JP4143320B2 - 図面変換方法、図面変換装置、図面変換プログラム及び記録媒体 - Google Patents

図面変換方法、図面変換装置、図面変換プログラム及び記録媒体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地図のベクトル化に関し、特にラスタ地図を変換する図面変換方法、図面変換装置、図面変換プログラム及び記録媒体に関する。
【0002】
【従来の技術】
紙に描かれた地図から、ベクトル化した地図を生成する技術がある。この場合、まず最初に、複数の紙の地図をスキャナなどで読み込み、個々の位置に貼り付け一つの全体地図を作成する。この時、個々に読み込んだラスタ地図の歪みの補正や元の紙地図にあったシミなどで発生した点や短い線分などの不要な部分(読込みノイズと言われている)の削除等の補正したラスタ地図データを生成する。その補正した地図データをソフトウェアとオペレータなどで処理することにより、ベクトル化した地図データを生成していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術では、紙の地図をラスタ地図化し、ベクトル化した場合は、紙の地図上では一つの線であった線が複数に切れた線(破線)として認識されたり、紙上では2本の線分が交わっていた線のどちらか一方の線又は両方の線が切れて認識されることも少なくない。また、紙の地図上では2本の線分がT字状に形成されているにもかかわらず、十字状として認識されたりすることがある。
【0004】
一方、ベクトル地図化は、単に線分をベクトル化するだけではなく、個々の線分に囲まれた範囲(以下、閉ループ又はポリゴン)を個々の一つの管理対象(土地等)として認識、管理することも重要な目的である。
【0005】
このため、先ずラスタ地図情報を基にベクトル化を行い、各線分を正しく認識するため、オペレータが変換した結果を画面上に表示させ、個々の線分が正確か、一つ線が破線状になっていないか、線分同志が正確に繋がっていないか等の確認し、間違っている所は、CAD等の技術を応用して修正を行う。次に、線分で囲まれたポリゴンを一つずつ地番等の情報とあわせて、登録していくと言う大変な手間が必要であった。かつ、作業には根気よくすることが必要となり、修正を行うオペレータの負担が大きいため、出来たベクトル地図の品質にも影響し、問題となる場合があった。
【0006】
本発明は、このような問題点に鑑み、オペレータの負担を軽減するとともに、所望の品質のベクトル化した地図を作成するための、図面変換方法、図面変換装置、図面変換プログラム及び記録媒体を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、コンピュータを用いて、ラスタ地図をベクトル化した地図へ変換する図面変換方法であって、前記ラスタ地図上の地番情報を認識し、前記ラスタ地図上における前記地番情報の位置を記憶する地番情報認識段階と、前記ラスタ地図上の線分をベクトル化するベクトル化段階と、認識した前記地番情報の位置に最も近い線分で構成された閉ループを、前記地番情報を囲む線分を追跡し、該線分を辺として作成する閉ループ作成段階と、前記地番情報と前記閉ループ情報とを関連づけて、画地番号を付与し一つの管理対象として登録する図形結合管理段階と、を有し、前記ラスタ地図上の全地番情報について前記閉ループを抽出したかどうか判定し、抽出した場合に処理を終了することを特徴とする。
【0008】
請求項1によれば、地番情報認識段階と、ベクトル化段階と、閉ループ作成段階と図形結合段階の一連の段階を行うことにより、オペレータの負担を軽減するとともに、所望の品質のベクトル化した地図を作成することができる。
【0009】
請求項2に記載の発明は、前記閉ループ作成段階は、2つの線分の端点が一致したとみなされることを条件に、前記2つの線分を結合し、新たに仮想する1つの折れ線を生成することを特徴とする。
【0010】
請求項2によれば、ラスタ地図と同様に、複数の線分を1つの折れ線として表現することができるため、オペレータの処理を軽減することができる。
【0011】
請求項3に記載の発明は、前記閉ループ作成段階は、第1の線分と第2の線分が略直線上に存在し、かつ前記第1の線分の端点と前記第2の線分の端点との距離が所定の値以下であることを条件に、前記端点の間を結ぶ新たに仮想する線分を生成することを特徴とする。
【0012】
請求項3によれば、本来は1本であるはずの線分がスキャナで紙の地図を読み込んだ際のノイズなどにより切断された可能性がある切断部分を線分で結ぶことが可能となる。
【0013】
請求項4に記載の発明は、前記閉ループ作成段階は、端点と、前記線分上の点との距離が所定の値以下であることを条件に、前記端点と前記線分上の点とを結ぶ新たに仮想する線分を生成することを特徴とする。
【0014】
請求項4によれば、線分の端点と、線分の端点以外の点とが、スキャナで紙の地図を読み込んだ際のノイズなどにより切断された可能性がある切断部分を線分で結ぶことが可能となる。
【0015】
請求項5に記載の発明は、前記新たに仮想した線分と、該線分と接続した線分の2つの線分が重なったとみなされた部分は、1つの線分とすることを特徴とする。
【0016】
請求項5によれば、1つの線分とすることにより、線分の情報量が減るため、処理量を少なくすることができる。
【0017】
請求項6に記載の発明は、前記閉ループ作成段階は、第1の線分に第2の線分が交わる場合、前記第2の線分の端点から前記第1の線分との交点までの距離が所定の長さの値以下であることを条件に、前記第2の線分の端点から前記第1の線分との交点までを削除することを特徴とする。
【0018】
請求項6によれば、ノイズなどにより第1の線分に第2の線分が交わり十字型になった可能性がある部分をT字型に形成することが可能となる。
【0019】
請求項7に記載の発明は、閉ループ作成段階で変更された部分を、視覚で認識できるように表示することを特徴とする。
【0020】
請求項7によれば、変更された部分を、視覚で認識可能なように表示することにより、オペレータの負担を軽減することができる。
【0021】
請求項8に記載の発明は、前記図形結合段階は、前記閉ループ作成段階で新たに仮想した線分を線分として登録することを特徴とする。
【0022】
請求項8によれば、図形結合段階により、仮想の線分を確定した線分として登録することができる。
【0023】
請求項9に記載の発明は、ラスタ地図をベクトル化した地図へ変換する図面変換装置であって、前記ラスタ地図上の地番情報を認識し、前記ラスタ地図上における前記地番情報の位置を記憶する地番情報認識手段と、前記ラスタ地図上の線分をベクトル化するベクトル化手段と、認識した前記地番情報を囲む前記地番情報の位置に最も近い線分で構成された閉ループを、前記地番情報を囲む線分を追跡し、該線分を辺として作成する閉ループ作成手段と、前記地番情報と前記閉ループ情報とを関連づけて、画地番号を付与し一つの管理対象として登録する図形結合管理手段と、を有し、前記ラスタ地図上の全地番情報について前記閉ループを抽出することを特徴とする。
【0024】
請求項9によれば、地番情報認識手段と、ベクトル化手段と、閉ループ作成手段と図形結合管理手段の一連の手段を有することにより、オペレータの負担を軽減するとともに、所望の品質のベクトル化した地図を作成することが可能な図面変換装置を提供できる。
【0025】
なお、上記プログラムを記録する記録媒体は、CD−ROM、フレキシブルディスク、光磁気ディスク(MO)等のように、情報を光学的、電気的あるいは磁気的に記録する記録媒体、もしくはROMやフラッシュメモリのように情報を電気的に記録する半導体メモリ等、様々なタイプの記録媒体を用いることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0027】
本発明の実施の形態における図面変換装置の全体構成を図1に示す。図1に示されるように、図面変換装置10は、通常のコンピュータと、そのコンピュータにインストールされたソフトウェアにより構成されている。また、ラスタ化された地図を生成するために、イメージスキャナ12を備えていても良い。
【0028】
次に、図面変換装置10のコンピュータシステムのハードウェアブロック図を、図2を用いて説明する。
【0029】
図2に示されるコンピュータシステムは、それぞれバスBで相互に接続されている入力装置22と,表示装置23と,ドライブ装置24と,記録媒体25と,補助記憶装置26と,メモリ装置27と,演算処理装置20と,インターフェース装置21とを含むように構成される。
【0030】
入力装置22は、コンピュータシステムの利用者が操作するキーボード及びマウスなどで構成され、コンピュータシステムに各種操作信号を入力するために用いられる。表示装置23は、コンピュータシステムを操作するのに必要な各種ウインドウやデータ等を表示する。インターフェース装置21は、コンピュータシステムをネットワーク18に接続する為のインターフェースであり、例えばNIC(Network Interface Card)やモデム等で構成される。
【0031】
そして、上記コンピュータシステムを動作させるためのプログラムは、CD−ROM等の記録媒体25によって提供されるか、ネットワーク18を通じてダウンロードされる。また、記録媒体25は、ドライブ装置24にセットされ、データやプログラムが記録媒体25からドライブ装置24を介して補助記憶装置26にインストールされる。
【0032】
補助記憶装置26は、データやプログラムを格納すると共に、必要なファイル等を格納する。メモリ装置27は、コンピュータシステムの起動時に補助記憶装置26からプログラムを読み出して格納する。演算処理装置20は、メモリ装置27に読み出され格納されたプログラムに従って処理を実行する。
【0033】
以上でハードウェアブロック図の説明を終え、以下、図面変換装置10の処理について説明する。まず最初に、準備として行う市町村単位での図割りについて説明する。
【0034】
図3は、ある地域の全域を1枚のラスタ地図で表し、その地図の画像に座標を付加したものである。また、その図3に示された地域は、A、B、…というアルファベットを用いて順番付けられた地図の単位に分解される。図4は、分解されたうちの1つの地図「E」を表しており、これは、アルファベット図郭といわれる。
【0035】
そして、図4のアルファベット図郭Eに示されるように、アルファベット図郭はさらに小さい地図で構成される。これらの地図を表したのが図5の地図である。この地図は、上述したように、座標が付加されたラスタ地図であり、余白の除去や歪みを補正して正規化されている。
【0036】
以上の処理を、図6のフローチャートを用いて説明する。ステップS101で、例えば市町村のような単位で、ラスタ地図が作成される。これは、イメージスキャナ12を用いて作成することができる。次に、図面変換装置10は、ステップS102で市町村全体図の図割を行う。これは、先ほどの図4や図5に示された地図の図面番号の定義である。次に、図面変換装置10は、ステップS103で、それぞれのラスタ地図の補正を行う。この補正は、例えば紙に描かれた地図を読み込んでいるために発生するノイズや余白の除去、または歪みの補正であり、ベクトル化する前に行われる補正である。そして、ステップS104で上記処理により加工された新たなラスタ地図に公共座標が付加されたラスタ地図が作成される。
【0037】
次に、上記処理により作成されたラスタ地図に対して行われる画地一括抽出処理について説明する。
【0038】
画地一括抽出処理は、まず最初に、ラスタ地図上に描かれた番地を表す地番文字をOCR(Optical Character Reader)変換することによりベクトル化した文字として認識する処理である。その認識した文字の、画像上の相対位置をもとに、地図上の該当座標に地番文字を描画する。この文字は、複数のレイヤで構成される地図のレイヤのうち、地番専用のレイヤに登録される。
【0039】
次に、図面変換装置10は、図7に示されるように、ベクトル化された地番文字の存在領域をラスタ地図30の画像から除外して、地番文字を除外したラスタ地図32を作成する。次に、図面変換装置10は、図8の地図34に示されるように、作成されたラスタ地図32上の線分をベクトル化する。線分をベクトル化することにより、地図34に示されるような、端点同士を直線で結んだ線分が作成される。これらの線分に対し、端点同士が重なっている点38、40、42は、結合されて、地図36に示されるように、ポリライン(折れ線)化される。
【0040】
次に、図面変換装置10は、図9の点線で表された領域に示されるように、地図の枠である図郭44から一定の範囲(バッファ)にあるポリラインを削除する。これはスキャニングの精度や紙図面の精度により、図10に示されるように、図郭線が途切れる可能性がある為であり、図面変換装置10は、途切れた図郭線を削除した後、再び図郭線を描画する。
【0041】
そして、次に、図面全体から規定値の長さ以下のポリラインを削除する。これは、紙図面の質やスキャニングの状態によって発生する余計なベクトル及び図面上のトンボ等を削除して、筆界線のみとするために行われる。
【0042】
次に、ポリラインの結合など、ポリラインに関する補正処理が行われる。まず、図11に示されるような、2つの線分の端点がある範囲に含まれる場合の処理について説明する。まず、図11(a)のような、ほぼ一直線に存在する線分で、かつ端点同士の距離が所定の長さより短い場合、図11に示されるように、端点46と端点48とを結び、2つの線分を一直線に結合する。次に、図11(b)のように、2つの線分が一直線上に存在しない場合は、端点50と端点52とを結ぶことなく、そのままとする。次に、図11(c)のような、ほぼ一直線に存在する線分の場合でも、端点54と端点56との距離が所定の長さより長い場合は、2つの端点を結ぶことなく、そのままとする。
【0043】
次に、図12を用いて、線分58と端点との結合について説明する。図12の(a)のように、端点60が、線分58との距離が所定の長さより短い場合は、図12(a)に示されるように、端点60から線分58を延長して端点60と線分とを結合させる(L字接合)。しかし、図12のように、端点62と線分58との距離が所定の長さより長い場合は、結合せずにそのままとする。
【0044】
次に、図13を用いて、線分64と他の直線とが交わる場合の処理について説明する。まず、図13(a)のように、端点66と線分64との距離が所定の長さより短い場合は、T字型に補正する(T字接合)。図13(b)のように、端点70と線分64との距離が所定の長さより長い場合は、そのままとする。また、図13(c)のように、交わってから、再び折れ線となる場合も、そのままとする。
【0045】
以上説明した画地一括抽出とポリライン補正の処理は、例えば図3で定義されたすべての地図に対して行われる。
【0046】
なお、画地一括抽出とポリライン補正の処理は、予め数種類のパラメタが設定されている。そのパラメタは、「座標値の精度」、「図郭線からのバッファの幅」、「ポリライン結合対象とする端点間距離」、「ポリライン接合対象とする2図形の距離」、「自動削除対象ポリラインの長さ」の5種類を含み、上記処理における結合などの判定に用いられる。また、パラメタの設定により、精度を高めたりすることが可能となるため、所望の品質のベクトル化した地図を作成することが可能となる。そして、このように整形されたポリラインは、筆界専用のレイヤに登録される。
【0047】
以上説明したラスタ地図をベクトル化する処理を図14のフローチャートを用いて説明する。ステップS201で図面変換装置10は、ラスタ地図上の地番文字を抽出することで、地番文字を認識するとともに、地番文字の位置情報を認識し、記憶する。次に、図面変換装置10は、ステップS202で、ラスタ地図からラインを抽出し、線分のベクトル化を行う。そして、図面変換装置10は、ステップS203で、ベクトル地図に対して初期化を行う。この初期化は、上述した図郭線の再設定、長さが規定値以下の線分の削除などが行われる。次のステップS204で、図面変換装置10は、ポリゴンの認識を行う。その処理を図15のフローチャートを用いて説明する。ステップS301で、図面変換装置10は、地図上の線分に対し図11、図12、図13を用いて説明した線分結合処理を行う。次に、図面変換装置10は、ステップS302で、認識した最初の地番文字コードをセットする。次のステップS303で、図面変換装置10は、地番文字列の中心から最近傍線分の検索を行う。この処理は、地番文字に一番近い線分を検索する処理である。
【0048】
そして、図面変換装置10は、ステップS304で、上記検索で見つかった線分によりポリゴンが形成されたかどうかの判定を行う。ポリゴンにならなかった場合、図面変換装置10は、ステップS305で時計回りの方向に対し、この線分と接続する線分があるかどうか判定を行う。接続する線分がある場合、図面変換装置10は、再びステップS304の処理を行う。接続する線分がなかった場合、図面変換装置10は、ステップS306で、先程選んだ近傍線分の、地番文字列からみて外側の線分を検索する。この処理は、先ほど選んだ線分の次に、地番文字列からみて外側の線分を検索する処理である。なお、ステップS306は求める地図の利用方針、精度等により1回、或いは行わずにステップS308へ進むようにしても良い。
【0049】
ステップS304の処理に戻り、線分によって図16に示されるようなポリゴンになった場合、図面変換装置10は、ステップS307で、抽出したポリゴンと地番文字列に画地番号を関連付けたリンク情報として付加する。次に、図面変換装置10は、ステップS308で、図面変換装置10は、図面内の全地番についてポリゴンを抽出したかどうか判定し、抽出した場合は、処理を終了し、まだ抽出していない場合は、ステップS309で認識した次の地番文字コードをセットし、再びステップS303の処理を行う。
【0050】
このようにしてポリゴンを認識すると、図面変換装置10は、図14のステップS205でベクトル地図の修正を行い、ステップS206のベクトル化した地図の修正が完了したかどうかの判定を行う。修正が完了していなければ、再び修正を行うために、図面変換装置10は、ステップS205の処理を行い、修正が完了した場合、処理を終了する。なお、図15のフローチャートにおいて、ステップS301の線分の結合を行いながら、ステップS304のポリゴンになったかどうか判定することも可能であるため、ステップS301の線分結合の処理は、ステップS304の前に行っても良い。
【0051】
次に、画地一括抽出などの処理が行われた地図に対して行う手作業での補正作業を容易に行うための4つの機能について図17と図18とを用いて順に説明する。
【0052】
まず、1つめは、ベクトル化した地図を表示する際に、画地ポリゴンのハッチングを行うとともに、画地ポリゴンとリンクしている地番の色(図17では斜線)を変えて表示する。そして、2つめは、図17に示されるように、図面変換装置10は、端点を菱形で表示し、屈曲点を、三角形で表示することにより、オペレータが見やすいように表示する。また、3つめとして、マウスにより選択操作した際に、表示されているマウスカーソルの座標の近傍形状が強調表示されるだけではなく、対象形状が画地ポリゴン及び地番文字の場合は、リンクしている形状を同時に強調する。4つ目は、図18に示されるように、地番が123−5と地番が258と、地番が123の画地の接点74のような、画地ポリゴン及びポリラインで同一座標点がある場合、その接点74を接点76のように移動することができる。これにより、オペレータは、全てのポリラインについて修正を行う必要がない。
【0053】
【発明の効果】
以上説明したように、オペレータの負担を軽減するとともに、所望の品質のベクトル化した地図を作成するための、図面変換方法、図面変換装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における図面変換装置の全体構成図である。
【図2】コンピュータシステムのハードウェアブロック図である。
【図3】図面番号を定義する地図を示す図である。
【図4】図面番号が定義された地図を示す図である。
【図5】図面番号が定義された地図を示す図である。
【図6】ラスタ地図を作成する処理を示すフローチャートである。
【図7】地番を除外する様子を示す図である。
【図8】端点を結合する様子を示す図である。
【図9】バッファにあるポリラインを削除する様子を示す図である。
【図10】図郭線が途切れた様子を示す図である。
【図11】端点を結合する場合を示す図である。
【図12】端点と直線とを結合する様子を示す図である。
【図13】交わった線分の処理を示す図である。
【図14】ベクトル地図作成処理を示すフローチャートである。
【図15】ポリゴンの認識処理を示すフローチャートである。
【図16】画地ポリゴンを示す図である。
【図17】端点と屈曲点との表示方法を示す図である。
【図18】接点の移動を示す図である。
【符号の説明】
10…図面変換装置
12…イメージスキャナ
20…演算処理装置
21…インターフェース装置
22…入力装置
23…表示装置
24…ドライブ装置
25…記録媒体
26…補助記憶装置
27…メモリ装置
30、32…ラスタ地図
34、36…地図
38、40、42、46、48、50、52、54、56、60、62、66、70、72…端点
44…図郭
58、64…線分
74、76…接点

Claims (11)

  1. コンピュータを用いて、ラスタ地図をベクトル化した地図へ変換する図面変換方法であって、
    前記ラスタ地図上の地番情報を認識し、前記ラスタ地図上における前記地番情報の位置を記憶する地番情報認識段階と、
    前記ラスタ地図上の線分をベクトル化するベクトル化段階と、
    認識した前記地番情報の位置に最も近い線分で構成された閉ループを、前記地番情報を囲む線分を追跡し、該線分を辺として作成する閉ループ作成段階と、
    前記地番情報と前記閉ループ情報を関連づけて、画地番号を付与し一つの管理対象として登録する図形結合管理段階と、を有し、
    前記ラスタ地図上の全地番情報について前記閉ループを抽出したかどうか判定し、抽出した場合に処理を終了することを特徴とする図面変換方法。
  2. 前記閉ループ作成段階は、2つの線分の端点が一致したとみなされることを条件に、前記2つの線分を前記端点で結合し、新たに仮想する1つの折れ線を生成することを特徴とする請求項1に記載の図面変換方法。
  3. 前記閉ループ作成段階は、第1の線分と第2の線分が略直線上に存在し、かつ前記第1の線分の端点と前記第2の線分の端点との距離が所定の値以下であることを条件に、前記端点の間を結ぶ新たに仮想する線分を生成することを特徴とする請求項1に記載の図面変換方法。
  4. 前記閉ループ作成段階は、端点と、前記線分上の点との距離が所定の値以下であることを条件に、前記端点と前記線分上の点とを結ぶ新たに仮想する線分を生成することを特徴とする請求項1に記載の図面変換方法。
  5. 前記新たに仮想した線分と、該線分と接続した線分の2つの線分が重なったとみなされた部分は、1つの線分とすることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の図面変換方法。
  6. 前記閉ループ作成段階は、第1の線分に第2の線分が交わる場合、前記第2の線分の端点から前記第1の線分との交点までの距離が所定の長さの値以下であることを条件に、前記第2の線分の端点から前記第1の線分との交点までを削除することを特徴とする請求項1に記載の図面変換方法。
  7. 閉ループ作成段階で変更された部分を、視覚で認識できるように表示することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の図面変換方法。
  8. 請求項1または請求項7の図面変換方法において、前記図形結合段階は、前記閉ループ作成段階で新たに仮想した線分を線分として登録することを特徴とする図面変換方法。
  9. ラスタ地図をベクトル化した地図へ変換する図面変換装置であって、
    前記ラスタ地図上の地番情報を認識し、前記ラスタ地図上における前記地番情報の位置を記憶する地番情報認識手段と、
    前記ラスタ地図上の線分をベクトル化するベクトル化手段と、
    認識した前記地番情報を囲む前記地番情報の位置に最も近い線分で構成された閉ループを、前記地番情報を囲む線分を追跡し、該線分を辺として作成する閉ループ作成手段と、
    前記地番情報と前記閉ループ情報とを関連づけて、画地番号を付与し、一つの管理対象として登録する図形結合管理手段と、を有し、
    前記ラスタ地図上の全地番情報について前記閉ループを抽出することを特徴とする図面変換装置。
  10. コンピュータに、
    ラスタ地図上の地番情報を認識し、前記ラスタ地図上における前記地番情報の位置を記憶する地番情報認識手順と、
    前記ラスタ地図上の線分をベクトル化するベクトル化手順と、
    認識した前記地番情報を囲む前記地番情報の位置に最も近い線分で構成された閉ループを、前記地番情報を囲む線分を追跡し、該線分を辺として作成する閉ループ作成手順と、
    前記地番情報と前記閉ループ情報とを関連づけて、画地番号を付与して一つの管理対象として登録する図形結合管理手順とを実行させ、前記ラスタ地図上の全地番情報について前記閉ループを抽出する図面変換プログラム。
  11. コンピュータに、
    ラスタ地図上の地番情報を認識し、前記ラスタ地図上における前記地番情報の位置を記憶する地番情報認識手順と、
    前記ラスタ地図上の線分をベクトル化するベクトル化手順と、
    認識した前記地番情報を囲む前記地番情報の位置に最も近い線分で構成された閉ループを、前記地番情報を囲む線分を追跡し、該線分を辺として作成する閉ループ作成手順と、
    前記地番情報と前記閉ループ情報とを関連づけて、画地番号を付与し一つの管理対象として登録する図形結合管理手順とを実行させ、前記ラスタ地図上の全地番情報について前記閉ループを抽出する図面変換プログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
JP2002098059A 2002-03-29 2002-03-29 図面変換方法、図面変換装置、図面変換プログラム及び記録媒体 Expired - Fee Related JP4143320B2 (ja)

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