JP5567522B2 - 単画像からのステレオペア検索装置及びステレオペア検索方法 - Google Patents

Description

本発明は、画像からのステレオペア検索技術に関し、特に、地球観測衛星から撮影された画像のうち、同一地点の複数の単画像から、ステレオ画像と同等の立体感を持つ単画像のペア（ステレオペア）を検索する技術に関する。

1972年に地球観測衛星であるLandSatが打ち上げられて以来、地球観測衛星で撮影された画像を利用して、衛星や惑星の地形図や土地被覆分類、地図の作成などの地理空間情報を取得する試みが数多く行われてきた。以下、地球観測衛星と称するが、撮影対象は地球に限定されず、他の衛星や惑星などを含む。

現在では、画像撮影技術の精度の向上に伴って、細い道路の形状やビル、または小さな建物にいたるまで、詳細に地物を判読することが可能な設備を備えた地球観測衛星が次々と打ち上げられている。現在ではピクセル分解能１ｍ以下の衛星画像を商用ベースで利用することが可能となってきた。

平面画像の撮影のみでなく、立体感をもつステレオ撮影を行うことが出来る設備を備えた地球観測衛星が近年増えてきている。地球観測衛星から撮影されたステレオ画像からは、数値標高モデルやステレオ図化による地形図、地図の作図を行うことが可能である。

そのため、地球観測衛星から撮影された衛星画像を利用した地理空間情報の取得、例えば地形図や地図作成などを行うことが一般的になりつつある。衛星画像の分解能がメートル以下級であり、かつ、ステレオ画像が入手可能になったことから、海外や現地調査が困難な地域に関して、より詳細な地形図や地図を衛星画像から作成しようとする機会が多くなってきた。

下記特許文献１には、左右の航空写真画像データと左右画像のカメラ情報、及び、標定要素情報及びユーザの指定したステレオペア画像データに基づいて、取得済みの３次元地図データを入手し、この３次元地図データと上記ステレオペア画像データとに基づいて立体観測して３次元計測し、当該地物の３次元座標データを得ることが開示されている。

特開２００８−１６５５０１号公報

地球観測衛星で撮影される衛星画像には、単画像撮影によって取得される単画像とステレオ撮影によって取得されるステレオ画像とが存在する。地球観測衛星から撮影された単画像やステレオ画像は、ともに地形図や地図の更新、作成に使用されており、特にステレオ画像は地形図や地図作成分野において単画像より有用である。

しかしながら、ステレオ画像を撮影する設備を備えた人工衛星は高価であり総数も少ないため、現在までにアーカイブされている高分解能の衛星画像のほとんどが単画像であり、ステレオ画像が関心地域に存在しない場合がほとんどである。

また、上記特許文献１の技術も、飛行機に立体画像を作成するための左右の航空写真画像データを取得するための設備が設けられていることが前提となる。

本発明は、複数の単画像にそれぞれオーバーラップ領域がある場合、その複数の画像の組合せの中から、ステレオ画像と同等の効果を持つステレオペアを検索することが出来るステレオペア検索技術を提供することを目的とする。

上記問題を達成するために、本発明によるステレオペア検索システムは、地図データベースと衛星画像撮影情報データベースと衛星軌道情報データベースと標高情報データベースを備えたホストシステムと、ホストシステムにネットワークを通して接続され、関心地域の地理情報を指定し、その指定地域に存在するステレオペア検索結果を表示するホスト端末から成り、ホストシステムには衛星画像撮影情報データベースと衛星軌道情報データベースを更新する手段と、更新された衛星画像撮影情報と衛星軌道情報を利用して、ホスト端末から指定された関心地域に存在している複数の衛星画像を検索する手段と、検索された複数の画像から2枚の衛星画像を抜き出し、ステレオペア条件を計算する手段と、計算されたステレオペア条件角からステレオペアを検索する手段と、検索したステレオペアの条件の優劣を計算する手段を設けたものである。

本発明の一観点によれば、画像検索場所の地理座標情報と人工衛星により撮影された衛星画像を格納する衛星画像撮影データベースに格納された衛星画像のポリゴン情報とに基づいて、前記画像検索場所とオーバーラップする領域を有する衛星画像を検索する衛星画像検索部と、前記衛星画像検索部によって検索された衛星画像が複数存在する場合に、複数の前記衛星画像のそれぞれの組み合わせについて、各衛星画像を撮影した際の人工衛星の位置座標とそれぞれの衛星画像の中心座標とを３次元で特定する衛星位置特定部と、前記複数の衛星画像のうちの任意の対となる第１の衛星画像と第２の衛星画像とを撮影した第１の衛星位置と第２の衛星位置と、対応する前記中心座標と、に基づいて、ステレオペア条件を演算するステレオペア角演算部と、前記ステレオペア角演算部が演算したステレオペア条件のうち、ステレオペア画像となりうるステレオペア条件を満たす衛星画像の対を抽出するステレオペア画像抽出部と、を有することを特徴とするステレオペア検索装置が提供される。

前記衛星位置特定部は、前記中心座標から、撮影された地点から見た撮影時の前記人工衛星が存在している位置を表す衛星方位角で示される方向に伸ばした第１の直線と、前記撮影時の前記人工衛星の衛星軌道との交点を特定し、当該交点の２次元位置に対応する高さを衛星軌道データベースより求めることができる。

前記ステレオペア角演算部は、前記第１の衛星位置と前記画像検索場所の中心位置とを結ぶ第２の直線と、前記第２の衛星位置と前記画像検索場所の中心位置とを結ぶ第３の直線との成す収束角の２等分線と前記第１の衛星位置と前記第２の衛星位置とを結ぶ第４の直線との交点からの前記第４の直線に対する垂線と前記２等分線とのの成す非対称角と、前記第１の衛星位置と前記第２の衛星位置と前記中心位置とを含む平面と地表面との成す角のうち前記２等分線と、前記交点から地表面に下ろした垂線の交点と前記中心位置とを結ぶ線分から成す角である２等分線仰角とを求めることができる。

前記収束角と前記非対称角と前記２等分線仰角との３つの角度が、それぞれ、３０°≦収束角≦６０°、非対称角≦２０°、６０°≦２等分線仰角≦９０°のステレオ３条件を全て満たす画像のペアを検索するステレオペア画像検索部を有することが好ましい。

前記衛星位置特定部が求めた前記第１の衛星位置と前記第２の衛星位置の座標と、前記中心座標とを、３次元直角座標系に変換する座標変換部を備えることが好ましい。

また、本発明は、地図データベースと衛星画像撮影情報データベース、衛星軌道データベースと標高情報データベースを備えたステレオペア検索装置と端末装置とからなるステレオペア検索システムであって、前記ステレオペア検索装置は、画像検索場所の地理座標情報と人工衛星により撮影された衛星画像を格納する前記衛星画像撮影情報データベースに格納された衛星画像のポリゴン情報とに基づいて、前記画像検索場所とオーバーラップする領域を有する衛星画像を検索する衛星画像検索部と、前記衛星画像検索部によって検索された衛星画像が複数存在する場合に、複数の前記衛星画像のそれぞれの組み合わせについて、各衛星画像を撮影した際の人工衛星の位置座標とそれぞれの衛星画像の中心座標とを前記衛星軌道データベースに基づいて３次元で特定する衛星位置特定部と、前記複数の衛星画像のうちの任意の対となる第１の衛星画像と第２の衛星画像とを撮影した第１の衛星位置と第２の衛星位置と、対応する前記中心座標と、に基づいて、ステレオペア条件を演算するステレオペア角演算部と、前記ステレオペア角演算部が演算したステレオペア条件のうち、ステレオペア画像となりうるステレオペア条件を満たす衛星画像の対を前記衛星画像撮影情報データベースから抽出するステレオペア画像抽出部と、を有し、前記端末装置は、前記画像検索場所を入力して前記ステレオペア検索装置に送る入力部と、前記ステレオペア画像抽出部により抽出されたステレオペア画像を表示する表示部と、を有することを特徴とするステレオペア検索システムである。

また、本発明は、地図データベースと衛星画像撮影情報データベース、衛星軌道データベースと標高情報データベースを備えたステレオペア検索装置と端末装置とからなるステレオペア検索システムにおけるステレオペア検索方法であって、前記端末装置から入力された画像検索場所の地理座標情報と人工衛星により撮影された衛星画像を格納する前記衛星画像撮影情報データベースに格納された衛星画像のポリゴン情報とに基づいて、前記画像検索場所とオーバーラップする領域を有する衛星画像を検索する衛星画像検索ステップと、前記衛星画像検索ステップによって検索された衛星画像が複数存在する場合に、複数の前記衛星画像のそれぞれの組み合わせについて、各衛星画像を撮影した際の人工衛星の位置座標とそれぞれの衛星画像の中心座標とを前記衛星軌道データベースに基づいて３次元で特定する衛星位置特定ステップと、前記複数の衛星画像のうちの任意の対となる第１の衛星画像と第２の衛星画像とを撮影した第１の衛星位置と第２の衛星位置と、対応する前記中心座標と、に基づいて、ステレオペア条件を演算するステレオペア角演算ステップと、前記ステレオペア角演算ステップにより演算されたステレオペア条件のうち、ステレオペア画像となりうるステレオペア条件を満たす衛星画像の対を前記衛星画像撮影情報データベースから抽出するステレオペア画像抽出ステップと、を行うことを特徴とするステレオペア検索方法が提供される。

本発明は、上記のステレオペア検索方法をコンピュータに実行させるためのプログラム、当該プログラムを記録するコンピュータ読み取り可能な記録媒体であっても良い。

本発明の地図関連情報配信システムによれば、次のような効果がある。
ステレオ画像が存在しない地域であっても、その地域に撮影日の異なる単画像または同日撮影でも異なる単画像が複数枚存在していれば、それらの単画像の組合せから、ステレオ画像と同等の効果のあるステレオペアを検索することにより、単画像の用途を拡大することができる。

ステレオ画像であってもステレオ条件の優劣が存在する。そのため、関心地域によってはステレオ画像より、ステレオ条件が良いステレオペアを検索することが可能である。

本発明の一実施の形態によるステレオペア検索装置を含むシステムの一構成例を示す機能ブロック図である。 検索処理部の詳細な構成例を示す図である。 図２Ａ（ａ）は、衛星画像撮影情報データベース（ＤＢ）に格納されているデータの構成例を示す図である。図２Ａ（ｂ）は、ポリゴン情報の一例を示した図である。 衛星軌道情報データベース（ＤＢ）の一構成例を示す図である。 ステレオペア検索システムのホスト端末におけるステレオペア検索の際の表示例を示す図である。検索結果例も併せて示した図である。 ステレオペア画像の検索処理の流れを示すフローチャート図である。 各衛星画像に対する衛星位置を求める処理の一例を示すフローチャート図である。 ステレオペア条件角を求める処理の一例を示すフローチャート図である。 衛星方位角と衛星軌道の交点の座標を求める処理の様子の一例を示す図である。 ３次元直角座標系の例を示す図である。 ステレオペア条件を求める処理例を示す図である。

ステレオ撮影されていない単画像のアーカイブ数は年々増加しており、同一地域に存在する単画像が複数枚存在する場所もかなり多くなってきている。発明者は、関心地域に複数枚存在している単画像のステレオペア、すなわち異なる２枚の単画像の組合せを検索することが出来れば、そのステレオペアにステレオ画像と同等の有用性を持たせることが出来る点に着目した。

以下、本発明の一実施の形態による単画像からのステレオペア検索技術について図面を参照しながら説明する。図１Ａは、本実施の形態による単画像からのステレオペア検索装置を含むステレオペア検索システムの一構成例を示す機能ブロック図である。図１Ａに示すように、本実施の形態によるステレオペア検索システムは、一般的な２次元の地図データを格納する地図データベース（ＤＢ）１０６と、人工衛星等が高空から撮影した衛星画像を格納する衛星画像撮影情報データベース（ＤＢ）１０７と、人工衛星の軌道（位置と時刻との対応）情報を格納する衛星軌道情報データベース（ＤＢ）１０８と、２次元的な位置に対する地表からの高さである標高情報を格納する標高情報データベース１１３（ＤＢ）と、を備え（又はネットワーク接続され）たホストシステム１０９と、ホストシステム１０９に対して、画像検索対象地域の緯度経度情報等を与えるための入力部１１１と、検索結果を表示する表示部１１２とを備えたホスト端末１０１と、を有している。

ホストシステム１０９の地図データベース１０６は、例えば、全世界の地図をＷｅｂ経由で扱うことの出来るように地図データが格納されている。それぞれの地図データには、２次元的な位置情報が関連付けされており、この位置情報を持った地図データが登録されている。この位置情報を持った地図データにより、表示部１１２等に地図を表示させたり、地図上におけるあるポイント等の位置データを地図上の１点を指示する操作等により取得することもできるように構成されている。

ホストシステム１０９の衛星画像撮影情報データベース１０７は、図２Ａ（ａ）、（ｂ）に示すように、緯度（ｙ）、経度（ｘ）のポイントＰ（ｘ，ｙ）で構成された図形が登録されたポリゴン情報２０１、撮影した画像を一意に特定する識別子であるカタログＩＤ２０２、対象となる衛星画像を撮影した撮影日時２０３、撮影された地点から見た撮影時の地球観測衛星が存在している位置を表す衛星方位角２０４、衛星センサーの鉛直方向と撮影方向とのなす角であるオフナディア角２０５など、各地球観測衛星が撮影した各画像を特定するカタログＩＤに対して、画像の撮影条件等の情報が登録されている。尚、衛星画像の撮影条件は、地球観測衛星を管理している各ベンダーから異なるフォーマットで公開されている場合が多いため、ホストシステム１０９の衛星画像撮影情報データ処理部１０４において、フォーマットの統一を行う。ポリゴン情報２０１は、例えば、図２Ａ（ｂ）に示すような４角形のポリゴンの場合には、｛（ｘ１，ｙ１）、（ｘ２，ｙ２）、（ｘ３，ｙ３）、（ｘ４，ｙ４）、（ｘ１，ｙ１）｝のように、閉じた多角形の各頂点の位置の組で示される。

ホストシステム１０９の衛星軌道情報データベース１０８には、各地球観測衛星の軌道情報が登録されている。軌道情報は、例えば北アメリカ航空宇宙防衛司令部などから２行軌道要素形式として公開されているデータなどを利用することができる。また地球観測衛星を管理する各ベンダーから衛星軌道が公開されている場合があり、これらを利用することもできる。これら公開されている衛星軌道情報のフォーマット統一を、ホストシステム１０９の衛星軌道データ処理部１１０において行う。

衛星画像撮影情報データベース１０７や衛星軌道情報データベース１０８に格納されている情報は、定期的に更新されるようになっている。そのため、ホストシステム１０９に搭載されたＤＢ更新部１０３において、ネットワーク１０２を経由して定期的に最新の情報を取得し、取得した衛星画像撮影情報は衛星画像撮影情報データ処理部１０４において最新のデータが作成され、衛星軌道情報は衛星軌道データ処理部１１０において最新のデータが作成され、各データベースの内容をＤＢ更新部１０３において更新することができるように構成されている。

ホストシステム１０９の標高情報データベース１１３には、数値標高モデルが登録されている。数値標高モデルには、例えば、SRTMやGTOPO30、USGS NED、国内では国土地理院より基盤地図情報数値標高モデルとして公開されているデータなどを用いることができる。

ホスト端末１０１は、表示部１１２と、入力部１１１と、を含んで構成されており、ネットワーク１０２を介してホストシステム１０９と接続されている。ホスト端末１０１では、Webブラウザを通して衛星画像撮影情報データベース１０７に格納されたデータの検索、表示、閲覧等の要求を行う操作や、衛星軌道情報データベース１０８に格納されている衛星軌道情報を表示部１１２に表示させるための操作が可能であり、また、入力部１１１より関心地域の地理情報を入力し、関心地域におけるステレオペア画像の検索結果を表示部１１２に表示させることが可能である。関心地域の地理情報は、例えば、ポリゴン情報またはポイント情報である。ポリゴン情報またはポイント情報で構成された関心地域を、以下、「関心地域地理情報」と称する。

図３は、ホスト端末１０１の表示部１１２に表示させた表示例である。図３に示すように、表示部１１２にWebブラウザを通して地図データベース１０６に格納された例えば関東地方の地図３０８を表示させ、その地図３０８上に、衛星画像撮影情報データベース１０７に格納されている衛星画像撮影ポリゴン情報３０１（３０１−１、３０１−２、３０１−３、…、３０１−ｎ（ｎは整数））、衛星軌道情報データベース１０８に格納されている軌道情報３０２〜３０５を表示させることができる。また、入力部３０７を用いて、関心地域地理情報をポイント情報として指定することが可能である（３１１）。ここでは、緯度と経度との入力により、ポイント情報を指定することができる。

または、地図３０８上のポリゴン３０６で示すように、マウスを利用してポインタ３１２により図形を描き、関心地域地理情報をポリゴン情報で指定することも可能である。

以上のように、関心地域地理情報を指定した後に、検索ボタン３１０をクリック等することにより、関心地域情報を包含する衛星画像撮影ポリゴン情報３０１を有するステレオペア画像を検索することが可能であり、検索結果３０９として表示される。

図３では、衛星画像撮影ポリゴン情報３０１（３０１−１、３０１−２、３０１−３）を有する単画像が、関心地域情報を含むポリゴン３０６を包含する単画像であることから、この例では、３つの単画像がステレオペア画像の候補として検索されていることがわかる。

検索結果３０９に表示されるステレオペア画像は、お互いのカタログＩＤで対応付けされている。ここでは、全てのステレオペアが表示されるため、上記のように、例えば衛星画像撮影ポリゴン情報３０１（３０１−１、３０１−２、３０１−３）に基づく３枚の画像が得られた場合には、その組み合わせとして３通りの情報が表示されることになる。併せて、後述する収束角、非対象角、２等分線仰角が表示され、ステレオペアとして好ましいかどうかの指標とすることができる。

図１Ｂは、検索処理部１０５の詳細な構成例を示す図である。図１Ｂに示すように、検索処理部１０５は、画像検索場所の地理座標情報を受け付ける地理座標情報受信部１０５−１と、画像検索場所の地理座標情報における衛星画像の検索を行う衛星画像検索部１０５−２と、衛星位置を特定する衛星位置特定部１０５−３と、ステレオペア角の算出を行うステレオペア角演算部１０５−４と、条件の良いステレオペア画像を抽出するステレオペア画像抽出部１０５−５と、抽出されたステレオペア画像をホスト端末１０１に出力するステレオペア画像出力部１０５−６と、各種の情報を記憶する記憶部１０５−７と、有しており、メモリ１０５−７に記憶されるプログラムに基づいて図示しないＣＰＵにより処理を行うことができる。

図４Ａは、ステレオペア検索システムにおけるステレオペア画像検索処理の概要を示すフローチャート図である。ステレオペア検索システムでは、まず、ホスト端末１０１の入力部１１１から入力された（ステップＳ４０１）関心地域地理情報（画像検索場所の地理座標情報）を検索処理部１０５の地理座標情報受信部１０５−１が受信する。

衛星画像検索部１０５−２では、関心地域地理情報と衛星画像撮影データベース１０７に格納された撮影情報のポリゴン情報２０１とから、関心地域地理情報とオーバーラップがある衛星画像を検索し（図５参照）、検索された衛星画像のカタログＩＤをリストとして、例えば、記憶部１０５−７に保持する（ステップＳ４０２）。

ステップＳ４０３において、衛星画像検索部１０５−２で検索されたカタログＩＤが２つ以上存在しているか確認し、検索されたカタログＩＤが２つ以上存在していなかった場合は（ステップＳ４０３でＮＯ）、検索結果が２枚未満であったため、ステレオペア画像を検索できなかった旨を、表示部１１２に表示する（ステップＳ４０７）。

検索されたカタログＩＤが２枚以上あった場合には（ステップＳ４０３でＹＥＳ）、衛星位置特定部１０５−３が、各画像を撮影した際の地球観測衛星の位置座標と、それら画像の中心座標を３次元にて特定する。この処理Ｓ４０４の詳細な流れを図４Ｂのフローチャート図に示す。図５には、衛星方位角と衛星軌道の交点の座標を求める処理の様子を示す。図５に示すように、撮影の中心座標（ｘ０，ｙ０，ｚ０）５０１を求める場合には、２次元のｘ０，ｙ０は、図２に示すポリゴン情報２０１から最小外接矩形を計算し、その中心座標として求めることができる。また、ｚ０は、標高情報データベース１１３から（ｘ０，ｙ０）に対応する標高値として求めることができる（ステップＳ４０４−１）。

次に、撮影の中心座標５０１から図２の衛星方位角θ２０４に示した方向に直線５０２を伸ばし（ステップＳ４０４−２）、直線５０２と衛星軌道情報５０５〜５０８との交点１（ｘ１，ｙ１）５０３または交点２（ｘ２，ｙ２）５０４を求める（ステップＳ４０４−３）。ただし、軌道情報５０５〜５０８は２次元データとして扱い、衛星軌道情報の高度はここでは考えない。交点１ ５０３、交点２ ５０４は、地球観測衛星の軌道により複数存在し、交点の存在する個数は地球観測衛星の軌道により異なる。軌道情報５０５〜５０８の情報のうち、図２のデータの撮影日時２０３と同じ日時の軌道情報を取得し、その衛星軌道と直線５０２との交点を１点特定する（ステップＳ４０４−４）。ここでは、説明の都合上、交点１（ｘ１，ｙ１）５０３を、衛星方位角の直線５０２と軌道情報の交点と確定したとする。求めた交点１（ｘ１，ｙ１）５０３に対応するｚ１の値を、衛星軌道情報データベース１１３から求める。各画像に対し、上記手順を繰り返し、衛星軌道情報上の交点ｎ（ｘｎ，ｙｎ，ｚｎ）５０９を検索された画像の枚数分求める（ステップＳ４０４−５）。

図６に示すように、求めた交点１ ５０３〜交点ｎ ５０９に対し、撮影の中心座標５０１を（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）に、交点１ ５０３は（Ｘ１，Ｙ１，Ｚ１）、交点ｎ ５０９は（Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎ）の３次元直角座標系に変換し、座標系の統一を行う（ステップＳ４０４−６）。（以上、図４ＡのステップＳ４０４）

ステップＳ４０４で求めた各座標値を元に、ステレオペア演算部１０５−４が、図７に示すようにステレオペア条件を計算する（ステップＳ４０５）。以下に、ステップＳ４０５の詳細について、図４Ｃと図７とを参照しながら説明する。ステレオペア条件は衛星撮影位置７０１ともう一方の撮影位置７０２と、撮影の中心７０３からなる収束角７０４と、収束角７０４の角の２等分線７０６と２衛衛星間の直線７０７の交点７０９を求め（ステップＳ４０５−１）、その交点７０９から２衛星間の直線７０７に対する垂線７０８を引き（ステップＳ４０５−２）、垂線７０８と角の２等分線７０６との成す角である非対称角７０５と、２衛星の位置７０１，７０２と撮影の中心７０３の３点から構成される平面７１０と地表面７１１との成す角のうち、２等分線７０６と、交点７０９から地表面７１１に下ろした垂線の交点７１２と撮影の中心７０３を結ぶ線分から成す角である２等分線仰角７１３から構成されており、ステップＳ４０４で求めた各座標から３角関数を用いて求めることがでえる（ステップＳ４０５−３）。（以上ステップ４０５）

次いで、ステップＳ４０６において、ステレオペア画像検索部１０５−５が、ステレオ条件である収束角７０４と非対称角７０５と２等分線仰角７１３の３つの角度が、それぞれ、３０°≦収束角７０３≦６０°、非対称角７０５≦２０°、６０°≦２等分線仰角７１３≦９０°のステレオ３条件を全て満たす画像のペアを検索する。この条件は、ステレオペアとして好ましい条件であり、条件の具体的な値は可変であるが、基本的には、上記の条件で検索をすることが好ましい。

ステレオ３条件を満たす画像のペアがステレオペアとなる。この検索されたステレオペアをステレオ条件が良い順に並べる。以下の式にて計算される値が大きい方が、ステレオ条件が良いペアとする。
（１−（収束角７０３―３０）/１００）×α＋（１−非対称角７０５/１００）×β＋（１−（９０−２等分線仰角７１３）/１００）×γ
ここでα、β、γは整数である。（ステップ４０６）

ステレオペア画像出力部１０５−５は、検索された画像のペアは条件の良い順に、ホスト端末１０１にステレオペア画像を出力され、このステレオペア画像が、ホスト端末１０１の表示部１１２に表示され、検索処理が終了する。（ステップＳ４０７）
以上に説明したように、本実施の形態によれば、複数の単画像に基づいて、ステレオペアに適した単画像のペアを検索し、それに基づいてステレオ画像を作成することができるので、単画像の用途を拡大し、より多くのステレオ画像を得ることができる。

上記の実施の形態において、添付図面に図示されている構成等については、これらに限定されるものではなく、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。

例えば、ステレオペア画像を検索する際に、撮影する季節の近い画像、時期の近い画像、天候が似た画像を優先的にペアとするようにしても良い。

本発明は、立体画像生成装置として利用できる。

１０１…ホスト端末、１０２…公衆回線網、１０３…ＤＢ更新部、１０４…衛星画像撮影情報データ処理部、１０５…検索処理部、１０５−１…地理座標情報受信部、１０５−２…衛星画像検索部、１０５−３…衛星位置特定部、１０５−４…ステレオペア角演算部、１０５−５…ステレオペア画像抽出部、１０５−６…ステレオペア画像出力部、１０５−７…記憶部、１０６…地図データベース、１０７…衛星画像撮影情報データベース、１０８…衛星軌道情報データベース、１０９…ホストシステム、１１０…衛星軌道データ処理部、１１１…入力部、１１２…表示部、１１３…標高情報データベース、２０１…ポリゴン情報、２０２…カタログＩＤ、２０３…撮影日、２０４…衛星方位角、２０５…オフナディア角、３０１…衛星画像検索結果、３０２〜３０５…衛星軌道情報、３０６…マウスポインタ、３０７…位置情報入力部、３０８…地図データ、３０９…検索結果、３１０…検索ボタン、５０１…撮影の中心、５０２…直線、５０３、５０４、５０９…交点、５０５〜５０８…軌道情報、７０１、７０２…衛星の位置、７０３…撮影の中心、７０４…収束角、７０５…非対称角、７０６…角の２等分線、７０７…２衛星間の直線、７０８…垂線、７０９…交点、７１０…平面、７１１…地表面、７１２…交点、７１３…２等分線仰角。

Claims (7)

1. 画像検索場所の地理座標情報と人工衛星により撮影された衛星画像を格納する衛星画像撮影データベースに格納された衛星画像のポリゴン情報とに基づいて、前記画像検索場所とオーバーラップする領域を有する衛星画像を検索する衛星画像検索部と、
   前記衛星画像検索部によって検索された衛星画像が複数存在する場合に、複数の前記衛星画像のそれぞれの組み合わせについて、各衛星画像を撮影した際の人工衛星の位置座標とそれぞれの衛星画像の中心座標とを３次元で特定する衛星位置特定部と、
   前記複数の衛星画像のうちの任意の対となる第１の衛星画像と第２の衛星画像とを撮影した第１の衛星位置と第２の衛星位置と、対応する前記中心座標と、に基づいて、ステレオペア条件を演算するステレオペア角演算部と、
   前記ステレオペア角演算部が演算したステレオペア条件のうち、ステレオペア画像となりうるステレオペア条件を満たす衛星画像の対を抽出するステレオペア画像抽出部と
   を有することを特徴とするステレオペア検索装置。
2. 前記衛星位置特定部は、
   前記中心座標から、撮影された地点から見た撮影時の前記人工衛星が存在している位置を表す衛星方位角で示される方向に伸ばした第１の直線と、前記撮影時の前記人工衛星の衛星軌道との交点を特定し、当該交点の２次元位置に対応する高さを衛星軌道データベースより求めることを特徴とする請求項１に記載のステレオペア検索装置。
3. 前記ステレオペア角演算部は、
   前記第１の衛星位置と前記画像検索場所の中心位置とを結ぶ第２の直線と、前記第２の衛星位置と前記画像検索場所の中心位置とを結ぶ第３の直線との成す収束角の２等分線と前記第１の衛星位置と前記第２の衛星位置とを結ぶ第４の直線との交点からの前記第４の直線に対する垂線と前記２等分線との成す非対称角と、前記第１の衛星位置と前記第２の衛星位置と前記中心位置とを含む平面と地表面との成す角のうち前記２等分線と、前記交点から地表面に下ろした垂線の交点と前記中心位置とを結ぶ線分から成す角である２等分線仰角とを求めることを特徴とする請求項１又は２に記載のステレオペア検索装置。
4. 前記収束角と前記非対称角と前記２等分線仰角との３つの角度が、それぞれ、３０°≦収束角≦６０°、非対称角≦２０°、６０°≦２等分線仰角≦９０°のステレオ３条件を全て満たす画像のペアを検索するステレオペア画像検索部を有することを特徴とする請求項３に記載のステレオペア検索装置。
5. 前記衛星位置特定部が求めた前記第１の衛星位置と前記第２の衛星位置の座標と、前記中心座標とを、３次元直角座標系に変換する座標変換部を備えることを特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載のステレオペア検索装置。
6. 地図データベースと衛星画像撮影情報データベース、衛星軌道データベースと標高情報データベースを備えたステレオペア検索装置と端末装置とからなるステレオペア検索システムであって、
   前記ステレオペア検索装置は、
   画像検索場所の地理座標情報と人工衛星により撮影された衛星画像を格納する前記衛星画像撮影情報データベースに格納された衛星画像のポリゴン情報とに基づいて、前記画像検索場所とオーバーラップする領域を有する衛星画像を検索する衛星画像検索部と、
   前記衛星画像検索部によって検索された衛星画像が複数存在する場合に、複数の前記衛星画像のそれぞれの組み合わせについて、各衛星画像を撮影した際の人工衛星の位置座標とそれぞれの衛星画像の中心座標とを前記衛星軌道データベースに基づいて３次元で特定する衛星位置特定部と、
   前記複数の衛星画像のうちの任意の対となる第１の衛星画像と第２の衛星画像とを撮影した第１の衛星位置と第２の衛星位置と、対応する前記中心座標と、に基づいて、ステレオペア条件を演算するステレオペア角演算部と、
   前記ステレオペア角演算部が演算したステレオペア条件のうち、ステレオペア画像となりうるステレオペア条件を満たす衛星画像の対を前記衛星画像撮影情報データベースから抽出するステレオペア画像抽出部と、を有し、
   前記端末装置は、前記画像検索場所を入力して前記ステレオペア検索装置に送る入力部と、前記ステレオペア画像抽出部により抽出されたステレオペア画像を表示する表示部とを有することを特徴とするステレオペア検索システム。
7. 地図データベースと衛星画像撮影情報データベース、衛星軌道データベースと標高情報データベースを備えたステレオペア検索装置と端末装置とからなるステレオペア検索システムにおけるステレオペア検索方法であって、
   前記端末装置から入力された画像検索場所の地理座標情報と人工衛星により撮影された衛星画像を格納する前記衛星画像撮影情報データベースに格納された衛星画像のポリゴン情報とに基づいて、前記画像検索場所とオーバーラップする領域を有する衛星画像を検索する衛星画像検索ステップと、
   前記衛星画像検索ステップによって検索された衛星画像が複数存在する場合に、複数の前記衛星画像のそれぞれの組み合わせについて、各衛星画像を撮影した際の人工衛星の位置座標とそれぞれの衛星画像の中心座標とを前記衛星軌道データベースに基づいて３次元で特定する衛星位置特定ステップと、
   前記複数の衛星画像のうちの任意の対となる第１の衛星画像と第２の衛星画像とを撮影した第１の衛星位置と第２の衛星位置と、対応する前記中心座標と、に基づいて、ステレオペア条件を演算するステレオペア角演算ステップと、
   前記ステレオペア角演算ステップにより演算されたステレオペア条件のうち、ステレオペア画像となりうるステレオペア条件を満たす衛星画像の対を前記衛星画像撮影情報データベースから抽出するステレオペア画像抽出ステップと、を行うことを特徴とするステレオペア検索方法。

Images