JPH02146681A - 等高線抽出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 地図情報から等高線データを作成する等高線抽出方式に
関し、 等高線情報を自動識別して高速且つ高精度で等高線デー
タを段層化処理することを目的とし、アークと等高線ア
ークとの接続関係を追跡し、途中で複数のアークと等高
線アークか交差することににる分岐点か存在する場合に
は、分岐点処理手段がその分岐点に於いて緩やかに曲が
る方向のアーク又は等高線アークを選択することによっ
て順次に連鎖する線群を検出し、途中で次に繋がるアー
ク又は等高線アークが存在しない場合には、オープン端
点処理手段１０がベクトルの終点に最も近いアーク又は
等高線アークと接続する新たなベクトル・データを発生
して等高線アークの連鎖を修復して、−本の線で表現す
ることかできる等高線のデータを作成するように構成す
る。

［産業上の利用分野］ 本発明はコンピュータ・マツピング・システムやコンピ
ュータ・グラフィックスの作画システムにおいて、紙面
等に描かれた地図情報から等高線を自動識別して等高線
データを作成する等高線抽出方式に関する。

近年、コンピュータに」：る地図表示システムの普及に
伴い、該コンピュータ処理に必要なデジタル化された地
図データの作成か重要となっている。

ここで、地図に含まれる情報は地形の標高を示１等高線
、道路、家屋、記号等の多種類の要素から構成されると
共にその情報量は極めて膨大であり、自動的にこれらの
情報を分離し且つ階層化することによって容易に地図デ
ータを作成する自動化システムの開発が望まれている。

［従来の技術］ 従来、地図等に表示された情報をデジタル・ブタ化した
地図データに変換するためには、所謂マＴクスやタブレ
ット・ペン等を使用した手入力ににって各種の情報を点
と線による座標データとして入力する所謂デジタイジン
グ処理によるか、又は、地図をイメージ・スキャ太−で
読取ることににって画像データに変換した後、ラスタ・
ベクトル変換処理により形成したベクトル・データをグ
ラフィック・デイスプレィ装置に表示し、人間が会話的
に情報毎の階層化（属性付け）を行なう等の方式が取ら
れていた。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来の地図データ作成力式に
あっては、人的処理の依存度か極めて高いためにデータ
作成効率が低く、膨大な地図情報の処理に多大な時間と
労力を費やす問題があった。

本発明は、このにうな従来の課題に鑑みて成されたもの
であり、階層化した地図データを高速にして高精度で作
成する方式を提供することを目的とする。

「課題が解決するだめの手段］ 第１図は本発明の原理説明図である。

まず本発明は、地図情報の中から自動的に等高線を階層
化して等高線データを作成する等高線抽出方式を対象と
する。

このＪ：うな等高線抽出方式に対し本発明は、まず紙面
等に描かれた地図情報をデジタル化した画像データに変
換するイメージ・スキャナ等の画像読取り手段２と画像
データをベクトル・デジタル群に変換するラスタ・ベク
トル変換手段４を備える。

更に、等高線追跡手段６がこれらのベクトル・データの
接続関係を検出して、連鎖的な接続関係にあり且つ途中
で分岐しない一本の線を形成するような複数のベクトル
・データの群を検索し、これらそれぞれの群をアーク・
データとし、更にこれらアーク・データの内、ベクトル
の長さの総和が所定閾値以上でしかもベクトルの始点か
ら終点までの直線距離と該長さの総和が所定比率以」二
であることを満足するアーク・データを等高線アク・デ
ータと定義すると共に、アーク・データで表される線分
をアーク、等高線アーク・データで表される線分を等高
線アークと定義する。そして、これらのアークと等高線
アークとの接続関係を追跡する。

この追跡途中で、複数のアークと等高線アークが交差す
ることににる分岐点が存在する場合には分岐点処理手段
８か、その分岐点に於いて緩やかに曲る方向のアーク又
は等高線アークを選択することによって順次に連鎖する
線群を検出する。又、途中で次に繋がるアーク又は等高
線アークが存在しない場合には、オープン端点処理手段
１０がべり１〜ルの終点に最も近いアーク又は等高線ア
ークと接続する新たなベクトル・データを発生して等高
線アークの連鎖を修復する。

第２図は、等高線追跡手段６と分岐点処理手段８及びオ
ープン端点処理手段１０の動作を説明するための作用説
明図である。

等高線追跡手段６は、ラスタ・ベクｉ〜ル変換手段４に
よって発生されたベクトル・データ群から相互に接続関
係にあるベクトル・データの集合を検出し、それぞれの
ベクトル・データの集合により表される線分をアークと
定義し、更にこれらのアークの内で所定の条件を満足す
るものを等高線アークと定義する。例えば、第２図中の
アークＡ１は連鎖関係にある複数のベクトルＶ１〜Ｖ８
の集合から成り、他のアークＡ２　、Ａ３　、Ａ４等に
ついても同様の原理ににって定義づけられる。又、これ
らのアークの内、次の２条件即ち、■アークを構成する
各ベクトルの長さの総和ΣＶが、予め設定した閾値Ｔ　
ｌ−Ｉ　１以上であること、■アークを構成する各ベク
トルの長さの総和ΣＶに対するアークの端点（例えば、
第２図のアークＡ１の始点Ｐｓと終点ＰＩＥ　）間を結
ぶ直線距離Ｕ、ＳＥとの比率ΣｖｉニルＳＥが所定の閾
値Ｔ　ｌ−Ｉ　Ｒ以上であること、 を満足するアークは等高線の特徴を有するものとして等
高線属性を付与して等高線アークと定義する。

このように、アーク及び等高線アークを形成した後、或
いは特定の等高線アーク（例えば、アクＡｌ）を指定し
、この指定アークに連鎖的に接続するアークの追跡を開
始する。

この追跡中に、第２図中の終点Ｐ［の様に開放端が存在
すると、オープン端点処理手段８が該終点中心とする所
定範囲の検索領域（例えば、第２図のＡＥｌ）内に存在
し且つ該終端から最短距離に位置する別のアーク或いは
等高線アークの端点と該終端との間を接続する新たなベ
クトル・データを発生ずる。第２図の場合は、ベクトル
Ｖ９．Ｖ１０、　Ｖｌｌから成るアークＡ２の端点ｐｏ
を結ふベク］〜ルを発生し、その周囲に存在する別のア
ークＡ５．Ａ６を候補から除外する。尚、上記検索領域
中に等高線アークが１個だＣす存在する場合は該等高線
アークを優先して接続するベクトル・データを発生して
接続し、他のアークを候補から除外する。

又、追跡中に分岐点（例えば、第２図のアークＡ２の終
点ｐｃ　）が存在した場合、分岐処理手段１０が何れか
のアーク又は等高線アークを選択すべきかの判断を行な
う。即ち、今まで等高線であるとして追跡されてきた最
終のアーク（例えば、第２図のＡ２　＞に接続可能な関
係にあるアーク△３　、Ａ６　、Ａ７などが候補である
場合、まず等高線アークが１個の場合には該等高線アー
クに接続するものと決定する。一方、等高線アーク又は
アークが複数存在する場合には、上記最終のアークの最
終ベクトルと候補のアークの最初のベクトルとの余弦値
ＣＯ８（θ）を演算し、該余弦値か最小となるベクトル
を含むアークに接続するものと決定する。例えば、第２
図の場合、最終ベクトルＶ１１に対する候補ベクトルは
Ｖ１２．　Ｖ１３．　Ｖｉａであり、それぞれの余弦値
は、 （Ｖｌｌ、　　Ｖ１２） ＣＯＳ　　＜θ１２）− Ｖｌｌ　　・ （Ｖｌｌ、Ｖ１３） ＣＯＳ　　＜０１３）− Ｖｌｌ　　・ （、Ｖｌｌ、　　Ｖ１４） ＣＯ８（θ１４）− Ｖｌｌ　　　−Ｖ１４ となり、最小の余弦値ＣＯ８（θ１２）となるベクトル
Ｖ１２を含むアークＡ３を選択する。

このようにして等高線を自動追跡し、分岐点の処理と開
放点（第２図の領域ＡＥ２　、ＡＥ３等）の処理を繰り
返し、アークの連鎖による一本の線分に等高線属性をイ
」与することによって、このアークの連鎖を示すデータ
を等高線データとする。

［作用］ このような構成を有する本発明の等高線抽出方式にあっ
ては、それぞれの等高線が他の等高線と交差すること無
く且つ断線することの無い一本の線で表されるという特
徴に従って等高線を抽出するので、イメージ・スキャナ
等で読込／νだ多種の画像データから等高線のデータの
みを抽出して地図データの階層化を自動的に処理するこ
とかてぎる。

［実施例］ 第３図は本発明の一実施例を示す実施例構成図である。

まず構成を説明すると、同図において、紙面等で描かれ
た地図をイメージ・スキャナ１２によって読み取り、２
値のラスタ・イメージ・ブタに変換する。イメージ・ス
キャナ１２の読み取り制御はスキャナ制御部１／１が行
なう。変換されたラスタ・イメージ・データは主記憶部
１６の記憶され、ベクトル生成部１８によってラスタ・
ベクトル変換処理が行なわれ、変換処理によって形成さ
れたベクトル・データを再び主記憶部１６に格納する。

演算機能を有するマイクロ・プロセッサ等を内蔵するベ
クトル演算部２０が該ベクトル・データに対して等高線
抽出処理を行なう。そして、等高線として階層化処理さ
れた等高線データを外部記憶装置２２に格納し、更に、
外部記憶装置２２を介してデータを上位機種のコンピュ
ータ・マツピング・システム２６に供給する。尚、それ
ぞれの作動タイミングを主制御部２４が制御する。

次に、かかる構成の実施例の作動を第３図及び第４図に
基づいて説明する。

まず、第３図によって等高線抽出処理の概略を説明する
と、イメージ・スキャナ１２によって地図情報を入力し
くルーチン１００）、次にラスタ・ベクトル生成部１６
によってベクトル・データを形成する（ルーチン１１０
）。そして、第１図に示す等高線追跡手段１０の機能を
有するペクトル演算部２０が等高線データを形成する。

次に、等高線データの作成ルーチン１２０を第４図に基
づいて説明する。

ルーチン１２２では、主記憶部１６に格納されているベ
クトル・データから相互に連鎖関係にあるベクトル・デ
ータの集合を検索し、それぞれの集合をアーク・データ
とし、これらのアーク・データで表される線分をアーク
とする。更に、上記条件■と■を満足するアークに等高
線属性を付与して等高線アークとする。

次に、ルーチン１２４では、成る等高線アークを指定し
てこのアーク（例えば、第２図中の△１）に続くアーク
の追跡を開始する。

次に、ルーチン１２６において、指定したアクの終点が
開放端か分岐端かを判別し、第２図中の点Ｐ［のように
開放端の場合はオープン端点処理を行なうためにルーチ
ン１４６へ移行する。

ルーチン１４６では、終点（開放端）を中心として所定
範囲の検索領域内に端点を有するアークを検索する。

次に、ルーチン１４６では、検索されたアークの内、所
定閾値丁ト１×より長いアークを候補アクとし、短いア
ークを排除する。もし、候補アークが無Ｃプればルーチ
ン１５０を介して追跡処理を終了し、ルーチン１６０か
ら別の等高線アークの追跡を開始する。

一方、候補アークの存在がルーチン１５０て確認される
とルーチン１５２へ移行し、候補アークの内の等高線ア
ークの数を検出し、もし、等高線アークが１個の場合に
はルーチン１５６へ移行して該候補となった等高線アー
クの端点と今まで追跡してきた等高線アークの終点とを
接続する接続用ベクトル・データを発生し、ルーチン１
５８において接続用ベクトルと候補の等高線アークに等
高線属性を付与して等高線であることを確定する。

一方、ルーチン１５２において、等高線アークが存在し
ないか２以上存在すると判断した場合は、ルーチン１５
４へ移行する。即ち、ルーチン１５４へ移行する条件は
、候補アークの全てが等高線アークでない場合、等高線
アークとアークとが複数存在する場合等が必げられるが
、このように候補アークが複数存在する場合にはルーチ
ン１５４へ移行する。

ルーチン１５４では、候補となったアーク（例えば、第
２図中のＡ２とＡ５）の内から最短距離に位置するアー
クを算出し、ルーチン１５６では最短距離に在るアーク
（第２図中のＡ２）の端点まてを接続する接続用ベクト
ル・データを発生し、今まで追跡してきた等高線アーク
（第２図中のＡ１）と選択したアーク（第２図中のＡ２
　）を接続する。

そして、ルーチン１５８で等高線属性を付与する。

ルーチン１５８から再びルーチン１２Ｇへ戻り、最新に
等高線属性が付与されたアーク（第２図ではアークＡ２
　）から次のアークの追跡を行なう。

一方、ルーチン１２６において、第２図中の終点ｐｃの
ように分岐していることを判別するとルチン１２Ｂへ移
行し、分岐点処理が開始される。

まず、ルーチン１２８において、今まで等高線であると
して追跡されてきた最終のアーク（例えば、第２図中の
Ａ２　＞と接続関係にあるアークを検索する。例えば第
２図ではアークＡ３　、　Ａ６　。

Ａ７が候補として検索される。次に、ルーチン１３０に
おいて、候補として検索されたアークの内から等高線ア
ークの存在を検索し、ルーチン１３２において等高線ア
ークの数に応じた処理に移行する。

即ち、ルーチン１３２において等高線アークの数が１個
でおればルーチン１４０へ移行し、該候補となった等高
線アークに等高線属性を付与する。

例えば、第２図のアークＡ２に対してアークＡ３のみが
等高線アークである場合に、他のアークよりも優先的に
アークＡ２と等高線アークＡ３の接続を選択する。

また、等高線アークが複数存在した場合はルーチン１３
４へ移行し、今まで追跡されてきた等高線アーク（例え
ば第２図のアークＡ２　）と候補に成ったそれぞれのア
ークとの余弦値ＣＯ８（θ）を演痺する。そして、ルー
チン１３６において、この余弦値ＣＯ３（θ）が最小と
なる候補アークを決定し、ルーチン１４０において等高
線属性を付与する。

更に、ルーチン１３２において上記条件■及び■を満足
する等高線アークを検索せず、他のアークが存在する場
合は、ルーチン１４２へ移行する。

ルーチン１４２では、それらの追跡可能なアークについ
て長さを検出し、予め設定された閾値下Ｈ３より長いア
ークを等高線アークとして候補に選ぶ。

ルーチン１４４では、候補アークの数に応じた処理に移
行させる。即ち、候補の等高線アークが存在しなければ
処理を終了し、再びルーチン１６０へ移行して他の等高
線アークに繋がるアークの追跡を開始する。一方、候補
の等高線アークが１個の場合はルーチン１４０へ移行し
、候補の等高線アークが複数の場合はルーチン１３４へ
移行して上記の処理を行なうことによって、等高線の繋
がりを決定する。そして、ルーチン１４．０から再びル
ーチン１２６へ移行して、次の等高線の追跡処理を行な
う。

このように等高線追跡処理を順次に繰り返して行なうこ
とによって、複数の等高線を自動的に検出することがで
きる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明の等高線抽出方式にあっては
、それぞれの等高線が他の等高線と交差することなく且
つ断線することの無い一本の線で表されるという特徴に
従って等高線を抽出するので、イメージ・スキャナ等で
読み込んだ多種の画像データから等高線のデータのみを
抽出して地図データの階層化を効率よく且つ高精度で処
理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図： 第２図は本発明の作用説明図： 第３図は本発明の実施例構成図； 第４図に伊箒ｎは実施例の作動説明図である。 ２二画像読取り手段 ４：ラスタ・ベクトル変換手段 ６二等高線追跡手段 ８：分岐点処理手段 １０：オープン端点処理手段 １２：スキャナ １４：スキャナ制御部 １６：主記憶部 １８：ベクトル生成部 ２０：ベクトル演算部 ２２：外部記憶部 ２４：主制御部 ２６：コンピュータ ・マツピング・システム 図中、 と′＼

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）地図情報から等高線データを作成する等高線抽出
   方式において、 画像読取り手段（２）で変換した地図情報のデジタル画
   像データを、ラスタ・ベクトル変換手段（４）によつて
   ベクトル・データ群に変換し、等高線追跡手段（６）が
   連鎖的な接続関係にあり且つ途中で分岐しない一本の線
   を表わすような複数のベクトル・データの群を検索して
   これらそれぞれの群をアーク・データとし、更にこれら
   アーク・データの内、ベクトルの長さの総和が所定閾値
   以上でしかもベクトルの始点から終点までの直線距離と
   該長さの総和が所定比率以上であることを満足するアー
   ク・データを等高線アーク・データと定義すると共に、
   アーク・データで表される線分をアーク、等高線アーク
   ・データで表される線分を等高線アークと定義してこれ
   らのアークと等高線アークとの接続関係を追跡し、途中
   で複数のアークと等高線アークが交差することによる分
   岐点が存在する場合には、分岐点処理手段（８）が分岐
   点に於いて緩やかに曲る方向のアーク又は等高線アーク
   を選択することによって順次に連鎖する等高線群を検出
   することを特徴とする等高線抽出方式。
2. （２）地図情報から等高線データを作成する等高線抽出
   方式において、 画像読取り手段（２）で変換した地図情報のデジタル画
   像データを、ラスタ・ベクトル変換手段（４）によつて
   ベクトル・データ群に変換し、等高線追跡手段（６）が
   連鎖的な接続関係にあり且つ途中で分岐しない一本の線
   を表わすような複数のベクトル・データの群を検索して
   これらそれぞれの群をアーク・データとし、更にこれら
   アーク・データの内、ベクトルの長さの総和が所定閾値
   以上でしかもベクトルの始点から終点までの直線距離と
   該長さの総和が所定比率以上であることを満足するアー
   ク・データを等高線アーク・データと定義すると共に、
   アーク・データで表される線分を等高線アークと定義し
   てこれらのアークと等高線アークとの接続関係を追跡し
   、途中で次に繋がるアーク又は等高線アークが存在しな
   い場合には、オープン端点処理手段（１０）がベクトル
   の終点に最も近いアーク又は等高線アークと接続する新
   たなベクトル・データを発生して等高線アークの連鎖を
   修復することにより順次に連鎖する等高線群を検出する
   ことを特徴とする等高線抽出方式。