JPH11258978A - 道路ネットワーク情報自動生成手法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の道路ネットワークデータは、縮尺が２
５０００分の１〜５００００分の１程度の地図を基に作
られていた。これらの地図は見易さの点から道路などの
形状をずらしたり誇張していたりしていたため、位置的
な精度は必ずしも良くなかった。これに基づいて作成さ
れる道路ネットワークも同様に位置的精度が悪かった。 【解決手段】 街区形状データの街区形状ベクトル情報
を用いて道路中心線すなわちセンターラインを求め、こ
れを基に道路ネットワークデータを生成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、精度の高いデジ
タル地図データベースの街区形状データを利用してその
道路中心線すなわちセンターラインを求め、これを基に
して精度の高い道路ネットワークデータを自動的に作成
する、道路ネットワーク情報の自動生成装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】一般的な「都市計画図」や「住宅地図」
等の縮尺２５００分の１程度（いわゆる大縮尺）の地図
を基にして作られたデジタル地図データベースは、比較
的詳細なデータ（誤差が数メートル以下）を持ってい
る。このようなデジタル地図データベースには、建物や
街区の形状がデータとして入っており、道路は街区線の
「隙間」として定義されている。以下、このようなデジ
タル地図データベースを詳細地図ＤＢ（Ｄａｔａ Ｂａ
ｓｅ）と称する。

【０００３】図２４は、街区形状のみを示す住宅地図
（縮尺２５００分の１）を示す図である。この様な地図
において、街区形状データは道路の辺縁形状を詳細に表
していることがわかる。このような詳細地図ＤＢでは街
区形状の他にも建物の形状や名称、各区画の番地情報な
どをデータとして持っている。

【０００４】しかし、このような詳細地図ＤＢは道路の
接続関係、すなわち道路ネットワークデータを持ってい
ない。それゆえ、単に建物の形状を管理する図面として
用いることや、建物内の居住者を管理する住所録のよう
な利用法しかできず、詳細な道路形状及び豊富な建物情
報を持ちながら、それらの位置的なつながりを管理する
ことができなかった。従って、この詳細地図ＤＢに対し
て道路ネットワーク情報を構築すれば、豊富な周辺情報
を持つ道路ネットワークデータとして利用できる。

【０００５】しかし、このようなネットワーク化作業を
人手で行おうとすると、地図が詳細であるためにそのデ
ータ入力には膨大な人手と時間を要することになる。

【０００６】一方、従来の道路ネットワークデータは縮
尺が２５０００分の１〜５００００分の１程度（いわゆ
る中縮尺）の地図に基づいて作成されていた。このよう
な道路ネットワークデータはカーナビゲーションシステ
ムでも利用されている。

【０００７】図２５は、修正された街区形状から道路中
心線を求めた例を示す図である。図２５において、道路
ネットワークデータは道路の接続情報の他、付随情報と
して道路の名称、道路幅、制限速度、一方通行、右左折
禁止などの通行制限、交通量、有料道路の区別、国道、
県道、市道などの道路種別などの各種情報を備える。

【０００８】しかし、図２５に示すような道路ネットワ
ークデータの原図となる縮尺２５０００分の１から５０
０００分の１程度の地図（図示せず）は、作成上の許容
誤差が大きく、位置情報が必ずしも正確ではない。さら
に、これをデジタルデータ化する際にも誤差を許してい
るため、誤差範囲が拡大していると考えられる。例え
ば、２５０００分の１の地図をデジタルデータ化する際
の誤差許容範囲は２５ｍ以内であり、非常に大きい誤差
を包含している。

【０００９】また、このような中縮尺の地図は、その情
報を見易くするために道路の位置や形状をずらしたり、
誇張したりして作成されていることがある。例えば、高
架道路の下を走っている道路を正しい位置で地図上に表
すと見えなくなってしまうので、見えるようにわざとず
らして描画するなどの作成上の処理が施されている。

【００１０】これらのため、原図の位置的な精度はあま
り良くなく、このような中縮尺の地図を用いて作られた
道路ネットワークデータ（図２５参照）も位置的精度が
良くなかった。また、このような中縮尺の地図では、道
路幅を表現するのにいくつかの段階にわけて描画するだ
けで、広い道路を誇張して幅を大きく描画したり、細い
道路を一本の線で表すなどしており、道路幅情報も不正
確であった。

【００１１】さらに、このような中縮尺の地図は周辺の
情報に乏しいので、道路ネットワークデータにも周辺情
報が少ない。従って、このような中縮尺の地図に基づい
て作成される道路ネットワークデータをカーナビゲーシ
ョンシステムなどで利用すると、目標物、すなわちラン
ドマークとなる建物の情報が少なすぎ、また、交差点の
位置や道路の形状が不正確で、正しい案内をするために
は不適切であった。

【００１２】現在、カーナビゲーションシステムにはＤ
−ＧＰＳ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｉａｌ Ｇｒｏｖａｌ
Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて正確
な位置測定が行われている。しかし、この手法による計
測位置の誤差よりも、上述した道路ネットワークデータ
の誤差の方が大きいことが問題になっているため、中縮
尺地図から作成された道路ネットワークデータを座標変
換して大縮尺地図から作成された詳細地図ＤＢに重ね合
わせたとしても、道路ネットワークデータは詳細地図Ｄ
Ｂの道路の位置から大きくずれてしまっていることが多
い。

【００１３】図２６は、図２４の詳細地図ＤＢと図２５
の道路ネットワークデータとを座標変換して重ね合わせ
た地図を示す図である。図２６に示すように、道路ネッ
トワークデータは詳細地図ＤＢの街区形状の隙間に正し
くはまっていない部分が多い。なお、図２６において、
図２４に示す街区形状に対応する線は細い実線で、図２
５に示す道路中心線に対応する線は、太い点線で表す。

【００１４】大縮尺の地図を用いて道路の中心線を求め
る技術としては、特開平９−１０２０３４号公報記載の
小縮尺地図の持つ道路ネットワーク情報を教示情報とす
ることにより、大縮尺地図の街区形状から正確な道路ネ
ットワーク情報を得る方法と、電子情報通信学会誌（１
９９５−１０）に記載の「ディジタル道路地図の融合
法」（大澤、宮崎）に示された街区形状線分の平行部分
から中心線を作成する方法がある。これらの方法は、平
行な街区形状線分の組に注目して、その２つ線分の中心
線を求めることにより道路中心線を抽出するものであ
る。

【発明が解決しようとする課題】

【００１５】しかしながら、上述した２つの技術におい
て用いられる地図は、デジタルデータにより構成された
地図であるため、数値の丸め誤差や入力誤差などによ
り、道路縁を表す街区形状線分が厳密に平行である場合
がほとんどなく、街区形状線分の平行性にいくらかの誤
差が含んでいる。

【００１６】このような場合における許容誤差をどの程
度に設定するかは、実際には非常に難しい問題であり、
許容誤差を小さくすると、実際は平行であるはずの街区
形状線分の組を見逃すことがあり得るという課題があ
り、逆に許容誤差を大きくすると、カーブなどのように
平行に近い街区形状線分が多く存在する部分で、平行な
街区形状線分の組を適切に特定するのが困難になるとい
う課題があった。

【００１７】すなわち、大縮尺地図においては街区形状
を詳細に表現するために、微小な線分の列を用いている
ことが多く、カーブなどでは曲線形状を折れ線で表現し
ているために、隣り合う線分どうしの角度の差も微小で
ある。よって、カーブした道路において平行な街区形状
線分の組を見つけ出そうとすると、許容誤差が大きいと
きは一つの街区形状線分に対して平行な街区形状線分の
候補が多く見つかり、そのうちのどれが適切であるのか
を判定するのが困難になるという課題があった。

【００１８】これは、先に述べた数値の丸め誤差、ある
いはデジタル化した際の入力誤差などにより、最も平行
に近い街区形状線分の組が実際に平行な組であるとは限
らないことによって生じる課題である。また、デジタル
処理を行う際に、街区形状線分を平行な組として入力し
ているわけではないので、ある街区形状線分に対する平
行な街区形状線分が必ずしも存在するとは限らないので
ある。

【００１９】平行な街区形状線分の組を見つけ出す方法
はこれらの手法においては重要な要素の一つであるはず
であるが、上述の２つの方法では、この平行な街区形状
線分の組を見つけ出す方法が明示されていない。

【００２０】また、特開平９−１０２０３４号公報記載
の方法には、大縮尺の地図から計算された中心線と、教
示地図の道路の一致を推定する際、その推定に誤りを含
む場合が考えられるという課題も生じていた。即ち、例
えば、同方法では道路の一致を推定する際、道路の形
状、幅、位置などをもって推定しているが、幅が同程度
の平行道路が近くにあり、かつ、教示地図の位置的誤差
が大きい場合には、誤って隣の平行道路を一致する道路
として推定する可能性があるという課題があった。

【００２１】また、上述した電子情報通信学会誌（１９
９５−１０）に記載の方法には、平行な街区形状線分か
ら中心線を抽出した後、求められた中心線の端を延長し
て交差点位置を決定する処理の際、先に挙げた平行性の
問題から複雑な処理が要求されるという課題も生じてい
た。すなわち、同方法においては中心線が求められた街
区形状線分の組によって囲まれた領域以外の領域を求
め、これを交差点の位置を計算するために用いるのであ
るが、先に挙げた平行性の問題から中心線が求められな
かった街区形状線分が多くなると、交差点の位置を計算
するために用いる領域の形状が複雑になり、それに伴っ
て処理も複雑になるという課題があった。

【００２２】この発明は上述のような課題を解決するた
めになされたものであり、詳細地図ＤＢに対して道路ネ
ットワーク情報を構築し、豊富な周辺情報を持つ道路ネ
ットワークデータを作成する道路ネットワーク情報自動
作成法およびその装置に関するものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の道路ネットワ
ーク情報自動生成手法は、デジタル地図データベースが
包含する多角形の街区形状に基づいて、各街区形状に対
して、当該街区形状を構成する多角形を上面とする錐体
を生成する工程と、街区形状に対応する各錐体の集合と
しての街区立体を生成するために、相隣接する街区形状
に対応する錐体の側面同士の交線を求める工程と、交線
を谷線とする谷部が刻まれた街区立体を生成し、街区立
体の谷線をデジタル地図データベースから求まる道路中
心線として求める工程とから構成される。

【００２４】また、上記デジタル地図データベースに包
含される街区形状を表す多角形を上面として生成した錐
体の側面と上面とのなす角が一定角度である錐体によっ
て構成される街区立体を生成することを特徴とする。

【００２５】また、上記街区形状データを三次元空間の
ｘｙ平面上に配置し、この多角形を上面とする錐体の上
記側面がｚ軸方向の負の領域に存在するように上記街区
立体を生成することを特徴とする。

【００２６】この発明の道路ネットワーク情報自動生成
装置は、街区形状データを包含するデジタル地図データ
ベースを記憶する第一記憶装置と、街区形状を構成する
多角形を上面とする錐体を生成すると共に、相隣接する
街区形状に対応する錐体の側面同士の交線を求め、各錐
体を当該交線で接続して、交線を谷線とする谷部を有す
る街区立体を生成し、街区立体に刻まれた谷部の谷線
を、デジタル地図データベースから求まる道路中心線と
して抽出する道路中心線抽出部と、道路中心線を道路ネ
ットワークデータとして記憶する第二記憶装置とを備え
ることを特徴とする。

【００２７】また、上記道路中心線抽出部は、街区形状
データに基づいて、本来接続するはずの上記街区立体の
谷線が接続していない箇所について、谷線が接続するよ
うに上記街区形状データに形状変更処理を行い、修正街
区形状データを生成する街区形状データ修正手段をさら
に備える。

【００２８】また、上記道路中心線抽出部は、錐体の一
の側面に対して、一の側面に隣接する側面以外の全ての
側面と、一の側面との交線を道路中心線候補線分として
抽出する候補線分作成部と、候補線分作成部によって作
成された複数の道路中心線候補線分の中から、街区立体
の表面に現れる線分のみを選択すると共に、これらの線
分を接続して道路中心線を作成する線分加工部とを備え
ることを特徴とする。

【００２９】また、上記候補線分作成部は、二つの側面
からその交線を線分として求める際に、錐体の側面の形
状をｘｙ平面上に投射してその投射領域を求め、二つの
側面の交線をｘｙ平面上に投射し、二つの投射領域が共
通の領域を持ち、かつ、交線がこの共通領域を通るとき
は、交線の上記二つの領域内の線分を、側面上に投射し
て道路中心線候補線分とする交線座標変換工程を備える
ことを特徴とする。

【００３０】また、上記線分加工部は、錐体の側面に対
して得られた複数の道路中心線候補線分を、複数の道路
中心線候補線分の交点によって小区間線分に分割し、こ
れらの小区間線分と、小区間線分を含む側面に対応する
街区形状を構成する多角形の辺と、辺の両端にある多角
形の頂点における角の二等分線とによって囲まれる領域
の面積を最小とする小区間線分群を取り出す小区間線分
群抽出工程行うことを特徴とする。

【００３１】また、上記小区間線分群抽出工程におい
て、取り出された小区間線分群の各小区間線分の始点及
び終点のｚ軸方向の値を用いて道路幅データを求め、こ
の道路幅データを各小区間線分の付随情報として記憶す
る、という道路幅データ作成工程を備えることを特徴と
する。

【００３２】また、上記街区形状データ変更部におい
て、ある街区形状データ中の連続した二つの街区形状ベ
クトルのなす角度があるしきい値の範囲にあるとき、二
つの街区形状ベクトルのうちの一の街区形状ベクトルの
始点を固定したまま長さを縮めて終点の位置を変更する
と共に、他方の街区形状ベクトルの終点を固定したまま
長さを縮めて始点の位置を変更し、一の街区形状ベクト
ルの変更後の終点と、他の街区形状ベクトルの変更後の
始点との間に、新たな街区形状ベクトルを挿入する街区
形状ベクトル挿入工程をさらに備えることを特徴とす
る。

【００３３】さらに、上記街区形状データ変更部におい
て、いずれかの街区形状データ中のいずれかの街区形状
ベクトルの始点及び終点に接続する街区形状ベクトル
を、それぞれ延長してこれらの交点を求め、街区形状ベ
クトルの始点に接続する街区形状ベクトルの終点をその
交点の位置に変更すると共に、街区形状ベクトルの終点
に接続する街区形状ベクトルの始点をその交点の位置に
変更することにより、始点および終点が変更された街区
形状ベクトルを削除する街区形状ベクトル削除工程をさ
らに備えることを特徴とする。

【００３４】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明に
係る道路ネットワーク情報自動生成手法における道路中
心線抽出手法の概要を図を用いて詳しく説明する。本手
法は三次元立体の幾何学的な性質を応用したものであ
り、その立体のモデルをあげて説明する。なお、以下の
説明において用いる詳細地図ＤＢが包含する各街区形状
は、全て多角形で構成されているものである。

【００３５】図１は、この発明の実施の形態１において
街区形状に立体化処理を行う工程を概念的に示す図であ
る。その中でも、図１（ａ）は、街区形状の一例を示
し、図１（ｂ）は街区形状の斜視図を示し、図１（ｃ）
は４５度平面の一例を示し、図１（ｄ）は立体化処理後
の街区形状を示す図である。

【００３６】図１（ａ）、（ｂ）において、ｘｙ平面上
に地図を表す。四角形ＡＢＣＤは街区形状を表してい
る。このように、地図上の街区形状は多角形として表
し、当該多角形を構成する頂点ＡＢＣＤの並びに対し
て、反時計廻りの回転方向（例えばＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ）を
与えておく。なお、この回転方向は時計廻りでもよいも
のである。このように反時計廻りの回転方向を与える
と、街区形状を示す線分である街区形状線分（ＡＢ、Ｂ
Ｃ、ＣＤ、ＤＡ）は始点から終点への方向（Ａ→Ｂ、Ｂ
→Ｃ、Ｃ→Ｄ、Ｄ→Ａ）を持つことになる。このことに
より、上述のような方向を有する各街区形状ベクトルに
対して、始点から終点の向きに見て、右側が領域の外
部、左側が領域の内部になる。なお、このような立体化
処理は全ての街区形状に対して行うものとする。

【００３７】次に、街区形状ベクトル（例えば、ベクト
ルＡＢ、ベクトルＢＣ、ベクトルＣＤ、ベクトルＤＡ）
に対して、当該各街区形状ベクトルをそれぞれ延長した
直線においてｘｙ平面と交差する平面（例えば、直線Ａ
Ｂに対して平面ＥＦＧＨ）をそれぞれ求める。各平面が
ｘｙ平面と交差する角度は４５度とし、街区形状ベクト
ル（例えばベクトルＡＢ）を軸とし、始点（Ａ）から終
点（Ｂ）の向きに見て、街区形状を構成する多角形を時
計廻りに４５度回転させたものを含む平面とする。以
下、この平面のことを４５度平面と呼ぶ。従って、図１
（ｃ）において、平面ＥＦＧＨは街区形状ベクトルＡＢ
に対する４５度平面であり、平面ＥＦＧＨはｘｙ平面と
４５度の角度をなして直線ＡＢにおいて交差している。

【００３８】次に、ここでは図示しないが、ベクトルＡ
Ｂに対して４５度平面ＥＦＧＨを求めたときと同様の立
体化処理によって、一つの街区形状図形の周囲の各街区
形状ベクトルに対する４５度平面をそれぞれ求める。そ
して、こうして求められた全ての４５度平面（図示せ
ず）と、当該街区形状図形と、ｘｙ平面と平行でｚ軸方
向の値がある負の値ｈであるような平面（即ち、ｚ＝ｈ
で表される平面）とで囲まれた立体を考えれば、図１
（ｄ）に示すように上面が街区形状となった錐体を求め
ることができる（このような錐体において、先に求めた
４５度平面は錐体の側面となる）。なお、図１（ｄ）に
示す錐体は、上面となる街区形状が四角形であるが、地
図上における街区形状は、様々な形を有するものである
から、錐体の形状も様々な形状を有することとなる（後
述する図２参照）。

【００３９】図２は、この発明の実施の形態１における
道路ネットワーク情報の自動生成手法を立体図形を用い
て示す図である。なお、図２（ａ）は街区形状データの
例を示す図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）に対応する
斜視図である。このような立体化処理を図２（ａ）、
（ｂ）に示す詳細地図ＤＢ２１上の全ての街区形状２２
に対して行うと、図２（ａ）、（ｂ）に示す街区形状２
２を持つ詳細地図ＤＢ２１に対して、図２（ｃ）に示す
ような立体化処理された街区形状（以下、街区立体と称
する）２３を求めることができる。なお、街区立体２３
の上面は街区形状２２となる。

【００４０】図２（ｃ）に示すような街区立体２３にお
いて、各街区形状２２（即ち、街区立体の上面）の間に
谷部２４が形成されているが、この谷部２４は街区形状
間に存在する道路を示しており、当該谷部２４の底を走
る谷線２５が道路中心線となる。図２（ｄ）は、図２
（ｃ）に示す街区立体２３のｘｙ平面投射図である。上
述したように、図２（ｄ）において、上述した谷線２５
が、立体化処理により求められる道路中心線である。こ
れらの谷線２５は立体の稜線であるので、連続している
ことが保証されており、従来のように道路中心線の途切
れた部分から交差点位置を推定する等の処理を行う必要
がない。

【００４１】また、上述したように、街区形状ベクトル
を延長した直線においてｘｙ平面と交差するような平面
を求める際に、ｘｙ平面と交差する角度を４５度とした
ため（図１参照）、街区形状２２の間に存在する道路を
示す谷部２４は、街区立体２３の上面に対して４５度の
角度で交わり、かつ、互いに直行する２つの平面２６、
２７で表される。従って、当該谷部２４の谷線２５に垂
直に交わる面による断面（図１（ｃ）中の拡大図参照）
では、谷部２４を表す２辺（平面２６および２７の断
面）のなす角が直角であり、この結果、道路中心線を表
す各谷線２５と街区形状２２を示す面とのｚ軸方向の値
の差（同拡大図中に示すｌ、即ち、街区形状２２に対す
る谷線の深さ）の絶対値は、その位置における道路幅
（同拡大図中に示すｗ）の半分となる。

【００４２】なお、ここでは、街区形状ベクトルを延長
した直線がｘｙ平面との交線となるような平面をそれぞ
れ求める際に、説明の便宜上、ｘｙ平面と交差する角度
を４５度としたが、４５度以外の（０度と９０度を除
く）値であっても、街区形状２２に対する谷線２５の深
さｌと三角関数に基づいて道路幅を求めることができる
ので、４５度以外による立体化処理を行っても同様にこ
の発明を実施することができる。

【００４３】図３は、この発明の実施の形態１に係る装
置の機能を概略的に示すブロック図である。図３に示す
ような機能ブロックは、図示しないコンピュータがプロ
グラムを実行することによって得られるものである。以
下では、図３を用いて、この発明の実施の形態１におけ
る処理の流れについて説明する。

【００４４】図３に示すように、この発明を適用した装
置は、詳細地図ＤＢを記憶する第一記憶装置６１と、街
区形状データを立体化処理して、上述のようにして得ら
れる谷部をなす平面同士の交線である谷線を抽出し、当
該谷線を適当な道路中心線データとして編集する道路中
心線抽出部６２と、道路中心線のデータをネットワーク
化するネットワークデータ作成部６３と、ネットワーク
化された道路中心線のデータを保持する第二記憶装置６
４により構成される。なお、道路中心線抽出部６２、及
びネットワークデータ作成部６３は処理するデータを一
時的に保持しておくためのメモリを備えている。

【００４５】また、道路中心線抽出部は、上述した谷線
から道路中心線候補線分を作成する線分作成部６２１
と、線分作成部６２１によって得られた道路中心線候補
線分を加工して、適当な道路中心線を作成する線分加工
部６２２とを備えている。

【００４６】図４は、この発明の実施の形態１における
街区形状を立体化処理する処理工程を示す図である。以
下、図４を用いて、この街区形状ベクトルａに対する道
路中心線を求める手順について述べる。まず、道路中心
線抽出部６２では第一記憶装置６１に保持された詳細地
図ＤＢの中から街区形状図形を一つ選び、このうちの一
つの街区形状ベクトルａを選出する（図４（ａ）参
照）。次に、街区形状データの中から、街区形状ベクト
ルａ以外のもう一つの街区形状ベクトル（図示せず）を
選出する。

【００４７】このように２つの街区形状ベクトルを選出
する際に、充分遠く離れた二つの街区形状ベクトルの間
には道路は存在しないと考えられるため、街区形状ベク
トルａから充分離れたところにある街区形状ベクトルを
選ぶ必要はない。この時のしきい値となる距離は、存在
しうる最大の幅の道路を基準として、一般的には１００
ｍ程度とすれば充分である。

【００４８】また、このような選択の際に、一つの街区
形状の内部に道路が形成されることはないため、街区形
状ベクトルａの始点または終点に接続する街区形状ベク
トルは選択しなくて良い。

【００４９】また、上述したように、この立体化処理に
おいて、街区形状を構成する線分は、一定の回転方向
（ここでは反時計廻りの方向）に基づくベクトルとして
扱われるので、同一方向の二つの街区形状ベクトルの間
が全て道路であることはない。従って、街区形状ベクト
ルａと同一方向を持つ街区形状ベクトルは他の街区形状
ベクトルとして選択しなくて良い。これはすなわち、そ
れぞれの４５度平面が平行になり、交線が得られないこ
とを意味している。

【００５０】線分作成部６２１において、街区形状ベク
トルａと、上述の処理により選択された他の街区形状ベ
クトルとに対するそれぞれの４５度平面を求め、その交
線を求める。４５度平面は錐体の側面を表す式で表され
るが、４５度平面は無限に広がる平面であるので、この
交線は直線として求められる。この直線をｘｙ平面に投
射する。

【００５１】次に、図４（ａ）において、街区形状ベク
トルａに対応する錐体の側面をｘｙ平面に投射し、その
領域（同図斜線部）を表す式を求める。まず、街区形状
ベクトルａの始点である頂点Ａにおいて接する２つの線
分のなす角ＤＡＢの二等分線ｍを求める。また、街区形
状ベクトルａの終点においても同様の二等分線ｎを求め
る。これらの二等分線ｍ、ｎは、錐体の側面の斜辺をｘ
ｙ平面に投射したものである。すなわち、これらの二等
分線を求めるには、例えば、街区形状の各辺に対応する
各街区形状ベクトルの４５度平面同士の交線を求め、こ
れをｘｙ平面に投射すれば良い。

【００５２】次に、図４（ａ）に示すように、街区形状
ベクトルａの右側つまり街区形状の外側に、街区形状ベ
クトルａと平行で、ａからある距離ｄ（ｄ＞０）だけ離
れた直線ｋを引く。この直線ｋは、先に説明した街区形
状の立体化の際に用いたｘｙ平面と平行な面のｚ軸方向
の値ｈに対し、ｄ＝−ｈとしたときの、当該平行面と街
区形状ベクトルａの４５度平面との交線、つまり錐体の
側面の下底辺をｘｙ平面に投射したものである。

【００５３】図４において、四角形で示す多角形は街区
形状、点線ｍ、ｎは、街区形状ベクトルａの始点および
終点を頂点として接する多角形の２辺（ＤＡとＡＢ、Ａ
ＢとＢＣ）がそれぞれなす角の二等分線、直線ｋは街区
形状ベクトルａに対する平行線であり、斜線部は街区形
状ベクトルａに対応する錐体の側面をｘｙ平面に投射し
た領域を示す。ここで、図４（ａ）に示す斜線部は、二
等分線ｍ、ｎの交点ｐがベクトルａの左側になるときの
錐体の側面を示す四辺形領域、図４（ｂ）に示す斜線部
は、二等分線ｍ、ｎの交点ｐが平行線ｋの右側になると
きの四辺形領域、図４（ｃ）に示す斜線部は、二等分線
ｍ、ｎの交点ｐがベクトルａと平行線ｋの間になるとき
の三角形領域である。

【００５４】次に、これら三本の直線ｋ、ｍ、ｎと街区
形状ベクトルａとによって囲まれた上述の四辺形領域
（図４（ａ）、（ｂ）参照）、または平行線ｋを除く二
本の直線ｍ、ｎと街区形状ベクトルａとによって囲まれ
た上述の三角形領域を求める（図４（ｃ）参照）。以上
より、これらの各領域が四辺形になるのは、二等分線
ｍ、ｎの交点ｐが街区形状ベクトルａの左側になるか
（図４（ａ）参照）、あるいは、二本の二等分線ｍ、ｎ
の交点ｐが平行線ｋの右側（図４（ｂ）参照）になると
きである。また、領域が三角形になるのは、二等分線
ｍ、ｎの交点ｐが街区形状ベクトルａと平行線の間にあ
る時（図４（ｃ）参照）である。

【００５５】例えば、図４（ｄ）に示すように他の街区
形状ベクトルｂおよび街区形状ベクトルｂを包含する街
区形状ＥＦＧＨが求まれば、街区形状ＥＦＧＨの街区形
状ベクトルｂについても４５度平面をｘｙ平面に投射し
た領域ＥＨＲＱを求める。そして、上述のように街区形
状ベクトルａについて二等分線ｍ、ｎおよび直線ｋを求
めた場合と同様に、街区形状ベクトルｂについて二等分
線ｑ、ｒおよび直線ｊを求める。なお、直線ｊは、街区
形状ベクトルａに対する直線ｋと同様に、街区形状ベク
トルｂに対して距離ｄを隔ててｘｙ平面上に存在する直
線である。ここで、街区形状ベクトルａについて求めた
領域を図４（ｄ）において領域ＡＭＮＢとし、領域ＡＭ
ＮＢと領域ＥＨＲＱの共通領域を求めると、共通領域Ｕ
ＶＳＲＱが求まる。

【００５６】さらに領域ＵＶＳＲＱを通る中心線ｌを求
める。図４（ｄ）における中心線ｌは、直線ｋ、ｊの中
央を通る直線となる。以上のように、共通領域があり、
かつ、中心線ｌをｘｙ平面に投射した直線が共通領域を
通るときは次の処理に進むが、共通領域がないか、ある
いは、共通領域あっても直線が共通領域を通らないとき
は上述の処理により選択される他の街区形状ベクトルを
選択し直す。

【００５７】次に、中心線ｌが共通領域を通る部分であ
る中心線分を求める。すなわち、共通領域ＵＶＳＲＱと
中心線ｌの交点を求め、求まった線分を街区形状ベクト
ルａの４５度平面上に投射する（他の街区形状ベクトル
の４５度平面上に投射しても結果は同じである）。図４
（ｄ）では交点がＳおよびＷと求まり、中心線分はＳＷ
となる。以下、このようにして求まる中心線分のことを
道路中心線候補線分と称する。

【００５８】上述のような他の街区形状ベクトル（図４
（ｄ）における街区形状ベクトルｂ）を選ぶ作業を繰り
返し、全ての街区形状ベクトルに対する道路中心線候補
線分を求める。道路中心線候補線分が二つ以上ある場合
は、以下で説明する線分加工を行う。道路中心線候補線
分が一本の場合は、それが街区形状ベクトルａに対する
道路中心線であるので、この線分加工は行わなくて良
い。また、道路中心線候補線分が一つも求められないと
きは道路中心線が求められない街区形状ベクトルとして
メモリに記憶しておく。

【００５９】次に線分加工部６２２において、街区形状
ベクトルａに対して得られた道路中心線候補線分のう
ち、上述した街区形状の立体化の際に立体の表面に現れ
る部分のみを取り出す。このような立体の表面に現れる
部分を求めるには、道路中心線候補線分同士をその交点
によって小区間線分に分割し、各小区間線分のうちｚ座
標が大きいものだけを取り出せば良い。なぜなら、各線
分は４５度平面どうしの交線であり、平面が重なる部分
はその座標の大きい方の部分のみが表面に出てくるから
である。

【００６０】そして、このような小区間線分群を取り出
すには、小区間線分を用いて折れ線を構成し、この折れ
線と街区形状ベクトルａおよび二つの二等分線によって
囲まれた多角形の面積が最小になるように小区間線分を
選べばよい。なぜなら、街区形状ベクトルａのｚ座標の
値は０であり、ｚ座標が大きい小区間線分を選ぶことは
必然的に街区形状ベクトルａとの距離が近いものを選ぶ
ことになり、その結果、このような多角形の面積が最小
になるからである。

【００６１】これを図１および図５を用いて説明する。
図５は、この発明の実施の形態１において、道路中心線
候補線分を求める処理を概念的に示す図である。また、
図６は、この発明の実施の形態１において、道路中心線
候補線分を決定する処理を概念的に示す図である。図５
（ａ）の四角形は街区線形状を示し、当該四角形の頂点
を通る点線ｍは、街区形状ベクトルａの始点を頂点とし
て接する多角形の２辺がなす角の二等分線であり、点線
ｎは街区形状ベクトルａの終点を頂点として接する多角
形の２辺がなす角の二等分線である。また、線分ＡＢ、
ＣＤ、ＥＦが街区形状ベクトルａに対して求められた道
路中心線候補線分である。

【００６２】これに対して、図５（ｂ）の折れ線ＡＧＨ
Ｆが取り出される小区間線分群である。図５（ｂ）にお
けるこの折れ線ＡＧＨＦと街区形状ベクトルａ、及び相
隣接する街区形状ベクトルの二本の二等分線ｍ、ｎによ
って囲まれる領域、すなわち図６に示すの斜線部は、他
のいずれの小区間線分を用いて作る領域よりも面積が小
さくなっていることは明らかである。

【００６３】この処理について具体的に説明する。図７
は、この発明の実施の形態１において、道路中心線候補
線分を決定する処理を概念的に示す図である。図８は、
この発明の実施の形態１において、道路中心線候補線分
を求める処理を概念的に示す図である。図８おいて、ま
ず、街区形状ベクトルａの始点側の二等分線に一端を持
つ道路中心線候補線分ＡＢ、ＣＤ、ＥＦのうち、その端
点が街区形状ベクトルａに近いもの、すなわち、各道路
中心線候補線分の端点のｚ座標がもっとも大きい道路中
心線候補線分を選ぶ。この道路中心線候補線分をｃ１、
その端点をＸ１とする。従って、図５（ａ）において、
線分ｃ１は線分ＡＢ、端点Ｘ１は端点Ａとなる。

【００６４】次に、図８に示すように、線分ｃ１（Ａ
Ｂ）と交点を持つ道路中心線候補線分（ＣＤ、ＥＦ）の
うち、線分ｃ１との交点（ＧあるいはＩ）と街区形状ベ
クトルａの二本の二等分線の交点Ｐを結ぶ直線（ＰＧあ
るいはＰＩ）に対して、これらの直線（ＰＧあるいはＰ
Ｉ）と、街区形状ベクトルａの始点側の二等分線ｍとが
なす角度が最も小さくなる直線に含まれる交点（Ｇある
いはＩ）を含む道路中心線候補線分を選ぶ。この道路中
心線候補線分をｃ２、その時の交点をＸ２、角度をφ２
とする。従って、図８においては、線分ｃ２は線分Ｃ
Ｄ、交点Ｘ２はＧ、角度φ２は角度１となる。

【００６５】なお、角度を計算する際、交点Ｐが街区形
状ベクトルａの左側にあるときは角度は反時計廻りに求
め、右側にあるときは時計廻りに求めることとする。こ
れにより、いずれの角度も正の値になる。

【００６６】なお、図７に示すように、交点Ｘ２におい
て、線分ｃ１を除いて２本以上の道路中心線候補線分が
交差している場合は、ＰとＸ２（Ｇ）を結ぶ直線とそれ
ぞれの中心線のなす角度が最も小さくなる道路中心線候
補線分を選ぶ。この場合の角度は時計廻りに求めるもの
とする。

【００６７】図７において、ＡＢがｃ１として選ばれて
いるとすると、点ＧにおいてＣＤとＥＦが交差している
が、角ＰＧＤよりも角ＰＧＦのほうが小さいので、ＥＦ
がｃ２として選ばれる。

【００６８】次に、ｃ２と交点を持つ道路中心線候補線
分のうち、その交点と点Ｐを結ぶ直線と、街区形状ベク
トルａの始点側の二等分線とがなす角度がφ２より大き
くかつ、最も小さくなる道路中心線候補線分を選ぶ。こ
の道路中心線候補線分をｃ３、その時の交点をＸ３、角
度をφ３とする。なお、Ｘ３においてｃ２を除いて２本
以上の道路中心線候補線分が交差している場合の処理は
先の場合と同様である。

【００６９】上記の作業を、選ばれた道路中心線候補線
分に対して次の道路中心線候補線分が選べなくなるまで
繰り返し行う。そして、このような処理を繰り返し行っ
た結果求まる道路中心線候補線分をｃｎ（ｎは正の整
数）、交点をＸｎ、角度をφｎ、ｃｎの終点をＸｆとす
る。これらの処理により、小区間線分どうしの交点にお
いて次の道路中心線候補線分を選ぶ際に、常にｚの値が
大きい道路中心線候補線分をたどって処理を行っている
ため、点Ｘ１、Ｘ２、・・・ＸｎおよびＸｆを結ぶ折れ
線は、この折れ線と街区形状ベクトルａおよび街区形状
ベクトルａの二つの二等分線によって囲まれた多角形の
面積を最小にするものとなる。以上により小区間線分群
抽出工程が実現される。

【００７０】このような工程を、図５（ａ）の場合につ
いて図示する。ｃ１に当たる道路中心線候補線分はＡ
Ｂ、端点Ｘ１はＡとなる。次に、線分ＡＢと他の道路中
心線候補線分との交点を求める。図８に示すように、線
分ＣＤとの交点はＧ、線分ＥＦとの交点はＩである。そ
して角度１と角度２を比べ、角度１の方が小さいのでＣ
Ｄをｃ２とする。Ｘ２はＧ、φ２は角度１となる。次
に、ＣＤと他の道路中心線候補線分との交点を求める
s。図９は、この発明の実施の形態１において、道路中
心線候補線分を決定する処理を概念的に示す図である。
図９に示すように、線分ＥＦとの交点はＨである。角度
３はφ２よりも大きく、他に交点はないのでこれが最小
となり、線分ＥＦをｃ３とする。その端点Ｆは街区形状
ベクトルａの終点側の二等分線上にあるのでこれで処理
が終わり、求めるべき折れ線はＡＧＨＦとなる。

【００７１】ここで、得られた折れ線の各節点における
街区形状ベクトルａからの距離を求める。距離とはすな
わち、街区形状ベクトルａの４５度平面に折れ線を投射
した際の各点のｚの値の絶対値である。この２倍の値は
すなわちその位置での道路幅になっている（図２（ｃ）
参照）。これを道路幅データとして各点の付随情報とし
て記憶しておく。これにより、道路幅データ作成工程が
実現される。

【００７２】以上が街区形状ベクトルａに対する道路中
心線を求める工程である。あとは、デジタル地図データ
内の全ての街区形状ベクトルについて、同様の作業を繰
り返す。

【００７３】図３における道路中心線抽出部６２におい
て、全ての街区形状ベクトルについてその道路中心線を
求めたら、次にネットワークデータ作成部６３におい
て、これらの道路中心線を用いて道路ネットワークを構
成する。これは二つの工程からなっている。第一に、求
められた道路中心線は同じ線分が二つ求められているの
でこれを一つにする作業、第二に、これをネットワーク
化する作業である。

【００７４】この発明の道路中心線抽出部６２において
道路中心線を求める際、その小区間線分は二度求められ
ていることに注意する。すなわち、街区形状ベクトルａ
と街区形状ベクトルｂの間の道路中心線（の小区間線
分）は、街区形状ベクトルａの道路中心線（の小区間線
分）としても求められており、かつ、街区形状ベクトル
ｂの道路中心線（の小区間線分）としても求められてい
るからである。この重複を取り除くには、求められた全
ての小区間線分どうしを比較し、同じ始終点を持つもの
を削除すれば良い。

【００７５】次に、ネットワーク化であるが、道路ネッ
トワークは基本的にノードとリンクから構成されている
ことに注意する。ノードは交差点に当たるもので、リン
クはノード間を結ぶ道路として置かれているものであ
る。よって、求められた小区間線分の端点が３つ以上集
まっている点をノードとし、ノード間を小区間線分の列
からなる折れ線で結び、これをリンクとすれば良い。な
お、端点が他の小区間線分と接しない場合は行き止まり
の道路とみなし、ここにもノードを置くこととする。こ
れによって道路中心線はネットワーク化される。

【００７６】上述した処理は、全て自動的に行われるも
のであり、以上により、図２４に示した詳細地図ＤＢか
ら、精度の高い道路ネットワークデータを構成すること
ができる。得られた道路ネットワークデータは第二記憶
装置６４に記憶しておく。また、このようにして用いた
れた道路中心線を詳細地図ＤＢと組み合わせることによ
り、図２３に示すような精度の高い道路ネットワークデ
ータを自動的に構築することができる。なお、以上で説
明した一連の処理は、全て多角形上の街区形状について
適用したが、実際に道路中心線を作成する際に用いる大
縮尺の詳細地図ＤＢに包含される街区形状は、多角形で
示されているため、詳細地図ＤＢ上の全ての街区形状に
対して上述のような処理を行うことにより、精度の高い
道路中心線を求めることができる。

【００７７】実施の形態２．次に、この発明の実施の形
態２について説明する。この発明に係る道路ネットワー
ク情報自動生成手法においては、立体の幾何学的性質を
応用して道路中心線を求めているが、その街区形状によ
っては幾何学的性質ゆえに不適当な形状の道路中心線が
求められる場合がある。以下にその不適当な道路中心線
が得られる場合を挙げ、街区形状データに変更を加える
ことによってこれらの不適当な道路中心線を是正する方
法について説明する。

【００７８】図１０は、この発明の実施の形態２に係る
装置の機能を概略的に示すブロック図である。図１０に
示すように、この発明の実施の形態２に係る装置は、詳
細地図ＤＢを記憶する第一記憶装置６１と、詳細地図Ｄ
Ｂの街区形状データを処理に適したデータに変更する街
区形状データ変更部７１と、街区形状データを立体化処
理して錐体の側面同士の交線を抽出し、それを適当な道
路中心線データに編集する道路中心線抽出部６２と、上
記処理により得られた道路中心線をネットワーク化する
ネットワークデータ作成部６３と、ネットワークデータ
作成部６３で作成された道路ネットワークデータを保持
する第二記憶装置６４とにより構成される。なお、街区
形状データ変更部７１、道路中心線抽出部６２、及びネ
ットワークデータ作成部６３には処理するデータを一時
的に保持しておくためのメモリが含まれている。

【００７９】このようにこの発明の実施の形態２に係る
装置は、図３に示す実施の形態１に係る装置において、
第１記憶装置６１と道路中心線作成部６２との間に、街
区形状データ変更部７１を付加した構成となっており、
街区形状データ変更部７１以外の構成は、実施の形態１
の装置と同様の構成である。

【００８０】図１１は、この発明の実施の形態２におい
て道路中心線を決定する処理を概念的に示す図である。
図１１において、四角形は街区形状、点線は街区形状ベ
クトルの始点および終点を頂点として接する四角形の辺
同士のなす角の二等分線、太線はこの発明を適用した装
置（実施の形態１）で求められた道路中心線を示す。な
お、道路中心線は必要なところのみ示してある。

【００８１】図１１において、３つある街区形状のうち
の街区形状１１１および１１２に注目する。街区形状１
１１、１１２の街区形状ベクトルａ、ｂは、ほとんど平
行であるが、同一直線上ではなくわずかにずれた平行線
上に存在する。このような街区形状１１１、１１２から
求められる交差点付近の道路中心線は、実際の道路形状
から歪んだもの（街区形状１１３に沿って図中左右に走
る道路中心線との接続点が左側に大きくずれてしまう）
が求まることがわかる。

【００８２】従って、街区形状１１３と、街区形状１１
１および１１２との間を、図中左右に走る道路がさらに
広ければ、このような歪みがさらに大きくなることは容
易に想像できる。このような場合は、求められた道路中
心線どうしの交点Ｃ（すなわち交差点の位置）は正しい
とは言えない。

【００８３】このような歪みが生じる理由は、街区形状
の角部の部分の相対位置関係が大きく影響している。従
って、この発明の実施の形態２に係る道路ネットワーク
情報自動生成手法は、このような街区形状の角部の相対
位置関係によって生じる歪みを緩和するために、事前に
角部の角度を緩和するものである。

【００８４】図１２は、この発明の実施の形態２におけ
る街区形状ベクトル挿入工程を概念的に示す図である。
この発明の実施の形態２においては、あらかじめ各街区
形状の角部の角度を計算し、当該角度が、あるしきい値
未満の場合には、角部を落としてしまう処理を行う。

【００８５】具体的には、その角部をなす二つの街区形
状ベクトル（例えば、街区形状１１１においては街区形
状ベクトルａ、ｅ）に対して（図１１参照）、街区形状
ベクトルａの始点を固定したまま当該ベクトルの長さだ
けを縮めてその終点の位置を変更し（図１２参照）、ま
た、当該角部に始点を有する街区形状ベクトルｅの終点
を固定したまま、街区形状ベクトルｅの長さだけを縮め
ることによって、街区形状ベクトルｅの始点の位置を変
更する。そして、このようにして、街区形状ベクトルａ
の変更された終点と、街区形状ベクトルｅの変更された
始点との間に新たな街区形状ベクトルｆを挿入する。

【００８６】この様な処理におけるそれぞれの街区形状
ベクトルａおよびｅの長さを縮める量は、街区形状ベク
トルａ、ｅの長さがある一定の長さｄ以上であるときは
ｄ／２だけ縮め、長さｄ未満であれば、街区形状ベクト
ルａ、ｅを半分の長さに縮めることとする。この長さｄ
は１ｍ程度にすれば良い。以上により街区形状ベクトル
挿入工程が実現される。なお、このような処理は、道路
中心線に歪みが生じる全ての角部について行うものであ
る。

【００８７】このような街区形状ベクトル挿入工程によ
る処理を道路中心線に歪みが生じる全ての角部について
行うことによって、図１１に示すような街区形状を変更
し、図１２に示すような街区形状に変更する。図１２中
の実線のように街区形状が変更すれば、太線が改めて求
められた道路中心線である。なお、道路中心線は必要な
ところのみ示してある。この処理を行えば、より実際に
即した形状の道路中心線が求められ、上述したような道
路中心線の歪みを解消できたことがわかる。

【００８８】図１３は、この発明の実施の形態２におけ
る道路中心線を求める処理を概念的に示す図である。図
１４は、街区形状から道路中心線を求めた例を示す図で
ある。図１３中の多角形は街区形状、点線は街区形状ベ
クトルの指定および終点を頂点として接する多角形の辺
同士のなす角の二等分線、太線はこの発明を適用した装
置（実施の形態１）で求められた道路中心線を示す。な
お、道路中心線は必要なところのみ示してある。

【００８９】図中には３つの街区形状１３１、１３２お
よび１３３があるが、そのうちの街区形状１３１および
１３２に注目する。それぞれの街区形状ベクトルａ、ｂ
は平行であり、しかも同一直線上にある。そしてこの２
つの街区形状１３１および１３２の間にある道路中心線
１３４は、図中横に走っている道路中心線１３５と接続
していない。

【００９０】これは、２つの街区形状１３１および１３
２の街区形状ベクトルのうち、道路中心線１３５の側近
にある街区形状ベクトルａ、ｂが同一直線上に乗ってい
るため、これらの街区形状ベクトルａおよびｂに対応す
る４５度平面１３６および１３７が重なってしまい、交
線がそこで途切れてしまうためである。２つの街区形状
ベクトルが同一直線状になく、わずかでも離れた平行線
上にあれば交線が他の交線と接することは先の例からわ
かる。

【００９１】なお、図中横に走る道路の幅が縦に走る道
路の幅より広い場合に、道路中心線１３４および１３５
が接続しなくなるが、図１４に示すように、図中横に走
る道路の幅が縦に走る道路の幅より狭いと道路中心線が
接続することがわかる。

【００９２】すなわち、縦に走る道路の幅が横に走る道
路の幅より広ければ問題ないのであるが、道路幅を変更
するのはデータを歪めてしまうことになる。そこで、上
述した街区形状ベクトル挿入処理と同様の方法により、
街区形状の角の部分を緩和してやる。これにより、図１
５に示すように、交差点付近では道路幅が広がったのと
同じ効果が得られ、道路中心線が接続するようになる。

【００９３】このとき、道路幅はリンクを構成する小区
間線分群の道路幅データの平均を用いれば良い。この平
均とは、各小区間線分の長さにその幅を乗じ、これを各
小区間線分の長さの総和で除したものである。このよう
して求めた道路幅に対して角を緩和した部分の影響は小
さいので、道路幅は充分正確であると言える。

【００９４】図１５は、この発明の実施の形態２におけ
る街区形状ベクトル挿入工程を概念的に示す図である。
図１５に示すように、図１３において道路中心線が接続
していなかった交差点の周囲の街区形状が変更されてお
り、太線が改めて求められた道路中心線である。なお、
道路中心線は必要なところのみ示してある。この処理に
より、正しく接続した道路中心線が得られたことがわか
る。

【００９５】図１６は、街区形状の一例を示す図であ
る。図１６に示す街区形状においては、街区形状の角が
鋭角である部分が存在する。図１６中の多角形は街区形
状、点線は街区形状ベクトルの始点および終点を頂点と
して接する多角形の辺同士のなす角の二等分線、太線は
求められた道路中心線である。なお、道路中心線は必要
なところのみ示してある。

【００９６】図１６において、交差点付近の道路中心線
が乱れているのは、図の左上にある斜線で示した三角形
の街区形状１６１のためである。街区形状１６１の右下
の角部ｐが鋭角であるので、角部ｐの両側の道路線街区
形状ベクトルａ、ｅに対応する４５度平面１６２および
１６３の交線１６４のｘｙ平面に対する傾き（ｘｙ平面
に対するｚ軸方向の仰角）が小さく、他の４５度平面に
対して影響する範囲が大きくなるためである。

【００９７】よって、上述の街区形状ベクトル挿入処理
と同様の処理を用いて、角部ｐの影響を緩和してやれば
良い。なお、このような処理は、上述した２つの処理
（図１１および図１２に示した道路中心線に歪みが生じ
た場合の処理、および、図１３および図１４に示した道
路中心線が交差点で接続されていない場合の処理）を組
み合わせて行うものである。

【００９８】図１７は、この発明の実施の形態２におけ
る街区形状ベクトル挿入工程を概念的に示す図である。
図１７に示すように街区形状１６１を変更すると、道路
中心線１６５が求まる。なお、道路中心線１６５は必要
なところのみ示してある。この処理により、より実際に
則した形状の道路中心線を求めることができる。

【００９９】図１８は、街区形状の一例を示す図であ
る。図１８に示すのは、街区形状ベクトルＢＣに対応し
て求められた錐体の側面の領域１８１が三角形領域であ
り、かつ、当該街区形状ベクトルＢＣに対して道路中心
線候補線分が一本も求められなかった場合である。図１
８中の多角形は街区形状、点線は街区形状ベクトルの始
点および終点を頂点として接する多角形の辺同士のなす
角の二等分線、太線は求められた道路中心線である。な
お、道路中心線は必要なところのみ示してある。

【０１００】図１８に示すとおり、求められた道路中心
線１８２および１８３は交差しており、その端点１８４
および１８５同士は接続していない。

【０１０１】図１９は、図１８に示す街区形状を立体的
に示す図である。図２０は、図１８に示す街区形状に対
して立体化処理を行う際の処理工程を概略的に示す図で
ある。図２１は、図１８に示す街区形状に対して立体化
処理を行う際の処理工程を概略的に示す図である。図２
２は、図２０に示す処理を行った後の街区形状を示す概
略図である。

【０１０２】図１９を用いて、道路中心線１８２および
１８３の端点１８４および１８５が接続していない状況
について詳しく説明する。図１９において、街区形状Ａ
ＢＣＤＥＦＧの街区形状ベクトルＢＣは三角形の領域１
８１を持っているが、取り出されるべき道路中心線１８
２および１８３にはこの三角形の領域１８１は無関係で
あることがわかる。

【０１０３】そして、街区形状ベクトルＡＢと街区形状
ベクトルＣＤに対して道路中心線を求める領域は、図２
０（ａ）に示すような五角形領域ＡＢＨＩＪ及びＣＤＫ
ＩＨでなくてはならないことがわかる。しかし、この発
明の構成では街区形状ベクトルＡＢと街区形状ベクトル
ＣＤに対して道路中心線を求める領域は、図２０（ｂ）
に示すような四辺形領域ＡＢＬＪおよびＣＤＫＭになっ
ており、その結果、図１８のような道路中心線が求まっ
てしまう。

【０１０４】以上より、三角形領域を有し、かつ、道路
中心線を作成できなかった街区形状ベクトル（この場合
は街区形状ベクトルＢＣ）を除外して道路中心線を求め
ることが必要である。そこで、当該街区形状ベクトルの
始終点（ベクトルＢＣにおいて始点はＢ、終点はＣ）に
それぞれ接続した２つの街区形状ベクトル（ベクトルＢ
Ｃに対しては街区形状ベクトルＡＢおよびＣＤ）を直線
的に延長したもの同士の交点（直線ＡＢおよびＣＤに対
しては交点Ｐを求め（図２１（ａ）参照）、当該街区形
状ベクトルＢＣの始点Ｂに接続する街区形状ベクトルＡ
Ｂの終点Ｂをこの交点Ｐの位置に変更し、街区形状ベク
トルＡＢの終点Ｂに接続する街区形状ベクトルＢＣの始
Ｃ点をこの交点Ｐの位置に変更する。

【０１０５】そして、道路中心線の作成に携わっていな
い街区形状ベクトルＢＣを削除し、この結果得られる街
区形状（図２１（ｂ）参照）を用いて計算すればよい。
図２２に示すように、このような変更において得られた
辺ＡＬおよびＬＤのなす角の二等分線２２１は、それぞ
れの元の街区形状ベクトルが持つ五角形領域の共通の線
分ＨＩと重なることになるので、変更前の街区形状ベク
トルＡＢおよびＣＤ（図２０（ａ）参照）の五角形領域
ＡＪＩＨＢおよびＩＫＤＣＨに対して道路中心線線分Ｈ
Ｉを求めているのと同じことになる。以上により街区形
状ベクトル削除工程が実現される。

【０１０６】上述の説明を補足すると、図２１は図１８
の場合の不必要な街区形状ベクトルの取り除き方を示す
図である。図２１（ａ）で街区形状ベクトルＡＢとＣＤ
をそれぞれ延長し、その交点をＬとする。そしてこの交
点を用いて街区形状ＡＢＣＤＥＦＧをＡＮＤＥＦＧに変
更したのが図２１（ｂ）である。

【０１０７】上述した処理は、全て自動的に行われるも
のであり、このようにして街区形状を変更し、改めて道
路中心線を抽出した例が図２２である。図中の太線が改
めて求められた道路中心線である。なお、道路中心線は
必要なところのみ示してある。この処理により、正しく
接続した道路中心線が得られたことがわかる。

【０１０８】ただし、このような不必要な三角形領域を
持つ街区形状ベクトルは、計算しないとその存在が分か
らない。また、三角形領域が連続する時は再帰的な変更
が必要である。そこで、変更した後に道路中心線の再計
算を有限回繰り返すことにより、最終的に正しい道路中
心線を得ることができる。

【０１０９】この際、変更になった街区形状ベクトルの
近傍の街区形状ベクトルのみについて道路中心線の再計
算を行うことにより、再計算処理を早くすることができ
る。

【０１１０】街区形状データに以上の変更を加え、後は
実施の形態１と同様の処理を行うことによって、道路ネ
ットワーク情報が生成できる。

【０１１１】図２３は、この発明によって得られた道路
中心線をデジタル街区地図ＤＢに重ね合わせた様子を示
す図である。以上のように説明した全ての処理をデジタ
ル街区地図ＤＢに示す地図に対して適用し、道路中心線
を抽出すると、図２３を得ることができ、デジタル地図
ＤＢの道路部分にあてはまる正確な道路中心線を求める
ことができることが確認できる。この発明によって生成
される道路ネットワークデータは精度の高い地図を基に
しているために精度が優れており、また、道路幅情報も
正確に求められるため、有用性が高く、かつ、自動的に
生成されるためにコストの削減が可能である。

【０１１２】

【発明の効果】この発明の道路ネットワーク情報自動生
成手法は、デジタル地図データベースが包含する多角形
の街区形状に基づいて、各街区形状に対して、当該街区
形状を構成する多角形を上面とする錐体を生成する工程
と、街区形状に対応する各錐体の集合としての街区立体
を生成するために、相隣接する街区形状に対応する錐体
の側面同士の交線を求める工程と、交線を谷線とする谷
部が刻まれた街区立体を生成し、街区立体の谷線をデジ
タル地図データベースから求まる道路中心線として求め
る工程とから構成されるので、正確な道路中心線を自動
的に求めることが可能であり、また、立体の稜線を求め
ているので、街区形状の街区形状ベクトルが平行である
かどうかの推定を行う必要もなく、交差点位置などでの
複雑な処理も必要ないので、構成が簡単になっている。

【０１１３】また、上記デジタル地図データベースに包
含される街区形状を表す多角形を上面として生成した錐
体の側面と上面とのなす角が一定角度である錐体によっ
て構成される街区立体を生成することを特徴とするの
で、道路ネットワークデータの道路幅情報が不正確であ
っても、これを正確な情報にすることができる。

【０１１４】また、上記街区形状データを三次元空間の
ｘｙ平面上に配置し、この多角形を上面とする錐体の上
記側面がｚ軸方向の負の領域に存在するように上記街区
立体を生成することを特徴とするので、簡単に正確な道
路中心線を求めることができる。

【０１１５】この発明の道路ネットワーク情報自動生成
装置は、街区形状データを包含するデジタル地図データ
ベースを記憶する第一記憶装置と、街区形状を構成する
多角形を上面とする錐体を生成すると共に、相隣接する
街区形状に対応する錐体の側面同士の交線を求め、各錐
体を当該交線で接続して、交線を谷線とする谷部を有す
る街区立体を生成し、街区立体に刻まれた谷部の谷線
を、デジタル地図データベースから求まる道路中心線と
して抽出する道路中心線抽出部と、道路中心線を道路ネ
ットワークデータとして記憶する第二記憶装置とを備え
ることを特徴とするので、正確な道路中心線を自動的に
求めることが可能であり、また、立体の稜線を求めてい
るので、街区形状の街区形状ベクトルが平行であるかど
うかの推定を行う必要もなく、交差点位置などでの複雑
な処理も必要ないので、構成が簡単になっている。

【０１１６】また、上記道路中心線抽出部は、街区形状
データに基づいて、本来接続するはずの上記街区立体の
谷線が接続していない箇所について、谷線が接続するよ
うに上記街区形状データに形状変更処理を行い、修正街
区形状データを生成する街区形状データ修正手段をさら
に備えるので、正確に道路中心線を求めることができる
と共に、精度の高い道路ネットワーク情報を提供するこ
とができる。

【０１１７】また、上記道路中心線抽出部は、錐体の一
の側面に対して、一の側面に隣接する側面以外の全ての
側面と、一の側面との交線を道路中心線候補線分として
抽出する候補線分作成部と、候補線分作成部によって作
成された複数の道路中心線候補線分の中から、街区立体
の表面に現れる線分のみを選択すると共に、これらの線
分を接続して道路中心線を作成する線分加工部とを備え
ることを特徴とするので、正確に道路中心線を求めるこ
とができると共に、精度の高い道路ネットワーク情報を
提供することができる。

【０１１８】また、上記候補線分作成部は、二つの側面
からその交線を線分として求める際に、錐体の側面の形
状をｘｙ平面上に投射してその投射領域を求め、二つの
側面の交線をｘｙ平面上に投射し、二つの投射領域が共
通の領域を持ち、かつ、交線がこの共通領域を通るとき
は、交線の上記二つの領域内の線分を、側面上に投射し
て道路中心線候補線分とする交線座標変換工程を備える
ことを特徴とするので、正確に道路中心線を求めること
ができると共に、精度の高い道路ネットワーク情報を提
供することができる。

【０１１９】また、上記線分加工部は、錐体の側面に対
して得られた複数の道路中心線候補線分を、複数の道路
中心線候補線分の交点によって小区間線分に分割し、こ
れらの小区間線分と、小区間線分を含む側面に対応する
街区形状を構成する多角形の辺と、辺の両端にある多角
形の頂点における角の二等分線とによって囲まれる領域
の面積を最小とする小区間線分群を取り出す小区間線分
群抽出工程を行うことを特徴とするので、正確に道路中
心線を求めることができると共に、精度の高い道路ネッ
トワーク情報を提供することができる。

【０１２０】また、上記小区間線分群抽出工程におい
て、取り出された小区間線分群の各小区間線分の始点及
び終点のｚ軸方向の値を用いて道路幅データを求め、こ
の道路幅データを各小区間線分の付随情報として記憶す
る、という道路幅データ作成工程を備えることを特徴と
するので、正確に道路中心線を求めることができると共
に、精度の高い道路ネットワーク情報を提供することが
できる。

【０１２１】また、上記街区形状データ変更部におい
て、ある街区形状データ中の連続した二つの街区形状ベ
クトルのなす角度があるしきい値の範囲にあるとき、二
つの街区形状ベクトルのうちの一の街区形状ベクトルの
始点を固定したまま長さを縮めて終点の位置を変更する
と共に、他方の街区形状ベクトルの終点を固定したまま
長さを縮めて始点の位置を変更し、一の街区形状ベクト
ルの変更後の終点と、他の街区形状ベクトルの変更後の
始点との間に、新たな街区形状ベクトルを挿入する街区
形状ベクトル挿入工程をさらに備えることを特徴とする
ので、正確に道路中心線を求めることができると共に、
精度の高い道路ネットワーク情報を提供することができ
る。

【０１２２】さらに、上記街区形状データ変更部におい
て、いずれかの街区形状データ中のいずれかの街区形状
ベクトルの始点及び終点に接続する街区形状ベクトル
を、それぞれ延長してこれらの交点を求め、街区形状ベ
クトルの始点に接続する街区形状ベクトルの終点をその
交点の位置に変更すると共に、街区形状ベクトルの終点
に接続する街区形状ベクトルの始点をその交点の位置に
変更することにより、始点および終点が変更された街区
形状ベクトルを削除する街区形状ベクトル削除工程をさ
らに備えることを特徴とするので、正確に道路中心線を
求めることができると共に、精度の高い道路ネットワー
ク情報を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１において街区形状に
立体化処理を行う工程を概念的に示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１における道路ネット
ワーク情報の自動生成手法を立体図形を用いて示す図で
ある。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る装置の機能を
概略的に示すブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態１における街区形状を
立体化処理する処理工程を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１において、道路中心
線候補線分を求める処理を概念的に示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態１において、道路中心
線候補線分を決定する処理を概念的に示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態１において、道路中心
線候補線分を決定する処理を概念的に示す図である。

【図８】 この発明の実施の形態１において、道路中心
線候補線分を求める処理を概念的に示す図である。

【図９】複数の道路中心線候補線分から一本の道路中心
線を作成する方法を説明するための図である。

【図１０】 この発明の実施の形態１に係る装置の機能
を概略的に示すブロック図である。

【図１１】 この発明の実施の形態２における道路中心
線を求める処理を概念的に示す図である。

【図１２】 この発明の実施の形態２における街区形状
ベクトル挿入工程を概念的に示す図である。

【図１３】 この発明の実施の形態２における道路中心
線を求める処理を概念的に示す図である。

【図１４】 街区形状から道路中心線を求めた例を示す
図である。

【図１５】 この発明の実施の形態２における街区形状
ベクトル挿入工程を概念的に示す図である。

【図１６】 街区形状から道路中心線を求めた例を示す
図である。

【図１７】 この発明の実施の形態２における街区形状
ベクトル挿入工程を概念的に示す図である。

【図１８】 街区形状から道路中心線を求めた例を示す
図である。

【図１９】 図１８に示す街区形状を立体的に示す図で
ある。

【図２０】 図１８に示す街区形状に対して立体化処理
を行う際の処理工程を概略的に示す図である。

【図２１】 図１８に示す街区形状に対して立体化処理
を行う際の処理工程を概略的に示す図である。

【図２２】 図２０に示す処理を行った後の街区形状を
示す概略図である。

【図２３】 この発明によって得られた道路中心線をデ
ジタル街区地図ＤＢに重ね合わせた様子を示す図であ
る。

【図２４】 街区形状のみを示す住宅地図（縮尺２５０
０分の１）を示す図である。

【図２５】 修正された街区形状から道路中心線を求め
た例を示す図である。

【図２６】 図２４の詳細地図ＤＢと図２５の道路ネッ
トワークデータとを座標変換して重ね合わせた地図を示
す図である。

【符号の説明】

６１ 第一記憶装置、６２ 道路中心線抽出部、６３
ネットワークデータ作成部、６４ 第二記憶装置、７１
街区形状データ変更部、６２１ 交線作成部、６２２
交線加工部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上川 哲生 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル地図データベースが包含する多
   角形の街区形状に基づいて、各街区形状に対して、当該
   街区形状を構成する多角形を上面とする錐体を生成する
   工程と、 上記街区形状に対応する各錐体の集合としての街区立体
   を生成するために、相隣接する街区形状に対応する錐体
   の側面同士の交線を求める工程と、 上記交線を谷線とする谷部が刻まれた上記街区立体を生
   成し、当該街区立体の谷線を上記デジタル地図データベ
   ースから求まる道路中心線として求める工程とから構成
   される道路ネットワーク情報自動生成手法。
2. 【請求項２】 上記デジタル地図データベースに包含さ
   れる街区形状を表す多角形を上面として生成した錐体の
   側面と上記上面とのなす角が一定角度である錐体によっ
   て構成される街区立体を生成することを特徴とする請求
   項１記載の道路ネットワーク情報自動生成手法。
3. 【請求項３】 上記街区形状データを三次元空間のｘｙ
   平面上に配置し、この多角形を上面とする錐体の上記側
   面がｚ軸方向の負の領域に存在するように上記街区立体
   を生成することを特徴とする請求項１または２に記載の
   道路ネットワーク情報自動生成手法。
4. 【請求項４】 街区形状データを包含するデジタル地図
   データベースを記憶する第一記憶装置と、 街区形状を構成する多角形を上面とする錐体を生成する
   と共に、相隣接する街区形状に対応する錐体の側面同士
   の交線を求め、上記各錐体を当該交線で接続して、当該
   交線を谷線とする谷部を有する街区立体を生成し、当該
   街区立体に刻まれた谷部の谷線を、上記デジタル地図デ
   ータベースから求まる道路中心線として抽出する道路中
   心線抽出部と、 上記道路中心線を道路ネットワークデータとして記憶す
   る第二記憶装置とを備えることを特徴とする道路ネット
   ワーク情報自動生成装置。
5. 【請求項５】 上記道路中心線抽出部は、上記街区形状
   データに基づいて、本来接続するはずの上記街区立体の
   谷線が接続していない箇所について、当該谷線が接続す
   るように上記街区形状データに形状変更処理を行い、修
   正街区形状データを生成する街区形状データ修正手段を
   さらに備える請求項４に記載の道路ネットワーク情報自
   動生成装置。
6. 【請求項６】 上記道路中心線抽出部は、 上記錐体の一の側面に対して、当該一の側面に隣接する
   側面以外の全ての側面と、上記一の側面との交線を道路
   中心線候補線分として抽出する候補線分作成部と、 上記候補線分作成部によって作成された複数の道路中心
   線候補線分の中から、 上記街区立体の表面に現れる線分のみを選択すると共
   に、これらの線分を接続して道路中心線を作成する線分
   加工部とを備えることを特徴とする請求項４または５に
   記載の道路ネットワーク情報自動生成装置。
7. 【請求項７】 上記候補線分作成部は、二つの側面から
   その交線を線分として求める際に、上記錐体の側面の形
   状をｘｙ平面上に投射してその投射領域を求め、二つの
   側面の交線をｘｙ平面上に投射し、二つの投射領域が共
   通の領域を持ち、かつ、当該交線がこの共通領域を通る
   ときは、当該交線の上記二つの領域内の線分を、側面上
   に投射して道路中心線候補線分とする交線座標変換工程
   を備えることを特徴とする請求項６に記載の道路ネット
   ワーク情報自動生成装置。
8. 【請求項８】 上記線分加工部は、上記錐体の側面に対
   して得られた複数の道路中心線候補線分を、当該複数の
   道路中心線候補線分の交点によって小区間線分に分割
   し、これらの小区間線分と、当該小区間線分を含む側面
   に対応する上記街区形状を構成する多角形の辺と、当該
   辺の両端にある上記多角形の頂点における角の二等分線
   とによって囲まれる領域の面積を最小とする小区間線分
   群を取り出す小区間線分群抽出工程行うことを特徴とす
   る請求項４ないし５記載の道路ネットワーク情報自動生
   成装置。
9. 【請求項９】 上記小区間線分群抽出工程において、取
   り出された小区間線分群の各小区間線分の始点及び終点
   のｚ軸方向の値を用いて道路幅データを求め、この道路
   幅データを各小区間線分の付随情報として記憶する、と
   いう道路幅データ作成工程を備えることを特徴とする請
   求項８に記載の道路ネットワーク情報自動生成装置。
10. 【請求項１０】 上記街区形状データ変更部において、
    ある街区形状データ中の連続した二つの街区形状ベクト
    ルのなす角度があるしきい値の範囲にあるとき、二つの
    街区形状ベクトルのうちの一の街区形状ベクトルの始点
    を固定したまま長さを縮めて当該終点の位置を変更する
    と共に、他方の街区形状ベクトルの終点を固定したまま
    長さを縮めて当該始点の位置を変更し、一の街区形状ベ
    クトルの変更後の終点と、他の街区形状ベクトルの変更
    後の始点との間に、新たな街区形状ベクトルを挿入する
    街区形状ベクトル挿入工程をさらに備えることを特徴と
    する請求項５に記載の道路ネットワーク情報自動生成装
    置。
11. 【請求項１１】 上記街区形状データ変更部において、
    いずれかの街区形状データ中のいずれかの街区形状ベク
    トルの始点及び終点に接続する街区形状ベクトルを、そ
    れぞれ延長してこれらの交点を求め、当該街区形状ベク
    トルの始点に接続する街区形状ベクトルの終点をその交
    点の位置に変更すると共に、当該街区形状ベクトルの終
    点に接続する街区形状ベクトルの始点をその交点の位置
    に変更することにより、当該始点および終点が変更され
    た街区形状ベクトルを削除する街区形状ベクトル削除工
    程をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の道
    路ネットワーク情報自動生成装置。