JPS62106577A - 立体地形図表示装置 - 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】 Ａ産業上の利用分野 本発明は立体地形図表示装置に関し、地図、航空写真な
どのように２次元平面上に表されている地形模様情報を
、地形の起伏に対応する立体地形図として表示し得るよ
うにしたものである。

Ｂ発明の概要 本発明は地図、航空写真などのような地形模様情報に基
づいて立体地形図を表示し得るようになされた立体地形
図表示ＷｉＹｔにおいて、地形の起伏を表す地形曲面デ
ータ上に地形模様画像データをマツピングすることによ
り、容易に立体地形画像を作成表示することができる。

Ｃ従来の技術 従来コンピュータグラフィックスを利用して立体的な地
形図を得る場合には、まず地形の起伏に対応する立体曲
面をコンピュータによって演１γし、その演算の結果得
られる立体曲面上に、地図模様を描くように、色彩を塗
り分けて行くようにすることによって、全体として地図
をその等高線が表す立体的な起伏をもった立体画像とし
て表示装置上に表示するような手法が用いられていた。

Ｄ発明が解決しようとする問題点 ところがこの従来の方法によると、地形の起伏を表して
なる立体曲面をコンピュータによって演算する際に、長
大な演算時間を必要とする不都合があり、これに加えて
、地形の起伏を表す立体曲面上に地図模様を描く際に、
観る者に、あたかも地形そのものを見ているかのような
印象を与えるような地図模様を、色付けするには特殊な
技量（いわゆる絵心）が必要となり、かかる技量をもた
ないオペレータが立体地形図を作成することば掻めで困
難であった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、実用上十
分に短い時間の間に、特殊な技量をもたないオペレータ
であっても、容易に立体地形図を形成することができる
ようにした立体地形図表示装置を提案しようとするもの
である。

Ｅ問題点を解決するための手段 かかる問題点を解決するため本発明においては、地形模
様情報ＤＴＰに基づいて２次元平面でなる加面ＳＯＲ上
に地形模様画像データを得ると共に、地形起伏情報Ｄｒ
＋＋及び視点位置情報り、。９に基づいて加面ＳＯＲ上
の座標に対応する地形の起伏を表す地形曲面データＳＤ
Ｆを得、地形模様画像データを地形曲面データＳＤＦに
よって画像変換することにより、地形曲面データＳＤＦ
が表す地形曲面上に地形模様画像データをマツピングし
て立体地形画像ＤＩＰを作成するようにする。

Ｆ作用 地形模様情報ＤＴＰに基づいて２次元平面でなる加面Ｓ
ＯＲ上に表された地形模様画像データを作成し、地形起
伏情報Ｄ□及び視点位置情報り、。９に基づいて、地形
の起伏を表す地形曲面データを作成する。

そして地形曲面データＳＤＦが表す地形曲面上に、地形
模様画像データをマツピングすれば、表示画像上には、
２次元平面でなる加面ＳＯＲ上に表示されていた地形模
様画像データが、地形曲面データが表す地形曲面上に張
り付けられた状態で、所定の視点から眺めたと同様の立
体画像を表示装置３上に表示させることができる。

かくするにつき、地形曲面上に地形模様を塗り分けるよ
うな特殊な技量をもたないオペレータによっても、容易
に立体地形画像を作成することができる。

Ｇ実施例 以下図面について、本発明の一実施例を詳述する。

第１図において、１は全体として立体地形図表示装置を
示し、地形の起伏を表す立体曲面を形成する地形曲面作
成部２と、この地形曲面作成部２によって作成された地
形曲面上に地形模様をマツピングして表示装置３上に表
示させる地形模様マツピング部４とを有する。２ 地形模様マツピング部４は地形模様画像データメモリ１
１を含んでなる画像変換装置１２を具え、テレビジョン
カメラ１３によって地図ｘ４ヲｆＭ（Ｉ＋することによ
って得られる地形模様信号Ｓア。イをアナログ／ディジ
タル変換回路１５において地形模様データＤ　ＴＯＭに
変換して地形模様画像データＤＴＰとして地形模様画像
データメモリ１１に格納するようになされている。

ここで地形模様画像データＤＴＰは、地図１　、を上に
描かれている等高線の表示、川、山、平野などの表示、
道路、付落、市街地などの表示、畑、田、森などの表示
を、２次元平面上に表してなる地図精籾で構成され、か
くして地形模様画像データメモリ１１に格納される地形
模様画像データは、第２図に示すように、２次元平面で
なる加面ＳＯＲ上に各表示要素を配列してなる地形模様
データによって構成されることになる。

以上の構成に加えて、この実施例の場合、地形模様マツ
ピング部４は、地形模様データヘース１６を有し、アナ
ログ／ディジタル変換回路１５の出力端に得られる地形
模様データＤ　ＴＯＨと同様のディジタルデータでなる
画像データＤ、１．を地形模様画像データＤＴＰとして
地形模様画像データメモリ１１に人力し得るようになさ
れている。

地形曲面作成部２は、コンピュータ構成の曲面作成装置
２１を有し、地形データベース２２から地図上の各点を
表す地形データＤＦＬＮを読み出して、高度データベー
ス２３から対応する高度データＤｏ＋ｃ　　（第３図）
をアクセスすることにより、地図を構成する各表示要素
のｘｙ平面上の位置に対応する高度データ［）ｇ＋ｅを
高度データベース２３から読み出して２軸方向の位置を
演算により求める。この演算結果は、ｘｙ平面上の位置
を表す地形データＤ　ＰＬＮの地点を、その高度を表す
高度データＤ□１６の分だけＺ軸方向にもち上げてなる
地形曲面を表している。

このように、地形データＤＰＬＮ及び高度データＤｎ＋
。は、地形の起伏を表す地形起伏情報Ｄ２．４として、
曲面作成装置２１に人力され、地形曲面の作成演算に供
される。

曲面作成装置２１は、この地形曲面を、例えばジョイス
ティック構成の視点設定データ入力手段２４から入力さ
れる視点データＤ、。９が指定する視点位置から地形曲
面を眺めたと同様の地形曲面データＳＤＦ　（第５図）
を演算して地形曲面データメモリ２５に格納する。

ここで視点データＤＰＯｖはｘｙｚ空間の空間位置を表
しており、従ってオペレータが視点設定データ人力手段
２４を用いて必要に応じて視点位置を変更して行ったと
き、曲面作成装置２１はその都度地形データＤＰＬＨ及
び高度データＤ、、、Ｇに基づいて新たな視点から見た
地形曲面データを作成して地形曲面データメモリ２５に
格納し直すようになされている。

曲面作成装置２１は、地形曲面データメモリ２５に格納
されている地形曲面データを画像変換データＤ　Ｄ！Ｆ
　として画像変換装置１２に供給し、地形模様画像デー
タメモリ１１に格納されている各表示要素の表示位置を
、画像変換データＤＩ）ＥＦによって指定された表示装
置３の表示画面上の座標位置に変換演算する。かくして
表示装置３の表示画面上に、第６図に示すように、２次
元平面的な地図を、地形曲面データメモリ２５に格納さ
れている地形曲面データＳＤＦが表す立体曲面上にマツ
ピングしてなる立体地形画像ＤＩＰを得るようになされ
ている。

ここで画像変換装置１２としては、特開昭５８−１９９
７５号公報に開示のものを適用し得、次の手順で地形模
様画像データを地形曲面上にマツピング処理する。

すなわち、先ず第４図に示すように、地形模様が表され
ているｘｙ座標上の層面ＳＯＲを必要に応した大きさの
微小頭域ＥＲに分割し、各分割６１域ＥＲの１つの代表
点Ｐ＊について、画像変換データＤ　ｒｒｔｒに基づく
変形演算を実行することによって、変形曲面ＳＤＦ上に
座標変換する。

かくして、変形曲面ＳＤＦ上に、代表点ｐＨによる変換
画像が形成されるが、画像変換装置１２は続いて当該変
換後の各代表点を中心として、周囲にある４つの代表点
から、当該中心の代表点を含む所定の大きさの平行四辺
影領域を形成しく互いに隣合う代表点を結ぶ方向に沿う
辺をもつ）、この平行四辺形領域内に含まれる各画素の
位置を、補間演算によって求める。

この補間演算は、加面ＳＯＲ上の対応する分割領域ＥＲ
と、その内部に含まれている各画素の位置関係を基準に
して変換後の平行四辺形領域内の画素の位ｌが決められ
る。

かくして変形曲面ＳＤＦ上の平行四辺形領域内の各画素
の位置が決まると、画像変換′！Ａ置１２は変形曲面Ｓ
ＤＦ上の画素に対して、加面ＳＯＲ上の対応する画素が
もっている画像情報を割り当てる。その結果側面ＳＯＲ
上に描かれていた地形模様が、画像変換データＤ０口に
よって画像変換されて地形曲面上に張り付けられた（す
なわちマツピングされた）立体表示画像を、表示装置３
上の表示画面上に表示し得ることになる。

以上の構成において、画像変換装置】２は、テレビジョ
ンカメラ１３によって地図１４上の地形模様を撮像して
得られる地形模様データＤ　ＴＯＮを、又は地形データ
ヘースの出力Ｄ２．．でなる地形模様画像データＤＴＰ
（第２図）をｘｙ平面上の画像データとして地形模様画
像データメモリ１１に格納する。

この状態において、曲面作成装置２１は、地形データベ
ース２２の地形データＤ、１、及び高度データベース２
３の高度データＤ。１Ｇ　と、視点設定データ入力部２
４の視点データＤ２゜９とに基づいて、地形曲面データ
ＳＤＦ　（第５図）を形成する。

この地形曲面データＳＤＦは立体曲面を視点位置から見
たときの立体画像を２次元平面上に表示したと同様の画
像でなり、その表面は地形の起伏に（（応した凹凸を表
しているが、地図模様は付されていない。このような地
形曲面データＳＤＦは地形曲面データメモリ２５に格納
されており、これが画像変換データＤ　ＤＥＦとして画
像変換装置１２に供給される。

画像変換装置１２は、地形模様画像データメモリ１１に
格納されている地形模様画像データＤＴＰを加面ＳＯＲ
（第４図）上の各分割領域ＥＲごとに画像変換データＤ
　ＤＥ、による座標変換を実行し、これにより、地形曲
面データＳＤＦ上に地形８１様画像データＩ）ｒｒをマ
ツピングしてなる立体地形画像ＤＩＰ　（第６図）が表
示装置３の表示画面上に表示されることになる。

上述のように構成すれば、表示装置３に立体地形画像Ｄ
ＩＰを表示させるにつき、２次元平面上に表された地形
模様画像データＤＴＰを、　地形データＤＰＬＮ及び高
度データＤ　ＨＩＧと、視点データＤ　ＦＯＶとによっ
て形成された地形曲面データＳＤＦが表す地形曲面上に
マツピングするように構成したことにより、従来の場合
のようにオペレータが地形の起伏を表す曲面上に地図模
様を描くといった特殊な技量を必要とすることなく、容
易に立体地形画像を作成することができる。

しかもオペレータは、視点設定データ入力手段２４を用
いて、視点位置を変更することによって、地形曲面デー
タＳＤＦが表す地形曲面の形状を変形させることによっ
て、当該指定された視点から地形を見たと同様の立体地
形画像ＤＩＰを作成することができる。

以上の構成の立体地形表示装置１は、操縦シュミレーシ
ョン装置に適用し得る。この場合、視点が移動をしたと
き、地形模様画像データメモリ１１から読み出すべき地
形模様データの範囲、地形データヘース２２及び高度デ
ータヘース２３からそれぞれ読み出すべき地形データＤ
　ＰＬＮ及び高度データＤ　ＨＩＧの範囲を変更できる
ようになされ、かくしてあたかも地形上を飛行機で移動
している場合と同様に、視点が移動すればこれに応じて
見える視野が変化するような立体地形画像を得ることが
できる。

すなわら、第１図の立体地形図表示装置１において、画
像変換装置１２には、第７図に示すように、テレビジョ
ンカメラ１３によって航空写真を盪像することによって
得られる地形模様画像データＤＴＰを地形模様画像デー
タメモリ１１に格納しておく。かくして画像変換装置１
２が地形模様画像データを曲面作成装置２１からの画像
変換データＤ、□によって画像を変換して表示装置３上
に表示させれば、表示装置３の表示画面上には、航空写
真３１を地形曲面データＳＤＦ　（第５図）上にマツピ
ングしてなる立体地形画像ＤＩＰ　（第８図）が得られ
る。

第８図の立体地形画像ＤＩＰは、航空写真３１の所定の
範囲を手前上方位置にある視点から見たような立体地形
図を得ているが、この状態において視点を矢印３２で示
すように左後方に移動して行くとすれば、新たな視点か
ら見える航空写真３１の領域は左後方に移動して行くは
ずである。

このような観点から、曲面作成装置２１は地形データベ
ース２２から読み出す地形データＤ　！ＩＬＨの範囲及
び高度データヘース２３から読み出ずべき高度データＤ
）ＪＩＧの範囲を、第９図において破線で示す様に、左
後方へ移動させ、当該移動後の地形データＤＰＬＮ及び
高度データＤＩｌｌＧを読み出す。この時視点の移動に
よって見えなくなる右前方部分のデータを地形曲面デー
タメモリ２５に格納してお（必要がなくなるので、当該
必要がなくなったメモリエリアに、新たに記憶しなけれ
ばならないデータを格納するようにすることにより、地
形曲面データメモリ２５の容量を増大させることなく、
視点の移動に伴う地形データＤ、い及び高度データＤ　
ＨＩＧの入れ換えをなし得る。

このような視点の移動に伴って変化した画像変換データ
Ｄ８２．が曲面作成装置２１から画像変換Ａ置１２に供
給されると、画像液換装″１１１２は、第１０図に示す
ように地形模様画像データメモリ１１から読み出すべき
地形模様画像データＤＴＰを第９図の場合と同様にして
左後方の範囲に移動させる。

このようにすれば、あたかもオペレータが航空機に搭乗
して右下方の地形を眺めていると同様の立体地形画像を
、表示装置３の表示画面上に表示さゼることかでき、従
って操縦シュミレーション装置に適用して好適な立体地
形図表示装置を実現し得る。

１１発明の効果 以上のように本発明によれば、特殊な技量をもたないオ
ペレータであっても、地形の起伏と同しような起伏をも
っているように見える立体地形画像ＤＩＰを、容易に作
成し得る立体地形図表示装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による立体地形図表示装置の一実施例を
示すブロック図、　第２図は第１図の画像変換装置１２
に供給される地形模様画像データＤＴＰを表す路線図、
第３図は第１図の地形データベース２２及び高度データ
ベース２３に格納されている地形起伏データＤＰＩＩを
表す路線図、第４図は画像変換装置１２において作成さ
れる廃血Ｓ○Ｒを示す路線図、第５図は第１図の曲面作
成装置２１において作成される地形曲面データＳ　Ｄ　
Ｆを示す路線図、第６図は表示装置３上に表示される立
体地形画像ＤＩＲを示す路線図、第７図は本発明の他の
実施例に用いられる航空写真に基づく地形模様画像デー
タを示す路線図、第８図は第７閣の航空写真を画像変換
装置１２において変換することによって得られる立体地
形画像ＤＩＰを示す路線図、第９図及び第１０図は第８
図において視点が移動したときのデータの変化を示す路
線図である。 １・・・・・・立体地形図表示装置、２・・・・・・地
形曲面作成部、３・・・・・・表示装置、４・・・・・
・地形模様マツピング部、１１・・・・・・地形模様画
像データメモリ、１２・・・・・・画像変換装置、１３
・・・・・・テレビジョンカメラ、１４・・・・・・地
図、２１・・・・・・曲面作成装置、２２・・・・・・
地形データベース、２３・・・・・・高度データベース
、２４・・・・・・視点設定データ入力手段、２５・・
・・・・地形曲面データメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 地形模様情報に基づいて２次元平面でなる原面上に地形
   模様画像データを得ると共に、 地形起伏情報及び視点位置情報に基づいて上記原面上の
   座標に対応する地形の起伏を表す地形曲面データを得、 上記地形模様画像データを上記地形曲面データによつて
   画像変換することにより、上記地形曲面データが表す地
   形曲面上に上記地形模様画像データをマッピングして立
   体地形画像を作成することを特徴とする立体地形図表示
   装置。