JP5592855B2 - 植生図作成装置及び植生図作成プログラム - Google Patents

Description

本発明は、リモートセンシングにより得られるデータにより土地被覆状態を解析する技術分野に関する。より詳細には、オルソフォト画像を利用せずに航空レーザ測量データのみを利用して、森林の樹種区分調査等に活用できる植生図を作成する植生図作成装置及び植生図作成プログラムに関する。

地図作成や科学的調査で行う地形判読や土地被覆分類などに利用するデータを取得するため、高度なリモートセンシング技術が開発されている。

リモートセンシングにより得られるデータのうちオルソフォト画像は、航空機で撮影した表層の写真を正射投影図に幾何変換した平面的なカラー写真画像であり、樹木、建物、道路、地面、草地などを視覚的に容易に判読できる。さらに、オルソフォト画像は、現地の実際の画像であることから視覚的なアピールが高く、近年は様々なシステムに利用されている。

一方、リモートセンシングにより得られる他のデータとして、航空レーザ測量データがある。航空機に搭載したレーザ測距離から地上に向けてレーザ光を照射し、地上からの反射波との時間差より計測された地上までの距離データがその例である。

また、特許文献１に開示されているように、距離データを計測すると同時に、地上からの反射波の反射強度も航空レーザ測量データとして計測できるようになった。

そして、非特許文献１に、「近年、地上点（地表、建物、樹木等の表面上の点）の３次元座標を直接計測する航空機搭載レーザースキャナーが実用化し、測距に使用したレーザー光（近赤外線）の反射強度を同時に計測できる装置も登場した。反射強度は、射出したパルス光に対する最初の反射パルスの強度であり、近赤外光の反射率だけでなく、対象の表面の状態（粗さと透過率）も反映する新しい種類のデータであり（例えば、近赤外光の反射率が高い植物の反射強度は、必ずしも強くない）、また、アクティブセンサーであるため日陰の影響を受けないため、その利用が期待されている。」と記載され、反射強度の活用法が研究されている。

特許文献１では、照射するレーザ光の波長は近赤外領域にあるため、その反射強度は植物の活性度に関係し、広葉樹は針葉樹に比べて反射率が高いことが知られ、これを利用すると樹種が判別でき、植生情報の疑似画像を作成できることが開示されている。

さらに、特許文献２では、反射強度を用いる分析は白黒の画像を用いた分析であり、研究者にとっては違和感があり、解りにくいものであるという課題を解決するために、反射強度のデータは通常のＲＧＢの情報に鑑みると反射強度の情報がＲＧＢのＢの波長帯に相当する点を応用し、通常のＲＧＢ情報に反射強度の波長帯情報をＢの波長帯と組みかえることにより疑似近赤外データを作成する方法が開示されている。

特許３５１５６７８号公報 特許４５２１８８５号公報

"レーザー光の反射強度を活用した地理情報取得の可能性に関する研究" 国土交通省 国土地理院ホームページ［平成２３年８月５日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｇｓｉ．ｇｏ．ｊｐ／ＲＥＰＯＲＴ／ＨＹＯＫＡ／１４−１−ｈｙｏｋａ１４−１−４．ｈｔｍｌ＞

オルソフォト画像は視覚的効果が優れている一方で、次のような欠点がある。

（１） オルソフォト画像は上空から撮影するために、地形や地物などにより影が生じるので、見えない個所がある。

（２） オルソフォト画像は対象地域内を一定の面積で順番に撮影した複数の画像であるため、隣接する画像を接合する際に接合部にずれが生じたり、見えない場所が発生したりする。また、各画像を撮影する際の明るさ等の条件が時々刻々変化する中で撮影されるため、各画像に色調の違いがあり、色による解析などでは誤差が発生し得る。

（３） オルソフォト画像は地物に対する撮影方向によっては、地物の倒れ込み等により、位置ずれや見えない場所が発生する。

（４） オルソフォト画像は平面的なカラー写真であるために、山岳部の河川や谷が樹木に覆っている場合には、河川や谷を容易に判断できない。また、山岳部の尾根も、尾根に生えている樹木の殆どが同系色（例えば緑）である場合は、尾根であることを容易に判断できない。すなわち、平面的なカラー写真画像では立体感に欠けると共に、表層下を容易に把握することができない。

一方、航空レーザ測量データは、なんらかの方法で色情報を付加しないと、非特許文献１に掲載されている画像のように、作成される画像は白黒の画像となり、視覚的な分析効率が悪い。

本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、上述した欠点を持つオルソフォト画像を用いずに、航空レーザ測量データのみから樹木の分布を一目で把握することができる植生図を作成する植生図作成装置および植生図作成プログラムを得ることを目的とする。

本発明の植生図作成装置は、計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成装置である。

航空レーザ測量データから生成された格子のＸＹ座標値と地盤標高値からなるＤＥＭデータと、ＸＹ座標値と表層標高値からなるＤＳＭデータと、ＸＹ座標値と反射強度値からなる反射強度データを、外部記憶媒体から記憶手段に取り込む入力部と、
記憶手段に保存されたＤＥＭデータとＤＳＭデータから、同一ＸＹ座標値に関する地盤標高値と表層標高値を読み出し、表層標高値から地盤標高値を差し引いた樹高値を、ＸＹ座標値とともにＤＨＭデータとして記憶手段に保存するＤＨＭデータ作成部と、
ＤＨＭデータの任意の格子を標本格子と設定し、標本格子から複数方向毎に検索範囲内に存在する対象格子までの格子間距離と樹高差から最大傾斜角度をそれぞれ求め、最大傾斜角度を平均化した地上開度値を、標本格子のＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データとして記憶手段に保存する地上開度計算部と、
記憶手段に保存された反射強度データから反射強度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた反射強度用カラーテーブルを反射強度値で検索し、反射強度値に対して設定された第１の表示色成分を取得して、ＸＹ座標値とともに反射強度画像データとして記憶手段に保存する反射強度段彩部と、
ＤＨＭデータから樹高値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた樹高用カラーテーブルを樹高値で検索し、樹高値に対して設定された第２の表示色成分を取得して、ＸＹ座標値とともに樹高画像データとして記憶手段に保存する樹高段彩部と、
ＤＨＭ地上開度データから地上開度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた地上開度用カラーテーブルを地上開度値で検索し、地上開度値に対して設定された第３の表示色成分を取得して、ＸＹ座標値とともに樹冠立体画像データとして記憶手段に保存する地上開度段彩部と、
記憶手段に保存された各画像データからそれぞれ画像を生成し、重ね合わせて植生図として端末に表示する地図合成部とを含むことを要旨とする。

さらに、本発明の植生図作成装置は、
記憶手段に保存された反射強度データから反射強度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブルを反射強度値で検索し、反射強度値に対して設定されたａ＊成分値に変換し、
ＤＨＭデータから樹高値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブルを樹高値で検索し、樹高値に対して設定されたｂ＊成分値に変換し、
ＤＨＭ地上開度データから地上開度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブルを地上開度値で検索し、地上開度値に対して設定されたＬ＊成分値に変換し、
ａ＊成分値、ｂ＊成分値、Ｌ＊成分値をＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データとして記憶手段に保存するＬａｂカラー段彩部を含むことを要旨とする。

また、本発明の植生図作成プログラムは、計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成プログラムである。

コンピュータに、
航空レーザ測量データから生成された格子のＸＹ座標値と地盤標高値からなるＤＥＭデータと、ＸＹ座標値と表層標高値からなるＤＳＭデータと、ＸＹ座標値と反射強度値からなる反射強度データを、外部記憶媒体から記憶手段に取り込む入力手段、
記憶手段に保存されたＤＥＭデータとＤＳＭデータから、同一ＸＹ座標値に関する地盤標高値と表層標高値を読み出し、表層標高値から地盤標高値を差し引いた樹高値を、ＸＹ座標値とともにＤＨＭデータとして記憶手段に保存するＤＨＭデータ作成手段、
ＤＨＭデータの任意の格子を標本格子と設定し、標本格子から複数方向毎に検索範囲内に存在する対象格子までの格子間距離と樹高差から最大傾斜角度をそれぞれ求め、最大傾斜角度を平均化した地上開度値を、標本格子のＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データとして記憶手段に保存する地上開度計算手段、
記憶手段に保存された反射強度データから反射強度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた反射強度用カラーテーブルを反射強度値で検索し、反射強度値に対して設定された第１の表示色成分を取得して、ＸＹ座標値とともに反射強度画像データとして記憶手段に保存する反射強度段彩手段、
ＤＨＭデータから樹高値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた樹高用カラーテーブルを樹高値で検索し、樹高値に対して設定された第２の表示色成分を取得して、ＸＹ座標値とともに樹高画像データとして記憶手段に保存する樹高段彩手段、
ＤＨＭ地上開度データから地上開度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた地上開度用カラーテーブルを地上開度値で検索し、地上開度値に対して設定された第３の表示色成分を取得して、ＸＹ座標値とともに樹冠立体画像データとして記憶手段に保存する地上開度段彩手段、
記憶手段に保存された各画像データからそれぞれ画像を生成し、重ね合わせて植生図として端末に表示する地図合成手段としての機能を実行させることを要旨とする。

さらに、本発明の植生図作成プログラムは、計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成プログラムである。 コンピュータに、記憶手段に保存された反射強度データから反射強度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブルを反射強度値で検索し、反射強度値に対して設定されたａ＊成分値に変換し、
ＤＨＭデータから樹高値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブルを樹高値で検索し、樹高値に対して設定されたｂ＊成分値に変換し、
ＤＨＭ地上開度データから地上開度値を読み出し、予め記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブルを地上開度値で検索し、地上開度値に対して設定されたＬ＊成分値に変換し、
ａ＊成分値、ｂ＊成分値、Ｌ＊成分値をＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データとして記憶手段に保存するＬａｂカラー段彩手段部としての機能をさらに実行させることを要旨とする。

本発明では、上述した欠点を持つオルソフォト画像を用いないため、影の影響、接合部のずれ、区域ごとの色調の違い、地物の倒れ込みを生じることなく、鮮明な植生図を作成することができる。

さらに、航空レーザ測量データを元に段彩を施し、樹木の分布が把握できる立体的な植生図を作成することで、植生の色調、樹冠形状、そして樹高の情報を一目で読み取ることができる。

また、樹種別に植生域を色分けすることで、機械的に林相区分線を引いた植生図を作成することができ、従来のオルソフォト画像による林相区分の目視判読作業を効率的かつより正確に行うことができる。

実施の形態１の第１の植生図作成装置の構成図 （ａ）ＤＥＭデータ構成図、（ｂ）ＤＳＭデータ構成図、（ｃ）反射強度データ構成図 （ａ）ＤＨＭデータ構成図、（ｂ）ＤＨＭ地上開度データ構成図 （ａ）反射強度用カラーテーブル構成図、（ｂ）樹高用カラーテーブル構成図、（ｃ）地上開度用カラーテーブル構成図 画像データ構成図 ＤＨＭデータ作成部フローチャート 地上開度計算部フローチャート 地上開度計算に関する（ａ）ＸＹ平面上の格子位置の説明図、（ｂ）ＸＹＺ空間の格子位置の説明図 反射強度段彩部フローチャート 地図合成部フローチャート 合成画像調整部フローチャート （ａ）反射強度画像、（ｂ）樹高画像、（ｃ）樹冠立体画像、（ｄ）３画像の合成植生図、（ｅ）オルソフォト画像 （ａ）Ｌａｂカラー色空間概念図、（ｂ）本発明のＬａｂカラー色空間定義 実施の形態２の第２の植生図作成装置の構成図 （ａ）反射強度値変換テーブル構成図、（ｂ）樹高値変換テーブル構成図、（ｃ）地上開度値変換テーブル構成図 Ｌａｂカラー植生画像データ構成図 Ｌａｂカラー段彩部フローチャート（その１） Ｌａｂカラー段彩部フローチャート（その２） （ａ）Ｌａｂカラー植生画像、（ｂ）ミズナラの画像、（ｃ）サワグルミの画像 （ａ）Ｌａｂカラー植生図、（ｂ）林相区分図

本発明は、図１に例示したような、オルソフォト画像を用いずに、航空レーザ測量データ２０のみから樹木の分布が把握できる立体的な植生図を作成する装置を提供することを目的としている。

そこで、航空レーザ測量データ２０から得られる樹木の特徴、すなわち、樹種を識別する指標として、樹高、樹冠形状、および葉の組成を選定した。

樹種によって、低木であったり高木であったりと樹高が異なり、枝や葉の茂り方で樹冠形状も異なる。さらに、樹種によって、葉の形状や色が異なる。

したがって、これらの特徴を航空レーザ測量データ２０から数値化して地図に表し、それらを重ね合わせることで、樹種を識別できる植生図を作成することができる。

まず、本発明で用いる入力データを、図２にデータ構成を例示しながら定義する。

航空レーザ測量データ２０とは、航空レーザ測量システムを用いて、航空機に搭載したレーザ測距儀から地上に向けてレーザを照射し、地上からのレーザ反射パルスとの時間差より求めた地上までの距離やレーザ反射パルスの強度を、計測地点の位置とともに計測したデータである。

数値標高モデル（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）データ（以下、ＤＥＭデータ２１という）とは、計測地域全体に所望の格子間隔ｄ（たとえば０．２ｍや０．５ｍなど）の格子構造を設定し、航空レーザ測量データ２０のうち、レーザ反射パルスのうち主に最後に返ってきたパルス（ラストパルス）によって計測された標高データから、地表面以外の建物や樹木などを取り除くフィルタリングを行い、標高値内挿補間法によって得た地盤の格子状の標高データであり、図２（ａ）にデータ構成を例示したように、格子番号ｉ（ｉ＝１，２，・・・，ｎ）を付与した各格子の中心点のＸ座標（経度Ｘｉ）、Ｙ座標（緯度Ｙｉ）、Ｚ座標（地盤標高値Ｚｇｉ）によって構成される。

標高値内挿補間法の例としては、航空レーザ測量データ２０の同じ標高値を結んだ等高線図を作成し、この等高線図に対して不整三角形網（ＴＩＮ）を作成して地盤を復元し、ＴＩＮと各格子の交点の高さを求める方法がある。

数値表層モデル（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｅｌ）データ（以下、ＤＳＭデータ２２という）とは、航空レーザ測量データ２０のうち、レーザ反射パルスのうち主に最初に返ってきたパルス（ファーストパルス）によって計測された建物や樹木などを含む表層の標高データであり、図２（ｂ）にデータ構成を例示したように、計測地域全体に設定したＤＥＭデータと同じ格子構造の格子番号ｉを付与した各格子の中心点のＸ座標（経度Ｘｉ）、Ｙ座標（緯度Ｙｉ）、Ｚ座標（表層標高値Ｚｓｉ）によって構成される。

反射強度データ２３とは、照射したレーザパルスに対するレーザ反射パルスの強さを計測したもので、図２（ｃ）にデータ構成を例示したように、計測地域全体に設定したＤＥＭデータと同じ格子構造の格子番号ｉを付与した各格子の中心点のＸ座標（経度Ｘｉ）、Ｙ座標（緯度Ｙｉ）、反射強度値Ｆｉによって構成される。

以上のＤＥＭデータ２１、ＤＳＭデータ２２、および反射強度データ２３により、計測地域全体の各格子のＸＹ座標値と地盤標高値Ｚｇｉ、表層標高値Ｚｓｉ、および反射強度値Ｆｉを得ることができる。

得られたデータからどのように樹種を識別するための指標を数値化し、数値化された指標から植生図を作成するかを、具体的な実施例を示しながら以下に説明する。

なお、格子とは１辺の長さが格子間隔ｄの区画であるが、以下の説明において、格子の各種の値とは、格子のデータとして設定された格子の中心点の座標値や各種の値を示すものとする。

＜実施の形態１＞
本発明における実施の形態１の第１の植生図作成装置１０には、図１に示すように、データ処理部として、入力部１１と、ＤＨＭデータ作成部１２と、地上開度計算部１３と、反射強度段彩部１４と、樹高段彩部１５と、地上開度段彩部１６と、地図合成部１７と、合成画像調整部１８が含まれる。

また、第１の植生図作成装置１０の記憶手段（図示せず）には、ＤＥＭデータ２１と、ＤＳＭデータ２２と、反射強度データ２３と、数値高度モデル（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｈｅｉｇｈｔ Ｍｏｄｅｌ）データ（以下、ＤＨＭデータ２４という）と、ＤＨＭ地上開度データ２５と、反射強度用カラーテーブル２６と、樹高用カラーテーブル２７と、地上開度用カラーテーブル２８と、画像選択表２９が記憶されている。

さらに、第１の植生図作成装置１０の記憶手段には、端末１９に植生図３４を表示するために生成される反射強度画像データ３１と、樹高画像データ３２と、樹冠立体画像データ３３が保存される。

入力部１１は、定義を上述した航空レーザ測量データ２０から得られる入力データであるＤＥＭデータ２１と、ＤＳＭデータ２２と、反射強度データ２３を、外部記憶媒体から第１の植生図作成装置１０の記憶手段に取り込む処理を行う。

入力部１１は、ＣＤ−ＲＯＭやＵＳＢメモリなどの外部記憶媒体からデータを読込む手段であってもよいし、第１の植生図作成装置１０に通信ネットワークを介して接続された外部装置の記憶媒体から、通信ネットワーク経由でダウンロードする手段であってもよい。

ＤＨＭデータ作成部１２は、入力部１１によって記憶手段に保存されたＤＥＭデータ２１とＤＳＭデータ２２から、それぞれ各格子の地盤標高値Ｚｇｉと表層標高値Ｚｓｉを読み出し、表層標高値Ｚｓｉから地盤標高値Ｚｇｉを差し引いた高度値を、図３（ａ）に例示したように、各格子のＸＹ座標値とともにＤＨＭデータ２４として記憶手段に保存する。

本発明では、樹木を対象としているので、表層標高値Ｚｓｉから地盤標高値Ｚｇｉを差し引いた高度値は各樹木の樹高値Ｚｈｉとなり、ＤＨＭデータ２４を樹高データとも呼ぶ。

地上開度計算部１３は、ＤＨＭデータ作成部１２によって記憶手段に保存されたＤＨＭデータ２４から各格子の地上開度値θｉを計算して、図３（ｂ）に例示したように、各格子のＸＹ座標値と地上開度値θｉをＤＨＭ地上開度データ２５として記憶手段に保存する。

ここで、開度とは地形特徴線抽出の手法のひとつで、ある地点が周囲に比べて地上に突き出ている程度及び地下に食い込んでいる程度を数値化し、地形を３次元表現する際に利用される。

開度には地上開度と地下開度の２種類がある。地上開度とは、ある地点から見たときに、空がどれだけ広く見えるかを数値化したもので、地下開度とは、ある地点から見たときに、地下空間がどれだけ広がっているかを数値化したものである。

本発明では、地上開度を各樹木の樹冠の傾斜を示す指標として利用する。たとえば、針葉樹のように枝の横への広がりが少ない樹種は、樹冠が急傾斜であり、地上開度が小さくなる。一方、枝を横に広げる広葉樹のような樹種は、樹冠の傾斜がなだらかであり、地上開度が大きくなる。

地上開度計算の詳細は後述する。

反射強度段彩部１４は、入力部１１によって記憶手段に保存された反射強度データ２３から各格子の反射強度値Ｆｉを読み出し、予め記憶手段に保存しておいた反射強度用カラーテーブル２６（図４（ａ）参照）に設定されている反射強度値Ｆｉと表示色成分Ｃｉの対応関係に従って、各格子の段彩を行い、計測地区の反射強度画像データ３１を生成し、記憶手段に保存する。

樹高段彩部１５は、ＤＨＭデータ作成部１２によって記憶手段に保存されたＤＨＭデータ２４から各格子の樹高値Ｚｈｉを読み出し、予め記憶手段に保存しておいた樹高用カラーテーブル２７（図４（ｂ）参照）に設定されている樹高値Ｚｈｉと表示色成分Ｃｉの対応関係に従って、各格子の段彩を行い、計測地区の樹高画像データ３２を生成し、記憶手段に保存する。

地上開度段彩部１６は、地上開度計算部１３によって記憶手段に保存されたＤＨＭ地上開度データ２５から各格子の地上開度値θｉを読み出し、予め記憶手段に保存しておいた地上開度用カラーテーブル２８（図４（ｃ）参照）に設定されている地上開度値θｉと表示色成分Ｃｉの対応関係に従って、各格子の段彩を行い、計測地区の樹冠立体画像データ３３を生成し、記憶手段に保存する。

記憶手段に保存された反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３は、図５に例示したように、各格子のＸＹ座標値と表示色成分Ｃｉから構成される。

表示色成分Ｃｉのデータは、各カラーテーブルで定義されているデータであり、ＲＧＢ値のように３要素であったり、グレースケール値のみの１要素であったりする。

地図合成部１７は、反射強度段彩部１４、樹高段彩部１５、および地上開度段彩部１６によってそれぞれ記憶手段に保存された反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３から、各格子のＸＹ座標値と表示色成分Ｃｉを読み出し、各画像を生成し、端末１９に重ね合わせて表示して、植生図３４を作成する。

また、図示していないが、地図合成部１７は、接続されたプリンタに反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３を重ね合わせた植生図３４のデータを出力して印刷することもできる。

合成画像調整部１８は、反射強度段彩部１４、樹高段彩部１５、および地上開度段彩部１６が各格子の段彩を行う際に使用する反射強度用カラーテーブル２６、樹高用カラーテーブル２７、および地上開度用カラーテーブル２８を、端末１９からの入力により記憶手段に保存し、必要に応じて変更する。

さらに、合成画像調整部１８は、植生図３４を作成するための反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３のうち、ユーザが表示したい画像データのみを端末１９から選択させ、画像選択表２９として記憶手段に保存する。地図合成部１７は、画像選択表２９を参照し、選択された画像のみを端末１９に表示するようにする。

次に、図４（ａ）〜（ｃ）に例示したカラーテーブルの構成について説明する。

図４（ａ）に示した反射強度用カラーテーブル２６の例では、反射強度値Ｆｉを最弱値から最強値までを一定間隔ごとに分割し、表示色成分Ｃｉとして、どのような成分構成かを示す成分モードＭ（本例では、ＲＧＢ）と、それぞれの値に対してどの色を割当てるかをＲＧＢの各値によって設定している。

たとえば、実施の形態１では、反射強度値Ｆｉが強いほど濃い青となるように、反射強度値Ｆｉの最弱値から最強値までの範囲に、反射強度用カラーテーブル２６の横のカラースケールに表色した白から青のグラデーションが割当たるよう、テーブル内の各反射強度値Ｆｉに対してＲＧＢの各値をそれぞれ設定しておく。

図４（ｂ）に示した樹高用カラーテーブル２７の例では、樹高値Ｚｈｉの最低値から最高値までを一定間隔ごとに分割し、表示色成分Ｃｉとして、どのような成分構成かを示す成分モードＭ（本例では、ＲＧＢ）と、それぞれの値に対してどの色を割当てるかをＲＧＢの各値によって設定している。

たとえば、実施の形態１では、樹高が高いほど濃い緑となるように、樹高値Ｚｈｉの最低値から最高値までの範囲に、樹高用カラーテーブル２７の横のカラースケールに表色した白から緑のグラデーションが割当たるよう、テーブル内の各樹高値Ｚｈｉに対してＲＧＢの各値をそれぞれ設定しておく。

図４（ｃ）に示した地上開度用カラーテーブル２８の例では、樹冠立体画像データ３３をグレースケールで表示するために、地上開度値θｉの最小値から最大値までを一定間隔ごとに分割し、表示色成分Ｃｉとして、どのような成分構成かを示す成分モードＭ（本例では、グレースケール）と、それぞれの値に対してどの程度の灰色とするかをグレースケール値によって設定している。

たとえば、実施の形態１では、地上開度が大きいほど濃い灰色となるように、地上開度値θｉの最小値から最大値までの範囲に、地上開度用カラーテーブル２８の横のカラースケールに表色した白から黒のグラデーションが割当たるよう、テーブル内の各地上開度値θｉに対してグレースケール値をそれぞれ設定しておく。

実施の形態１では、ＲＧＢやグレースケールによって青系、緑系、およびグレースケールの表示色成分Ｃｉを指定しているが、使用目的や航空レーザ計測した地域の状態に応じて、表示色成分Ｃｉを青系、緑系、およびグレースケール以外の組み合わせに変更できる。

次に、本発明における実施の形態１の第１の植生図作成装置１０の処理の流れについて、図６〜図１１を参照しながら説明する。

（ＤＨＭデータ作成部１２の処理）
入力部１１による入力データの記憶手段への保存が完了すると、ＤＨＭデータ作成部１２は、図６に示す手順によりＤＨＭデータ２４を作成する。

まず、記憶手段に保存されたＤＥＭデータ２１を読み込む（ステップＳ１２−１）。

また、記憶手段に保存されたＤＳＭデータ２２を読み込む（ステップＳ１２−２）。

次に、ＤＥＭデータ２１から第１の格子（格子番号ｉ＝１）のＸＹ座標値（Ｘ１，Ｙ１）と地盤標高値Ｚｇ１を取得する（ステップＳ１２−３）。

取得したＸＹ座標値（Ｘ１，Ｙ１）をキー情報として、ＤＳＭデータ２２から同一のＸＹ座標値（Ｘ１，Ｙ１）をもつ格子を検索し、表層標高値Ｚｓ１を取得する（ステップＳ１２−４）。

つづいて、取得した表層標高値Ｚｓ１から地盤標高値Ｚｇ１を差し引き、樹高値Ｚｈ１を算出する（ステップＳ１２−５）。

最後に、算出した樹高値Ｚｈ１を、第１の格子のＸＹ座標値（Ｘ１，Ｙ１）とともに、ＤＨＭデータ２４として記憶手段に保存する（ステップＳ１２−６）。

ここで、処理を行った格子がＤＥＭデータ２１内の最後の格子であるかを判定する。たとえば、図２（ａ）のようにＤＥＭデータ２１に各格子のデータとともに全格子数（最大格子番号ｉ＝ｎ）を設定しておき、処理を行った格子の格子番号ｉがｎになったか判定し、ｎと等しい場合は、全格子について処理が完了したことになるので、処理を終了する（ステップＳ１２−７）。

一方、処理を行った格子の格子番号ｉがｎより小さい場合は、格子番号ｉに１を加算することで次の格子を指定し、ステップＳ１２−３の処理から繰り返す（ステップＳ１２−８）。

ステップＳ１２−３からステップＳ１２−６の処理を繰り返すことで、格子番号ｉ＝２、３、・・、ｎの樹高値Ｚｈ２、Ｚｈ３、・・、Ｚｈｎを算出し、図３（ａ）に図示したＤＨＭデータ２４が完成する。

（地上開度計算部１３の処理）
本発明では、各樹木の樹冠の傾斜を示す指標として利用する地上開度値θｉは、図８に図示したように、格子番号ｉの格子（以下、地上開度計算部１３の処理では標本格子Ｐｉという）と、標本格子Ｐｉの地点から見通し距離以内の範囲に存在する各格子（以下、地上開度計算部１３の処理では対象格子Ｑｍという）との間に形成される傾斜角から算出する。

ここで、見通し距離は標本格子Ｐｉを中心とする円の半径Ｒで表し、その円内が検索範囲となる。

半径Ｒが樹木間隔より長過ぎると、隣木の頂点の格子が検索範囲に含まれてしまい、隣木の頂点に対して最大傾斜角をなしてしまう。また、半径Ｒが樹木間隔に対して短過ぎると、樹冠内の山谷形状を検出し、一つの樹冠に対して複数の樹木頂点が抽出される場合がある。そのため、半径Ｒは計測地域の代表的な樹木間隔未満に設定するのが良い。

標本格子Ｐｉの地上開度値θｉは、標本格子Ｐｉから８方向に存在する対象格子Ｑｍを検索し、各対象格子Ｑｍとの間で形成される天頂からの角度θｍの中から各方向について最大傾斜角度θｍａｘを抽出し、その合計を方向数で割って算出した平均傾斜角度である。

図８（ａ）のＸＹ平面上の格子位置の図に示したように、８方向をＸＹ平面上でＸ軸となす角度によって、Ｄ０、Ｄ４５、Ｄ９０、Ｄ１３５、Ｄ１８０、Ｄ２２５、Ｄ２７０、Ｄ３１５とする。

図８（ａ）に示した◆印が標本格子Ｐｉ、●印が各方向線上に位置する対象格子Ｑｍであり、○印は対象外の格子を示している。たとえ各方向線上に位置していても検索範囲外に存在する格子は対象外となっている。

地上開度計算部１３は、ＤＨＭデータ作成部１２によるＤＨＭデータ２４の作成が完了すると、ＤＨＭ地上開度データ２５を作成するが、図８（ｂ）のＸＹＺ空間の格子位置の図を参照しながら、図７に示したフローチャートにしたがって処理を説明する。

まず、地上開度計算部１３は、記憶手段に保存されたＤＨＭデータ２４を読み込む（ステップＳ１３−１）。

次に、上述したように、検索範囲を指定するために、計測地域の代表的な樹木間隔未満となる半径Ｒを設定する（ステップＳ１３−２）。

読み込んだＤＨＭデータ２４から、地上開度値θｉを計算する格子番号ｉの標本格子Ｐｉを、たとえば格子番号ｉの最小値によって設定する（ステップＳ１３−３）。

標本格子ＰｉのＸＹ座標値（Ｘｉ，Ｙｉ）と格子間隔ｄから、１方向の最初の対象格子ＱｍのＸＹ座標値（Ｘｍ，Ｙｍ）を、検索する方向によって以下のように設定する（ステップＳ１３−４）。

方向Ｄ０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ＋ｄ，Ｙｉ）
方向Ｄ４５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ＋ｄ，Ｙｉ＋ｄ）
方向Ｄ９０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ，Ｙｉ＋ｄ）
方向Ｄ１３５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ−ｄ，Ｙｉ＋ｄ）
方向Ｄ１８０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ−ｄ，Ｙｉ）
方向Ｄ２２５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ−ｄ，Ｙｉ−ｄ）
方向Ｄ２７０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ，Ｙｉ−ｄ）
方向Ｄ３１５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｉ＋ｄ，Ｙｉ−ｄ）
ステップＳ１３−４で設定したＸＹ座標値（Ｘｍ，Ｙｍ）をキーにＤＨＭデータ２４を検索し、該当の対象格子ＱｍがＤＨＭデータ２４に存在するかを判定する（ステップＳ１３−５）。

該当の対象格子Ｑｍが存在した場合、標本格子Ｐｉから対象格子ＱｍまでのＸＹ平面上の格子間距離Ｌｍを、式１によって算出する（ステップＳ１３−６）。

Ｌｍ＝｛（Ｘｍ−Ｘｉ）^２＋（Ｙｍ−Ｙｉ）^２｝^１／２ ・・・・・式１
次に、対象格子Ｑｍが検索範囲内かを判定するために、算出した格子間距離Ｌｍが半径Ｒ以下か比較する（ステップＳ１３−７）。

対象格子Ｑｍが検索範囲内であれば、標本格子Ｐｉと対象格子Ｑｍの樹高差△Ｚｈｍを式２によって算出する（ステップＳ１３−８）。

△Ｚｈｍ＝Ｚｈｍ−Ｚｈｉ ・・・・・式２
算出した格子間距離Ｌｍと樹高差△Ｚｈｍから標本格子Ｐｉと対象格子Ｑｍのアスペクト比Ｋｍを式３によって算出し、記憶手段に一時的に記憶しておく（ステップＳ１３−９）。

Ｋｍ＝△Ｚｈｍ／Ｌｍ ・・・・・式３
１か所の対象格子Ｑｍについて処理を完了すると、検索する方向によって、以下のように対象格子ＱｍのＸＹ座標値（Ｘｍ，Ｙｍ）を更新してステップＳ１３−５に戻り、次の対象格子Ｑｍについて処理を繰り返す（ステップＳ１３−１０）。

方向Ｄ０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ＋ｄ，Ｙｍ）
方向Ｄ４５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ＋ｄ，Ｙｍ＋ｄ）
方向Ｄ９０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ，Ｙｍ＋ｄ）
方向Ｄ１３５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ−ｄ，Ｙｍ＋ｄ）
方向Ｄ１８０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ−ｄ，Ｙｍ）
方向Ｄ２２５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ−ｄ，Ｙｍ−ｄ）
方向Ｄ２７０の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ，Ｙｍ−ｄ）
方向Ｄ３１５の場合：（Ｘｍ，Ｙｍ）＝（Ｘｍ＋ｄ，Ｙｍ−ｄ）
処理の途中、ステップＳ１３−５とステップＳ１３−７の判定で、検索を行っている方向に該当する対象格子Ｑｍが存在しなくなった場合は、標本格子Ｐｉに関して全方向について処理が完了したかを、たとえば方向がＤ３１５となったか比較して判定する（ステップＳ１３−１１）。

まだ検索すべき方向がある場合は、次の検索方向を設定してステップＳ１３−４に戻り、処理を繰り返す（ステップＳ１３−１２）。

標本格子Ｐｉに関して全方向について処理が完了した場合は、ステップＳ１３−９によって記憶されていた全アスペクト比Ｋｍから各方向の最大値Ｋｍａｘを抽出し、式４、式５によって各方向の最大傾斜角度θｍａｘを算出し、さらに各方向の最大傾斜角度θｍａｘの合計を対象格子Ｑｍが存在した方向数で割った平均値を地上開度値θｉとし、標本格子ＰｉのＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データ２５として記憶手段に保存する（ステップＳ１３−１３）。

Ｍａｘ＿ａｎｇｌｅ＝ｔａｎ^−１（Ｋｍａｘ） ・・・・・・式４
最大傾斜角度θｍａｘ＝９０−Ｍａｘ＿ａｎｇｌｅ ・・・・・・式５
ここで、対象格子Ｑｍが存在した方向数は、標本格子Ｐｉが計測地域のどの位置に存在するかにより異なり、計測地域の内側に存在する場合は、図８（ａ）示した全８方向となる。

一方、標本格子Ｐｉが計測地域の縁に存在する場合、計測地域の縁の向こう側には他の格子が存在しないために、対象格子Ｑｍが存在した方向数は、計測地域外を指し示す３方向を除いた５方向のみとなり、標本格子Ｐｉが計測地域の４角に存在する場合は、計測地域外を指し示す５方向を除いた３方向のみとなる。

対象格子Ｑｍが存在した方向数は、たとえばステップＳ１３−５で該当の対象格子ＱｍがＤＨＭデータ２４に存在するかを判定し、存在した場合にカウントしておく。

最後に、ＤＨＭデータ２４内の全格子について地上開度値θｉの算出が済んだか、たとえば標本格子Ｐｉの格子番号ｉが最大値か判定し、全格子について完了した場合は、処理を終了する（ステップＳ１３−１４）。

さらに処理すべき格子がある場合は、格子番号ｉに１を加算して次の標本格子Ｐｉに更新して、ステップＳ１３−４から処理を繰り返す（ステップＳ１３−１５）。

次に、入力部１１により記憶手段へ保存された反射強度データ２３、ＤＨＭデータ作成部１２により作成されたＤＨＭデータ２４、および地上開度計算部１３により作成されたＤＨＭ地上開度データ２５のそれぞれから、各種画像データを作成する手順について説明する。

各種画像データ作成手順の流れを説明するにあたり、図９に反射強度段彩部１４の処理のフローチャートを示した。樹高段彩部１５と地上開度段彩部１６の処理も、図１に示すように参照するデータが異なるのみで、基本的に図９のフローチャートと同様である。

（反射強度段彩部１４の処理）
図９に示すように、反射強度段彩部１４は、入力部１１により記憶手段へ保存された反射強度データ２３を読み込む（ステップＳ１４−１）。

読み込んだ反射強度データ２３から、たとえば格子番号ｉが最小の格子を指定して、該当する格子のＸＹ座標値と反射強度値Ｆｉを取得する（ステップＳ１４−２）。

次に、取得した反射強度値Ｆｉをキーにして反射強度用カラーテーブル２６を検索し、取得した反射強度値Ｆｉが該当する表示色成分Ｃｉを取得する（ステップＳ１４−３）。

取得した表示色成分Ｃｉを、ステップＳ１４−２で取得した格子のＸＹ座標値とともに、反射強度画像データ３１として記憶手段に保存する（ステップＳ１４−４）。

最後に、処理を行った格子が反射強度データ２３に含まれる最後の格子であるか、たとえば格子番号ｉが最大値未満であるかを判定する（ステップＳ１４−５）。

最後の格子でない場合は、格子番号ｉを１加算して、反射強度データ２３の次の格子を指定し、ステップＳ１４−２に戻り、ステップＳ１４−５までの処理を繰り返す（ステップＳ１４−６）。

最後の格子である場合は、図４（ａ）に例示した反射強度用カラーテーブル２６に設定されている表示色成分Ｃｉがどのような成分構成かを示す成分モードＭを、図５に例示したように、反射強度データ２３に付加して処理を終了する（ステップＳ１４−７）。

（樹高段彩部１５と地上開度段彩部１６の処理）
前述したように、樹高段彩部１５と地上開度段彩部１６の処理の流れは、反射強度段彩部１４の処理の流れと同様である。

ステップＳ１４−１に対応する処理で、反射強度データ２３に代えて、樹高段彩部１５はＤＨＭデータ作成部１２により作成されたＤＨＭデータ２４を、地上開度段彩部１６は地上開度計算部１３により作成されたＤＨＭ地上開度データ２５を読み込む。

ステップＳ１４−２に対応する処理で、格子のＸＹ座標値とともに、反射強度値Ｆｉに代えて、樹高段彩部１５は樹高値Ｚｈｉを、地上開度段彩部１６は地上開度値θｉを取得する。

ステップＳ１４−３に対応する処理で、樹高段彩部１５は、取得した樹高値Ｚｈｉをキーにして樹高用カラーテーブル２７を検索し、取得した樹高値Ｚｈｉが該当する表示色成分Ｃｉを取得する。

また、地上開度段彩部１６は、取得した地上開度値θｉをキーにして地上開度用カラーテーブル２８を検索し、取得した地上開度値θｉが該当する表示色成分Ｃｉを取得する。

ステップＳ１４−４に対応する処理で、取得した格子のＸＹ座標値とともに、取得した表示色成分Ｃｉを、樹高段彩部１５は樹高画像データ３２として、地上開度段彩部１６は樹冠立体画像データ３３として記憶手段に保存する。

樹高段彩部１５と地上開度段彩部１６は、反射強度段彩部１４と同様に、それぞれ以上の処理を最後の格子まで繰り返す。

樹高段彩部１５と地上開度段彩部１６は、図４（ｂ）と図４（ｃ）に例示した表示色成分Ｃｉがどのような成分構成かを示す成分モードＭを、図５に例示したように、それぞれ樹高画像データ３２と樹冠立体画像データ３３に付加する。

（地図合成部１７の処理）
次に、各段彩部によって作成された画像データをユーザの端末１９に表示する地図合成部１７の処理について、図１０のフローチャートを参照しながら説明する。

地図合成部１７は、各段彩部によってそれぞれ作成された反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３を記憶手段から読み込む（ステップＳ１７−１）。

さらに、地図合成部１７は、記憶手段に設定された画像選択表２９を読み込む（ステップＳ１７−２）。

地図合成部１７は、反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３のうち、画像選択表２９によってユーザが表示するように選択した画像データから画像を生成し、植生図３４として端末１９に表示する（ステップＳ１７−３）。

地図合成部１７は、画像を端末１９に表示する際に、画像データに設定されている成分モードＭによって表示色成分Ｃｉの各値の意味を判断し、必要に応じて成分モードＭの示す表色系から端末１９の表色系に変換を行う。

地図合成部１７は、選択された画像データが複数ある場合は、それらの画像を重ね合わせて端末１９に表示する。

また、ユーザの要求により、選択された画像データから生成した画像をプリンタに出力する（ステップＳ１７−４）。

（合成画像調整部１８の処理）
合成画像調整部１８は、ユーザが端末１９に表示される画像を変更したり、画像の色調を調整したりできるように、画像選択表２９と各カラーテーブルの設定を変更する手段であり、図１１に処理のフローチャートを示す。

合成画像調整部１８は、記憶手段に保存された各カラーテーブルと画像選択表２９を読み込む（ステップＳ１８−１）。

合成画像調整部１８は、地図合成部１７によって端末１９に表示されている植生図３４の左右または上下のいずれかに、読み込んだデータを表示する（ステップＳ１８−２）。

合成画像調整部１８は、ユーザが端末１９に表示されている植生図３４を元に、画像選択表２９の画像選択の変更や、各カラーテーブルの色調の変更を設定すると、その設定データを受信する（ステップＳ１８−３）。

各カラーテーブルの色調の変更は、カラーテーブルの各表示色成分Ｃｉの値を１つ１つ入力する他に、図４で示したカラースケールをカラーテーブルの横に表示し、その両端の色を指定するだけで、カラーテーブルの範囲内で均等に分割され、各表示色成分Ｃｉの値をカラーテーブルに自動設定するようにしてもよい。

合成画像調整部１８は、記憶手段に保存された各カラーテーブルと画像選択表２９を、受信した設定データよって更新する（ステップＳ１８−４）。

合成画像調整部１８によって各カラーテーブルと画像選択表２９が更新されると、各段彩部が起動され、更新されたカラーテーブルにしたがって画像データが再作成され、地図合成部１７は、画像選択表２９で新たな選択された画像を端末１９に表示することになる。

本実施の形態１にて、端末１９には地図合成部１７によって、図１２に示したように、反射強度画像データ３１からは、図１２（ａ）に示す反射強度画像３１ａが青色系グラデーションで表示され、樹高画像データ３２からは、図１２（ｂ）に示す樹高画像３２ａが緑色系グラデーションで表示され、樹冠立体画像データ３３からは、図１２（ｃ）に示す樹冠立体画像３３ａがグレースケールで表示される。

地図合成部１７は、画像選択表２９で全ての画像を表示するように選択されていれば、全ての画像を重ね合わせて、図１２（ｄ）に示す３画像を合成した植生図３４を表示する。

図１２（ｄ）に示す植生図３４と比較するため、図１２（ｅ）に同じ地域を撮影したオルソフォト画像を示した。全くオルソフォト画像を用いずに、同様の森林の画像を生成できている。

さらに、図１２（ｄ）に示す植生図３４では、オルソフォト画像のように影になって色が濃くなっている部分がなく、各樹木が区別できる程度に明確に表示されている。

また、オルソフォト画像では同じ緑色に撮影された樹木も、図１２（ｄ）に示す植生図３４では、樹種が反映されて違った色調で表示されている。

＜実施の形態２＞
上述した実施の形態１では、反射強度、樹高、および地上開度の３指標のそれぞれに対して表示色成分Ｃｉを割当てて各画像を生成したのち、３画像を合成することで植生図３４を表示している。

一方、本発明の実施の形態２では、反射強度、樹高、および地上開度の３指標によって１つの表示色成分Ｃｉを決定し、１画像の植生図３４を直接作成する。

そこで、実施の形態２では、国際照明委員会ＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ Ｉ’Ｅｃｌａｒｉａｇｅ）で規定されるＬ＊ａ＊ｂ＊表色系を利用して植生図３４を作成する。

図１３（ａ）に図示したように、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系（以下、Ｌａｂカラーという）の色空間は、Ｌ＊軸、ａ＊軸、およびｂ＊軸によって定義され、Ｌ＊で明度を表し、色相と彩度を示す色度をａ＊とｂ＊で表す。ａ＊とｂ＊は色の方向を示し、＋ａ＊は赤、−ａ＊は緑、＋ｂ＊は黄、−ｂ＊は青のそれぞれの方向を示している。

実施の形態２では、図１３（ｂ）に図示したようなＬａｂカラー色空間を定義する。つまり、Ｌ＊＝０（黒）からＬ＊＝２５５（白）までのＬ＊軸と、ａ＊＝０（緑）からａ＊＝２５５（赤）までのａ＊軸と、ｂ＊＝０（青）からｂ＊＝２５５（黄）までのｂ＊軸によってＬａｂカラー色空間を定義する。

ここで、地上開度をＬ＊軸、反射強度をａ＊軸、樹高をｂ＊軸に割当てることで、３指標により１つの表示色が決定することになる。

図１４には、本発明における実施の形態２の第２の植生図作成装置１０ａの構成のうち、図１に示した第１の植生図作成装置１０と異なり、以下の説明に必要な構成を示し、第１の植生図作成装置１０と同じその他の構成要素は省略している。

第２の植生図作成装置１０ａには、Ｌａｂカラー段彩部４０が含まれ、記憶手段には、反射強度値変換テーブル４１と、樹高値変換テーブル４２と、地上開度値変換テーブル４３と、Ｌａｂカラー段彩部４０により生成されるＬａｂカラー植生画像データ４４が保存される。

Ｌａｂカラー段彩部４０は、入力部１１によって記憶手段に保存された反射強度データ２３から各格子の反射強度値Ｆｉを読み出し、予め記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブル４１（図１５（ａ）参照）を用いて反射強度値Ｆｉをａ＊成分値に変換する。

また、Ｌａｂカラー段彩部４０は、ＤＨＭデータ作成部１２によって記憶手段に保存されたＤＨＭデータ２４から各格子の樹高値Ｚｈｉを読み出し、予め記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブル４２（図１５（ｂ）参照）を用いて樹高値Ｚｈｉをｂ＊成分値に変換する。

さらに、Ｌａｂカラー段彩部４０は、地上開度計算部１３によって記憶手段に保存されたＤＨＭ地上開度データ２５から各格子の地上開度値θｉを読み出し、予め記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブル４３（図１５（ｃ）参照）を用いて地上開度値θｉをＬ＊成分値に変換する。

Ｌａｂカラー段彩部４０は、変換して得られたａ＊成分値、ｂ＊成分値、Ｌ＊成分値を、各格子のＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データ４４として記憶手段に保存する。

次に、図１５（ａ）〜（ｃ）に例示した変換テーブルの構成について説明する。

図１５（ａ）に示した反射強度値変換テーブル４１の例では、反射強度値Ｆｉの最弱値をａ＊成分値の０、最強値をａ＊成分値の２５５とし、反射強度値Ｆｉの範囲をａ＊＝０〜２５５の範囲に均等に割り当てている。

図１５（ｂ）に示した樹高値変換テーブル４２の例では、樹高値Ｚｈｉの最低値をｂ＊成分値の０、最高値をｂ＊成分値の２５５とし、樹高値Ｚｈｉの範囲をａ＊＝０〜２５５の範囲に均等に割り当てている。

図１５（ｃ）に示した地上開度値変換テーブル４３の例では、地上開度値θｉの最小値をＬ＊成分値の０、最大値をＬ＊成分値の２５５とし、地上開度値θｉの範囲をＬ＊＝０〜２５５の範囲に均等に割り当てている。

Ｌａｂカラー段彩部４０によって生成されるＬａｂカラー植生画像データ４４の構成は、図１６に示すように、成分モードＭとしてＬ＊ａ＊ｂ＊が設定され、各格子のＸＹ座標値と、Ｌ＊成分値、ａ＊成分値、およびｂ＊成分値からなる。

次に、Ｌａｂカラー段彩部４０の処理の流れについて、図１７と図１８を参照しながら説明する。

（Ｌａｂカラー段彩部４０の処理）
図１７に示すように、Ｌａｂカラー段彩部４０は、入力部１１により記憶手段へ保存された反射強度データ２３を読み込み、反射強度値変換処理を開始する。（ステップＳ４０−１）。

読み込んだ反射強度データ２３から、たとえば格子番号ｉが最小の格子を指定して、該当する格子のＸＹ座標値と反射強度値Ｆｉを取得する（ステップＳ４０−２）。

次に、取得した反射強度値Ｆｉをキーにして反射強度値変換テーブル４１を検索し、取得した反射強度値Ｆｉが該当するａ＊成分値を取得する（ステップＳ４０−３）。

取得したａ＊成分値を、ステップＳ４０−２で取得した格子のＸＹ座標値とともに、Ｌａｂカラー植生画像データ４４として記憶手段に保存する（ステップＳ４０−４）。

最後に、処理を行った格子が反射強度データ２３に含まれる最後の格子であるか、たとえば格子番号ｉが最大値未満であるかを判定する（ステップＳ４０−５）。

最後の格子でない場合は、格子番号ｉを１加算して、反射強度データ２３の次の格子を指定し、ステップＳ４０−２に戻り、ステップＳ４０−５までの処理を繰り返す（ステップＳ４０−６）。

最後の格子である場合は、樹高値変換処理に移行する。

図１７に示すように、Ｌａｂカラー段彩部４０は、ＤＨＭデータ作成部１２により作成されたＤＨＭデータ２４を読み込む（ステップＳ４０−７）。

読み込んだＤＨＭデータ２４から、たとえば格子番号ｉが最小の格子を指定して、該当する格子のＸＹ座標値と樹高値Ｚｈｉを取得する（ステップＳ４０−８）。

次に、取得した樹高値Ｚｈｉをキーにして樹高値変換テーブル４２を検索し、取得した樹高値Ｚｈｉが該当するｂ＊成分値を取得する（ステップＳ４０−９）。

取得したｂ＊成分値を、既に記憶手段に保存してあるＬａｂカラー植生画像データ４４の、同一ＸＹ座標の格子のデータに追加する（ステップＳ４０−１０）。

最後に、処理を行った格子がＤＨＭデータ２４に含まれる最後の格子であるか、たとえば格子番号ｉが最大値未満であるかを判定する（ステップＳ４０−１１）。

最後の格子でない場合は、格子番号ｉを１加算して、ＤＨＭデータ２４の次の格子を指定し、ステップＳ４０−８に戻り、ステップＳ４０−１１までの処理を繰り返す（ステップＳ４０−１２）。

最後の格子である場合は、地上開度値変換処理に移行する。

図１８に示すように、Ｌａｂカラー段彩部４０は、地上開度計算部１３により作成されたＤＨＭ地上開度データ２５を読み込む（ステップＳ４０−１３）。

読み込んだＤＨＭ地上開度データ２５から、たとえば格子番号ｉが最小の格子を指定して、該当する格子のＸＹ座標値と地上開度値θｉを取得する（ステップＳ４０−１４）。

次に、取得した地上開度値θｉをキーにして地上開度値変換テーブル４３を検索し、取得した地上開度値θｉが該当するＬ＊成分値を取得する（ステップＳ４０−１５）。

取得したＬ＊成分値を、既に記憶手段に保存してあるＬａｂカラー植生画像データ４４の、同一ＸＹ座標の格子のデータに追加する（ステップＳ４０−１６）。

最後に、処理を行った格子がＤＨＭ地上開度データ２５に含まれる最後の格子であるか、たとえば格子番号ｉが最大値未満であるかを判定する（ステップＳ４０−１７）。

最後の格子でない場合は、格子番号ｉを１加算して、ＤＨＭデータ２４の次の格子を指定し、ステップＳ４０−１４に戻り、ステップＳ４０−１７までの処理を繰り返す（ステップＳ４０−１８）。

最後の格子である場合は、処理を終了する。

地図合成部１７は、実施の形態１で示した反射強度画像データ３１、樹高画像データ３２、および樹冠立体画像データ３３とともに、Ｌａｂカラー段彩部４０が作成したＬａｂカラー植生画像データ４４を記憶手段から読み込み、画像選択表２９によってユーザが表示するように選択した画像データから画像を生成し、植生図３４として端末１９に表示する。

地図合成部１７によって、図１９（ａ）に示したように、Ｌａｂカラー植生画像データ４４からＬａｂカラー植生画像４４ａが、植生図３４として端末１９に表示される。

実施の形態１の図１２（ｄ）に示した植生図３４と比較すると、各樹木の表示色の差がさらに明確になっている。

実際の現地調査では、図１９（ａ）のＬａｂカラー植生画像４４ａに円で示した、樹高が高く反射強度が強いために赤色系で表示された箇所には、図１９（ｂ）のような葉が茂ったミズナラが群生し、樹高は同様に高いが反射強度が弱いために緑色系で表示された箇所には、図１９（ｃ）のような葉がまばらなサワグルミが群生していた。

さらに、青色系で表示された箇所は、樹高が極めて低い、すなわち地盤が現れている場所であり、樹木と明確に区別できる。

たとえば、図２０（ａ）に示したように、Ｌａｂカラー植生画像４４ａと立体地形画像を重ねて植生図３４として端末１９に表示することで、さらに立体的に樹種の植生を視覚的に認識しやすくなる。

立体地形画像として、特許第４２７２１４６号公報に開示された立体画像作成装置による方法によって作成した画像を利用できる。

すなわち、第１および第２の植生図作成装置１０、１０ａに立体地形画像作成部を設け、地上開度計算部１３と同様の処理によって、記憶手段に保存されたＤＥＭデータ２１からＤＥＭ地上開度値を求め、さらにＤＥＭデータ２１上に空気層を押し当てた立体を裏返した反転ＤＥＭデータ２１からＤＥＭ地下開度値を求め、両方の差分をグレースケールで表示し、さらに傾斜を赤色系グラデーションで表示した擬似カラー画像を作成する。

作成された擬似カラー画像は、尾根や山頂部分が白っぽく、また谷や窪地が黒っぽく表現され、傾斜が急な部分ほど赤く表現されることで１画像でも立体感があり、赤色立体画像ともよばれる。

また、外部の立体画像作成装置の作成された立体地形画像を第１および第２の植生図作成装置１０、１０ａに直接読み込む手段を設けても構わない。

本発明では、画像選択表２９の選択項目に立体地形画像を追加し、地図合成部１７は、立体地形画像が選択されていれば、立体地形画像を他の選択画像に重ね合わせて端末１９に表示する。

この際、他の画像と重ね合わせることを考慮して、立体地形画像の彩度と明度を弱くして表示するなどの調整を適宜行うものとする。

図２０（ａ）はグレースケールとなっているためわかりにくいが、実際の画像では、円で示した左上部は各樹木が緑色系で表示され、中央部は赤色系で表示され、右下部は赤と緑が混在して表示されていて、実際に現地調査を行うと、それぞれの地区の樹種が異なっている。

図２０（ａ）を元に、同系色の範囲の輪郭を描画していくと、図２０（ｂ）に示したような林相区分図を得ることができる。

このように、実施の形態１では、オルソフォト画像のように自然の緑に似た色合いで植生図３４を表示することで、オルソフォト画像の代替として利用できる一方、実施の形態２では、樹種がより明確に区別できるように、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系によって、樹種の指標により自然の樹木の色（主に緑）以外の赤、青、黄など様々な色で樹木などを表示している。

このように、本発明により、樹種の分布が視覚的に認識しやすくなり、現地の植生調査を効率よく行うことができる。

以上に示した本実施の形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や処理手順を例示するものであって、構成部品の配置や処理の順番等を限定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。図面は模式的なものであり、装置の構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。

１０ 第１の植生図作成装置
１０ａ 第２の植生図作成装置
１１ 入力部
１２ ＤＨＭデータ作成部
１３ 地上開度計算部
１４ 反射強度段彩部
１５ 樹高段彩部
１６ 地上開度段彩部
１７ 地図合成部
１８ 合成画像調整部
１９ 端末
２０ 航空レーザ測量データ
２１ ＤＥＭデータ
２２ ＤＳＭデータ
２３ 反射強度データ
２４ ＤＨＭデータ
２５ ＤＨＭ地上開度データ
２６ 反射強度用カラーテーブル
２７ 樹高用カラーテーブル
２８ 地上開度用カラーテーブル
２９ 画像選択表
３１ 反射強度画像データ
３１ａ 反射強度画像
３２ 樹高画像データ
３２ａ 樹高画像
３３ 樹冠立体画像データ
３３ａ 樹冠立体画像
３４ 植生図
４０ Ｌａｂカラー段彩部
４１ 反射強度値変換テーブル
４２ 樹高値変換テーブル
４３ 地上開度値変換テーブル
４４ Ｌａｂカラー植生画像データ
４４ａ Ｌａｂカラー植生画像

Claims (10)

1. 計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成装置であって、
   前記航空レーザ測量データから生成された前記格子のＸＹ座標値と地盤標高値からなるＤＥＭデータと、前記ＸＹ座標値と表層標高値からなるＤＳＭデータと、前記ＸＹ座標値と反射強度値からなる反射強度データを、外部記憶媒体から記憶手段に取り込む入力部と、
   前記記憶手段に保存された前記ＤＥＭデータと前記ＤＳＭデータから、同一ＸＹ座標値に関する前記地盤標高値と前記表層標高値を読み出し、前記表層標高値から前記地盤標高値を差し引いた樹高値を、前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭデータとして前記記憶手段に保存するＤＨＭデータ作成部と、
   前記ＤＨＭデータの任意の格子を標本格子と設定し、前記標本格子から複数方向毎に検索範囲内に存在する対象格子までの格子間距離と樹高差から最大傾斜角度をそれぞれ求め、前記最大傾斜角度を平均化した地上開度値を、前記標本格子の前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データとして記憶手段に保存する地上開度計算部と、
   前記記憶手段に保存された前記反射強度データから前記反射強度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた反射強度用カラーテーブルを前記反射強度値で検索し、前記反射強度値に対して設定された第１の表示色成分を取得して、前記ＸＹ座標値とともに反射強度画像データとして前記記憶手段に保存する反射強度段彩部と、
   前記ＤＨＭデータから前記樹高値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた樹高用カラーテーブルを前記樹高値で検索し、前記樹高値に対して設定された第２の表示色成分を取得して、前記ＸＹ座標値とともに樹高画像データとして前記記憶手段に保存する樹高段彩部と、
   前記ＤＨＭ地上開度データから前記地上開度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた地上開度用カラーテーブルを前記地上開度値で検索し、前記地上開度値に対して設定された第３の表示色成分を取得して、前記ＸＹ座標値とともに樹冠立体画像データとして前記記憶手段に保存する地上開度段彩部と、
   前記記憶手段に保存された各画像データからそれぞれ画像を生成し、重ね合わせて植生図として端末に表示する地図合成部
   とを含むことを特徴とする植生図作成装置。
2. 前記反射強度用カラーテーブル、前記樹高用カラーテーブルおよび前記地上開度用カラーテーブルを、前記端末からの入力により変更する合成画像調整部をさらに含む請求項１記載の植生図作成装置。
3. 前記合成画像調整部は、ユーザが表示したい画像の種類を前記端末から設定した画像選択表を記憶手段に保存し、
   前記地図合成部は、前記画像選択表を参照し、選択された画像のみを前記端末に表示する請求項２記載の植生図作成装置。
4. 前記記憶手段に保存された前記反射強度データから前記反射強度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブルを前記反射強度値で検索し、前記反射強度値に対して設定されたａ＊成分値に変換し、
   前記ＤＨＭデータから前記樹高値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブルを前記樹高値で検索し、前記樹高値に対して設定されたｂ＊成分値に変換し、
   前記ＤＨＭ地上開度データから前記地上開度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブルを前記地上開度値で検索し、前記地上開度値に対して設定されたＬ＊成分値に変換し、
   前記ａ＊成分値、前記ｂ＊成分値、前記Ｌ＊成分値を前記ＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データとして前記記憶手段に保存するＬａｂカラー段彩部をさらに含む請求項１乃至３のいずれか１項に記載の植生図作成装置。
5. 計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成装置であって、
   前記航空レーザ測量データから生成された前記格子のＸＹ座標値と地盤標高値からなるＤＥＭデータと、前記ＸＹ座標値と表層標高値からなるＤＳＭデータと、前記ＸＹ座標値と反射強度値からなる反射強度データを、外部記憶媒体から記憶手段に取り込む入力部と、
   前記記憶手段に保存された前記ＤＥＭデータと前記ＤＳＭデータから、同一ＸＹ座標値に関する前記地盤標高値と前記表層標高値を読み出し、前記表層標高値から前記地盤標高値を差し引いた樹高値を、前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭデータとして前記記憶手段に保存するＤＨＭデータ作成部と、
   前記ＤＨＭデータの任意の格子を標本格子と設定し、前記標本格子から複数方向毎に検索範囲内に存在する対象格子までの格子間距離と樹高差から最大傾斜角度をそれぞれ求め、前記最大傾斜角度を平均化した地上開度値を、前記標本格子の前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データとして記憶手段に保存する地上開度計算部と、
   前記記憶手段に保存された前記反射強度データから前記反射強度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブルを前記反射強度値で検索し、前記反射強度値に対して設定されたａ＊成分値に変換し、
   前記ＤＨＭデータから前記樹高値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブルを前記樹高値で検索し、前記樹高値に対して設定されたｂ＊成分値に変換し、
   前記ＤＨＭ地上開度データから前記地上開度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブルを前記地上開度値で検索し、前記地上開度値に対して設定されたＬ＊成分値に変換し、
   前記ａ＊成分値、前記ｂ＊成分値、前記Ｌ＊成分値を前記ＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データとして前記記憶手段に保存するＬａｂカラー段彩部と、
   前記Ｌａｂカラー植生画像データから画像を生成し、植生図として端末に表示する地図合成部
   とを含むことを特徴とする植生図作成装置。
6. 計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成プログラムであって、
   コンピュータに、
   前記航空レーザ測量データから生成された前記格子のＸＹ座標値と地盤標高値からなるＤＥＭデータと、前記ＸＹ座標値と表層標高値からなるＤＳＭデータと、前記ＸＹ座標値と反射強度値からなる反射強度データを、外部記憶媒体から記憶手段に取り込む入力手段、
   前記記憶手段に保存された前記ＤＥＭデータと前記ＤＳＭデータから、同一ＸＹ座標値に関する前記地盤標高値と前記表層標高値を読み出し、前記表層標高値から前記地盤標高値を差し引いた樹高値を、前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭデータとして前記記憶手段に保存するＤＨＭデータ作成手段、
   前記ＤＨＭデータの任意の格子を標本格子と設定し、前記標本格子から複数方向毎に検索範囲内に存在する対象格子までの格子間距離と樹高差から最大傾斜角度をそれぞれ求め、前記最大傾斜角度を平均化した地上開度値を、前記標本格子の前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データとして記憶手段に保存する地上開度計算手段、
   前記記憶手段に保存された前記反射強度データから前記反射強度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた反射強度用カラーテーブルを前記反射強度値で検索し、前記反射強度値に対して設定された第１の表示色成分を取得して、前記ＸＹ座標値とともに反射強度画像データとして前記記憶手段に保存する反射強度段彩手段、
   前記ＤＨＭデータから前記樹高値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた樹高用カラーテーブルを前記樹高値で検索し、前記樹高値に対して設定された第２の表示色成分を取得して、前記ＸＹ座標値とともに樹高画像データとして前記記憶手段に保存する樹高段彩手段、
   前記ＤＨＭ地上開度データから前記地上開度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた地上開度用カラーテーブルを前記地上開度値で検索し、前記地上開度値に対して設定された第３の表示色成分を取得して、前記ＸＹ座標値とともに樹冠立体画像データとして前記記憶手段に保存する地上開度段彩手段、
   前記記憶手段に保存された各画像データからそれぞれ画像を生成し、重ね合わせて植生図として端末に表示する地図合成手段
   としての機能を実行させるための植生図作成プログラム。
7. 前記コンピュータに、
   前記反射強度用カラーテーブル、前記樹高用カラーテーブルおよび前記地上開度用カラーテーブルを、前記端末からの入力により変更する合成画像調整手段としての機能をさらに実行させるための請求項６記載の植生図作成プログラム。
8. 前記合成画像調整手段に、ユーザが表示したい画像の種類を前記端末から設定した画像選択表を記憶手段に保存し、
   前記地図合成手段に、前記画像選択表を参照し、選択された画像のみを前記端末に表示することを実行させるための請求項７記載の植生図作成プログラム。
9. 前記コンピュータに、
   前記記憶手段に保存された前記反射強度データから前記反射強度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブルを前記反射強度値で検索し、前記反射強度値に対して設定されたａ＊成分値に変換し、
   前記ＤＨＭデータから前記樹高値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブルを前記樹高値で検索し、前記樹高値に対して設定されたｂ＊成分値に変換し、
   前記ＤＨＭ地上開度データから前記地上開度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブルを前記地上開度値で検索し、前記地上開度値に対して設定されたＬ＊成分値に変換し、
   前記ａ＊成分値、前記ｂ＊成分値、前記Ｌ＊成分値を前記ＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データとして前記記憶手段に保存するＬａｂカラー段彩手段部としての機能をさらに実行させるための請求項６乃至８のいずれか１項に記載の植生図作成プログラム。
10. 計測地域全体に所望の間隔の格子を設定した航空レーザ測量データのみを使用して植生図を作成する植生図作成プログラムであって、
    コンピュータに、
    前記航空レーザ測量データから生成された前記格子のＸＹ座標値と地盤標高値からなるＤＥＭデータと、前記ＸＹ座標値と表層標高値からなるＤＳＭデータと、前記ＸＹ座標値と反射強度値からなる反射強度データを、外部記憶媒体から記憶手段に取り込む入力手段、
    前記記憶手段に保存された前記ＤＥＭデータと前記ＤＳＭデータから、同一ＸＹ座標値に関する前記地盤標高値と前記表層標高値を読み出し、前記表層標高値から前記地盤標高値を差し引いた樹高値を、前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭデータとして前記記憶手段に保存するＤＨＭデータ作成手段、
    前記ＤＨＭデータの任意の格子を標本格子と設定し、前記標本格子から複数方向毎に検索範囲内に存在する対象格子までの格子間距離と樹高差から最大傾斜角度をそれぞれ求め、前記最大傾斜角度を平均化した地上開度値を、前記標本格子の前記ＸＹ座標値とともにＤＨＭ地上開度データとして記憶手段に保存する地上開度計算手段、
    前記記憶手段に保存された前記反射強度データから前記反射強度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた反射強度値変換テーブルを前記反射強度値で検索し、前記反射強度値に対して設定されたａ＊成分値に変換し、
    前記ＤＨＭデータから前記樹高値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた樹高値変換テーブルを前記樹高値で検索し、前記樹高値に対して設定されたｂ＊成分値に変換し、
    前記ＤＨＭ地上開度データから前記地上開度値を読み出し、予め前記記憶手段に保存しておいた地上開度値変換テーブルを前記地上開度値で検索し、前記地上開度値に対して設定されたＬ＊成分値に変換し、
    前記ａ＊成分値、前記ｂ＊成分値、前記Ｌ＊成分値を前記ＸＹ座標値とともにＬａｂカラー植生画像データとして前記記憶手段に保存するＬａｂカラー段彩手段、
    前記Ｌａｂカラー植生画像データから画像を生成し、植生図として端末に表示する地図合成手段
    としての機能を実行させるための植生図作成プログラム。