を内挿して等高線図デー
タを作成し、標高値別に着色処理して3次元地形図を作
成するので、浸水対策や各種都市施設計画の支援データ
として、公開されている行政図面でマンホールの地盤高
値等の3次元情報を有する図面のデータから有用な立体
図形を作成して提供することができる。
【0017】また、2次元平面図データは、過去の浸水
被害データ、解析により求められた浸水予測データ、分
布型解析手法による管きょ能力解析結果のデータ、又は
現況地形写真のデータを用い、図面のデータは、マンホ
ール地盤高値を有する上下水道施設平面図、道路台帳
図、又は都市計画図を含む行政機関の図面のデータを用
いるので、3次元地形図を作成するのに、座標(X,
Y)と標高値を取得するために基準点測量等を実施しな
くても、また、デジタルマップ(DM)データがない場
合であっても、既存の図面を用いて3次元要素を取得す
ることができ、また、現況地形写真と合成することがで
き、短期間で安価に有用な3次元地形図を作成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る3次元地形図作成システムの実
施の形態を示す図である。
【図2】 2次元要素データの構成例を示す図である。
【図3】 本発明に係る3次元地形図作成方法による作
業手順の例を説明するための図である。
【図4】 上下水道施設平面図による3次元地形図の例
を示す図である。
【図5】 TIN発生部5で発生するTINの発生例を
示す図である。
【図6】 図5に示すTINより等高線を内挿して作成
した等高線図及び等高線図に標高値別の着色処理を行っ
た例を示す図である。
【図7】 鳥瞰図の発生例及び浸水被害データを重ね合
わせた例を示す図である。
【図8】 3次元地形図に管きょ能力解析結果をオーバ
ーレイした出力例を示す図である。
【符号の説明】
1…上下水道施設平面図データ、2…2次元平面図デー
タ、3…3次元要素抽出部、4…3次元要素データベー
ス、5…TIN発生部、6…等高線図作成部、7…合成
処理部、8…立体図形作成部、9…図形出力部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G06T 11/60,17/50 G09B 29/00

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 過去の浸水被害データ、解析により求め
    られた浸水予測データ、分布型解析手法による管きょ能
    力解析結果のデータ、又は現況地形写真のデータを含む
    2次元平面図データ及び3次元情報を有する図面のデー
    タから3次元地形図を作成する3次元地形図作成方法で
    あって、前記図面のデータから3次元情報の座標値
    (X,Y)及び標高値(Z)を抽出して3次元要素
    (X,Y,Z)の値をデータベース化し、該データベー
    ス化した3次元要素データより不整三角網を発生させ、
    該不整三角網より頂点と頂点との標高差にしたがって等
    高線を内挿して等高線図データを作成し、該作成した等
    高線図データに前記2次元平面図データを合成して3次
    元地形図を作成することを特徴とする3次元地形図作成
    方法。
  2. 【請求項2】 標高値別に着色処理して3次元地形図を
    作成することを特徴とする請求項1記載の3次元地形図
    作成方法。
  3. 【請求項3】 過去の浸水被害データ、解析により求め
    られた浸水予測データ、分布型解析手法による管きょ能
    力解析結果のデータ、又は現況地形写真のデータを含む
    2次元平面図データ及び3次元情報を有する図面のデー
    タから3次元地形図を作成する3次元地形図作成システ
    ムであって、 前記過去の浸水被害データ、解析により求められた浸水
    予測データ、分布型解析手法による管きょ能力解析結果
    のデータ、又は現況地形写真のデータを含む2次元平面
    図データ及び前記3次元情報を有する図面のデータを格
    納した記憶手段と、 前記図面のデータから3次元情報の座標値(X,Y)及
    び標高値(Z)を抽出して3次元要素(X,Y,Z)の
    値をデータベース化するデータ抽出手段と、 前記データ抽出手段によりデータベース化した3次元要
    素データより不整三角網を発生させ、該不整三角網より
    頂点と頂点との標高差にしたがって等高線を内挿して等
    高線図データを作成する等高線図作成手段と、 前記等高線図作成手段により作成した等高線図データに
    前記2次元平面図データを合成して3次元地形図を作成
    する図形作成手段とを備えたことを特徴とする3次元地
    形図作成システム。
  4. 【請求項4】 前記図面のデータは、マンホール地盤高
    値を有する上下水道施設平面図、道路台帳図、又は都市
    計画図を含む行政機関の図面のデータを用いることを特
    徴とする請求項3記載の3次元地形図作成システム。
  5. 【請求項5】 過去の浸水被害データ、解析により求め
    られた浸水予測データ、分布型解析手法による管きょ能
    力解析結果のデータ、又は現況地形写真のデータを含む
    2次元平面図データ及び3次元情報を有する図面のデー
    タから3次元地形図を作成する3次元地形図作成システ
    ム用記録媒体であって、 前記過去の浸水被害データ、解析により求められた浸水
    予測データ、分布型解析手法による管きょ能力解析結果
    のデータ、又は現況地形写真のデータを含む2次元平面
    図データ及び前記3次元情報を有する図面のデータと、 前記図面のデータから3次元情報の座標値(X,Y)及
    び標高値(Z)を抽出して3次元要素(X,Y,Z)の
    データとしてデータベース化するデータ抽出プログラム
    と、 前記データ抽出プログラムによりデータベース化した3
    次元要素データより不整三角網を発生させ、該不整三角
    網より頂点と頂点との標高差にしたがって等高線を内挿
    して等高線図データを作成する等高線図作成プログラム
    と、 前記等高線図作成プログラムにより作成した等高線図デ
    ータに前記2次元平面図データを合成して3次元地形図
    を作成する図形作成プログラムとを記録したことを特徴
    とする3次元地形図作成システム用記録媒体。
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