JP5338044B2

JP5338044B2 - ３次元形状抽出装置、方法及びプログラム

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Publication number: JP5338044B2
Application number: JP2007179493A
Authority: JP
Inventors: 力垣内; 博文近津
Original assignee: 朝日航洋株式会社
Priority date: 2007-07-09
Filing date: 2007-07-09
Publication date: 2013-11-13
Anticipated expiration: 2027-07-09
Also published as: JP2009014643A

Description

本発明は、３次元形状抽出装置、方法及びプログラムに関し、より具体的には、指定３次元条件に合致する形状部分を３次元データから抽出する３次元形状抽出装置、方法及びプログラムに関する。

地盤上の地物を含めて地上を３次元計測する方法として、航空レーザ測量がある（例えば、特許文献１）。ヘリコプタ又は飛行機に搭載した走査型レーザ測距装置で、空中から地上にレーザパルスを照射し、距離と照射角度を計測する。同時に、レーザ測距儀の３次元位置とヘリコプタの方向をＧＰＳ及びジャイロ等で計測する。これらの計測結果から、地物（建物等の人工構造物、及び、街路樹等の自然物）及び地表面の三次元座標値をサンプル計測することができる。この方法では、広い範囲にわたり、地盤面を短時間で高密度に３次元計測できる。以後の計算機処理を容易にするために、通常は、このように計測された点データ群を、デジタル標高モデル（ＤＥＭ）と呼ばれる一定間隔の格子上の標高値に変換する。

このように広範囲で高密度に収集された３次元点データ群は、地盤及び地物の解析に利用できる。例えば、特許文献２，３，４には、レーザ航空測量による３次元点データ群から地盤面の計測値と建物の計測値を分離する技術が記載されている。特許文献５には、ＤＥＭモデルから物体表面の構造線を抽出するシステムが記載されている。

また、地上をステレオ撮影することによっても、地上を３次元計測することが可能であり、そのようにして得られた３次元位置データから人工構築物を分離する装置が、特許文献６に記載されている。高度上空から撮影した地上画像からエッジを抽出して、特徴的地形を検出する技術が、特許文献７，８に記載されている。
特開平１１−０２３２６３号公報特開２００３−２９６７０６号公報特開２００２−０７４３２３号公報特開２００４−０９３６３２号公報特開２００４−０５３５２９号公報特開平１１−２６５４４８号公報特開２００３−２５６８０７号公報特開２００３−１４０５４４号公報

従来、３次元で一定のサイズにある地形や建物等を３次元点データ群、例えば、ＤＥＭデータから分離抽出する方法は、知られていない。

本発明は、３次元座標値を示す点データ群から指定３次元条件に合致する形状部分を抽出する装置、方法及びプログラムを提示することを目的とする。

本発明に係る３次元形状抽出装置は、地盤面を含む３次元メッシュデータから当該地盤面を示す地盤データを抽出する地盤面抽出手段であって、第１のウインドウサイズで第１の高さ閾値の第１のメディアンフィルタを当該３次元メッシュデータに適用することにより、当該３次元メッシュデータから、当該第１のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第１の高さ閾値以上のメッシュデータを除外する地盤面抽出手段と、当該地盤面抽出手段で抽出された当該地盤データから、抽出したい３次元サイズの抽出条件に該当する形状データを抽出する３次元抽出手段であって、第２のウインドウサイズで第２の高さ閾値の第２のメディアンフィルタを当該地盤データに適用することにより、当該地盤データから、当該第２のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第２の高さ閾値以上のメッシュデータを抽出する３次元抽出手段と、当該３次元抽出手段で抽出された形状データから指定形状に合致するデータを絞り込む形状絞り込み手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る３次元形状抽出方法は、地盤面を含む３次元メッシュデータから当該地盤面を示す地盤データを抽出する地盤面抽出ステップであって、第１のウインドウサイズで第１の高さ閾値の第１のメディアンフィルタを当該３次元メッシュデータに適用することにより、当該３次元メッシュデータから、当該第１のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第１の高さ閾値以上のメッシュデータを除外する地盤面抽出ステップと、当該地盤面抽出ステップで抽出された当該地盤データから、抽出したい３次元サイズの抽出条件に該当する形状データを抽出する３次元抽出ステップであって、第２のウインドウサイズで第２の高さ閾値の第２のメディアンフィルタを当該地盤データに適用することにより、当該地盤データから、当該第２のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第２の高さ閾値以上のメッシュデータを抽出する３次元抽出ステップと、当該３次元抽出ステップで抽出された形状データから指定形状に合致するデータを絞り込む形状絞り込みステップとを具備することを特徴とする。

本発明に係る３次元形状抽出プログラムは、地盤面を含む３次元メッシュデータから当該地盤面を示す地盤データを抽出する地盤面抽出機能であって、第１のウインドウサイズで第１の高さ閾値の第１のメディアンフィルタを当該３次元メッシュデータに適用することにより、当該３次元メッシュデータから、当該第１のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第１の高さ閾値以上のメッシュデータを除外する地盤面抽出機能と、当該地盤面抽出機能で抽出された当該地盤データから、抽出したい３次元サイズの抽出条件に該当する形状データを抽出する３次元抽出機能であって、第２のウインドウサイズで第２の高さ閾値の第２のメディアンフィルタを当該地盤データに適用することにより、当該地盤データから、当該第２のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第２の高さ閾値以上のメッシュデータを抽出する３次元抽出機能と、当該３次元抽出機能で抽出された形状データから指定形状に合致するデータを絞り込む形状絞り込み機能とをコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムである。

本発明によれば、３次元のメッシュデータから指定３次元条件に合致する形状部分を抽出することができる。しかも、ほとんど又は全部の処理を自動化できるので、人的な作業労力をほとんど必要とせずに抽出結果を確認することができ、非常に便利である。地上にいる人間の視点からではわかりづらい地形形状も抽出可能であり、例えば、円墳の抽出に適用することにより、現地調査の候補を絞り込むことができ、作業効率が格段に向上する。

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施例の機能ブロック図を示し、図２は、本実施例の動作フローチャートを示す。なお、本実施例は、地上のごく小さい円墳、サイズ的には半径５メートル、高さ２メール程度の円墳の調査の前準備として、そのような円墳の候補を絞り込むことを目的としている。

ハードディスク１０には、航空レーザ測量により上空から地上にレーザを照射して３次元計測された点群データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝が格納されている（Ｓ１）。特許文献１にも説明されるように、航空レーザ測量に使用される走査型レーザ測距装置は、照射したレーザ光の反射光が戻る時間で距離を計測する。樹木が被さっている場合、樹冠からの反射光（ファーストパルス）と地盤からの反射光（ラストパルス）の両方がありうる。本実施例では、地盤の一定サイズの盛り上がり部分を最終的に抽出分離することを目的としているので、ラストパルスで測定される距離を採用する。勿論、この３次元計測データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝は、写真測量で得られるデータ群であってもよい。

３次元計測された点群データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝は、一般に水平面、即ち（ｘ，ｙ）面内ではランダムに位置することになり、コンピュータ処理に適さないので、水平面内で一定サイズのメッシュを想定し、各メッシュに代表的な標高値を割り当てる。そのために、コンピュータ１２のメッシュ化機能１４が、ハードディスク１０に格納される３次元計測データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝を読み出し、メッシュ化してＤＥＭデータ｛Ｍｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝を生成する（Ｓ２）。生成されたＤＥＭデータ｛Ｍｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝は、ハードディスク３０に格納される。

航空レーザ測量の場合、メッシュ（格子）のサイズとして、例えば、３０〜４０ｃｍ程度が充分に達成可能である。１メッシュ内には、複数の計測点データが入り得る。図３は３次元計測データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝の分布例であって、図３（ａ）は斜視図を示し、図３（ｂ）は平面図を示す。黒丸が計測点であり、近くに表記された数値は標高値を示す。１メッシュ内に複数の計測点が入ることがありえるし、また、樹冠の計測点も混じる。図４は、図３に示す計測データから生成したメッシュデータの例である。本実施例では、地盤の特徴的な形状の抽出を目的とするので、１メッシュ内で最も低い標高値を採用して、当該メッシュの標高値とする。図４（ａ）は図３（ａ）に対応する斜視図を示し、図４（ｂ）は図３（ｂ）に対応する平面図を示す。樹冠等の地物の抽出を目的とする場合には、１メッシュ内で最も高い標高値を採用する。

コンピュータ１２の地盤面抽出機能１６が、閾値付きのメディアンフィルタ２４を使い、ウインドウサイズＷＳ１と高さ閾値Ｈｒｅｆ１に従い、ＤＥＭデータ｛Ｍｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝から地盤面の点データを抽出する（Ｓ３）。

閾値付きメディアンフィルタは、ウインドウサイズ内の各メッシュの値を昇順又は降順に並べたときの中央値と、ウインドウ内の中央に位置する注目メッシュの値との差を算出し、その差が閾値Ｈｒｅｆ１より大きいか否かにより、注目メッシュの値を採用（抽出）するか、破棄（除去）する空間フィルタ処理である。この閾値付きメディアンフィルタ処理により、注目メッシュが、周囲のメッシュから高さ閾値Ｈｒｅｆ以上に凸又は凹であるかどうかを判定できる。ウインドウサイズＷＳにより、水平面内のどの程度の拡がりで標高差を評価するかを制御できる。

本実施例では、一定のサイズ（例えば、半径５ｍ程度、高さ２ｍ程度）を具備する円墳の探査を目的としているので、高さ閾値Ｈｒｅｆ１を２ｍ以上の値、例えば、３ｍ程度とし、ウインドウサイズＷＳ１を１０．８ｍ×１０．８ｍ程度（メッシュサイズが３０ｃｍの場合で、例えば３６×３６メッシュ）とした。

ウインドウサイズＷＳ１は例えば、目的の円墳以上のサイズであれば良いが、地盤面の標高変化の影響が少なくなるように、目的の円墳以上のサイズであっても、周囲の地盤を常に半分以上、包含できるサイズ、例えば、目的の円墳の面積の２倍程度以内のサイズが好ましい。但し、ウインドウサイズが目的物より小さくても、高さ閾値Ｈｒｅｆ１を大きくすると、孤立的に高い点、通常は、樹冠や電柱等を除外できる。従って、地盤面抽出処理では、ウインドウサイズＷＳ１及び高さ閾値Ｈｒｅｆ１を段階的に変更して、複数回、実行しても良い。

図５を参照して、地盤面抽出機能１６による地盤面の抽出動作の原理を説明する。図５は、１２×１２メッシュのＤＥＭデータの数値例を示す。理解しやすいように、ウインドウサイズを３×３メッシュとした。各メッシュ内の数値はそのメッシュの標高値を示す。

ウインドウ４０は、ｘ＝４，ｙ＝３のメッシュ（４，３）を注目メッシュとして適用したメディアンフィルタの位置を示す。ウインドウ４２は、ｘ＝３，ｙ＝１０のメッシュ（３，１０）を注目メッシュとして適用したメディアンフィルタの位置を示す。このようなウインドウ４０，４２をＤＥＭデータ｛Ｍｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝を水平面内で１メッシュずつ走査する。

先に説明したように、メディアンフィルタでは、ウインドウ内の全メッシュの標高値をその大きさ順に並べたときの中央値が、注目メッシュ（４，３）の標高値に対して高さ閾値Ｈｒｅｆ１以上に大きければ、除外し、高さ閾値Ｈｒｅｆ１より小さければ、採用する。

ウインドウ４０の例では、ウインドウ内の全メッシュの標高値をその大きさ順に並べると、｛０，０，０，２，２，２，２，４，４｝となり、中央値は２になる。中央値と注目メッシュ（４，３）の標高値２との差がＨｒｅｆ１＝３より小さいので、注目メッシュ（４，３）は採用される。

これに対し、注目メッシュ（３，１０）に対するウインドウ４２の場合、ウインドウ内の全メッシュの標高値をその大きさ順に並べると、｛０，０，０，０，０，０，０，０，１０｝となり、中央値は０になる。この中央値０と注目メッシュ（３，１０）の標高値１０との差がＨｒｅｆ１＝３より大きくなるので、注目メッシュ（３，１０）は除外される。

地盤面抽出機能１６は、このような空間フィルタ処理をＤＥＭデータ３０の全メッシュに対して順次、実行する。除外と判定されたメッシュには、標高値の代わりに、無効又は除外を示す値、例えば、ＮＵＬＬが書き込まれる。地盤面抽出機能１６は、いわば明らかに地盤で無い点を除外する機能であり、最終的に抽出したい立体形状に入り得ない孤立点を除外する処理に相当する。メディアンフィルタ以外にも、同様の機能を有する空間フィルタを利用できることは明らかである。

コンピュータ１２の地盤面補間機能１８は、地盤面抽出機能１６で抽出されたＤＥＭデータに対し内挿補間を適用する（Ｓ４）。地盤面補間機能１８で補間された地盤データ｛Ｔｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝は、ハードディスク３２に格納される。

コンピュータ１２の３次元抽出機能２０は、ハードディスク３２の地盤面データ｛Ｔｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝から、指定の３次元サイズに該当する点データ、即ち、水平面内の指定サイズ（東西方向の大きさと、南北方向の大きさ）以内の大きさで、周囲から指定高さ以上に盛り上がった点データを抽出する（Ｓ５）。抽出された点の水平位置を示す点データ｛Ｓｉ（ｘ，ｙ）｝は、ハードディスク３４に格納される。

具体的には、ユーザは、抽出したいサイズ（水平面内の大きさと高さ）の条件として、ウインドウサイズＷＳ２と高さ閾値Ｈｒｅｆ２を３次元抽出機能２０に指定する。３次元抽出機能２０は閾値付きメディアンフィルタ２４を使い、これらの指定サイズで地盤面データ｛Ｔｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝を空間フィルタリング処理する。ウインドウサイズＷＳ２は、抽出したいサイズの水平面内の大きさ相当又はこれより少し大きなサイズとし、高さ閾値Ｈｒｅｆ２は、抽出したい高さより小さな値にする。そして、メディアンフィルタの中央値と注目メッシュの標高値との差が高さ閾値Ｈｒｅｆ２以上になる注目メッシュを抽出する。

例えば、半径５ｍ程度、高さ２ｍ程度の円墳を抽出したい場合、ウインドウサイズＷＳ２は、１０．５ｍ×１０．５ｍ程度（メッシュのサイズが３０ｃｍの場合で、３５×３５メッシュ）、Ｈｒｅｆ２は０．２ｍとした。これにより、ウインドウサイズＷＳ２の領域内で、周囲よりも高さ閾値Ｈｒｅｆ２以上に高くなっているメッシュ、即ち、周囲から盛り上がっているメッシュが、抽出される。

最終的に抽出したい対象（ここでは円墳）のサイズと、ウインドウサイズＷＳ１，ＷＳ２との関係を説明する。閾値付きメディアンフィルタでは、ウインドウサイズより小さいサイズのものに対して、中央値より高さ閾値以上に標高値が異なるメッシュを抽出又は除外できる。ウインドウサイズＷＳ１は、明らかなに邪魔になる空中のデータを除外するためであるので、常に地盤面が入るように、広めに設定することで、効率的に、地盤面以外の点データを除去できる。即ち、より少ない処理で地盤面を正しく抽出するには、ウインドウサイズＷＳ１は、最終的に抽出したい対象のサイズより大きくすべきである。例えば、ウインドウサイズＷＳ１が、最終的に抽出したい対象のサイズより小さいと、ウインドウ内に地盤が含まれない場合が出現し、地盤面以外を除外できない場合が生じ得る。この結果、地盤面補間機能１８のエラー、ひいては、３次元抽出機能２０のエラーに繋がり、最終的な結果の精度を大きく低下させる。

３次元抽出機能２０は、地盤面を確定した後で、周囲の地盤面の変動に影響されずに、部分的に盛り上がった個所を探索するためであるので、そこでのウインドウサイズＷＳ２は、サイズ目的のサイズに合わせたサイズにするのが好ましい。ウインドウサイズＷＳ１との関係では、一般的にはＷＳ１＞ＷＳ２が好ましい。但し、ＷＳ１＝ＷＳ２であっても、３次元抽出機能２０において、ノイズを拾い易くなるが、目的を達成することは可能である。

３次元抽出機能２０にはエッジ検出も利用可能である。但し、エッジ検出は隣接するメッシュ間で標高な急激に変化する個所を検出するものであり、領域を確定するには、エッジの線の連続性を確保する必要がある。即ち、エッジの切れを補完する処理を追加しなければならず、これが、誤った認識に繋がりやすい。これに対し、メディアンフィルタは、ウインドウサイズと高さ閾値を調整することで、急激に変化する形状も、半球体のようになだらかに変化する形状も検出可能であり、補完的な処理も不要である。

コンピュータ１２の形状絞込み機能２２が、抽出点データ｛Ｓｉ（ｘ，ｙ）｝を隣接する点同士でグループ化し、グループ毎で目的の平面形状に合致するか否かを判別し、目的の平面形状になる抽出点データ｛Ｓｉ（ｘ，ｙ）｝を絞り込む（Ｓ６）。水平面内で目的の形状（例えば、円形、正方形、四角形、三角形等）に合致するか否かは、サンプル形状とマッチングする方法や、数学的に決定する公知の方法を利用できる。例えば、円墳の場合には、面積と円形度という指標を使用することで、円墳を抽出できる。指定した面積よりも小さく、指定した円形度に近いグループを絞り込む。

例えば、円形度を４π（面積）／（周囲長）^２と定義する。円の半径をｒとすると、面積はπｒ^２であり、周囲長は２πｒである。この円形度の定義に従えば、円形度＝４π（πｒ^２）／（２πｒ）^２＝１となる。抽出点データ｛Ｓｉ（ｘ，ｙ）｝を隣接する点データ同士でグループ化し、各グループについて、面積と周囲長を算出し、円形度を算出する。得られた円形度が１に近いほど、円に近いということになる。ちなみに、正方形の場合、円形度はπ／４＝０．７９になり、正三角形の場合、円形度はπ√３／９＝０．６０になる。

抽出点データ｛Ｓｉ（ｘ，ｙ）｝に標高値（ｚ値）を含めておけば、各メッシュの実際の標高値を後で確認できることは明らかである。ここでは、円墳の高さ自体を判別することを目的としていないので、抽出点データ｛Ｓｉ（ｘ，ｙ）｝から標高値を除外してある。

本実施例によれば、３次元のメッシュデータから特徴的な３次元形状条件に合致するデータを抽出できる。しかも、ほとんどの処理又は全部の処理を自動化できるので、人的な作業労力をほとんど必要とせずに、抽出結果を確認でき、非常に便利である。例えば、本実施例を古墳の現地調査のための補助として利用することにより、以下のような効果がある。第１に、地上にいる人間の視点からではわかりづらい地形形状を本実施例により出力される図から確認できるので、見落としがなくなる。第２に、本実施例により抽出された箇所を現地調査すれば良いので、現地調査の効率が格段に向上する。

また、本実施例により、円形形状のみならず四角形や三角形などの形状も抽出できる。この抽出結果を、航空レーザ計測データからの地盤面抽出処理に反映させることで、地盤面抽出精度を向上させることができる。

ハードディスク１０，３０，３２，３４は、各保存されるデータを区別する目的で図示されているのであり、単一のハードディスク又はその他の記憶媒体であってもよいことは明らかである。

コンピュータ１２のメッシュ化機能１４、地盤面抽出機能１６、地盤面補間機能１８、３次元抽出機能２０及び形状絞込み機能２２は、コンピュータ１２上で動作するプログラムソフトウエアにより実現されるが、その機能の一部又は全部をハードウエアで実現できることは明らかである。また、閾値付きメディアンフィルタ２４は、専用のディジタル信号処理装置（ＤＳＰ）で実現しても、コンピュータソフトウエアのみで実現してもよい。

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明の一実施例の機能ブロック図を示す。本実施例の動作フローチャートを示す。３次元計測データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝の分布例であって、図３（ａ）は斜視図を示し、図３（ｂ）は平面図を示す。図３に示す計測データから生成したメッシュデータの例であり、図４（ａ）は図３（ａ）に対応する斜視図を示し、図４（ｂ）は図３（ｂ）に対応する平面図を示す。１２×１２メッシュのＤＥＭデータの数値例を示す。

符号の説明

１０：ハードディスク
１２：コンピュータ
１４：メッシュ化機能
１６：地盤面抽出機能
１６：地盤面抽出機能
１８：地盤面補間機能
２０：３次元抽出機能
２２：形状絞込み機能
２４：閾値付きメディアンフィルタ
３０，３２，３４：ハードディスク
４０，４２：ウインドウ

Claims

地盤面を含む３次元メッシュデータから当該地盤面を示す地盤データを抽出する地盤面抽出手段（１６，１８）であって、第１のウインドウサイズで第１の高さ閾値の第１のメディアンフィルタを当該３次元メッシュデータに適用することにより、当該３次元メッシュデータから、当該第１のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第１の高さ閾値以上のメッシュデータを除外する地盤面抽出手段と、
当該地盤面抽出手段（１６，１８）で抽出された当該地盤データから、抽出したい３次元サイズの抽出条件に該当する形状データを抽出する３次元抽出手段（２０）であって、第２のウインドウサイズで第２の高さ閾値の第２のメディアンフィルタを当該地盤データに適用することにより、当該地盤データから、当該第２のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第２の高さ閾値以上のメッシュデータを抽出する３次元抽出手段と、
当該３次元抽出手段で抽出された形状データから指定形状に合致するデータを絞り込む形状絞り込み手段（２２）
とを具備することを特徴とする３次元形状抽出装置。
更に、地上を３次元計測して得られる３次元計測データから当該３次元メッシュデータを生成するメッシュ化手段（１４）を具備することを特徴とする請求項１に記載の３次元形状抽出装置。
当該第１の高さ閾値が当該第２の高さ閾値より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元形状抽出装置。
地盤面を含む３次元メッシュデータから当該地盤面を示す地盤データを抽出する地盤面抽出ステップ（１６，１８）であって、第１のウインドウサイズで第１の高さ閾値の第１のメディアンフィルタを当該３次元メッシュデータに適用することにより、当該３次元メッシュデータから、当該第１のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第１の高さ閾値以上のメッシュデータを除外する地盤面抽出ステップと、
当該地盤面抽出ステップ（１６，１８）で抽出された当該地盤データから、抽出したい３次元サイズの抽出条件に該当する形状データを抽出する３次元抽出ステップ（２０）であって、第２のウインドウサイズで第２の高さ閾値の第２のメディアンフィルタを当該地盤データに適用することにより、当該地盤データから、当該第２のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第２の高さ閾値以上のメッシュデータを抽出する３次元抽出ステップと、
当該３次元抽出ステップで抽出された形状データから指定形状に合致するデータを絞り込む形状絞り込みステップ（２２）
とを具備することを特徴とする３次元形状抽出方法。
更に、地上を３次元計測して得られる３次元計測データから当該３次元メッシュデータを生成するメッシュ化ステップ（１４）を具備することを特徴とする請求項４に記載の３次元形状抽出方法。
当該第１の高さ閾値が当該第２の高さ閾値より大きいことを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元形状抽出方法。
地盤面を含む３次元メッシュデータから当該地盤面を示す地盤データを抽出する地盤面抽出機能（１６，１８）であって、第１のウインドウサイズで第１の高さ閾値の第１のメディアンフィルタを当該３次元メッシュデータに適用することにより、当該３次元メッシュデータから、当該第１のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第１の高さ閾値以上のメッシュデータを除外する地盤面抽出機能と、
当該地盤面抽出機能（１６，１８）で抽出された当該地盤データから、抽出したい３次元サイズの抽出条件に該当する形状データを抽出する３次元抽出機能（２０）であって、第２のウインドウサイズで第２の高さ閾値の第２のメディアンフィルタを当該地盤データに適用することにより、当該地盤データから、当該第２のウインドウサイズのウインドウ内で、中央のメッシュの標高値と中央値との差が当該第２の高さ閾値以上のメッシュデータを抽出する３次元抽出機能と、
当該３次元抽出機能で抽出された形状データから指定形状に合致するデータを絞り込む形状絞り込み機能（２２）
とをコンピュータに実現させるための３次元形状抽出プログラム。
更に、地上を３次元計測して得られる３次元計測データから当該３次元メッシュデータを生成するメッシュ化機能（１４）を当該コンピュータに実現させるための請求項７に記載の３次元形状抽出プログラム。
当該第１の高さ閾値が当該第２の高さ閾値より大きいことを特徴とする請求項７又は８に記載の３次元形状抽出プログラム。