JPH10153949A - Geographical information system - Google Patents

Geographical information system

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JPH10153949A
JPH10153949A JP8313842A JP31384296A JPH10153949A JP H10153949 A JPH10153949 A JP H10153949A JP 8313842 A JP8313842 A JP 8313842A JP 31384296 A JP31384296 A JP 31384296A JP H10153949 A JPH10153949 A JP H10153949A
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紀正 柴田
Yasue Nomoto
野本  安栄
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繁 角本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make using data easy by controlling various space graphic information such as map data, picture data with a uniformity method. SOLUTION: Space graphic information such as map data by longitude and latitude, satellite picture data by a projected graphic is stored in a data storing section 21, each region definition of space graphic information is defined by parameters including a projection original point, a projection direction, a field of vision based on a polar coordinate system centering a globe, and stored in a region definition parameter storing section 22. For a definition of a field of vision, as region definition by a field of vision of picture data and region definition consisting of map data divided by longitude and latitude lines are performed by the same parameter, a polar coordinate value of region definition by division by longitude and latitude lines is adjusted and deal with as a field of vision of a projected picture.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は地理情報システム
(GIS)に代表される空間図形情報の処理システムに
係り、特に地図データや衛星画像データ等の多様な空間
図形情報の管理と利用に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system for processing spatial graphic information represented by a geographic information system (GIS), and more particularly to management and use of various spatial graphic information such as map data and satellite image data.

【0002】[0002]

【従来の技術】地理情報システム(GIS)を基盤とす
る実用的なシステムを構築する場合、従来はシステムに
必要な地図データや画像データをそのつど整備してい
た。しかし、現在は地図データの電子化による整備が進
み、GISの導入に際して既存の地図データを利用する
方が有利になっている。また、経緯度によるベクトル地
図データや人工衛星による画像データの重ね合わせな
ど、多様な空間図形を統一的に利用するニーズが増大し
ている。
2. Description of the Related Art When constructing a practical system based on a geographic information system (GIS), conventionally, map data and image data necessary for the system have been prepared. However, at present, map data is being prepared by computerization, and it is more advantageous to use existing map data when introducing GIS. In addition, there is an increasing need to use various spatial figures in a unified manner, such as superposition of vector map data by latitude and longitude and image data by artificial satellites.

【0003】作成条件や仕様などの異なる空間図形情報
では、もとになる座標系や図葉を区切るメッシュ定義な
どが異なっているので、これまでは統一して管理するこ
とができなかった。
[0003] In spatial graphic information having different creation conditions and specifications, since the original coordinate system and the mesh definition for partitioning the leaves are different, it has not been possible to manage them uniformly until now.

【0004】最近、様々な機関が整備した地図情報、衛
星画像、航空写真や紙地図なども含むラスタデータな
ど、多様な空間情報を管理するため、データの概要や利
用法を記述したメタデータを付加しようとする動きが進
んでいる。原理的にはメタデータのフォーマットが同一
ならば、メタデータを見るだけでデータの利用方法が分
かるようになる。
Recently, in order to manage a variety of spatial information such as map information prepared by various organizations, satellite images, raster data including aerial photographs and paper maps, etc., metadata describing an outline of data and usage is described. The movement to add is progressing. In principle, if the format of the metadata is the same, the user can understand how to use the data just by looking at the metadata.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】多様な空間図形情報の
データの概要や利用のメタデータによる管理は、まだ必
要なパラメータの検討段階であり実用に達していない。
また、メタデータで分かるのはデータの利用法のみであ
り、利用に際しては利用法に沿ったデータアクセスプロ
グラムを用意しなければならない。
SUMMARY OF THE INVENTION The management of various spatial graphic information data summaries and utilization using metadata is still in the stage of studying necessary parameters and has not yet reached practical use.
In addition, only the usage of data can be understood from the metadata, and a data access program according to the usage must be prepared for use.

【0006】例えば、経緯度で記述されたベクトル地図
データと、衛星画像データを重ね合わせようとした場
合、画像データがどのような条件(投影原点、投影方
向、視界など)で得られたかが重要となる。また、一般
的に地図データは座標定義などが明確になってはいる
が、その表現はシステムによって異なる。経緯度で記述
されたベクトル地図データと、衛星画像などのデータは
異なるパラメータで管理されているため、これらを同時
に利用するためには、それぞれ別のプログラムモジュー
ルが必要となる。このようにメタデータを利用したとし
ても、結局データの種別の組み合わせに応じた変換ルー
チンが必要になる。
For example, when it is intended to overlay vector map data described in latitude and longitude with satellite image data, it is important to determine the conditions (projection origin, projection direction, field of view, etc.) of the image data. Become. In general, map data has a coordinate definition or the like clearly defined, but its representation differs depending on the system. Since vector map data described in latitude and longitude and data such as satellite images are managed by different parameters, different program modules are required to use them simultaneously. Even if metadata is used in this way, a conversion routine corresponding to a combination of data types is eventually required.

【0007】本発明の目的は、従来技術の現状と問題点
に鑑み、地図データや画像データ等の多様な空間図形情
報を統一して管理し、それらを同時に検索したり重ねた
りできる使い勝手のよい地理情報システムを提供するこ
とにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a user-friendly system that unifies and manages a variety of spatial graphic information such as map data and image data, and simultaneously searches and superimposes them, in view of the current state of the art and problems in the prior art. To provide a geographic information system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、経緯度線に
したがって作成される地図データ、投影図形における視
点を原点とする極座標にしたがって作成される衛星や航
空写真による画像データ等、もとになる座標系やデータ
形式などの異なる多様な空間図形情報を蓄積し、任意の
空間図形情報に対する所望領域のデータ検索が可能とな
るように管理する地図情報システムにおいて、所定の基
準座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を含む投影
図に必要な領域定義パラメータによって各空間図形情報
の領域を定義し、多様な空間図形情報を投影図形とみな
す同一のパラメータによって管理することによって達成
される。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide, for example, map data created according to latitude and longitude lines, satellite or aerial image data created according to polar coordinates originating from the viewpoint in a projected figure. In a map information system that accumulates various kinds of spatial graphic information having different coordinate systems and data formats, and manages so that data retrieval of a desired area with respect to arbitrary spatial graphic information is possible, a projection based on a predetermined reference coordinate system is performed. This is achieved by defining an area of each space graphic information by an area definition parameter necessary for a projection view including an origin, a projection direction, and a field of view, and managing various space graphic information by the same parameter that is regarded as a projection graphic.

【0009】前記基準座標系として、地球中心極座標系
を用いることを特徴とする。また、前記領域定義パラメ
ータには、前記画像データの視界による領域定義に対す
る前記地図データの経緯度線による領域定義の歪を補正
するため、前記地球中心極座標系における前記地図デー
タの極座標値を調整する極座標オフセットが含まれてい
ることを特徴とする。
[0009] The invention is characterized in that an earth center polar coordinate system is used as the reference coordinate system. In the area definition parameter, a polar coordinate value of the map data in the earth-centered polar coordinate system is adjusted in order to correct a distortion of an area definition by latitude and longitude lines of the map data with respect to an area definition by a view of the image data. It is characterized in that a polar offset is included.

【0010】前記地図情報システムは、前記地図データ
を経緯度線によって分割される領域毎に及び、前記画像
データを視界に応じた領域毎に、それぞれ格納する空間
図形データ記憶手段と、所定の基準座標系に基づく投影
原点、投影方向、視界を含む投影図に必要な領域定義パ
ラメータを、前記空間図形データの各領域に対応して格
納する領域定義パラメータ記憶手段と、前記投影原点、
投影方向、視界を指定した検索領域の入力値に従い、前
記領域定義パラメータを参照して定義内容の該当する領
域を検索し、該当領域の空間図形データを抽出する空間
図形データ検索手段を設けたことを特徴とする。
The map information system includes: a space graphic data storage means for storing the map data for each area divided by latitude and longitude lines and for storing the image data for each area corresponding to the field of view; Area definition parameter storage means for storing, in a projection origin based on a coordinate system, a projection direction, an area definition parameter necessary for a projection view including a field of view, corresponding to each area of the spatial graphic data,
According to an input value of a search area in which a projection direction and a field of view are designated, a spatial graphic data search means is provided for searching for a relevant area of the definition content by referring to the area definition parameter and extracting spatial graphic data of the relevant area. It is characterized by.

【0011】前記空間図形データ検索手段は、前記検索
領域を立方体の集合で表し、この各立方体と前記領域定
義パラメータによって規定される各領域との間で順次、
交差の有無を判定し、交差のある領域の領域番号を前記
検査領域としてリストアップすることを特徴とする。
The spatial graphic data search means represents the search area by a set of cubes, and sequentially between each cube and each area defined by the area definition parameter.
It is characterized in that the presence or absence of the intersection is determined, and the area number of the area with the intersection is listed as the inspection area.

【0012】前記検索領域に該当する空間図形データを
表示座標系(ピクセル座標)に変換して画面表示する座
標系変換手段を設けたことを特徴とする。
[0012] A coordinate system conversion means for converting the space figure data corresponding to the search area into a display coordinate system (pixel coordinates) and displaying it on a screen is provided.

【0013】さらに、ベクトル地図を衛星画像に重ねる
実施態様の場合、前記地図情報システムは、前記検索領
域の地図データにおける各構成点を、前記地球中心極座
標系における極座標値に変換し、地球中心直交座標系を
経由して前記画像データの投影に対応する極座標値に変
換し、この極座標値を画像のピクセル座標へと変換する
座標変換手段を設け、前記検索領域の画像データと地図
データを重ねて表示できるようにしたことを特徴とす
る。
Further, in an embodiment in which a vector map is superimposed on a satellite image, the map information system converts each constituent point in the map data of the search area into a polar coordinate value in the earth center polar coordinate system, and performs an earth center orthogonalization. Coordinate conversion means for converting the image data into polar coordinate values corresponding to the projection of the image data via a coordinate system, and converting the polar coordinate values into pixel coordinates of an image is provided. It is characterized in that it can be displayed.

【0014】本発明によれば、地図データの定義と画像
データの定義を統一したパラメータで行うので、画像デ
ータと地図データを同一のプログラムモジュールによっ
て検索したり、重ね合わせたりすることができる。
According to the present invention, since the definition of the map data and the definition of the image data are performed by using unified parameters, the image data and the map data can be searched or overlapped by the same program module.

【0015】図2〜図6を参照し、本発明の統一管理の
原理を地図データと衛星画像の例により説明する。
Referring to FIGS. 2 to 6, the principle of the unified management of the present invention will be described with reference to map data and satellite images.

【0016】図2は、衛星画像と地図データがともに投
影によって表現できることを示している。投影原点、投
影方向、視界などが分かれば、画像データがどの地点の
情報を表しているかを決定することができる。これを地
図に適用した場合、地図は地球中心から地表面を投影し
た物と見ることができる。
FIG. 2 shows that both satellite images and map data can be represented by projection. If the projection origin, the projection direction, the field of view, and the like are known, it is possible to determine which point the image data represents. When this is applied to a map, the map can be viewed as a projection of the earth's surface from the center of the earth.

【0017】同図の座標系には、地球を中心とした極座
標Σ(r,λ,ψ)を用い、rを地球半径からの距離、
λを経度、ψを緯度と定義する。また、x軸を赤道上経
度0度の方向に、y軸を赤道上東経90度の方向に、z
軸を北極方向にとる。投影原点をこの座標系で定義する
と(r,λ,ψ)となる。衛星Sの位置、すなわち衛星
画像の撮影原点は(Sr,Sλ,Sψ)である。地図の
場合の撮影原点は地球中心で(0,0,0)である。
The coordinate system shown in FIG. 1 uses polar coordinates Σ (r, λ, ψ) centered on the earth, where r is the distance from the earth radius,
λ is defined as longitude and ψ is defined as latitude. Also, the x axis is in the direction of longitude 0 degrees on the equator, the y axis is in the direction of 90 degrees east longitude, and z is
Take the axis toward the North Pole. If the projection origin is defined in this coordinate system, it will be (r, λ, ψ). The position of the satellite S, that is, the photographing origin of the satellite image is (Sr, Sλ, Sψ). In the case of a map, the shooting origin is (0, 0, 0) at the center of the earth.

【0018】なお、本発明における前記基準座標系は地
球中心座標系で、投影図形で多用される極座標形式の地
球中心極座標Σが好適である。しかし、原理的には地球
中心直交座標系の利用も可能である。
In the present invention, the reference coordinate system is an earth center coordinate system, and the earth center polar coordinate の in a polar coordinate format frequently used in a projected figure is preferable. However, in principle, it is also possible to use an earth-centered rectangular coordinate system.

【0019】図3は、投影方向の説明図を示す。投影方
向は図2の座標系と平行で、原点のみ投影原点に平行移
動した座標系Σ’(r’,λ’,ψ’)を用いる。投影
方向の距離は不要なので、投影方向は(λ’,ψ’)で
表される。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the projection direction. The projection direction is parallel to the coordinate system of FIG. 2, and a coordinate system Σ ′ (r ′, λ ′, ψ ′) in which only the origin is translated to the projection origin is used. Since the distance in the projection direction is unnecessary, the projection direction is represented by (λ ′, ψ ′).

【0020】図4は、視界の説明図を示す。図示の座標
系Σ*(x*,y*,z*)は、x*軸を視線方向に一
致するように変換した後、画像が上を向くように変換し
た座標系である。ここで、α,βは投影面における視野
角を示している。投影面には衛星画像であればビットマ
ップデータが投影される。ビットマップの横方向のピク
セル数をMx、縦方向のピクセル数をMyとする。
FIG. 4 shows an explanatory view of the field of view. The illustrated coordinate system Σ * (x *, y *, z *) is a coordinate system obtained by transforming the x * axis so as to match the line of sight and then transforming the image so as to face upward. Here, α and β indicate the viewing angles on the projection plane. If it is a satellite image, bitmap data is projected on the projection plane. The number of pixels in the horizontal direction of the bitmap is Mx, and the number of pixels in the vertical direction is My.

【0021】図5は、経緯度線による領域分割と投影画
像の視界との違いを示す説明図である。衛星画像など一
般の画像データの場合、図5(d)の方法で正しく視界
を定義できる。これを、経緯度線による地図データの境
界の定義に応用すると、図5(c)のように極近くで歪
む。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the difference between the area division by the longitude and latitude lines and the field of view of the projected image. In the case of general image data such as a satellite image, the field of view can be correctly defined by the method of FIG. If this is applied to the definition of the boundary of map data by latitude and longitude lines, the distortion will be extremely close as shown in FIG.

【0022】そこで、視界を定義する前に、一旦、極座
標の緯度方向に極座標オフセットγを加算する。この操
作により、緯度方向の視界βはγ±βと表されるように
なる。この後に視界を定義すると、経度方向の視界αは
γ−βの緯度とγ+βの緯度で定義されるため、図4
(c)のような歪を表現できるようになる。しかし、極
座標オフセットγを加算したままであり、視界で区切ら
れた領域の中心は投影方向からγだけずれているので、
極座標オフセットγの分逆回転を行なう。
Therefore, before defining the field of view, the polar offset γ is once added in the latitude direction of the polar coordinates. By this operation, the field of view β in the latitude direction is expressed as γ ± β. When the field of view is defined thereafter, the field of view α in the longitude direction is defined by the latitude of γ−β and the latitude of γ + β.
The distortion as shown in (c) can be expressed. However, since the polar coordinate offset γ is still added and the center of the area delimited by the field of view is shifted by γ from the projection direction,
Reverse rotation is performed by the amount of the polar coordinate offset γ.

【0023】この補正によれば、γがψ'のとき図5
(a)の状態で視界が定義され、図5(c)のように経
緯度線による境界分割ができる。γ=0のとき、図5
(b)の状態で視界が定義され、図5(d)のように画
像データの視界を表す。
According to this correction, when γ is ψ ′, FIG.
The field of view is defined in the state of (a), and the boundary can be divided by latitude and longitude lines as shown in FIG. When γ = 0, FIG.
The field of view is defined in the state of FIG. 5B, and represents the field of view of the image data as shown in FIG.

【0024】図6は、座標系の回転と視界深度を示して
いる。画像データは常に北が上とは限らない。そこで、
x*軸回りにδの回転変換を可能とする。また、地図デ
ータを地表裏側への投影図形として扱うと、通常利用し
ている地図と左右が反転してしまうため、反転パラメー
タεを付加して補正する。
FIG. 6 shows the rotation of the coordinate system and the depth of field. Image data is not always north up. Therefore,
The rotation conversion of δ around the x * axis is enabled. In addition, if the map data is treated as a figure projected on the backside of the ground, the left and right sides of the map that is normally used are inverted, so correction is performed by adding an inversion parameter ε.

【0025】さらに、投影方向だけでは無限遠まで領域
を定義してしまうので、有効データの存在領域を限定す
るために、視界深度の最大値h2、最小値h1を付加す
る。視界深度hは地図データにおいては高さの最大、最
小を表すことになる。
Furthermore, since the area is defined to infinity only by the projection direction, the maximum value h2 and the minimum value h1 of the depth of field are added in order to limit the area where valid data exists. The depth of field h indicates the maximum and minimum heights in the map data.

【0026】以上に説明したパラメータをまとめると、
投影原点(r,λ,ψ)、投影方向(λ’,ψ’)、視
界(α,β)、ピクセル数(Mx,My)、極座標オフ
セット(γ)、座標回転角(δ)、反転パラメータ
(ε)、視界深度(h1,h2)となる。
Summarizing the parameters described above,
Projection origin (r, λ, ψ), projection direction (λ ′, ψ ′), field of view (α, β), number of pixels (Mx, My), polar coordinate offset (γ), coordinate rotation angle (δ), inversion parameter (Ε), depth of field (h1, h2).

【0027】これらのパラメータを用いれば、もともと
投影図形である衛星等による画像データと、経緯度によ
る地図データをともに地球中心の極座標系における投影
図形データとして扱うことができ、同一の処理手段によ
って検索したり表示したりすることができる。
By using these parameters, it is possible to handle both image data from a satellite or the like, which is originally a projected figure, and map data based on latitude and longitude, as projected figure data in a polar coordinate system centered on the earth. And can be displayed.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態ついて詳
細に説明する。図1は、本発明の一実施例による地理情
報システムの構成を示す機能ブロック図である。本シス
テムは計算機装置により構成され、演算処理装置1、記
憶装置2、キーボードやマウス等のデータ入力装置3、
CRTやLCD等の表示装置4からなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. FIG. 1 is a functional block diagram showing a configuration of a geographic information system according to one embodiment of the present invention. This system is composed of a computer device, and includes an arithmetic processing device 1, a storage device 2, a data input device 3 such as a keyboard and a mouse,
It comprises a display device 4 such as a CRT or LCD.

【0029】演算処理装置1は、本システムに特有な機
能として、領域決定手段11、データ選択手段12、情
報取得手段13および座標変換手段14を有している。
同様に、記憶装置2は空間図形データ格納部21、領域
定義パラメータ格納部22およびシステム情報格納部2
3を有している。
The arithmetic processing unit 1 has an area determining means 11, a data selecting means 12, an information obtaining means 13 and a coordinate converting means 14 as functions unique to the present system.
Similarly, the storage device 2 includes a space graphic data storage unit 21, an area definition parameter storage unit 22, and a system information storage unit 2.
Three.

【0030】領域決定手段11は、データ入力装置3か
らの入力に基づき処理を行う領域を決定する。データ選
択手段12は、領域定義パラメータ格納部22のデータ
に基づきデータが領域内に存在するかどうかの判定を行
う。情報取得手段13はデータ選択手段12の結果に基
づいて空間図形データ格納部21から必要な情報のみを
取得する。座標変換手段14は情報取得手段13から得
られた空間情報を、領域定義パラメータ格納部22、シ
ステム情報格納部23からの情報に基づいて座標変換
し、空間情報を表示座標系に適合させ、表示装置4にデ
ータを出力する。
The area determining means 11 determines an area to be processed based on an input from the data input device 3. The data selection unit 12 determines whether data exists in the area based on the data in the area definition parameter storage unit 22. The information acquisition unit 13 acquires only necessary information from the space graphic data storage unit 21 based on the result of the data selection unit 12. The coordinate conversion means 14 performs coordinate conversion of the space information obtained from the information acquisition means 13 based on the information from the area definition parameter storage unit 22 and the system information storage unit 23, adapts the space information to the display coordinate system, and The data is output to the device 4.

【0031】空間図形データ格納部21は例えば地図デ
ータ、画像データ、気象情報などの事象発生箇所、物体
の存在箇所等の空間情報を格納する。領域定義パラメー
タ格納部22は図葉ごとの領域定義パラメータ、注記等
を格納する。システム情報格納部23はシステム情報、
システム座標系定義などを格納する。
The space graphic data storage unit 21 stores, for example, map data, image data, spatial information such as an event occurrence location such as weather information and an object location. The area definition parameter storage unit 22 stores area definition parameters, notes, and the like for each figure. The system information storage unit 23 stores system information,
Stores the system coordinate system definition, etc.

【0032】以下では、衛星画像と経緯度座標で記述さ
れたベクトル地図の例をもとに、異なる空間図形情報の
統一的管理と利用方法を説明する。衛星画像のビットマ
ップとベクトル地図のベクトルデータは、空間図形デー
タ格納部21に格納されている。これら実データの領域
を決定する領域定義パラメータは、入力装置3から領域
決定手段11を介して領域定義パラメータ格納部22に
格納される。このとき、格納部21の実データと対応す
る格納部22の領域定義パラメータには、同一領域番号
nを付与している。なお、管理情報としては領域番号以
外に、投影時刻、データフォーマット定義、注釈等を付
加することもできる。
In the following, based on an example of a vector map described by a satellite image and longitude and latitude coordinates, a unified management and utilization method of different spatial graphic information will be described. The bit map of the satellite image and the vector data of the vector map are stored in the space graphic data storage unit 21. These area definition parameters for determining the area of the actual data are stored in the area definition parameter storage unit 22 from the input device 3 via the area determination means 11. At this time, the same region number n is assigned to the region definition parameter of the storage unit 22 corresponding to the actual data of the storage unit 21. In addition to the area number, a projection time, a data format definition, a comment, and the like can be added as the management information.

【0033】図7は、領域定義パラメータ格納部の構成
図で、使用するベクトル地図と衛星画像の領域定義パラ
メータの内容を示している。ベクトル地図の領域番号は
Vn、衛星画像の領域番号はSnである。
FIG. 7 is a configuration diagram of the area definition parameter storage unit, showing the contents of the area definition parameters of the vector map and the satellite image to be used. The area number of the vector map is Vn, and the area number of the satellite image is Sn.

【0034】ベクトル地図の領域定義パラメータから説
明する。投影原点(r,λ,ψ)は地球中心となるか
ら、(0,0,0)となる。ベクトル地図が2本の経線
λmin,λmaxと、2本の緯線ψmin,ψmax
によって区切られる領域に存在しているとき、投影方向
(λ’,ψ’)はベクトル地図が存在領域の中心点とな
るから、数1で表される。
Description will be made from the area definition parameters of the vector map. Since the projection origin (r, λ, ψ) is the center of the earth, it is (0, 0, 0). The vector map is composed of two meridians λmin, λmax and two parallels ψmin, ψmax
The projection direction (λ ′, ψ ′) is represented by Formula 1 when the vector map is located at the center point of the existing area when the vector map is located in the area divided by.

【0035】[0035]

【数1】Vλ’=(λmin+λmax)/2 Vψ’=(ψmin+ψmax)/2 視界(α,β)は領域の経度、緯度方向の広がりを表し
ているから、数2で表される。
Vλ ′ = (λmin + λmax) / 2 Vψ ′ = (ψmin + ψmax) / 2 The field of view (α, β) represents the extent of the area in the longitude and latitude directions, and is therefore expressed by Equation 2.

【0036】[0036]

【数2】Vα=(λmax−λmin)/2 Vβ=(ψmax−ψmin)/2 ピクセル数(Mx,My)はベクトル地図の精度によっ
て決まる。例えば、ベクトル地図の座標値がx方向、y
方向ともに0から10000の値で表されているなら
ば、VMx=10000,VMy=10000となる。
Vα = (λmax−λmin) / 2 Vβ = (ψmax−ψmin) / 2 The number of pixels (Mx, My) is determined by the accuracy of the vector map. For example, the coordinate value of the vector map is in the x direction, y
If both directions are represented by values from 0 to 10000, VMx = 10000 and VMy = 10000.

【0037】ベクトル地図は経緯度により領域を区切っ
ているので、図5(c)のように視界(α,β)が経緯
度線に沿って曲がっている。このため、通常の写真投影
と同じ手法を使ったのでは正しく領域を表すことができ
ない。本実施例では、直交座標に変換する前に極座標系
をオフセットγだけ回転している。このため、変換後の
極座標値はオフセットγ分だけ補正する。この補正によ
り、Vγ=Vψ’のとき、図5(a)のように経緯度線
による境界分割ができる。
Since the vector map divides the area by latitude and longitude, the field of view (α, β) is bent along the latitude and longitude lines as shown in FIG. For this reason, the area cannot be correctly represented by using the same method as the normal photographic projection. In this embodiment, the polar coordinate system is rotated by the offset γ before the conversion into the rectangular coordinates. Therefore, the converted polar coordinate values are corrected by the offset γ. With this correction, when Vγ = Vψ ′, boundary division can be performed using longitude and latitude lines as shown in FIG.

【0038】ベクトル地図では常に北が上にあるため、
座標回転角δ=0となる。一方、ベクトル地図での投影
は地表を裏側から見ることになるため、通常の地図とは
左右反転の状態となる。この補正のために反転パラメー
タεを使い、Vε=−1とする。また、ベクトル地図で
表される情報は地表面から領域内の最大標高までなの
で、視界深度hは地球の半径Rと領域内の最大標高Vd
を用い、Vh1=R,Vh2=R+Vdとなる。
In a vector map, the north is always up, so
The coordinate rotation angle δ = 0. On the other hand, since the projection on the vector map is to see the ground from the back side, the map is in a left-right inverted state with respect to a normal map. For this correction, the inversion parameter ε is used, and Vε = −1. Further, since the information represented by the vector map is from the ground surface to the maximum elevation in the area, the depth of view h is the radius R of the earth and the maximum elevation Vd in the area.
And Vh1 = R and Vh2 = R + Vd.

【0039】次に、衛星画像の領域定義パラメータにつ
いて説明する。衛星Sから撮影した衛星写真において、
投影原点(r,λ,ψ)は衛星Sの位置(Sr,Sλ,S
ψ)である。地表上空Shの位置を飛行しているなら
ば、Sr=R+Shとなる。
Next, the area definition parameters of the satellite image will be described. In the satellite photograph taken from satellite S,
The projection origin (r, λ, ψ) is the position of the satellite S (Sr, Sλ, S
ψ). If the vehicle is flying at the position of the sky Sh on the ground surface, Sr = R + Sh.

【0040】投影方向(λ',ψ')は衛星Sからの撮影
方向(Sλ',Sψ')であり、例えば真下の地表をみて
いるならば、数3で表される。
The projection direction (λ ′, ψ ′) is the imaging direction (Sλ ′, Sψ ′) from the satellite S. For example, when looking at the ground surface directly below, it is expressed by Equation 3.

【0041】[0041]

【数3】Sλ’=Sλ+180゜ Sψ’=−Sψ 視界(α,β)は衛星Sのスペックによって決まる。例
えば、衛星の視野角が1度であれば、Sα=1°、Sβ
=1°となる。
Sλ ′ = Sλ + 180 ゜ Sψ ′ = − Sψ The field of view (α, β) is determined by the specifications of the satellite S. For example, if the viewing angle of the satellite is 1 degree, Sα = 1 °, Sβ
= 1 °.

【0042】ピクセル数(Mx,My)は衛星の分解能
によって決まる。例えば、衛星画像がx方向に5000
ピクセル、y方向に3000ピクセルで構成されている
ならば、SMx=5000,SMy=3000となる。
The number of pixels (Mx, My) is determined by the resolution of the satellite. For example, if the satellite image is 5000
If the pixel is composed of 3000 pixels in the y direction, SMx = 5000 and SMy = 3000.

【0043】衛星画像は利用時に投影画像そのものとし
て扱われる。従って、ベクトル地図のように視界を調整
する必要がなく、パラメータγは0となる。しかし、衛
星画像は常に北が上にあるとは限らないので、座標回転
角パラメータδは衛星画像の傾きSδとなる。
A satellite image is handled as a projection image itself when used. Therefore, there is no need to adjust the field of view unlike the vector map, and the parameter γ becomes 0. However, since the satellite image does not always have north at the top, the coordinate rotation angle parameter δ is the inclination Sδ of the satellite image.

【0044】衛星画像における投影は地表を表側から見
るため、ベクトル地図のように左右反転の状態になるこ
とはなく、パラメータεは1となる。また、衛星画像に
写る情報は投影原点から地表面までなので、視界深度h
は地表面までの最大距離Sdを用いて、Sh1=0,S
h2=Sdとなる。
Since the projection on the satellite image looks at the ground surface from the front side, it does not become a left-right inverted state unlike the vector map, and the parameter ε becomes 1. Also, since the information shown in the satellite image is from the projection origin to the ground surface, the depth of field h
Is the maximum distance Sd to the ground surface, and Sh1 = 0, S
h2 = Sd.

【0045】これらパラメータについては拡張性を考慮
し、テキストファイルなどの構造を用いて、キーワード
のみを設定し、キーワードで示される項目がどのような
値をとるかを記述したメタデータフォーマットを用いて
もよい。メタデータフォーマットを使うことの利点は、
項目の変更に対応しやすいなど自由度が大きいことであ
る。例えば、キーワードの意味付けによって、異なる構
造を混在させることが可能であり、また、記述の必要が
ない物は書かなくてすむ。
For these parameters, in consideration of expandability, only a keyword is set using a structure of a text file or the like, and a metadata format that describes what values the item indicated by the keyword takes is described. Is also good. The advantage of using a metadata format is that
It has a high degree of freedom, such as being easy to respond to item changes. For example, different structures can be mixed depending on the meaning of the keyword, and there is no need to write items that need not be described.

【0046】次に、以上に説明した領域定義パラメータ
を用いて、演算(検索)や表示に必要なデータの選択方
法を説明する。例えば、衛星画像とベクトル地図を重ね
て表示するためには、データ入力装置3から衛星位置
(Sr,Sλ,Sψ)、方向(Sλ’,Sψ’)、視界
(Sα,Sβ)、視界深度(Sh1,Sh2)を指定し
て、該当の衛星画像データと対応するベクトル地図デー
タを取得する。
Next, a method of selecting data necessary for calculation (search) and display using the above-described region definition parameters will be described. For example, in order to superimpose and display a satellite image and a vector map, from the data input device 3, the satellite position (Sr, Sλ, S 、), direction (Sλ ′, Sψ ′), field of view (Sα, Sβ), depth of field ( (Sh1, Sh2), and obtains vector map data corresponding to the corresponding satellite image data.

【0047】図8は、データ選択手段による処理フロー
を示す。データ選択手段12は、入力装置3から入力さ
れた検索領域を取得し(S101)、この検索領域を複
数の立方体の集合で表す(S102)。次に、領域定義
パラメータ格納部22から、領域番号順に領域定義パラ
メータを1づつ取り出し(S103)、検索領域の各立
方体が領域定義パラメータから指定された領域番号nの
領域と交差しているか否かを判定する(S104〜S1
06)。
FIG. 8 shows a processing flow by the data selection means. The data selection unit 12 acquires the search area input from the input device 3 (S101), and represents this search area as a set of a plurality of cubes (S102). Next, the area definition parameters are fetched one by one from the area definition parameter storage unit 22 in the order of the area number (S103), and whether each cube of the search area intersects with the area of the area number n specified from the area definition parameter is determined. Is determined (S104 to S1).
06).

【0048】処理S105で、交差していると判定され
ると、当該判定に用いた領域の領域番号nを領域番号リ
ストに格納し(S107)、全ての領域定義パラメータ
の判定が終了すると(S108)、領域番号リストを情
報取得手段13に渡す(S109)。
If it is determined in step S105 that they intersect, the area number n of the area used for the determination is stored in the area number list (S107), and when all area definition parameters have been determined (S108). ), And passes the area number list to the information acquisition unit 13 (S109).

【0049】図9に、領域検索の説明図を示す。A〜D
が領域定義パラメータに対応した領域で、点Pからlの
方向を検索領域として検索した例でる。視界深度hがあ
るためA,B,Cの領域は交差し、D領域は交差しな
い。
FIG. 9 is an explanatory diagram of the area search. AD
Is an example in which an area corresponding to the area definition parameter is searched and a direction from the point P to 1 is searched as a search area. Since there is a depth of field h, areas A, B, and C intersect, and area D does not intersect.

【0050】このように、本実施例のデータ選択処理で
は、領域定義パラメータのn個の定義領域のうち、入力
された検索領域を部分的にでも含むものをリストアップ
することで、全データにアクセスすることなく処理に必
要な定義パラメータが効率よく取得できる。また、検索
領域を立方体の集合によって表すことで、交差の判定処
理が単純化できる。このとき、立方体を細かくするほど
判定精度が向上し、検索領域の見逃しがなくなる。しか
し、判定処理に時間がかかるので、細分の程度は利用目
的に応じて最適化される。
As described above, in the data selection processing of the present embodiment, by listing, among the n definition areas of the area definition parameters, those that partially include the input search area, all the data are obtained. Definition parameters required for processing can be efficiently acquired without accessing. Also, by representing the search area by a set of cubes, the intersection determination process can be simplified. At this time, as the cube is made finer, the determination accuracy is improved, and the search area is not overlooked. However, since the determination process takes time, the degree of subdivision is optimized according to the purpose of use.

【0051】データ取得手段13は、データ選択手段1
2から領域番号リストを取得する。実データは全て領域
番号nで管理されているので、領域番号nから実データ
を特定することができる。よって、領域番号リストに基
づいて実データを取得し、これを座標変換手段14に送
る。このようにして、非正規な図郭を持つ多くの図葉の
中から、演算や表示処理に必要な図葉のデータみを選択
することができる。
The data acquisition means 13 is a data selection means 1
2 to obtain an area number list. Since all the actual data is managed by the area number n, the actual data can be specified from the area number n. Therefore, actual data is obtained based on the area number list and sent to the coordinate conversion means 14. In this way, it is possible to select only the leaf data necessary for computation and display processing from among many leaflets having an irregular mapper.

【0052】次に、データ取得手段13に抽出された実
データを、領域定義パラメータを用いて表示座標に変換
する方法について説明する。実データの座標系から地球
中心座標系などを経由して表示座標系に変換する過程で
は、座標系の平行移動と回転が多用される。本実施例で
は力学で使われる同次座標変換行列を用いている。同次
座標変換行列は3次元における単純な3×3の一次変換
行列を、平行移動のために1次元拡張した4×4の行列
とされ、数4で表される。
Next, a method of converting the actual data extracted by the data acquisition means 13 into display coordinates using the area definition parameters will be described. In the process of converting the coordinate system of the actual data to the display coordinate system via the earth center coordinate system or the like, parallel movement and rotation of the coordinate system are frequently used. In this embodiment, a homogeneous coordinate transformation matrix used in dynamics is used. The homogeneous coordinate transformation matrix is a 4 × 4 matrix obtained by one-dimensionally extending a simple 3 × 3 primary transformation matrix in three dimensions for translation, and is expressed by Equation 4.

【0053】[0053]

【数4】 (Equation 4)

【0054】ここで、(4−1)のMは一般形である。
(4−2)のMo(x,y,z)は(x,y,z)への
平行移動である。(4−3)のMz(θ)はz軸回りの
θ回転、(4−4)のMy(θ)はy軸回りのθ回転、
(4−5)のMx(θ)はx軸回りのθ回転となる。
Here, M in (4-1) has a general form.
Mo (x, y, z) in (4-2) is a translation to (x, y, z). (4-3) Mz (θ) is θ rotation about the z axis, (4-4) My (θ) is θ rotation about the y axis,
Mx (θ) in (4-5) is θ rotation about the x-axis.

【0055】一例として、地球中心座標系Σ(x,y,
z)を、x'”軸を、衛星からの視線方向に一致させた
座標系Σ'”(x'”,y'”,z'”)に変換する座標変
換について説明する。座標系Σのx軸はx'”軸へと変
換されるため、この座標系Σ'”への変換はx軸を視線
軸に一致させる変換ということができる。この変換は、
以下の3ステップで実現される。
As an example, the earth center coordinate system Σ (x, y,
z) is converted into a coordinate system Σ ′ ″ (x ′ ″, y ′ ″, z ′ ″) in which the x ′ ″ axis is matched with the direction of the line of sight from the satellite. Since the x-axis is transformed into the x ′ ″-axis, the transformation into the coordinate system Σ ″ ″ can be said to be the transformation that makes the x-axis coincide with the line-of-sight axis.
This is realized by the following three steps.

【0056】第1のステップは、地球中心座標系Σの原
点を衛星の位置(Sx,Sy,Sz)に移動させる座標
系変換である。この変換は並行移動であり、M0(S
x,Sy,Sz)で表される。この結果、座標系Σは図
10の座標系Σ’(x’,y’,z’)に変換される。
The first step is a coordinate system transformation for moving the origin of the earth center coordinate system に to the satellite position (Sx, Sy, Sz). This transformation is a parallel move, and M0 (S
x, Sy, Sz). As a result, the coordinate system Σ is converted into the coordinate system Σ ′ (x ′, y ′, z ′) in FIG.

【0057】第2のステップは、視線軸とz’軸の双方
を含む平面内に、座標系Σ’のx’軸を変換したx”軸
が存在するように、x’軸を(x’−y’)平面上で回
転する座標系変換である。(x’−y’)平面上のみの
回転を考慮すると、x”軸が視線軸とz’軸の双方を含
む平面内にあるためには、z’軸回りのλ’回転を行な
えばよい。図10に示すように、x”軸、y”軸、z’
軸で定義される座標系Σ”は、座標系Σ’をz’軸回り
にλ’回転した座標系であり、変換はMz(λ’)で表
される。
In the second step, the x 'axis is set to (x' so that the x "axis obtained by converting the x 'axis of the coordinate system Σ' exists in a plane including both the line-of-sight axis and the z 'axis. −y ′) is a coordinate system transformation that rotates on the plane, and considering rotation only on the (x′−y ′) plane, the x ″ axis is in a plane that includes both the viewing axis and the z ′ axis. , A λ ′ rotation about the z ′ axis may be performed. As shown in FIG. 10, the x ″ axis, y ″ axis, z ′
The coordinate system Σ ″ defined by the axis is a coordinate system obtained by rotating the coordinate system Σ ′ by λ ′ around the z ′ axis, and the transformation is represented by Mz (λ ′).

【0058】第3のステップは、座標系Σ”のx”軸を
視線方向と一致させる座標系変換である。x”軸は視線
軸とz’軸の双方を含む平面内にあるので、x”軸を視
線方向と一致させるためには、(x”−z”)平面上で
の回転変換、すなわちy”軸回りのψ’回転を行なえば
よい。図11は、y”軸回りのψ’回転を示し、この変
換はMz(ψ’)で表される。
The third step is a coordinate system conversion for making the x "axis of the coordinate system Σ" coincide with the viewing direction. Since the x ″ axis is in a plane that includes both the line-of-sight axis and the z ′ axis, in order to make the x ″ axis coincide with the line-of-sight direction, a rotational transformation on the (x ″ −z ″) plane, ie, y ″ FIG. 11 shows a ψ ′ rotation about the y ″ axis, and this transformation is represented by Mz (ψ ′).

【0059】以上の3つのステップをまとめると、x軸
を視線方向に一致させる変換は一つの変換行列Mに集約
でき、数5で表される。
To summarize the above three steps, the transformation for making the x-axis coincide with the line of sight can be summarized into one transformation matrix M, and is expressed by Equation 5.

【0060】[0060]

【数5】M=My(ψ’)・Mz(λ’)・Mo(S
x,Sy,Sz) 次に、ベクトル地図を衛星画像に重ねるための座標変換
を説明する。ここでは、ベクトル地図を衛星画像に重ね
ることが目的であるから、ベクトル地図を表示座標系に
変換することになる。衛星画像については表示座標と同
じ座標系であるから、基本的には変換の必要がない。
M = My (ψ ′) · Mz (λ ′) · Mo (S
(x, Sy, Sz) Next, coordinate conversion for superimposing a vector map on a satellite image will be described. Here, since the purpose is to superimpose the vector map on the satellite image, the vector map is converted into the display coordinate system. Since the satellite image has the same coordinate system as the display coordinates, there is basically no need for conversion.

【0061】図12は、座標変換手段による座標変換方
法のフローを示す。まず、ベクトル地図データを取得し
(S201)、ベクトル地図のデータの構成点の1点の
ピクセル座標値(VPMx,VPMy)を取得する(S
202)。次に、ベクトル地図座標の投影に対応する座
標系VΣ*の極座標系へ変換する(S203)。
FIG. 12 shows a flow of a coordinate transformation method by the coordinate transformation means. First, vector map data is obtained (S201), and pixel coordinate values (VPMx, VPMy) of one of the constituent points of the vector map data are obtained (S201).
202). Next, the coordinate system is converted into a polar coordinate system of a coordinate system V * corresponding to the projection of the vector map coordinates (S203).

【0062】この極座標系におけるx*軸は図4のよう
にベクトル地図の視線方向で、地球中心からベクトル地
図領域の中心に向いている。視界Vα、Vβはそれぞれ
地図の横方向のピクセル数VMx、縦方向のピクセル数
VMyと比例関係にある。従って、VPMx、VPMy
をΣ*座標系の極座標値(VPγ*,VPλ*,VPψ
*)に変換した成分のうち、VPλ*,VPψ*は数6
によって求められる。
The x * axis in this polar coordinate system is in the line of sight of the vector map, as shown in FIG. 4, and points from the center of the earth to the center of the vector map area. The views Vα and Vβ are proportional to the number of pixels VMx in the horizontal direction and the number of pixels VMy in the vertical direction of the map, respectively. Therefore, VPMx, VPMy
To the polar coordinate values (VPγ *, VPλ *, VP}
VPλ * and VPψ * of the components converted into
Required by

【0063】[0063]

【数6】 VPλ*=(VPx−VMx/2)×2Vα/VMx VPψ*=(VPy−VMy/2)×2Vβ/Vmy また、ベクトル地図は地球表面にあるので、VPr*は
地球の半径Rを用いてVPr*=Rとなる。
VPλ * = (VPx−VMx / 2) × 2Vα / VMx VPψ * = (VPy−VMy / 2) × 2Vβ / Vmy Also, since the vector map is on the earth surface, VPr * is the radius R of the earth. And VPr * = R.

【0064】本実施例はベクトル地図の変換例を示して
いるが、衛星画像においてもPr*をPλ*とPψ*の
関数で表すことができ、衛星画像を他の表示座標系、例
えばベクトル地図の座標系へ変換することは可能であ
る。
Although this embodiment shows an example of conversion of a vector map, Pr * can also be represented by a function of Pλ * and Pψ * in a satellite image, and the satellite image can be displayed in another display coordinate system, for example, a vector map. It is possible to convert to the coordinate system of

【0065】次に、VΣ*座標系の極座標VPψ*にγ
オフセット(Vψ’)を加える(S204)。これによ
って、視界を経緯度線と合わせることが可能となる。ま
た、裏側から投影したときの左右反転を補正するため、
極座標VPλ*に反転パラメータVεを掛け合わせる。
Next, γ is added to the polar coordinates VPψ * of the VΣ * coordinate system.
An offset (Vψ ') is added (S204). This makes it possible to match the field of view with the longitude and latitude lines. Also, to correct left-right inversion when projecting from behind,
Multiply the polar coordinates VPλ * by the inversion parameter Vε.

【0066】次に、VΣ*座標系の極座標(VPγ*,
VPψ*,VPλ*)を、数7によりVΣ*座標系の直
交座標系に変換する(S205)。
Next, the polar coordinates (VPγ *,
VPψ *, VPλ *) is converted into a rectangular coordinate system of the VΣ * coordinate system according to Equation 7 (S205).

【0067】[0067]

【数7】 VPx*=VPr*・cosVPψ*・cosVPλ* VPy*=VPr*・cosVPψ*・sinVPλ* VPz*=VPr*・sinVPψ* 次に、VΣ*座標系の直交座標系から、x'”軸を視線
方向に一致させた座標系VΣ'”への変換を、数8の行
列を用いて行う(S206)。この変換はx*軸回りに
−Vδ回転することで画像の上を北極方向に戻し、
y'”軸回りに−Vγ回転させることで、γオフセット
の加算による中心軸のずれを補正する。
VPx * = VPr * · cosVPψ * · cosVPλ * VPy * = VPr * · cosVPψ * · sinVPλ * VPz * = VPr * · sinVPψ * Next, from the VΣ * coordinate system, x ′ ″ The conversion to the coordinate system VΣ ″ with the axis coinciding with the viewing direction is performed using the matrix of Expression 8 (S206). This transformation returns -N to the north pole over the image by rotating -Vδ about the x * axis.
By rotating by −Vγ around the y ′ ″ axis, the shift of the center axis due to the addition of the γ offset is corrected.

【0068】[0068]

【数8】M=My(−Vγ)・Mx(−Vδ) 次に、VΣ'”の直交座標系から地球中心座標系Σへの
変換を行なう(S207)。地球中心座標系Σは基準座
標系であるので、ベクトル地図と衛星画像で座標系の違
いがなく、同じ記号Σで表すことができる。この地球中
心座標系を経由することにより、ベクトル地図と衛星画
像の変換が可能になる。
M = My (−Vγ) · Mx (−Vδ) Next, a transformation is performed from the rectangular coordinate system of VΣ ″ to the earth center coordinate system ((S207). Since this is a system, there is no difference in the coordinate system between the vector map and the satellite image, and the vector map and the satellite image can be represented by the same symbol 。.

【0069】この変換はx軸を視線方向に一致させる変
換の逆変換で、数9の変換行列による。すなわち、
y'”軸回りに−Vψ’回転を行ない、z’軸回りに−
Vλ’回転を行ない、地球中心に並行移動を行なう。
This conversion is an inverse conversion of the conversion for making the x-axis coincide with the line of sight, and is based on the conversion matrix of Expression 9. That is,
Rotate -V '' around y '"axis and around z' axis-
Perform Vλ 'rotation and move parallel to the center of the earth.

【0070】[0070]

【数9】M=Mo(0,0,0)・Mz(−Vλ’)・
My(−Vψ’) これによって、ベクトル地図データの1ピクセルが、地
球中心座標系で表されるようになる。
M = Mo (0,0,0) · Mz (−Vλ ′) ·
My (−Vψ ′) As a result, one pixel of the vector map data is expressed in the earth center coordinate system.

【0071】次に、地球中心座標系Σのx軸を、衛星画
像の視線方向に一致させた座標系SΣ'”に変換する
(S208)。この変換は、上述のx軸を視線方向に一
致させる変換で、数10の行列を用いて行なう。まず、
原点を衛星の位置(Sx,Sy,Sz)に平行移動し、
z軸回りにSλ’回転を行い、y”軸回りにSψ’回転
を行う。
Next, the x-axis of the earth center coordinate system Σ is converted into a coordinate system SΣ ″ that matches the line of sight of the satellite image (S208). Is performed using a matrix of Equation 10.
Translate the origin to the satellite position (Sx, Sy, Sz),
Perform Sλ ′ rotation about the z axis and perform S ′ ′ rotation about the y ″ axis.

【0072】[0072]

【数10】M=My(Sψ’)・Mz(Sλ’)・Mo
(Sx,Sy,Sz) 次に、SΣ'”座標系から衛星画像の投影に対応する座
標系SΣ*への変換を行う(S209)。この変換は
y”軸回りにSγ回転させることで、γオフセットの減
算による中心軸のずれを補正し、x'”軸回りにSδ回
転することで画像の上方が上を向くようにする。変換は
数11の変換行列を用いて行なう。
M = My (SM ′) · Mz (Sλ ′) · Mo
(Sx, Sy, Sz) Next, the SΣ ″ coordinate system is transformed into a coordinate system SΣ * corresponding to the projection of the satellite image (S209). This transformation is performed by rotating Sγ about the y ″ axis, The shift of the center axis due to the subtraction of the γ offset is corrected, and the upper side of the image is turned upward by rotating Sδ about the x ′ ″ axis. The conversion is performed using the conversion matrix of Expression 11.

【0073】[0073]

【数11】M=Mx(Sδ)・My(Sγ) ところで、S206からS209までの変換は全て行列
演算となり、全てのパラメータは既知である。これを一
度の行列演算にまとめ、全てのピクセルの変換に利用す
ることができる。数8〜数11の行列をまとめた変換M
allは、数12で表される。
M = Mx (Sδ) · My (Sγ) By the way, all the conversions from S206 to S209 are matrix operations, and all parameters are known. This can be combined into a single matrix operation and used for transforming all pixels. Transformation M that combines matrices of equations 8 to 11
all is represented by Expression 12.

【0074】[0074]

【数12】 Mall=Mx(Sδ)・My(Sγ)・My(Sψ’)・Mz(Sλ’)・ Mo(Sx,Sy,Sz)・Mo(0,0,0)・Mz(−Vλ’) ・ My(−Vψ’)・My(−Vγ)・Mx(−Vδ) この行列による座標変換は、数13によって求められ
る。
## EQU12 ## Mall = Mx (Sδ) · My (Sγ) · My (Sψ ′) · Mz (Sλ ′) · Mo (Sx, Sy, Sz) · Mo (0,0,0) · Mz (−Vλ ') My (-Vψ') My (-Vγ) Mx (-Vδ) The coordinate transformation using this matrix is obtained by Expression 13.

【0075】[0075]

【数13】(SPx*,SPy*,SPz*)T=Ma
ll・(VPx*,VPy*,VPz*)T 次に、SΣ*座標系の直交座標系をSΣ*座標系の極座
標に変換する(S210)。この変換は数14で表され
る。
(SPx *, SPy *, SPz *) T = Ma
11 · (VPx *, VPy *, VPz *) T Next, the rectangular coordinate system of the SΣ * coordinate system is converted into polar coordinates of the SΣ * coordinate system (S210). This conversion is represented by Equation 14.

【0076】[0076]

【数14】 SPr*=√(SPx*2+SPy*2+SPz*2) SPψ*=sin~1(SPz*/SPr*) SPλ*=tan~1(SPy*/SPx*) 次に、SΣ*座標系の極座標において、数15によりγ
オフセットを取り除き、反転パラメータSεをSPλ*
に掛け合わせる(S211)。
SPr * = √ (SPx * 2 + SPy * 2 + SPz * 2 ) SPψ * = sin ~ 1 (SPz * / SPr *) SPλ * = tan ~ 1 (SPy * / SPx *) Next, SΣ * In the polar coordinates of the coordinate system, γ is given by Equation 15
Remove the offset and change the inversion parameter Sε to SPλ *
(S211).

【0077】[0077]

【数15】SPψ*=SPψ*−Sψ’ SPλ*=SPλ*×Sε 次に、SΣ*座標系の極座標を、数16により表示座標
のピクセル座標に変換する(S212)。
SPψ * = SPψ * −Sψ ′ SPλ * = SPλ * × Sε Next, the polar coordinates of the SΣ * coordinate system are converted into pixel coordinates of display coordinates by Expression 16 (S212).

【0078】[0078]

【数16】 SPMx=SPλ*×SMx/2Sα+SMx/2 SPMy=SPψ*×SMy/2Sβ+SMy/2 これによって、衛星画像におけるピクセル座標(SPM
x,SPMy)を得ることができた。
SPMx = SPλ * × SMx / 2Sα + SMx / 2 SPMy = SPψ * × SMy / 2Sβ + SMy / 2 As a result, the pixel coordinates (SPM) in the satellite image are calculated.
x, SPMy).

【0079】次に、ベクトル地図の全点での変換を行っ
たかを判定し(S213)、全点の変換が終了したなら
ば変換結果を出力して終了する(S214)。ベクトル
地図の全点に対し、上述したS202〜S212の変換
を行うことにより、衛星画像と交差するベクトル地図を
衛星画像上に重ねて表示することができる。
Next, it is determined whether the conversion has been performed at all points of the vector map (S213), and when the conversion of all points has been completed, the conversion result is output and the processing is terminated (S214). By performing the above-described conversion of S202 to S212 for all points of the vector map, a vector map intersecting with the satellite image can be displayed on the satellite image in a superimposed manner.

【0080】本実施例によれば、様々な機関が整備した
地図情報、空間情報、航空写真や紙地図なども含むラス
タデータなどの多様な空間情報を、統一した手法で扱う
ことが可能となる。
According to this embodiment, it is possible to handle various spatial information such as map information and spatial information prepared by various organizations, such as raster data including aerial photographs and paper maps, in a unified manner. .

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明によれば、地図データや画像デー
タ等の空間情報の領域定義を、地球中心座標系における
視点を投影原点とした投影図形に変換して行なうので、
多様な空間図形データを統一して管理できる。この結
果、情報検索や表示などを同一のプログラムモジュール
で処理することができ、システム構成が簡単で使い勝手
がよい。特に、地図データと画像データの重ね合わせ
や、多種のデータの集計、解析をなど効率的に処理でき
る。
According to the present invention, since the area definition of spatial information such as map data and image data is converted into a projected figure using the viewpoint in the center coordinate system of the earth as the projection origin, it is performed.
Various spatial graphic data can be unified and managed. As a result, information retrieval and display can be processed by the same program module, and the system configuration is simple and easy to use. In particular, superimposition of map data and image data, aggregation and analysis of various types of data, and the like can be efficiently processed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例による地理情報システムの構
成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of a geographic information system according to an embodiment of the present invention.

【図2】地球中心極座標系上の同一パラメータで、地図
データと画像データを取り扱うことができることを示す
説明図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing that map data and image data can be handled with the same parameters on the earth center polar coordinate system.

【図3】投影方向の定義を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a definition of a projection direction.

【図4】視界の定義を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the definition of a field of view.

【図5】経緯度による領域分割と投影画像の視界との違
いについて示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a difference between a region division by latitude and longitude and a field of view of a projected image.

【図6】座標系の回転と視界深度を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing rotation of a coordinate system and depth of field.

【図7】一実施例による領域定義パラメータのフォーマ
ット図。
FIG. 7 is a format diagram of an area definition parameter according to one embodiment.

【図8】一実施例による指定領域のデータ検索方法を示
すフローチャート。
FIG. 8 is a flowchart illustrating a data search method for a designated area according to one embodiment.

【図9】視界深度と検索領域の関係を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a relationship between a depth of field and a search area.

【図10】x軸を視線に合わせるためのz軸回りの回転
を示す説明図。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing rotation about the z-axis for adjusting the x-axis to the line of sight.

【図11】x軸を視線に合わせるためのy”軸回りの回
転を示す説明図。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing rotation about a y ″ axis for adjusting an x axis to a line of sight.

【図12】座標変換方法を示すフローチャート。FIG. 12 is a flowchart showing a coordinate conversion method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…演算処理装置、2…記憶装置、3…入力装置、4…
表示装置、11…領域決定手段、12…データ選択手
段、13…情報取得手段、14…座標変換手段、21…
空間図形データ格納部、22…領域定義パラメータ格納
部、23…システム情報格納部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Operation processing device, 2 ... Storage device, 3 ... Input device, 4 ...
Display device, 11 area determination means, 12 data selection means, 13 information acquisition means, 14 coordinate conversion means, 21 ...
Space graphic data storage unit, 22... Area definition parameter storage unit, 23.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 経緯度線にしたがって作成される地図デ
ータ、投影図形における視点を原点とする極座標にした
がって作成される衛星や航空写真による画像データ等、
もとになる座標系やデータ形式などの異なる多様な空間
図形情報を蓄積し、任意の空間図形情報に対する所望領
域のデータ検索が可能となるように管理する地図情報シ
ステムにおいて、 所定の基準座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を
含む投影図に必要な領域定義パラメータによって各空間
図形情報の領域を定義し、多様な空間図形情報を投影図
形とみなす同一のパラメータによって管理することを特
徴とする地理情報システム。
1. Map data created according to longitude and latitude lines, satellite or aerial image data created according to polar coordinates whose origin is a viewpoint in a projected figure, and the like.
In a map information system that stores a variety of spatial graphic information with different base coordinate systems and data formats, and manages it so that data retrieval of a desired area for arbitrary spatial graphic information can be performed, a predetermined reference coordinate system is used. It is characterized by defining the area of each spatial figure information by the area definition parameters necessary for the projection view including the projection origin, projection direction, and field of view based on the same, and managing various spatial figure information by the same parameter that is regarded as a projected figure. Geographic Information System.
【請求項2】 請求項1において、 前記基準座標系として、地球中心極座標系を用いること
を特徴とする地理情報システム。
2. The geographic information system according to claim 1, wherein an earth center polar coordinate system is used as the reference coordinate system.
【請求項3】 請求項2において、 前記画像データの視界による領域定義に対する前記地図
データの経緯度線による領域定義の歪を補正するため、
前記地球中心極座標系における前記地図データの極座標
値を調整する極座標オフセットが定義され、前記領域定
義パラメータに含まれることを特徴とする地理情報シス
テム。
3. The method according to claim 2, wherein a distortion of an area definition by latitude and longitude lines of the map data with respect to an area definition by a field of view of the image data is corrected.
A geographic information system, wherein a polar offset for adjusting a polar coordinate value of the map data in the earth center polar coordinate system is defined and included in the area definition parameter.
【請求項4】 経緯度線にしたがって作成される地図デ
ータ及び投影図形における視点を原点とする極座標にし
たがって作成される画像データを含む空間図形データを
蓄積し、所望の領域のデータ検索が可能となるように管
理する地図情報システムにおいて、 前記地図データは経緯度線によって分割される領域毎
に、及び前記画像データは視界に応じた領域毎に、それ
ぞれ格納される空間図形データ記憶手段と、 所定の基準座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を
含む投影図に必要な領域定義パラメータを、前記空間図
形データの各領域に対応して格納する領域定義パラメー
タ記憶手段と、 前記投影原点、投影方向、視界を指定した検索領域の入
力値に従い、前記領域定義パラメータを参照して定義内
容の該当する領域を検索し、該当領域の空間図形データ
を抽出する空間図形データ検索手段を設けたことを特徴
とする地理情報システム。
4. It is possible to accumulate map data created in accordance with latitude and longitude lines and spatial graphic data including image data created in accordance with polar coordinates with a viewpoint as an origin in a projected graphic, thereby enabling data search in a desired area. A map information system that manages the map data for each area divided by latitude and longitude lines and the image data for each area corresponding to the field of view; Area definition parameter storage means for storing area definition parameters required for a projection view including a projection origin, a projection direction, and a field of view based on the reference coordinate system for each area of the spatial graphic data; and According to the input values of the search area specifying the direction and the field of view, the area definition parameter is searched for a corresponding area by referring to the area definition parameter. A geographic information system comprising a spatial graphic data search unit for extracting spatial graphic data of a region.
【請求項5】 請求項4において、 前記空間図形データ検索手段は、前記検索領域を立方体
の集合で表し、この各立方体と前記領域定義パラメータ
によって規定される各領域との間で順次、交差の有無を
判定し、交差のある領域の領域番号を前記検索領域とし
てリストアップすることを特徴とする地理情報システ
ム。
5. The spatial graphic data searching means according to claim 4, wherein the search area is represented by a set of cubes, and the intersection of each of the cubes and each area defined by the area definition parameter is sequentially determined. A geographic information system which determines presence / absence and lists an area number of an area having an intersection as the search area.
【請求項6】 請求項4または5において、 前記検索領域に該当する空間図形データを表示座標系
(ピクセル座標)に変換して画面表示する座標系変換手
段を設けたことを特徴とする地理情報システム。
6. The geographic information according to claim 4, further comprising a coordinate system conversion unit for converting the space graphic data corresponding to the search area into a display coordinate system (pixel coordinates) and displaying the converted data on a screen. system.
【請求項7】 経緯度線にしたがいベクトルデータとし
て作成される地図データと、投影図形における視点を原
点とする極座標にしたがいデジタルデータとして作成さ
れる画像データを、これら空間図形データのデータ検索
や表示が可能となるように管理する地図情報システムに
おいて、 前記地図データは経緯度線によって分割される領域毎に
及び、前記画像データは視界に応じた領域毎に、それぞ
れ格納する空間図形データ記憶手段と、 地球中心極座標系に基づく投影原点、投影方向、視界を
含む領域定義パラメータを、前記地図データの各領域及
び前記画像データの各領域に対応してそれぞれ格納する
領域定義パラメータ記憶手段と、 前記投影原点、投影方向、視界を指定した検索領域の入
力値に基づいて、前記地図データの領域定義パラメータ
及び前記画像データの領域定義パラメータを参照して各
々で該当する領域を検索し、該当領域の地図データと画
像データを抽出する空間図形データ検索手段と、 前記検索領域の地図データにおける各構成点を、前記地
球中心極座標系における極座標値に変換し、地球中心直
交座標系を経由して前記画像データの投影に対応する極
座標値に変換し、この極座標値を画像のピクセル座標へ
と変換する座標変換手段を設け、 前記検索領域の画像データと地図データを重ねて表示で
きるようにしたことを特徴とする地理情報システム。
7. Data retrieval and display of spatial graphic data between map data generated as vector data according to latitude and longitude lines and image data generated as digital data according to polar coordinates with the origin being the viewpoint of a projected graphic. In the map information system that manages the map data, the map data is provided for each area divided by latitude and longitude lines, and the image data is stored for each area corresponding to the field of view, Area definition parameter storage means for storing area definition parameters including a projection origin, a projection direction, and a field of view based on the earth-centered polar coordinate system in correspondence with each area of the map data and each area of the image data; Based on the input values of the search area specifying the origin, projection direction, and field of view, the area definition A spatial graphic data search unit for searching for a corresponding area by referring to the parameters and the area definition parameters of the image data, and extracting map data and image data of the corresponding area; and respective constituent points in the map data of the search area Are converted to polar coordinate values in the earth-centered polar coordinate system, converted to polar coordinate values corresponding to the projection of the image data via the earth-centered rectangular coordinate system, and the coordinates for converting the polar coordinate values to pixel coordinates of an image. A geographic information system comprising a conversion unit, wherein image data and map data of the search area can be displayed in a superimposed manner.
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