JP6869125B2 - 計測手段決定支援装置及び計測手段決定支援プログラム - Google Patents

計測手段決定支援装置及び計測手段決定支援プログラム Download PDF

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Description

本発明は、計測手段決定支援装置及び計測手段決定支援プログラムに関する。
従来、測量は、顧客からの要求に応じて、衛星測量、航空測量、MMS(モービルマッピングシステム)、現地測量(光波測距、GPS測量や水準測量)等の各種計測手段により実施する。例えば、下記特許文献1には、定点観測(地震計、降雨量計等)の計測値に基づき、災害発生時等に、優先的に情報を収集する必要がある注目領域を抽出し、計測手段、計測可能日時、計測可能範囲等の情報が表示される注目領域決定支援装置が開示されている。
しかし、与えられた条件に基づき、どのような計測手段を選択するかの問題に関しては、従来熟練者の知識、経験等にたよらざるを得ず、必ずしも迅速、適切に計測手段の選択が行われているとは言えなかった。
特開2010−60409公報
本発明の目的は、依頼者からの要望、各計測手段の諸元等の条件に基づき、迅速、適切に計測手段を選択できる計測手段決定支援装置及び計測手段決定支援プログラムを提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態は、計測手段決定支援装置であって、計測目的を達成できる計測手段を決定するための決定条件を受け付ける決定条件受付手段と、予め登録された計測手段の中に、前記計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する適用性評価手段と、前記適用性評価手段が前記計測目的を達成できる計測手段と判定した適用可能計測手段についての評価に使用する重みを、前記決定条件に基づいて演算する重み演算手段と、前記適用可能計測手段について、前記重み演算手段が演算した重みを使用して評価指数を演算する評価指数演算手段と、を備えることを特徴とする。
上記評価指数の演算は、予め定めたメッシュ毎に行うのが好適である。
また、上記計測手段決定支援装置は、前記評価指数演算手段が演算した評価指数の演算結果の修正情報を受け付ける修正情報受付手段と、前記修正情報に基づき、前記評価指数を修正する修正手段と、をさらに備えるのが好適である。
本発明の他の実施形態は、計測手段決定支援プログラムであって、コンピュータを、計測目的を達成できる計測手段を決定するための決定条件を受け付ける決定条件受付手段、予め登録された計測手段の中に、前記計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する適用性評価手段、前記適用性評価手段が前記計測目的を達成できる計測手段と判定した適用可能計測手段についての評価に使用する重みを、前記決定条件に基づいて演算する重み演算手段、前記適用可能計測手段について、前記重み演算手段が演算した重みを使用して評価指数を演算する評価指数演算手段、として機能させることを特徴とする。
本発明によれば、依頼者からの要望、各計測手段の諸元等の条件に基づき、迅速、適切に計測手段を選択できる
実施形態にかかる計測手段決定支援装置の構成例のブロック図である。 計測手段の諸元の例を示す図である。 実施形態にかかる評価指数の演算に使用する重みの設定方法の説明図である。 実施形態にかかる評価指数の演算に使用する個別指数の設定方法の説明図である。 実施形態にかかる修正部による評価指数の修正処理の説明図である。 実施形態にかかる計測手段決定支援装置の動作例のフロー図である。 実施形態にかかる出力結果の例を示す図である。
以下、本発明を実施するための形態(以下、実施形態という)を、図面に従って説明する。
図1には、実施形態にかかる計測手段決定支援装置1の構成例のブロック図が示される。図1において、計測手段決定支援装置1は、決定条件受付部10、適用性評価部12、重み演算部13、評価指数演算部14、修正情報受付部16、修正部18、表示制御部20、通信部22、記憶部24及びCPU26を含んで構成されている。なお、CPU26以外にGPUを用いてもよい。この計測手段決定支援装置1は、CPU26、ROM、RAM、不揮発性メモリ、I/O、通信インターフェース等を備え、装置全体の制御及び各種演算を行うコンピュータとして構成されており、上記各機能は、例えばCPU26とCPU26の処理動作を制御するプログラムとにより実現される。
決定条件受付部10は、計測目的を達成できる計測手段を決定するための決定条件に関する情報を受け付ける。ここで、計測目的とは、何らかの理由で取得する必要がある測量その他の計測結果の取得である。また、計測とは、地表面、地下の測量等が例示できる。計測手段としては、衛星測量、航空測量、MMS(モービルマッピングシステム)、現地測量(光波測距、水準測量)、地上SAR等が挙げられる。上記衛星測量は、衛星に搭載した合成開口レーダー(SAR)、写真あるいはレーザー計測装置を使用した測量である。航空測量は、航空機に搭載した写真あるいはレーザー計測装置を使用した測量(航空機測量)であり、ドローンを使用することもできる。MMSは車両に搭載したレーザー計測装置等を使用した測量である。現地測量は、現地でトータルステーション等の測量器具を使用した測量の他、現地踏査等も含まれる。これらの計測手段の情報は、予め記憶部24に記憶させておく。あるいは、計測手段の情報を外部のサーバー等に格納しておき、通信部22を介して取得する構成としてもよい。なお、計測手段は、上記測量の手段には限定されない。
また、計測手段を決定するための決定条件の項目としては、計測することに関心のある箇所や領域(関心箇所・領域)、納期(緊急度)、継続性、計測に使用できる予算、計測頻度、計測精度、計測間隔、計測可能な面積(計測範囲)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの決定条件は、計測(測量)の依頼者からの依頼内容に基づいてキーボード、マウス等の適宜な入力手段から入力し、決定条件受付部10が受け付けて記憶部24に記憶させる。なお、決定条件受付部10は、後述する決定条件の項目についての優先度の配点も受け付けて記憶部24に記憶させる。
適用性評価部12は、予め登録された(記憶部24に記憶された)計測手段を記憶部24から読み出し、その中に、計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定して、計測手段の適用性を評価する。ここで、「計測目的を達成できる」とは、決定条件受付部10が取得した上記関心箇所・領域において、必要な計測結果を取得できるとの意味である。判定方法については後述する。適用性評価部12が計測目的を達成できる計測手段と判定した計測手段の情報は、適用可能計測手段として記憶部24に記憶させる。
重み演算部13は、適用性評価部12が計測目的を達成できる計測手段と判定した適用可能計測手段についての評価(評価指数演算部14が行う評価指数の演算)に使用する重みを、決定条件に基づいて演算する。この場合、重み演算部13は、計測(測量)の依頼者が、決定条件の各項目のうち予め重みの演算用に定めた項目に設定した優先度を使用して重みを演算する。上記優先度も、キーボード、マウス等の適宜な入力手段から入力し、決定条件受付部10が受け付けて記憶部24に記憶させておき、重み演算部13が記憶部24から読み出して使用する。重みの演算方法については後述する。重み演算部13が演算した重みは記憶部24に記憶させる。
評価指数演算部14は、上記適用性評価部12が計測目的を達成できる計測手段と判定した適用可能計測手段を記憶部24から読み出し、この適用可能計測手段について、上記重み演算部13が演算した重みを使用して評価指数を演算する。上記重みは、評価指数演算部14が記憶部24から読み出して使用する。また、評価指数は、以下の計算式(1)により演算され、演算結果は記憶部24に記憶させる。なお、評価指数は、数値が小さい計測手段ほど使用が好適であることを意味するように規定される。ただし、数値が大きい計測手段ほど使用が好適であるように規定することもできる。
Y=Σan・Xn・・・・(1)
ここで、Yは評価指数、anは決定条件の項目毎の重み、Xnは各適用可能計測手段について、上記決定条件の項目毎に予め設定された個別指数、nは1から上記決定条件の項目数と同じ数までの整数、Σは各項目における重みと個別指数との積の合計を意味する。
実施形態にかかる計測手段決定支援装置1は、評価指数を出力し、評価指数が最も小さい計測手段(使用が好適な計測手段)がどれであるかを示すことができる。評価指数演算部14は、上記使用が好適な計測手段を決定して出力する。この場合、評価指数の数値の順序で(小さい数から大きな数の順に)各計測手段を並べて出力してもよい。
なお、評価指数の演算は、地上の領域について予め設定したメッシュ毎、あるいはメッシュの集合毎に行うことができる。この場合、計測(測量)の依頼者は、上記メッシュ毎、あるいはメッシュの集合としての領域毎に決定条件に上記優先度を設定する。
修正情報受付部16は、上記評価指数演算部14が演算した評価指数の演算結果の修正情報を受け付ける。この修正情報は、利用者が上記メッシュあるいはメッシュの集合としての領域と他のメッシュあるいは領域との計測手段の連続性等を考慮して、一部のメッシュあるいは領域における各計測手段の評価指数を変更するための情報である。具体的には、各計測手段の評価指数を変更後の数値とすることができる。この修正情報は、利用者がキーボード、マウス等の適宜な入力手段から入力し、修正情報受付部16が受け付けて記憶部24に記憶させる。
修正部18は、修正情報受付部16が受け付けた修正情報を記憶部24から読み出し、この修正情報に基づき、上記メッシュあるいは領域における各計測手段の評価指数を修正する。これにより、各計測手段間の評価指数の大小関係を変更することができるので、上記メッシュあるいは領域において使用が好適な計測手段を変更することができる。
表示制御部20は、液晶表示素子その他の適宜な表示装置を制御して、上記評価指数演算部14が主力した使用が好適な計測手段、あるいは計測手段の評価指数の数値の順序等を表示する。
通信部22は、適宜なインターフェースにより構成され、無線または有線の通信回線を介してCPU26が外部のサーバー等と上記計測手段の情報その他のデータをやり取りするために使用する。
記憶部24は、ハードディスク装置、ソリッドステートドライブ(SSD)等の不揮発性メモリで構成され、上記各種情報等、及びCPU26の動作プログラム等の、計測手段決定支援装置1が行う各処理に必要な情報を記憶させる。なお、記憶部24としては、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)、コンパクトディスク(CD)、光磁気ディスク(MO)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ、電気的消去および書き換え可能な読出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュ・メモリ等を使用してもよい。また、記憶部24には、主としてCPU26の作業領域として機能するランダムアクセスメモリ(RAM)、及びBIOS等の制御プログラムその他のCPU26が使用するデータが格納される読み出し専用メモリ(ROM)を含めるのが好適である。
図2には、計測手段の情報の例が示される。図2では、計測手段として「現地踏査」、「現地測量」、「MMS」、「地上SAR」、「航空機測量」、「ドローン」、「衛星測量」が例示されているが、これらには限定されない。なお、上述したように、これらの計測手段の情報は、予め記憶部24に記憶されている。
図2に示されるように、各計測手段の情報には、それぞれの諸元が含まれている。諸元の項目としては、「計測範囲」、「捉えられる現象のスケール」、「計測間隔」、「計測精度」、「計測時間(準備〜報告までの時間(納期))」、「計測頻度」、「計測費用」、「安全性」、「天候の影響」、「計測方式」が例示されているが、これらに限定されない。
適用性評価部12は、決定条件受付部10が受け付けた決定条件及び上記図2に示された各計測手段の諸元を記憶部24から読みだし、項目名の比較を行う。すなわち、合致した項目名から項目情報(諸元)を取り出し、決定条件を満たしているか判断する。例えば、決定条件の項目である納期、予算、計測精度、計測頻度等に対して、各計測手段の諸元の数値がこれを満たすか否か等に基づいて判断する。また、条件を満たしている計測手段に衛星測量がある場合、可視/不可視・可視困難領域を計算し、不可視・可視困難領域と関心領域との比較を行う。以上のようにして、計測(測量)の依頼者から依頼された計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する。
図3(a)、(b)、(c)には、評価指数の演算に使用する重みの設定方法の説明図が示される。図3(a)、(b)、(c)では、まず計測(測量)の依頼者が、例示された項目(決定条件:予算、計測精度、計測間隔、計測頻度、納期)について優先度の配点を行う。なお、優先度の配点を行う項目は、予め重みの演算用に定めた項目であって、図3(a)、(b)、(c)に例示された項目には限定されない。なお、「計測頻度」は、後述する図4において、個別指数の設定に使用される「計測周期」に対応する。
上記配点は合計が一定の数、例えば10点となるように行う。依頼者が決定した配点は、キーボード、マウス等の適宜な入力手段から入力し、決定条件受付部10が受け付けて記憶部24に記憶させる。重み演算部13は、上記各項目の配点を記憶部24から読み出し、配点合計の数値で除して各項目の重みを演算する。
図3(a)は、納期を最優先とし、他の項目(決定条件)は評価指数の演算に使用しない場合である。図3(a)の例では、「納期」の配点が10とされ、他の項目の配点は0とされている。決定条件受付部10は、この配点を配点合計(10)で除して重みとする。図3(a)の例では、「納期」の重みが1とされ、他の重みは0とされている。
また、図3(b)の例では、「予算」の配点が5、「計測頻度」及び「計測精度」の配点が2.5とされ、他の項目の配点は0とされている。決定条件受付部10は、図3(a)の場合と同様にして重みを演算し、「予算」の重みが0.5、「計測頻度」及び「計測精度」の重みがそれぞれ0.25、他の重みは0とされている。
また、図3(c)の例では、全ての項目の配点が2とされ、重みが0.2とされている。
図4(a)、(b)、(c)には、評価指数の演算に使用する個別指数の設定方法の説明図が示される。図4(a)、(b)、(c)において、個別指数は、各計測手段について、上記決定条件の項目毎に予め設定される。図4(a)の例では、計測手段がA、B、Cと記載され、決定条件の項目として「納期」、「予算」、「計測周期」、「計測精度」及び「計測間隔」が設定されており、図3(a)、(b)、(c)における決定条件の項目に対応している。なお、計測手段A、B、Cは、図2に例示された計測手段に具体的に対応するものでは無く、説明の便宜上記載されたものである。
また、「計測周期」は、決定条件に含まれる「計測頻度」の逆数であるが、評価指数演算部14が演算する評価指数を、数値が小さいほど使用が好適な計測手段であることを意味するように規定するために「計測周期」を使用している。一方、評価指数を、数値が大きいほど使用が好適な計測手段であることを意味するように規定するためには、例えば図4(c)の数値の逆数を使用すればよい。
また、図4(a)に示された各項目の数値は、上記図2に例示された諸元の数値から抽出することができる。
ここで、個別指数は、図4(a)に示された項目毎に全ての計測手段の合計値を算出し(図4(b))、各計測手段の合計値に対応する項目の値を合計値で除した値として設定される(図4(c))。
評価指数演算部14は、図3(a)、(b)、(c)に例示された重み及び図4(c)に例示された個別指数を使用して、上記計算式(1)により評価指数を演算する。
例えば、図3(a)に示された重みを使用すると、納期以外の重みが0であるので、計測手段Aの評価指数が0.3、計測手段Bの評価指数が0.1、計測手段Cの評価指数が0.6となる。
また、図3(b)に示された重みを使用すると、予算0.5、計測頻度及び計測精度0.25、他が0の重みであるので、計測手段Aの評価指数が0.5×5000/16000+0.25×10/30+0.25×5/17.5=0.31、計測手段Bの評価指数が0.5×10000/16000+0.25×15/30+0.25×10/17.5=0.58、計測手段Cの評価指数が0.5×1000/16000+0.25×5/30+0.25×2.5/17.5=0.11となる。
また、図3(c)に示された重みを使用すると、全ての項目で重みが0.2であるので、計測手段Aの評価指数が0.2×3/10+0.2×5000/16000+0.2×10/30+0.2×5/17.5+0.2×10/31=0.31、計測手段Bの評価指数が0.2×1/10+0.2×10000/16000+0.2×15/30+0.2×10/17.5+0.2×20/31=0.49、計測手段Cの評価指数が0.2×6/10+0.2×1000/16000+0.2×5/30+0.2×2.5/17.5+0.2×1/31=0.20となる。
いずれの場合にも、評価指数が最も小さい計測手段ほど使用が好適であることを意味している。従って、評価指数演算部14は、表示制御部20に適用性評価部12が計測目的を達成できる計測手段と判定した各適用可能計測手段の評価指数の順序、最も評価指数の小さい適用可能計測手段等を表示させる構成とするのが好適である。
図5(a)、(b)には、修正部18による評価指数の修正処理の説明図が示される。図5(a)には、修正前の評価指数に基づいて決定された使用が好適な各適用可能計測手段が、予め設定したメッシュ毎に示されている。この表示は、表示制御部20が行っている。
利用者が、他領域との連続性等を考慮して、全体で最適な適用可能計測手段の割り当てとなるように、メッシュ毎の評価指数を変更するための修正情報を入力すると、この修正情報を修正情報受付部16が受け付けて記憶部24に記憶させる。
修正部18は、上記修正情報を記憶部24から読み出し、これに基づいて、一部のメッシュの評価指数を変更する。この結果、図5(b)では、図5(a)で現地測量が割り当てられたメッシュが衛星測量による測量に変更され、当該領域を含む領域全体として衛星測量が使用されることになり、全体で最適な適用可能計測手段の割り当てとなったといえる。
図6には、実施形態にかかる計測手段決定支援装置の動作例のフロー図が示される。図6において、決定条件受付部10が計測目的を達成できる計測手段を決定するための決定条件に関する情報を受け付けると(S1)、適用性評価部12は、予め登録された(記憶部24に記憶された)計測手段を記憶部24から読み出し、その中に、上記計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する(S2)。具体的には、決定条件受付部10が受け付けた決定条件及び上記図2に示された各計測手段の諸元を記憶部24から読みだし、項目名の比較を行う。すなわち、合致した項目名から項目情報(諸元)を取り出し、決定条件を満たしているか比較を行い、計測(測量)の依頼者から依頼された計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する。
S2において、計測目的を達成できる計測手段が無いと判定した場合には(S2でN)、計測(測量)の依頼者からの依頼に対応できないので、その旨表示制御部20が表示する(S3)。
一方、S2において、計測目的を達成できる計測手段が有ると判定した場合には(S2でY)、適用性評価部12は、当該計測手段に衛星測量が含まれるか否かを判断し(S4)、衛星測量が含まれる場合には(S4でY)、衛星測量の適用可能性をさらに判定する(S5)。この判定には、例えば予め取得して記憶部24に記憶させておいた日本全国の衛星毎の軌道を読み出し、決定条件の関心領域と比較するための可視/不可視・可視困難領域を計算することにより行うことができる。不可視・可視困難領域の計測(測量)については、衛星測量の適用可能性が無い(使用できない)と判定する(S5でN)。
一方、S5において、衛星測量の適用可能性があると判定した場合には(S5でY)、計測目的を達成できる適用可能計測手段に衛星測量を加える。
S5で衛星測量の適用可能性が無いと判定した場合(S5でN)には、S2で計測目的を達成できる計測手段とされた計測手段から衛星測量を除き(S6)、S5で衛星測量の適用可能性があると判定した場合(S5でY)には、S2で計測目的を達成できる計測手段とされた計測手段から衛星測量を除かずに、S2で計測目的を達成できる計測手段とされた適用可能計測手段について、評価指数演算部14が、重み演算部13が演算した重みを使用して評価指数を演算する(S7)。なお、S4で衛星測量が含まれていない場合(S4でN)にも、S2で計測目的を達成できる計測手段とされた適用可能計測手段について、評価指数演算部14が評価指数を演算する(S7)。
次に、修正情報受付部16は、S7で演算した評価指数の修正が必要か否かを表示制御部20に表示させる(S8)。
この表示に対して、利用者がキーボード、マウス等の適宜な入力手段から評価指数の修正情報を入力すると(S8でY)、修正情報受付部16が入力された修正情報を受け付けて記憶部24に記憶させる。修正部18は、修正情報受付部16が受け付けた修正情報を記憶部24から読み出し、この修正情報に基づき、上記評価指数演算部14が演算した評価指数を修正する(S9)。なお、上述したように、予め設定したメッシュ毎、あるいはメッシュの集合としての領域毎に評価指数を演算し、このメッシュあるいは領域における各計測手段の評価指数を修正する構成が好適である。
S9において評価指数が修正された場合には修正後の評価指数を、S8において評価指数の修正が不要の場合(評価指数の修正情報が入力されない場合。S8でN)にはS7で演算した評価指数を表示制御部20が表示する(S10)。この場合、表示制御部20は、各計測手段の評価指数の数値の順序、評価指数演算部14が決定した、使用が好適な計測手段等を表示する構成としてもよい。
本実施の形態では、S4,S5,S6にて、衛星測量についての適用可能性(可視、不可視、可視困難領域)を判断したが、他の計測手段において諸元表にて計測目的を達成できるか判定が困難な場合は、各計測手段について、S4,S5,S6と同様な処理を実施しても良い。すなわち、計測手段の特性に応じて設定できる計測の可能・不可能領域(例えば、MMSは道路の無い山間部では計測不可等の特性に応じた計測の可能・不可能領域)に基づいて各計測手段の適用可能性を判断しても良い。
実施結果の出力例を図7に示す。図7では、上記図3(b)に示された重みを使用した場合の評価指数(修正前)の順序で計測手段を並べている(C→A→B)。すなわち、図の左の欄ほど評価指数が小さい(使用が好適な)計測手段を表している。また、図7には、修正後の評価指数に基づいた順序の例も示されている(A→C→B)。この場合、修正部18が、修正情報受付部16が受け付けた修正情報に基づいて計測手段Aの評価指数を0.31から0.10に修正した結果、最も評価指数が小さい(使用が好適な)計測手段がAに変更されている。図7に示された実施結果は、図5の例と組み合わして表示されても良い。
上述した、図6の各ステップを実行するためのプログラムは、記録媒体に格納することも可能であり、また、そのプログラムを通信手段によって提供しても良い。その場合、例えば、上記説明したプログラムについて、「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」の発明または「データ信号」の発明として捉えても良い。
1 計測手段決定支援装置、10 決定条件受付部、12 適用性評価部、13 重み演算部、14 評価指数演算部、16 修正情報受付部、18 修正部、20 表示制御部、22 通信部、24 記憶部、26 CPU。

Claims (4)

  1. 計測目的を達成できる計測手段を決定するための決定条件を受け付ける決定条件受付手段と、
    予め登録された計測手段の中に、前記計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する適用性評価手段と、
    前記適用性評価手段が前記計測目的を達成できる計測手段と判定した適用可能計測手段についての評価に使用する重みを、前記決定条件に基づいて演算する重み演算手段と、
    前記適用可能計測手段について、前記重み演算手段が演算した重みを使用して評価指数を演算する評価指数演算手段と、
    を備える計測手段決定支援装置。
  2. 前記評価指数の演算は、予め定めたメッシュ毎に行う、請求項1に記載の計測手段決定支援装置。
  3. 前記評価指数演算手段が演算した評価指数の演算結果の修正情報を受け付ける修正情報受付手段と、
    前記修正情報に基づき、前記評価指数を修正する修正手段と、
    をさらに備える、請求項1または請求項2に記載の計測手段決定支援装置。
  4. コンピュータを、
    計測目的を達成できる計測手段を決定するための決定条件を受け付ける決定条件受付手段、
    予め登録された計測手段の中に、前記計測目的を達成できる計測手段があるか否かを判定する適用性評価手段、
    前記適用性評価手段が前記計測目的を達成できる計測手段と判定した適用可能計測手段についての評価に使用する重みを、前記決定条件に基づいて演算する重み演算手段、
    前記適用可能計測手段について、前記重み演算手段が演算した重みを使用して評価指数を演算する評価指数演算手段、
    として機能させることを特徴とする計測手段決定支援プログラム。
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