KR20220046585A - 초해상도 입체시화 처리 시스템 및 초해상도 입체시화 처리 프로그램을 기억한 기억 매체. - Google Patents

Abstract

지리원의 DEM을 사용한 적색 입체시 화상을 확대하였다고 해도, 재기(들쭉날쭉함)의 발생을 억제하고, 또한 상세한 해상도로 요철의 화상으로 보일 수 있는 초해상도 입체시화 처리 시스템을 얻는다. 5mDEM 기반 지도 Fa를 기억한 기반 지도용 데이터베이스(110)와, 5mDEM 메쉬 판독부(112)와, 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)과, 평면 직각 좌표 변환부(115)와, 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)과, 래스터화 처리부(135)와, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)와, 매끄러운 처리부(141)와, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)와, 고려 거리 격자수 산출부(148)와, 적색 입체시 화상 생성부(145)와, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어) 등을 구비하여, 5mDEM의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'를 표시부(200)의 화면에 얻는다.

Description

초해상도 입체시화 처리 시스템 및 그 프로그램

본 발명은, 초해상도 입체시화 처리 시스템에 관한 것이다.

근년에는 국토 지리원(이하, 지리원이라 함)이, 인터넷망으로 디지털 표고 모델(DEM: Digital Elevation Model)을 공개하고 있다.

이 DEM은, 항공기로부터 레이저광을 지상에 조사하여 얻은 각각의 레이저 계측점을 TIN(triangulated irregular network)으로 연결하고, 이것에 경도차, 위도차 0.2초(약 5m) 간격 혹은 경도차, 위도차 0.4초(약 10m)의 메쉬로 구획한 프레임을 씌우고, 각각의 메쉬의 중심점의 높이를, 그 중심점을 포함하는 TIN의 정점의 높이로부터 내삽 보간에 의해 구하고 있다.

이와 같은 DEM을 사용하여 근년에는, 특허문헌 1에 기초하는 적색 입체 지도가 지리원으로부터 공개되었다.

적색 입체 지도의 개요는, 5mDEM(Digital Elevation Model)을 사용하여 경사도와, 지상 개방도, 지하 개방도를 구하고, 지상 개방도와 지하 개방도 경사도로부터 능선곡도(부침도라고도 함)를 구하고, 경사도에 적색의 채도를 할당하고, 능선곡도를 명도에 할당하여 합성해서 생성하고 있다.

한편, 근년에는, 적색 입체 지도는, 재해 방지, 부동산의 가치 등의 관점에서, 수백미터의 좁은 범위(에어리어라고도 함)에 있어서도 상세하게 입체적으로 가시화할 필요성이 요구되고 있다.

일본 특허 제3670274호 공보

그러나, 적색 입체 지도는, 지형 요철을 보다 상세하게 보려고 확대한 경우에는 도 46에 도시한 바와 같이 재기(jaggy)(들쭉날쭉함)가 발생한다. 도 46은 5mDEM에 기초하는 적색 입체 지도를 국토 지리원의 25000분의 1 도시도에 겹친 예를 나타내고 있다.

즉, 지리원 지도에 적색 입체 지도를 겹치거나 확대하더라도 재기(들쭉날쭉함)로 인하여, 입체적으로 보이지 않는다.

본 발명은 이상의 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 지리원의 DEM을 사용한 적색 입체시 화상을 확대하더라도, 재기(들쭉날쭉함)의 발생을 억제하고, 또한 상세한 해상도의 요철 화상으로 표현할 수 있는 초해상도 입체시화 화상 생성 방법 취득을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 초해상도 입체시화 처리 시스템은,

(A). 수치 표고 모델용 메모리에 기억되어 있는 수치 표고 모델의 소정 에어리어의 위도 경도의 메쉬군을 평면 직각 좌표로 평면 직각 좌표용 메모리에 정의하는 수단과,

(B). 상기 평면 직각 좌표용 메모리에 정의된 평면 직각 좌표의 메쉬군의 각각의 X 방향의 변을 균등하게 홀수(1: 포함하지 않음)로 분할하는 분할 거리를 구하는 수단과,

(C). 상기 소정 에어리어에 대응하는 영역의 이차원 평면(X-Y)을 메모리에 정의하고, 이 메모리의 이차원 평면(X-Y)을 상기 분할 거리로 분할하여 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 분할 거리의 사이즈의 미세 격자를 정의하는 수단과,

(D). 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 평면 직각 좌표의 메쉬군을 정의하고, 상기 미세 격자의 표고값을 보간한 보간 후 표고값을 구하는 수단과,

(E1). 상기 사이즈의 격자를 평활용 격자로 하고, 이 평활용 격자를 종횡으로 상기 홀수의 개수로 배열한 평활용 격자군으로 이루어지는 평활 메쉬를 생성하는 수단과,

(E2). 상기 이차원 평면(X-Y)에 정의된 상기 미세 격자를 순차적으로 지정하고, 이 지정된 미세 격자마다 상기 평활 메쉬의 중앙의 평활용 격자를, 그 미세 격자에 정하여 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 평활 메쉬를 정의하고, 이 평활 메쉬에 있어서의 미세 격자군의 보간 후 표고값군에 기초하여 평활한 평활 후 표고값을 구하고, 이 평활 후 표고값을 상기 지정한 미세 격자에 할당하는 수단과,

(F). 상기 이차원 평면(X-Y)의 미세 격자에 상기 평활 후 표고값이 할당될 때마다, 이 미세 격자를 주목점으로 하고, 이 주목점마다, 이 주목점으로부터의 고려 거리를 상기 분할 거리에 대응하는 미세 격자수로 정의하고, 이 미세 격자수 내에 있어서의 부침도를 구하고, 이 부침도를 해조 표시하는 수단을 구비한 것을 요지로 한다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, DEM을 사용한 초해상도 입체시 화상을 확대하더라도, 재기(들쭉날쭉함)가 보이지 않게 되고, 또한 상세한 해상도로 요철이 입체적으로 보인다.

또한, 격자상의 아티팩트가 발생하지 않는다.

도 1은 실시 형태 1의 초해상도 입체시화 처리 시스템의 개념을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 종래의 5mDEM을 사용하여 생성한 5mDEM 적색 화상 GRoi와 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'의 비교 설명도이다.
도 3은 실시 형태 1의 초해상도 입체시화 시스템의 개략 구성도이다.
도 4는 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai의 구체 예의 설명도이다.
도 5는 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai에 기초하는 위도 경도 5m 메쉬 Mai의 구체 예의 설명도이다.
도 6은 평면 직각 좌표 5mDEM 포인트 데이터 Pbi(xbi, ybi, zbi, ··)의 구체적인 설명도이다.
도 7은 평면 직각 좌표 5mDEM 포인트 데이터 Pbi에 기초하는 평면 직각 5m 메쉬 Mbi의 구체 예의 설명도이다.
도 8은 정각 원통 도법의 설명도이다.
도 9는 5m 평면 직각 메쉬 Mbi의 설명도이다.
도 10은 미세 격자용 메모리(142)의 X-Y 평면의 0.559m 사이즈의 미세 격자 mi의 설명도이다.
도 11은 분할 후의 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)의 삼각형의 좌표 예의 설명도이다.
도 12는 등고선 데이터를 컬러 표시(평면 직각 좌표)시키고, 이 컬러 단채도 상에 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 겹친 예의 설명도이다.
도 13은 TIN 바이너리 보간의 설명도이다.
도 14는 TIN 바이너리 보간 후의 설명도이다.
도 15는 TIN 바이너리 보간의 문제점의 설명도이다.
도 16은 이동 평균화용 메쉬 Fmi의 설명도이다.
도 17은 본 실시 형태의 이동 평균화 처리에 의한 효과의 설명도이다.
도 18은 1회째의 이동 평균화 처리에 의한 예의 설명도이다.
도 19는 2회째의 이동 평균화 처리에 의한 설명도이다.
도 20은 2회째의 이동 평균화 처리의 확대 표시예의 설명도이다.
도 21은 매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi의 설명도이다.
도 22는 평활 전의 미세 격자용 메모리(142)의 X-Y 평면에 있어서의 데이터와 매끄러운 화상용 메모리(147)의 평활 처리 후의 X-Y 평면에 있어서의 데이터의 구체 예의 설명도이다.
도 23은 스무딩 처리 전의 바이리니어 보간 후 표고값 zri에 대하여 적색 입체시 화상 생성 처리를 행한 예의 설명도이다.
도 24는 스무딩 처리 후의 매끄러운 처리 후 표고값 zfi에 대하여 초해상도 적색 입체 화상 생성 처리를 행한 예의 설명도이다.
도 25는 실시 형태 2의 초해상도 입체시화 시스템의 개략 구성도이다.
도 26은 실시 형태 2의 초해상도 입체시화 시스템의 개략을 설명하는 흐름도이다.
도 27은 25000분의 1의 표준 지도 Gki(레벨 16)의 설명도이다.
도 28은 매끄러운 등고선 정보 Ji의 생성의 설명도이다.
도 29는 TIN 바이너리 보간 후의 보간 후 등고선 화상 GJoi의 설명도이다.
도 30은 도 29의 범위 Ubi 부근의 확대도이다.
도 31은 스무딩 처리 후의 매끄러운 등고선 화상 GJi의 설명도이다.
도 32는 도 31의 Uai 부근의 확대도이다.
도 33은 「매끄러운 등고선+적색」 화상 GaCi의 설명도이다.
도 34는 「표준 지도+적색+매끄러운 등고선」 화상 Gami의 설명도이다.
도 35는 「표준 지도+적색+매끄러운 등고선」 화상 Gami의 확대도이다.
도 36은 도 35를 더 확대한 확대도이다.
도 37은 적색 입체 화상의 생성의 흐름을 설명하는 설명도이다.
도 38은 적색 입체시 화상 생성부(145)의 개략 구성도이다.
도 39는 지하 개방도, 지상 개방도의 설명도이다.
도 40은 표고 0m를 기준으로 하는 표본 지점의 A와 B의 관계의 설명도이다.
도 41은 지하 개방도, 지상 개방도의 표본 지점 및 거리의 설명도이다.
도 42는 그레이스케일의 할당 설명도이다.
도 43은 볼록부 강조 화상 생성부 및 오목부 강조 화상 생성부의 블록도이다.
도 44는 경사도 강조 화상 및 제2 합성부의 블록도이다.
도 45는 위로 볼록이 있는 경우의 경사각과 전망각(앙각)이, 메쉬 사이즈와 이동 평균으로 어떻게 변화되는지를 도시하는 설명도이다.
도 46은 5mDEM을 사용한 경우의 종래의 적색 화상의 설명도이다.

본 실시 형태에서는, 지리원의 5mDEM(A: A는 레이저를 의미함)의 기반 지도(이하, 5mDEM 기반 지도 Fa라 함)를 일례로 하여 초해상도 입체시화 화상 Gi를 얻는 과정을 설명한다.

초해상도 입체시화 화상 Gi는, 대상으로 하는 에어리어, 계절 등에 따라서도 다르지만(청, 녹, 황록 등), 본 실시 형태에서는 적색계(적, 자주, 주홍, 주황, 황색 등)의 색을 사용하여 설명한다.

5mDEM 기반 지도 Fa를 사용하여 후술하는 본 실시 형태에 의해 생성한 적색계의 초해상도 입체시화 화상 Gi를 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'라 칭한다.

<실시 형태 1>

도 1은 실시 형태 1의 초해상도 입체시화 처리 시스템의 개념을 설명하는 흐름도이며, 컴퓨터가 행하는 처리이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 임의의 에어리어 Ei의, 위도 및 경도 등으로 정의된 5mDEM(이하, 위도 경도 5mDEM이라 함)의 메쉬(위도 경도 5m 메쉬 Mai라 함: 도 5 참조)를 판독하고(S10), 이것을 평면 직각 좌표계의 좌표로 변환(이하, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi라 함: 도 7 참조)하여 메모리(도시하지 않음)에 기억한다(S20).

도 5에 있어서는, 위도축 N, 경도축 E를 0.1초 간격으로 구획한 프레임을 나타내고, TIN 보간용의 사선을 나타낸다. 또한, 사이즈 스케일 Qi(0.0m 내지 6.0m)와, 등고선의 표고를 알리는 색 바 Vi를 나타낸다.

즉, 에어리어 Ei 내의 평면 직각 5m 메쉬 Mbi(Mb1, Mb2··, Mb100, ··)를 X-Y 평면(이차원 평면)에 정의한다(구한다).

그리고, 래스터화 처리를 행한다(S30).

래스터화 처리는, 5m 메쉬 x 방향 분할·y 방향 분할 처리(S40)와, TIN 바이리니어 보간 처리(S50) 등으로 이루어진다.

5m 메쉬 x 방향 분할·y 방향 분할 처리(S40)는, 이 평면 직각 5m 메쉬 Mbi(Mb1, Mb2··, Mb100, ··)를 지정하고, 이 지정마다, 이 평면 직각 5m 메쉬 Mbi의 X축의 변(이하, 간단히 x 방향이라 칭함)을 9분할한 5m 메쉬마다 X 방향 분할 거리 di(d1, d2, ···)를 구한다.

그리고, 이들 5m 메쉬마다 X 방향 분할 거리 di를 평균화하고, 에어리어 Ei에 대응하는 X-Y 평면을, 이 평균화 거리(이하, 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da라 함: 예를 들어, 0.559m)로 분할한다(S40). 이 분할된 격자를 미세 격자 mi(미세 오리지널 격자라고도 칭함)라 칭하고 있다(도 10 참조).

또한, 분할은, 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(5844m 또는 0.559m)로 분할하고 있다. 이 5m 메쉬 x 방향 분할·y 방향 분할 처리에 대해서는 후술한다.

그리고, TIN 바이리니어 보간 처리(S50)가, 에어리어 Ei에 대응하는 X-Y 평면에 대하여 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 순차적으로 정의하고(레이어), 평면 직각 5m 메쉬 Mbi마다, 이 평면 직각 5m 메쉬 Mbi 내에 있어서의 미세 격자 mi마다(m1 또는 m2, ···) TIN 바이리니어 보간(도 13 참조)을 행한다(S50).

이 평면 직각 5m 메쉬 Mbi에 있어서의 미세 격자 mi의 표고값을 바이리니어 보간 후 표고값 zri라 칭하고 있다.

에어리어 Ei에 대응하는 X-Y 평면에 정의된 메쉬군(평면 직각 5m 메쉬 Mbi)의 그룹(집합)을 본 실시 형태에서는, 래스터용 미세 메쉬 큰 프레임 Mi라 칭한다.

그리고, TIN 바이리니어 보간 처리(S50)가, 바이리니어 보간 후 표고값 zri가 얻어질 때마다, 이 바이리니어 보간 후 표고값 zri를 해당 미세 격자 mi에 할당한다(래스터화라고도 함: 도 14 참조).

다음에, 매끄러운 처리(S60)를 행한다.

매끄러운 처리(S60)는, 미세 격자 mi를 지정하고, 이 지정 때마다, 9×9격자(격자 사이즈는 0.5844m 또는 0.559m)의 이동 평균화 메쉬 Fmi(상가 평균, 이동 평균등)를 곱한다(스무딩 처리라고도 한다). 이 이동 평균화 메쉬 Fmi(도 16 참조)의 격자(fmi)에 부여된 값을 스무딩 표고값 zfi(zf1, zf2, ···)이라 칭한다. 이 스무딩 표고값 zfi(zf1, zf2, ···)를 화상화한 것을 매끄러운 화상 Gfi라 칭한다(도 18, 도 19, 도 20 참조).

다음에, 적색 화상화 처리(S70)가 미세 격자 mi를 순차적으로 지정하고, 이 지정 마다, 이 미세 격자 mi를 주목점으로 하고, 이 주목점으로부터 고려 거리 L(예를 들어, 50m) 내에 존재하는 매끄러운 미세 표고값(스무딩 표고값이라고 함)을 사용하여 경사도와 지상 개방도와 지하 개방도를 구하고, 지상 개방도와 지하 개방도로부터 능선곡도를 구하고, 경사도를 적색 채도에 할당하고, 능선곡도(부침도라도 함)를 명도에 할당하여, 이들을 합성한 미세 격자 mi마다(0.559m)의 적색 화상 데이터 gmi(gm1, gm2, ···)를 생성한다(S70).

전술한 고려 거리 L은, 미세 격자수로 변환한다. 미세 격자수는, L/da에 상당하는 격자수로 한다.

그리고, 이들 적색 화상 데이터 gmi(gm1, gm2, ···)를 표시용 메모리에 저장하고(S90), 화면에 도 2의 (b)에 도시한 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'로서 표시한다(S100).

이 적색 입체시 화상 생성 처리 전에, 매끄러운 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이 매끄러운 처리 및 적색 입체시 화상 생성 처리에 대해서는 실시 형태 2에서 상세하게 설명한다.

도 2는 도 2의 (a)에 5mDEM 기반 지도 Fa의 5mDEM을 사용하여 생성한 적색 입체 지도(본 실시 형태에서는, 5mDEM 적색 화상 GRoi라 칭함)를 나타내고, 도 2의 (b)에 본 실시 형태 1의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'를 나타내고 있다.

도 2의 (a)의 5mDEM 적색 화상 GRoi는, 항공기로 취득한 레이저점군에 기초하는 5mDEM을 적색 입체 화상화 처리하여, 표시 화면에 있어서 가로 약 450m 내지 500m, 세로 500m 내지 550m의 에어리어를 수배로 확대한 화상이며, 표시 화면의 1화소는 5m 정도에 해당하고 있다. 5mDEM 적색 화상 GRoi는, 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이, 들쭉날쭉하게 되어 있다.

이에 반해, 도 2의 (b)의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'는, 들쭉날쭉함이 나타나지 않았다.

다음에, 도 3을 사용하여 구체적인 구성을 설명한다.

도 3은 본 실시 형태 1의 초해상도 입체시화 시스템의 개략 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 실시 형태 1의 초해상도 입체시화 시스템(300)은, 컴퓨터 본체부(100)와, 표시부(200) 등으로 구성되어 있다.

컴퓨터 본체부(100)는, 5mDEM 기반 지도 Fa를 기억한 기반 지도용 데이터베이스(110)와, 5mDEM 메쉬 판독부(112)와, 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)과, 평면 직각 좌표 변환부(115)와, 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)과, 래스터화 처리부(135)와, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)와, 매끄러운 처리부(141)와, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)와, 고려 거리 격자수 산출부(148)와, 적색 입체시 화상 생성부(145)와, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어) 등을 구비하고 있다.

래스터화 처리부(135)는, X 방향 분할 거리 산출부(132)와, 미세 격자 생성부(134)와, TIN 바이리니어 보간부(137)를 구비하고 있다.

또한, 표시 처리부(150) 등을 구비하여, 도 2의 (b)에 도시한 5mDEM의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai' 등을 표시부(200)의 화면에 얻는다.

(각 부의 설명)

기반 지도용 데이터베이스(110)는, 5mDEM 기반 지도 Fa(지형)를 기억하고 있다. 이 5mDEM 기반 지도 Fa의 5mDEM은, 항공 레이저에 의해 취득(수십센티 간격) 된 점군이며, 이 점군 에어리어는, 일본 전국(수십킬로 내지 수백킬로)이다. 이들 점군은, 위도 Ii, 경도 Ii, 표고값 zi, 강도 등을 포함하고 있고, 본 실시 형태에서는 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai라 칭한다.

5mDEM 메쉬 판독부(112)는, 오퍼레이터에 의해 입력(지정)된 에어리어 Ei(예를 들어, 종횡이 50m 내지 1500m)에 대응하는 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai를 5mDEM의 기반 지도용 데이터베이스(110)로부터 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)(메모리)에 엑스포트한다. 도 4는 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)의 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai의 구체 예이다.

도 5는 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai에 기초하는 위도 경도 5m 메쉬 Mai의 구체 예이다. 도 5에 있어서는, 표고값을 컬러 단채도로 나타내고 있다. 이 컬러 단채도는, 본 실시 형태에 의해 얻어진 미세 격자용 메모리(142)(레이어)에 생성된 미세 격자 mi에 할당되어 있는 표고값에 기초하는 등고선 데이터를 위도 경도 좌표로 변환하여 컬러로 표시시키고, 이 컬러 단채도 상에 위도 경도 5m 메쉬 Mai를 겹치는 것이 바람직하다.

평면 직각 좌표 변환부(116)는, 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)(메모리)의 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai(위도 Ii, 경도 Ii, 표고값 zi)를 평면 직각 좌표로 투영 변환하고(높이는 그대로 사용하는 것이 바람직함), 이것을 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi로서 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)(메모리)에 엑스포트한다.

도 6은 XYZ 포인트 파일의 평면 직각 좌표 5mDEM 포인트 데이터 Pbi(xbi, ybi, zbi, ··)의 구체적인 설명도이다. 도 7은 평면 직각 좌표 5mDEM 포인트 데이터 Pbi에 기초하는 평면 직각 5m 메쉬 Mbi의 구체 예이다. 도 7에 있어서는, 표고값을 컬러 단채도로 나타내고 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 도 5의 정사각형의 위도 경도 5m 메쉬 Mai가 직사각형(상세하게는 왜곡이 있음)으로 되어 있다.

도 7에 있어서는, 표고값을 컬러 단채도로 나타내고 있다. 이 컬러 단채도는, 본 실시 형태에 의해 얻어진 미세 격자용 메모리(142)(레이어)에 생성된 미세 격자 mi에 할당되어 있는 표고값에 기초하는 등고선 데이터를 평면 직각 좌표로 변환하여 컬러로 표시하고, 이 등고선의 컬러 단채도에 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 겹친 것이다.

5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi는, 도 6에 도시한 바와 같이, 에어리어 Ei와, 5m 평면 직각 메쉬 Mbi의 메쉬 번호(간단히, 5m 평면 직각 메쉬 Mbi라 기재함)와, 5m 평면 직각 메쉬 Mbi를 구성하는 4점의 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi 등(반사 강도를 포함시켜도 됨)으로 이루어진다.

이들을 본 실시 형태에서는, 5m 평면 직각 포인트 데이터 Pbi라 칭하고 있다. zbi는 속성 정보이며 괄호 쓰기로 나타내고 있다.

또한, 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi는, 5m 간격으로 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)에 실제 데이터(실제의 반사 강도, 표고값이 있는 데이터)로서 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi가 기억되어 있지 않은 경우에는, 주위의 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi를 사용하여 내삽 보간(TIN)에 의해 구하는 것이 바람직하다.

평면 직각 좌표 변환은, 지구의 적도에만 접하는 원통 내에 지구를 두고, 경위선을 원통에 투영하고 나서 원통을 전개하여 생성한 「정각 원통 도법」이며, 도 8에 도시한 바와 같이, 극에 접근할수록 위선의 간격이 넓어진다. 도 8에 있어서는 「0」은 지구 중심을 나타낸다.

이 때문에, 평면 직각 좌표로 변환한 경우에는, 왜곡이 있으므로, 4점의 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi를 연결한 메쉬는, 에어리어 Ei에 따라서는, 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이, 5m 평면 직각 메쉬 Mbi(Mb20)가 비스듬히 기운 직사각형으로 되거나, 왜곡이 없는 도 9의 (b)에 도시한 직사각형(정사각형의 경우도 있음)으로 되거나 한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 왜곡이 있고 없음에 상관없이 설명상, 5m 평면 직각 메쉬 Mbi라 칭한다.

도 9의 (a)는 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pb20, Pb21, Pb30, Pb31을 연결하여, 이것을 평면 직각 5m 메쉬 Mb20으로서 나타낸 예이다.

도 9의 (b)에는, 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pb80, Pb81, Pb100, Pb101을 연결시켜, 이것을 평면 직각 5m 메쉬 Mb80으로서 나타낸 예이다.

이들 평면 직각 5m 메쉬 Mbi(Mb1, Mb2, ···)의 그룹(집합)을 본 실시 형태에서는 평면 직각 5m 메쉬 큰 프레임 Mai라 칭한다.

래스터화 처리부(135)의 X 방향 분할 거리 산출부(132)는, 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)의 4개의 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi를 지정한다.

구체적으로는, 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi를 지정하고, 이것과 동일한 좌표 yai를 갖고, X 좌표가 이웃이 되는(다음이 되는) 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi를 검색하고, 지정한 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi에 대하여 대각이 되는 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi와, 검색한 X 좌표가 이웃이 되는(다음이 되는) 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi의 대각이 되는 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi의 4점을 5m 평면 직각 메쉬 Mbi로 한다.

그리고, 5m 평면 직각 메쉬 Mbi마다, X 방향 분할 거리 산출부(132)는, X 방향의 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi와, 인접한 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi의 5m 메쉬 X 방향 거리를 순차적으로 구한다.

그리고, 5m 메쉬 X 방향 거리마다, 이 5m 메쉬 X 방향 거리를 균등하게 9분할(예를 들어, 0.559m)하는 5m 메쉬마다 X 방향 분할 거리 di(예를 들어, 0.559m 또는 0.5844m, 0.592m, ··)를 순차적으로 구한다. 그리고, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi마다 각 5m 메쉬 X 방향 분할 거리 di를 합계하고, 이 합계값을 9×평면 직각 5m 메쉬 Mb의 개수로 평균화한 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.5844m 또는 0.559m)를 구한다.

일반적으로 격자 간격을 적절하게 취하지 않으면, 평면 직각 좌표계에 대한 위도, 경도의 투영 변환과, 내삽 보간의 간섭에 의한, 격자상의 아티팩트가 발생한다. 5m 메쉬마다 X 방향 분할 거리 di는, 가능한 한 정사각형 또는 직사각형의 미세 격자 mi로 되는 분할 거리이다.

실험의 결과, 5m 메쉬의 경우에는, 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da를 예를 들어, 0.5844m 또는 0.559m(약 60cm)로 분할하면, 화상을 화면에 표시하였을 때, 격자 상에 아티팩트가 가장 발생하지 않음이 판명되었다.

미세 격자 생성부(134)(미세 격자 생성 처리라고도 함)는, 미세 격자용 메모리(142)에, 에어리어 Ei에 대응하는 X-Y 평면을 정의한다.

그리고, X 방향 분할 거리 산출부(132)에서 얻어진 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.559m)를 판독하고, 미세 격자용 메모리(142)의 X-Y 평면의 원점 좌표로부터 X축 및 Y축을 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.559m 또는 0.5844m) 단위로 분할하고, 각각의 분할점으로부터 X축 및 Y축에 평행한 직선을 정의하여, 미세 격자용 메모리(142)의 X-Y 평면에 종횡이 예를 들어, 0.559m 사이즈인 미세 격자 mi를 생성한다(도 10 참조). 종행은 「e」, 횡렬은 「k」로 해도 된다.

도 11은 분할 후의 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)의 삼각형의 보간 후의 보간 후 표고값의 좌표 예이다.

Idx, X, Y, Elevation(m), Length, TotalLength, Heading

1, -10835.893, -32871.056, 41.274, 0.559m, ---, 269° 55' 48.4"

2, -10836.452, -32871.056, 41.412, 0.79m, 0.559m, 134° 52' 44.3"

3, -10835.893, -32871.614, 41.214, ---, 1.349m, ---

이 된다.

이 미세 격자용 메모리(142)의 X-Y 평면에, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 정의하고, 본 실시 형태에 의해 얻어진 미세 격자용 메모리(142)(레이어)에 생성된 미세 격자 mi에 기초하는 등고선 데이터를 컬러로 표시(평면 직각 좌표)하고, 이 컬러 단채도 상에 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 겹친 예를 도 12에 도시한다.

단, 도 12에 있어서는, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi에 있어서의 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)는, 대략 9×11로 분할된 경우의 예이다.

TIN 바이리니어 보간부(137)(간단히 표고값 보간부라고도 함)는, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)의 미세 격자 mi마다의 표고값을 내삽 보간하여 할당한다.

그리고, TIN 바이리니어 보간부(137)는, 도 13에 도시한 바와 같이, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)의 X-Y 평면에 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 정의하여, TIN 바이너리 보간을 행한다. 도 13은 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pb10, Pb11. Pb22, Pb23으로 구성된 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 나타내고 있다.

그리고, 이 평면 직각 5m 메쉬 Mbi마다, TIN을 정의하여, 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)를 보간한다(도 13 참조).

이 보간된 표고값을 바이리니어 보간 후 표고값 zri(zr1, zr2, ··)라 칭한다. 그리고, 매끄러운 처리부(141)(스무딩 처리라고도 함)를 기동한다.

또한, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi는, 왜곡되어 있으므로, 도 13에 도시한 바와 같이, X, Y 방향이 어긋난다. TIN 바이너리 보간 처리에 의한 보간값의 결정은, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi에 인접하는 평면 직각 5m 메쉬 Mbi 내에서, 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)의 면적이 큰 쪽의 평면 직각 5m 메쉬 Mbi의 표고값을 채용하는 것이 바람직하다.

도 14는 TIN 바이너리 보간 후의 바이리니어 보간 후 표고값 zri(zr1, zr2, ··)에 기초하는 등고선의 단채도의 예이며, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)의 바이리니어 보간 후 표고값 zri를 색별로 나타낸 예이다. 또한, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 겹치고 있다.

도 15의 (a)에는, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi의 표고값(zb)을 나타내고, 도 15의 (b)에는, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)에 생성된 미세 격자 mi에 할당되어 있는 바이리니어 보간 후 표고값 zri(zr1, zr2, ··: 예를 들어 0.559m(소수점 4자리 이하 생략) 간격)를 나타낸다.

그러나, 바이너리 보간은, 도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 가장자리가 급격하게 토출(hi)되거나, 혹은 골이 급격하게 낮아지거나(hi) 한다. 이 때문에, 본 실시 형태에서는, 매끄러운 처리부(141)를 구비하고 있다.

또한, 미세 격자 mi는, 바이리니어 보간 후 표고값 zri(zr1, zr2, ··)와, 미세 격자 mi를 구성하는 4점 좌표, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi, 에어리어 Ei명 등이 미세 래스터 데이터 RaMi(도시하지 않음)로서 기억된다.

매끄러운 처리부(141)는, 이동 평균화 처리를 행한다. 이 이동 평균화 처리는, 오퍼레이터에 의해 매끄러운 처리 지시가 입력될 때마다, 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.559m)를 판독한다. 그리고, 종횡의 사이즈를 이 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.559m)로 한 격자(평활용 격자라고도 칭함)를, 횡렬로 9개, 세로로 9개로 한 도 16에 도시한 이동 평균화용 메쉬 Fmi를 생성한다.

또한, 도 16은 이동 평균화용 메쉬 Fmi의 종행을 「i」, 횡렬을 「j」로 한 격자 번호 fm(i,j)를 기재하고 있다.

그리고, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)에, 미세 격자용 메모리(142)(제1 래스터용 메모리라고도 칭함)와 동일한 에어리어 Ei의 X-Y 평면을 정의하고, 이 X-Y 평면의 X 방향, Y 방향을 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.559m)로 분할하는 상기 미세 격자 생성 처리를 행하여, 미세 격자 mi(m1, m2, ···)를 정의한다.

그리고, 매끄러운 처리부(141)는, 도 16에 도시한 바와 같이, 이 이동 평균화용 메쉬 Fmi의 중심 격자(fm(5,5))를 순차적으로 정의한다. 이 중심 격자에 있어서의 이동 평균값(가중 평균)을 매끄러운 처리 후 표고값 zfi라 칭한다(스무딩 표고값이라고도 한다).

이 매끄러운 처리 후 표고값 zfi(도시하지 않음)를 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)에 정의되어 있는 미세 격자 mi에 할당한다.

이 매끄러운 처리 후 표고값 zfi(zf1, zf2, ···)에는 각종 데이터가 관련지어진다(이하, 매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi라 한다(도 21 참조)).

도 18은 1회째의 이동 평균화 처리에 의한 예이며, 도 19는 2회째의 이동 평균화 처리이다. 도 20은 2회째의 이동 평균화 처리의 확대 표시예이다.

또한, 도 18 내지 도 20은, 매끄러운 처리 후 표고값 zfi(zf1, zf2, ···)에 기초하는 등고선의 단채도의 예이며, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 겹치고 있다. 또한, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi에 있어서의 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)는, 대략 9×11로 분할된 경우의 예이다.

도 18 내지 도 20에 도시한 바와 같이, 도 12의 등고선의 각진 부분이 곡선으로 매끄럽게 되어 있다.

또한, 도 20에는, 0.559m 사이즈의 미세 격자 mi(m1, m2, ···)를 나타내고, 이 미세 격자 mi(m1, m2, ···)를 대표하는 매끄러운 처리 후 표고값 zfi(zf1, zf2, ···)를 흑점으로 나타내고 있다.

즉, 도 15의 (b)의 hi가 매끄럽게 된다(도 17 참조).

오퍼레이터는, 화면에 표시된 매끄러운 화상 Gfi의 등고선의 매끄러운 상태를 확인하고, 필요에 따라 이동 평균화 처리(스무딩이라고도 함)를 지시하고 있다. 이 지시는, 표시 처리부(150)로부터 매끄러운 처리부(141)에 출력된다.

매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi는, 도 21에 도시한 바와 같이, 에어리어 Ei와, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi와, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi와, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi의 사각의 좌표(예를 들어, Pb1, Pb2, Pb3, Pb4)와, 미세 격자 mi(번호)와, 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(예를 들어, 0.559m)와, 바이리니어 보간 후 표고값 zri와, 미세 격자 mi(번호)와, 미세 격자 mi의 사각의 좌표(예를 들어, PL1, PL2, PL3, PL4: 도시하지 않음)와, 1회째의 매끄러운 미세 표고값 zfi와, 2회째의 매끄러운 미세 표고값 zfi' 등으로 이루어진다. 또한, 예를 들어 PL1과 PL2가 입구의 선, PL3과 PL4가 출구의 선이다.

본 실시 형태에서는 1회째의 매끄러운 미세 표고값 zfi로서 설명한다(이하, 간단히 매끄러운 미세 표고값 zfi라 칭한다).

즉, 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이, 매끄러운 화상용 메모리(147)의 X-Y 평면은 0.559m 또는 0.5844m로 분할되어 있으므로, Z축과 X축으로 표고값을 나타낸 경우에는, 5mDEM의 격자 사이즈(도 17의 (a) 참조)에서는, 5m 단위가 되지만, 본 실시 형태의 이동 평균화 처리에 의해 도 17의 (b)에 도시한 바와 같이 도 15의 (b)의 토출(hi)이 억제되고, 또한 각각의 표고값이 매끄럽게 된다.

도 22의 (a)에, 평활 전의 미세 격자용 메모리(142)의 X-Y 평면에 있어서의 데이터의 구체 예를 나타내고, 도 22의 (b)에 매끄러운 화상용 메모리(147)의 평활 처리 후의 X-Y 평면에 있어서의 데이터의 구체 예를 나타낸다.

적색 입체시 화상 생성부(145)는, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)의 매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi를 사용하여, 적색 입체시 화상 생성 처리를 행한다.

적색 입체시 화상 생성 처리는, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)의 매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi에 포함되어 있는 미세 격자 mi(0.559m 사이즈)를 주목점으로 하여 순차적으로, 지정하고, 이 주목점으로부터, 이 고려 거리 L을 반경으로 하는 국소 영역에 존재하는 매끄러운 처리 후 표고값 zfi에 기초하여, 경사도와 지상 개방도와 지하 개방도를 구하고, 지상 개방도와 지하 개방도로부터 능선곡도를 구하고, 경사도를 적색의 채도에 할당하고, 능선곡도(부침도라고도 함)를 명도에 할당하여, 이들을 합성한 미세 격자 mi마다의 적색 화상 데이터 gmi(gm1, gm2, ···)를 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어)에 생성한다. 이들을 총칭하여 초해상도 적색 화상 Gai라 칭하고 있다.

도 23은 스무딩 처리 전의 미세 격자용 메모리(142)(레이어)에 있어서의 바이리니어 보간 후 표고값 zri(zr1, zr2, ··: 예를 들어 0.559m)에 대하여 적색 입체시 화상 생성 처리를 행한 예이다. 단, 도 23은 적색을 50％ 정도 저감시킨 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'로 나타내고 있다.

평면 직각 5m 메쉬 Mbi에 있어서의 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)는, 대략 9×11로 분할된 경우의 예이다. 단, 도 23의 미세 격자 mi에 있어서의 흑점은, 표시 상의 어긋남이며, 실제로는 도 24에 도시한 바와 같이, mi의 중앙에 위치하고 있다.

도 24는 스무딩 처리 후의 매끄러운 처리 후 표고값 zfi에 대하여 초해상도 적색 입체 화상 생성 처리를 행한 예이다. 단, 도 23은 적색을 50％ 정도 저감시킨 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'로 나타내고 있다.

평면 직각 5m 메쉬 Mbi에 있어서의 미세 격자 mi(m1, m2, m3, ···)는, 대략 9×11로 분할된 경우의 예이다. 또한, 초해상도 적색화 화상 Gai 및 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'(50％ 저감)의 생성에 대해서는 상세하게 후술한다.

도 23과 도 24를 비교하면, 스무딩 처리를 실시한 도 24쪽이 더 전체적으로 적색이 부드러운 인상으로 되어 있다.

표시 처리부(150)는, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어)의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'를 화면에 표시한다(도 2의 (b) 참조). 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이, 도 2의 (a)와 비교하면, 재기(들쭉날쭉함)가 없고, 아티팩트도 발생하지 않았다.

또한, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi를 예를 들어, 0.559m 단위로 분할한 미세 격자 mi의 매끄러운 처리 후 표고값 zfi 단위에 기초하는 초해상도 적색 입체 화상 생성 처리이므로, 평면 직각 5m 메쉬 Mbi에서의 적색과 비교하면, 입체감도 손상시키지 않고(색조), 또한 미세 격자 mi 간격의 표고값에 따른 색조로 되어 있다. 이 때문에, 미세하게 표고가 적색화되어 있다.

즉, 5mDEM일지라도, 이 5mDEM의 사이에 있어서, 미세하게 요철을 표현시킬 수 있다.

<실시 형태 2>

실시 형태 2에 있어서는, 등고선 Ci, 지리원의 표준 지도 Gki 등을 제시하여 설명한다.

도 25는 실시 형태 2의 초해상도 입체시화 시스템의 개략 구성도이다. 도 26은 실시 형태 2의 초해상도 입체시화 시스템의 개략을 설명하는 흐름도이다.

도 25에 있어서는, 5mDEM 기반 지도를 기억한 기반 지도용 데이터베이스(110)와, 5mDEM 메쉬 판독부(112)와, 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)과, 평면 직각 좌표 변환부(115)와, 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)과, 래스터화 처리부(135)와, 고려 거리 격자수 산출부(148)는 도시하지 않는다.

도 25에는 미세 격자용 메모리(142)(레이어)와, 매끄러운 처리부(141)와, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)와, 적색 입체시 화상 생성부(145)와, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어)를 제시하여 설명한다.

또한, 실시 형태 2는, 매끄러운 등고선 산출부(156)와, 매끄러운 등고선 데이터용 메모리(158)와, 지리원 지도용 메모리(151)와, 제1 화상 합성부(160)(지리원 지도+적색)와, 제1 합성 화상용 메모리(161)(지리원 지도+적색)와, 제2 화상 합성부(162)(매끄러운 등고선+적색)와, 제2 합성 화상용 메모리(164)(매끄러운 등고선+적색)와, 제3 화상 합성부(166)(등고선+지리원 지도+적색)와, 제3 합성 화상용 메모리(168)(등고선+지리원 지도+적색)와, 표시 처리부(150)를 나타낸다.

지리원 지도용 메모리(151)에는, 25000분의 1의 표준 지도 Gki(레벨 16)의 벡터 데이터가 기억되어 있다(도 27 참조). 단, 도 28은 벡터 데이터를 화상화하여 나타내고 있다.

도 25를 도 26의 흐름도를 사용하여 설명한다. 단, 도 1, 도 3과 동일 부호를 붙이고 있는 것은 설명을 생략한다.

5mDEM 메쉬 판독부(112)가, 오퍼레이터에 의해 입력(지정)된 에어리어 Ei(예를 들어, 종횡이 50m 내지 1500m)에 대응하는 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai를 5mDEM의 기반 지도용 데이터베이스(110)로부터 판독하여(S9), 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)(메모리)에 엑스포트한다(S10).

그리고, 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai를 5mDEM의 기반 지도용 데이터베이스(110)로부터 판독하여, 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)에 엑스포트하고(S10), 평면 직각 좌표 변환부(116)가 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일(114)의 5mDEM 위도 경도 포인트 데이터 Pai를 평면 직각 좌표로 투영 변환하여(S20), 5mDEM 평면 직각 포인트 데이터 Pbi로서, 평면 직각용 XYZ 포인트 파일(118)에 엑스포트(S22)하고, 래스터화 처리를 행한다(S30).

즉, 미세 격자용 메모리(142)(레이어)에, 예를 들어 0.559m 사이즈의 미세 격자 mi를 생성하고, 이들 미세 격자 mi에 바이리니어 보간 후 표고값 zri(zr1, zr2, ··)를 할당하고 있다(도 14 참조).

그리고, 매끄러운 처리부(141)가 매끄러운 처리 S60을 행하여, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)의 0.559m 사이즈의 미세 격자 mi에, 매끄러운 처리 후 표고값 zfi(zf1, zf2, ···)를 할당한다(매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi, (도 21 참조)).

그리고, 적색 입체시 화상 생성부(145)가 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)의 매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi를 사용하여, 적색 입체시 화상 생성 처리를 행하여, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어)에 초해상도 적색 화상 Gai를 생성한다.

매끄러운 등고선 산출부(156)는, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)의 0.559m 사이즈의 미세 격자 mi를 지정한다.

그리고, 지정한 미세 격자 mi(0.559m 사이즈)마다, 일정 범위(예를 들어, 5m, 10m, 20m, ··)를 정의하고, 지정한 미세 격자 mi(매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi)의 매끄러운 미세 표고값 zfi와 동일한 표고값을 갖는 미세 격자 mi(미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi)를 검색한다.

그리고, 이들 미세 격자 mi(미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi)에 대하여 표준 편차 산출 처리 등에 의해, 연결하는 미세 격자 mi(미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi)를 결정하여 행하여, 폐곡시킨다.

이때, 미세 격자 mi의 사각의 좌표(예를 들어, PL1, PL2, PL3, PL4) 내에서, 예를 들어 PL1과 PL2를 입구의 선, PL3과 PL4가 출구의 선으로 하여, PL1과 PL2 사이의 표고값을 보간하고, 또한 PL3과 PL4 사이를 보간하여, 대략 동표고가 되는 점을 연결하는 선(y=ax+b)을 생성하여 연결한다(도 28 참조).

그리고, 이 폐곡이 되는 미세 격자 mi(미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi)의 직선의 집합을 벡터화(함수)하고, 이것을 매끄러운 등고선 정보 Ji로서 매끄러운 등고선 데이터용 메모리(158)에 기억한다. 매끄러운 등고선 정보 Ji를 화상화한 경우에는, 매끄러운 등고선 Ci라 칭한다.

이 벡터화는, 연결해야 할, 인접한 미세 메쉬 mi가 X 방향 또는 Y 방향인 경우에는, 중심 좌표끼리(x, y)를 직선으로 연결하고, 또한 연결하는 인접한 미세 격자 mi가 경사 방향인 경우에는, 연결하는 방향의 미세 격자 mi측의 코너 2점을 좌표의 중심과, 연결하는 경사 방향의 미세 격자 mi의 2점간의 중심 좌표를 연결하여 직선으로 한다.

그리고, 이들 직선의 집합을 함수(근사 함수로 해도 됨)로 한다.

즉, 매끄러운 등고선 정보 Ji는, 종래와 같이, 스플라인 곡선, 베지에 곡선 등의 곡률 최대화 처리를 행하지 않는, 미세 격자 mi(0.559m)를 통과하는 직선을 연결한 등고선이 되어 있다.

이때, 색값을 할당한다. 즉, 매끄러운 등고선 정보 Ji는, 에어리어 Ei와, 미세 격자 mi와, 사이즈(0.559m)와, 매끄러운 미세 표고값 Ri와, 색값과, 접속 방향(X 방향 상(또는 하), Y 방향 상(또는 하) 또는 우경사 혹은 좌경사) 등으로 이루어진다.

또한, 매끄러운 등고선 Ci의 간격은, 1m, 2m, 3m, ··이어도 상관없다.

다음에, 도 29 내지 도 32를 사용하여, 스무딩 처리를 행하지 않은 경우의 매끄러운 등고선 화상 GJi의 차이를 설명한다.

도 29는 TIN 바이너리 보간 후의 보간 후 등고선 화상 GJoi를 표시한 예이며, 도 30은 도 29의 범위 Ubi 부근의 확대도이다. 도 31은 스무딩 처리 후의 매끄러운 등고선 화상 GJi를 표시한 예이며, 도 29와 같은 에어리어이다.

도 32는 도 31의 Uai 부근의 확대도이다.

도 30에 도시한 바와 같이, TIN 바이너리 보간 후의 매끄러운 등고선 화상 GJi의 Uaci의 개소는 등고선이 들쭉날쭉하게 만곡되어 있지만, 스무딩 처리를 실시한 경우에는, 도 32에 도시한 바와 같이, Uaci의 개소는 매끄럽게 만곡되어 있다.

즉, 본 실시 형태의 등고선은 1만분의 1의 등고선도로서 이용할 수 있다.

제1 화상 합성부(160)(지리원 지도+적색)는, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어)의 초해상도 적색화 화상 Gai의 적색을 50％ 정도 저감시킨 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'로 하여, 지리원 지도용 메모리(151)의 표준 지도 Gki(레벨 16)의 벡터 데이터의 화상화 데이터를 승산 합성한 「지리원 지도+적색 합성」 화상 GFi를 생성하고, 이것을 제1 합성 화상용 메모리(161)(지리원 지도+적색용)에 기억한다(도 34 참조). 단, 도 34는 등고선도 나타내고 있다.

이때, 제1 화상 합성부(160)(지리원 지도+적색)는, 표준 지도(건물, 도로 등의 도시도)의 벡터를 화상화한 경우의 색(예를 들어, 주황)과 상이하도록, 적색 입체시 화상용 메모리(149)(레이어)의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai의 색값을 50％ 저하시킨다.

예를 들어, 색상이 0°인 적색, 채도가 50％, 명도가 80％로 구축되는 차분한 적색으로 한다.

RGB값은 각 색을 0 내지 255의 범위에서 지정한 경우, RED가 "204"·GREEN이 "102"·BLUE가 "102" 정도로 한다. HEX값(16진수의 WEB 컬러·HTML 컬러 코드)은 #CC6666으로 한다. 또는, 컬러 인쇄에 사용되는 CMYK값은 시안 "C20％"·마젠타 "M70％"·옐로우 "Y50％"·블랙 "K0％"를 대략의 색으로 한다.

이 색값을 50％ 저하시킨 초해상도 적색 화상 Gai를 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'라 칭하고 있다.

제2 화상 합성부(162)(매끄러운 등고선+적색)는, 제1 합성 화상용 메모리(161)(지리원 지도+적색용)의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'(50％ 저감)와, 매끄러운 등고선 데이터용 메모리(158)의 매끄러운 등고선 정보 CJi를 화상화한 데이터를 승산 합성한 「매끄러운 등고선+적색」 화상 GaCi를 생성하여 제2 합성 화상용 메모리(164)(매끄러운 등고선+적색)에 기억한다(도 33 참조).

제3 화상 합성부(166)(등고선+지리원 지도+적색)는, 제1 합성 화상용 메모리(161)(지리원 지도+적색용)의 「지리원 지도+적색 합성」 화상 GFi와, 제2 합성 화상용 메모리(164)(매끄러운 등고선+적색)의 「매끄러운 등고선+적색」 화상 GaCi를 승산 합성한 「표준 지도+적색+매끄러운 등고선」 화상 Gami를 3의 합성 화상용 메모리(168)에 기억한다(도 34, 도 35 참조). 또한, 각 메모리의 초해상도 적색 입체화시 화상 Gai'(50％ 저감)의 승산 합성은 어느 한쪽을 판독하여 합성하는 것이 바람직하다.

또한, 도 35는 「표준 지도+적색+매끄러운 등고선」 화상 Gami의 확대도이다. 단, 도 34와는 상이한 장소의 확대도이다. 또한, 도 36은 도 35를 더 확대한 확대도이다.

도 36에 도시한 바와 같이, 지리원 기반 지도의 건물, 도로 등의 벡터 데이터를 표시용 메모리에 판독하여 표시하여도 들쭉날쭉한 느낌이 없다. 즉, 25000분의 1의 표준 지도 Gki(레벨 16)의 복잡한 선형의 도로 윤곽과, 건물 윤곽에 해상도가 조화되어 있다.

또한, 도 36에 도시한 바와 같이 확대하였다고 해도, 들쭉날쭉한 느낌(재기감)이 없다. 따라서, 절벽의 상황, 평면의 상황, 도로의 경사 등을 상세하게 확인할 수 있다.

이 때문에, 지리원이 작성을 단념한 1만분의 1의 지도와 거의 동일한 지도가 생성된 것이다.

<실시 형태 4: 적색 입체 화상>

적색 입체 화상의 생성은, 일본 특허 제3670274호 공보의 기술을 사용하고 있다.

이 개략을, 도 37을 사용하여 설명한다.

도 37에 도시한 바와 같이, 매끄러운 화상용 메모리(147)의 n번째(n=1 내지 N)로 처리한 2성분 벡터 Vn의 식별 번호 Idn과 고도차로부터, 그 경도 xn, 위도 yn, 및 해발 고도 zn을 산출하고, 그 값을 메모리(도시하지 않음)에 저장된 가상적인 삼차원(3D)의 X-Y-Z 직교의 삼차원 좌표 공간(80) 내의 대응하는 좌표점 Qn={Xn=xn, Yn=yn, Zn=zn}에 대응짓는다(평면 직각 좌표 변환부(115)에 대응한다).

즉, 메모리 내의 좌표점 Qn에 대응한 기억 영역에 벡터 Vn의 식별 번호 Idn을 저장함으로써, 벡터 Vn을 삼차원 좌표 공간(80)에 사상하고, 이것을 총수 N개의 벡터에 대하여 행함으로써, 벡터장(70)을 삼차원 좌표 공간(80)에 사상한다(도 37의 처리 P1).

또한, 삼차원 좌표 공간(80) 내의 총수 N개 또는 그것 미만의 적당한 개수의 Id 부여 좌표점의 열{Qn: n<≤N}을 필요한 매끄러움으로 연결하는 곡면 S를 최소 제곱법 등으로 구하고, 이것을 총수 M개{M≤N}의 미소한 면 영역{Sm: m≤M}으로 분할하고, 각각 주목점 Qm(예를 들어, 0.559m)을 정하여, 관련 정보를 메모리에 저장한다.

그리고, 각 면 영역 Sm에 관해, 그 주목점 Qm으로부터 소정 반경 내에 위치하는 곡면 S의 표측(Z+측)의 국소 영역 Lm+를 확인하고, 그것에 의해 구획 형성되는 주목점 Qm 둘레의 개방도(즉, 하늘측에 대한 전망 입체각 또는 그것과 등가의 2회 미분값) Ψm+를 구하고(도 37의 처리 P2), 면 영역 Sm의 부상도로서 기억한다.

이 부상도 Ψm+를 곡면 S 전체에 걸쳐 해조 표시한 화상을 처리 결과 A로 한다. 이 화상 A는, 지형의 능선측, 즉 (곡면 S의) 볼록부를 매우 볼록부답게 명료하게 나타낸다.

그리고, 상기 면 영역 Sm에 관해, 그 주목점 Qm으로부터 상기 소정 반경 내에 위치하는 곡면 S의 이측(Z-측)의 국소 영역 Lm-를 확인하고, 그것에 의해 구획 형성되는 주목점 Qm 둘레의 개방도(즉, 땅측에 대한 전망 입체각 또는 그것과 등가의 2회 미분값) Ψm-를 구하고(도 37의 처리 P3), 면 영역 Sm의 침하도로서 기억한다. 이 침하도 Ψm-를 곡면 S 전체에 걸쳐 해조 표시한 화상을 처리 결과 C로 한다.

이 화상 C는, 지형의 골측, 즉 (곡면 S의) 오목부를 매우 오목부답게 명료하게 나타낸다. 이 화상 C가 상기 화상 A의 단순한 반전으로 되지 않는 점에 유의할 필요가 있다.

그리고, 상기 면 영역 Sm에 관해, 그 부상도 Ψm+와 침하도 Ψm-를 합목적으로(즉, 능선과 골 중 어느 쪽을 중시하는지에 따라) 정한 배분 비율 w+:w-(w++w-=0)로 가중치 부여 합성(w+Ψm++w-Ψm-)함으로써, 소정 반경 내에 위치하는 곡면 S의 표리의 국소 영역 Lm(Lm+, Lm-)이 주목점 Qm 둘레에 가져오는 입체적 효과를 구하고(도 37의 처리 P4), 면 영역 Sm의 부침도 Ψm으로서 기억한다.

이 부침도 Ψm을 곡면 S 전체에 걸쳐 해조 표시한 화상을 처리 결과 B로 한다. 이 화상 B는, (곡면 S의) 볼록부를 볼록부답게 또한 오목부를 오목부답게 명료하게 나타냄으로써, 지형의 능선과 골을 두드러지게 하여, 시각적 입체감을 증강한다. 또한, 화상 B는, 상기 합성의 가중치 부여가 w+=-w-=1로 되어 있다.

그리고, 상기 면 영역 Sm에 관해, 그 최대 경사도(또는 그것과 등가인 1회 미분값) Gm을, 직접적으로 또는 최소 제곱법을 통해 간접적으로 구하고(도 37의 처리 P6), 상기 면 영역 Sm의 경사도 Gm으로서 기억한다.

이 경사도 Gm을 곡면 S 전체에 걸쳐 적색 계통의 색 R로 색조 표시한 화상의 무채색 표시 화상)을 처리 결과 D로 한다. 이 화상 D도, 지형(즉 곡면 S)의 입체감을 시각적으로 조성하는 효과를 갖는다.

그리고, 삼차원 좌표 공간(80)을 그 관련 정보(Ψm, Gm, R)와 함께, 이차원면(90)에 사상(도 37의 처리 P5)함으로써, 상기 좌표점 Qm의 열을 연결하는 면 S의 분할 영역 Sm에 대응하는 이차원면(90) 상의 영역(90m)에, 상기 경사도 Gm의 R 색조 표시를 행함과 함께, 그 R 색조의 명도에 대하여, 상기 부침도 Ψm에 대응하는 해조 표시를 행한다.

이 화상(의 무채색 표시 화상)을 처리 결과 F로 한다. 이 화상 F는, 지형(즉 곡면 S)에 시각적 입체감이 부여되어 있다.

화상 E는, 상기 화상 D의 정보(즉 경사도 Gm을 나타내는 R 색조)와, 화상 A에 대응하는 부침도(즉 부상도 Ψm+)의 정보를 이차원면(90)에 사상(처리 P5)한 결과를 나타내고, 능선부가 강조되어 있다.

화상 G는, 상기 화상 D의 정보(경사도 Gm을 나타내는 R 색조)와 화상 C에 대응하는 부침도(즉 침하도 Ψm-)의 정보를 이차원면(90)에 사상(처리 P5)한 결과를 나타내고, 골부가 강조되어 있다.

상기 좌표점 Qn의 열 중, 상기 벡터(70)장의 벡터 Vn의 성분으로부터 추출되는 속성(본 실시 형태에서는 해발 고도 zn)이 등치인 좌표점 Qn을 연결한 속성 등치선(본 실시 형태에서는 지형의 등고선 및 외형선) Ea를 구하여, 이것을 기억하고, 필요에 따라서, 출력 내지는 표시한다(도 37의 처리 P7).

이 결과 I도, 지형(즉 곡면 S)의 입체 형상의 파악에 기여한다.

그리고, 이차원면(90) 상에, 상기 삼차원 좌표 공간(80)을 그 관련 정보(Ψm, Gm, R)와 함께 사상 내지는 출력 표시함과 함께, 상기 속성 등치선 Ea를 사상 내지는 출력 표시한다(도 37의 처리 P8). 그 표시 화상(의 무채색 표시 화상)을 처리 결과 H로 한다. 이 화상 H도, 지형(즉 곡면 S)에 시각적 입체감이 부여되어 있다.

따라서, 벡터장(70)을 삼차원의 삼차원 좌표 공간(80)에 사상하여 대응하는 좌표 점열(mfi)을 얻는 제1 스텝(61)을 행한 후에, 상기 좌표 점열을 연결하는 면의 국소 영역에서의 주목점의 소정 반경 내에 위치하는 표측의 영역에 의해 구획 형성되는, 상기 주목점 둘레의 개방도를, 상기 국소 영역의 부상도(부침도)(A)로서 구하는 제2 스텝(62)과,

상기 좌표 점열을 연결하는 면의 국소 영역에서의 상기 주목점의 상기 소정 반경 내에 위치하는 이측의 영역에 의해 구획 형성되는, 상기 주목점 둘레의 개방도를, 상기 국소 영역의 침하도(C)로서 구하는 제3 스텝(63)과,

상기 부상도(A)와 상기 침하도(C)를 가중치 부여 합성하여 상기 좌표 점열을 연결하는 면의 국소 영역에서의 상기 소정 반경 내의 상기 표측의 영역 및 상기 이측의 영역이 상기 주목점 둘레에 가져오는 개방도를, 상기 국소 영역의 부침도(B)로서 구하는 제4 스텝(64)과,

상기 삼차원 좌표 공간(80)을 이차원면(90)에 사상하고, 상기 좌표 점열을 연결하는 면의 국소 영역에 대응하는 이차원면(90) 상의 영역에 상기 국소 영역의 부침도에 대응하는 해조 표시(F)를 행하는 제5 스텝(65)을 행하고 있다.

다음에, 보다 구체적으로 설명한다. DEM(DigitalElavationModel) 데이터(mri)를 기초로, 경사도 Gm에 대응하는 경사도와, 제1 실시 형태의 부상도 Ψm+에 상당하는 지상 개방도와, 침하도 Ψm-에 상당하는 지하 개방도의 3개의 파라미터를 구하고, 그 평면 분포를 그레이스케일 화상으로서 보존한다.

지상 개방도와 지하 개방도의 차분 화상을 그레이에, 경사를 적색의 채널에 넣어, 의사 컬러 화상을 작성함으로써, 능선이나 산 정상 부분을 희게, 또한 골이나 움푹 팬 땅을 거무스름하게 표현하고, 경사가 급한 부분일수록 빨갛게 표현한다. 이와 같은 표현의 조합에 의해, 1매에서도 입체감이 있는 화상이 생성된다.

즉, 본 실시 형태의 입체화 맵의 입체 표현 방법은, 등고선의 사이를 메쉬화하고, 각각의 인접한 메쉬와의 차 즉 경사는 적색의 색조로 표현하고, 주변에 비해 높은지 낮은지는 그레이스케일로 표현한다. 이것은 제1 실시 형태의 부침도 Ψm에 상당하고, 본 실시 형태에서는, 능선곡도라 불리고, 보다 밝은 쪽이 주변에 비해 높고(능선적), 보다 어두운 쪽이 주변에 비해 낮은(골적) 것을 시사하고, 그 명암을 승산 합성함으로써 입체감이 발생한다.

도 38에 도시한 바와 같이, 매끄러운 화상용 메모리(147)(레이어)의 매끄러운 미세 표고값 래스터 화상 데이터 RGi에 포함되어 있는 매끄러운 미세 표고값 zfi를 판독하는 지상 개방도 데이터 작성부(9)와, 지하 개방도 데이터 작성부(10)와, 경사 산출부(8)를 구비하고, 또한 볼록부 강조 화상 작성부(11)와, 오목부 강조 화상 작성부(12)와, 경사도 강조부(13)와, 제1 합성부(14)와, 제2 합성부(15)를 구비한다.

본 실시 형태에서는, 개방도라는 개념을 사용하고 있다. 개방도는 당해 지점이 주위에 비해 지상으로 돌출되어 있는 정도 및 지하에 파고들어가 있는 정도를 수량화한 것이다. 즉, 지상 개방도는, 도 39에 도시한 바와 같이, 주목하는 표본 지점으로부터 거리 L의 범위 내에서 보이는 하늘의 넓이를 나타내고 있고, 또한 지하 개방도는 물구나무서기를 하여 지중을 바라볼 때, 고려 거리 L의 범위에 있어서의 지하의 넓이를 나타내고 있다.

본 실시 형태에서는 고려 거리 L은, 입력된 고려 거리가 50m인 경우로, 5mDEM의 메쉬의 경우에는, 고려 거리 격자수 산출부(148)에 의해 구해진, 미세 격자 mi의 사이즈인 0.5844m×9×(50m/9)에 상당하는 길이이다. 개방도는 고려 거리 L과 주변 지형에 의존하고 있다. 일반적으로 지상 개방도는 주위로부터 높게 돌출되어 있는 지점일수록 커져, 산 정상이나 능선에서는 큰 값을 취하고 움푹 팬 땅이나 곡저에서는 작다. 반대로 지하 개방도는 지하에 낮게 파고들어가 있는 지점일수록 커져, 움푹 팬 땅이나 곡저에서는 큰 값을 취하고 산 정상이나 능선에서는 작다.

즉, 지상 개방도 데이터 작성부(9)는, 주목점으로부터 일정 거리(고려 거리 L)까지의 범위에 포함되는 미세 격자 mi 상에 있어서, 8방향마다 지형 단면을 생성하고, 각각의 지점과 주목점을 연결하는 선)의 경사의 최댓값(연직 방향으로부터 보았을 때)을 구한다. 이와 같은 처리를 8방향에 대하여 행한다.

또한, 지하 개방도 데이터 작성부(10)는, 반전시킨 미세 격자 mi의 매끄러운 미세 표고값 zfi의 주목점으로부터 일정 거리까지의 범위에 있어서, 8방향마다 지형 단면을 생성하고, 각각의 지점과 주목점을 연결하는 선의 경사의 최댓값의 지표면의 입체도에 있어서 연직 방향으로부터 L2(도시하지 않음)를 보았을 때는 최솟값)을 구한다.

이와 같은 처리를 8방향에 대하여 행한다. 즉, 지상 개방도와 지하 개방도는, 도 40에 도시한 바와 같이, 2개의 기본 지점 A(iA, jA, HA)와 B(iB, jB, HB)를 고려한다. 표본 간격이 약 60cm이기 때문에 A와 B의 거리는

P=[(iA-iB)2+(jA-jB)2]1/2 … (1)

이 된다.

도 40은 표고 0m를 기준으로 하여, 표본 지점의 A와 B의 관계를 나타낸 것이다.

표본 지점 A의 표본 지점 B에 대한 앙각 θ는 θ=tan-1{(HB-HA)/P}로 부여된다. θ의 부호는 (1) HA<HB의 경우에는 양이 되고, (2) HA>HB의 경우에는 음이 된다.

주목하는 표본 지점으로부터 방위 D, 고려 거리 L의 범위 내에 있는 표본 지점의 집합을 DSL로 기술하고, 이것을 「주목하는 표본 지점의 D-L 집합」을 칭하는 것으로 한다. 여기서,

DβL: 주목하는 표본 지점의 DSL의 각 요소에 대한 앙각 중 최댓값

DδL: 주목하는 표본 지점의 DSL의 각 요소에 대한 앙각 중 최솟값

으로서(도 40의 (a), (b) 참조), 다음 정의를 행한다.

정의 1: 주목하는 표본 지점의 D-L 집합의 지상각 및 지하각이란,

각각 DφL=90-DβL

및

DψL=90+DδL

을 의미하는 것으로 한다.

DφL은 주목하는 표본 지점으로부터 거리 L 이내에서 방위 D의 하늘을 볼 수 있는 천정각의 최댓값을 의미하고 있다. 일반적으로 말해지는 지평선각이란 L을 무한대로 한 경우의 지상각에 상당하고 있다. 또한, DψL은 주목하는 표본 지점으로부터 고려 거리 L 이내에서 방위 D의 지중을 볼 수 있는 천저각의 최댓값을 의미하고 있다. L을 증대시키면, DSL에 속하는 표본 지점의 수는 증가되기 때문에, DβL에 대하여 비감소 특성을 갖고, 반대로 DδL은 비증가 특성을 갖는다.

따라서 DφL 및 Dψ1.은 모두 L에 대하여 비증가 특성을 갖게 된다.

측량학에 있어서의 고각도란, 주목하는 표본 지점을 통과하는 수평면을 기준으로 하여 정의되는 개념이며, θ와는 엄밀하게는 일치하지 않는다. 또한 지상각 및 지하각을 엄밀하게 논의하려고 하면, 지구의 곡률도 고려해야만 하여, 정의 1은 반드시 정확한 기술은 아니다. 정의 1은 어디까지나 DEM을 사용하여 지형 해석을 행하는 것을 전제로 하여 정의된 개념이다.

지상각 및 지하각은 지정된 방위 D에 대한 개념이었지만, 이것을 확장한 것으로서, 다음 정의를 도입한다.

정의 II: 주목하는 표본 지점의 거리 L의 지상 개방도 및 지하 개방도란, 각각

ΦL=(0φL+45φL+90φL+135φL+180φL+225φL+270φL+315φL)/8

및

ΨL=(0ψL+45ψL+90ψL+135ψL+180ψL+225ψL+270ψL+315ψL)/8

을 의미하는 것으로 한다.

즉, 5m 메쉬에서는, 도 41의 (a)에 도시한 바와 같이, 약 5m 간격으로 주목점 Qm(표본 지점)을 정의하여 앙각을 구하는 것에 대하여, 본 실시 형태는 도 41의 (b)에 도시한 바와 같이 약 0.559m 간격으로 주목점 Qm(표본 지점)을 정의하여 앙각을 구하고 있다.

또한, 도 45에는, 위로 볼록이 있는 경우의 경사각과 전망각(앙각)이, 메쉬 사이즈와 이동 평균으로 어떻게 변화되는지를 나타낸다.

도 45의 (a)는 종축에 표고값(고도라고도 함), 횡축에 거리를 나타내고, 도 45의 (b)는 종축에 경사(경사도), 횡축에 거리를 나타낸다.

즉, 본 실시 형태는, 매끄러운 처리부(141)를 가짐으로써, 도 45의 (a)에 도시한 바와 같이, 5mDEM의 표고값 A의 선 Lai는, 이동 평균 후에는, 높이가 낮은 고B(표고값)로 되는 매끄러운 선 Lbi가 된다(반복하면, 더 낮아진다).

또한, 도 45의 (b)에 도시한 바와 같이, 경사(경사도)는, 5mDEM의 메쉬의 경우 경사(경사도)의 값의 선 Laai와, 0.559m 사이즈의 격자의 경우의 경사(경사도)의 값의 선 Lbbi를 나타내고 있다. 이 0.559m 사이즈의 격자의 경우의 경사(경사도)의 값에, 컬러 스케일(도시하지 않음)의 색값(255: 적계)이 할당된다. 따라서, 5mDEM의 메쉬보다도, 미세하게 경사를 색값으로 나타낼 수 있다.

경사 산출부(8)는, 주목점(미세 격자 mi)과 인접하는 정사각형의 면의 평균 경사를 구한다. 인접하는 정사각형은 4가지 존재하고 있고, 어느 하나를 주목 정사각형으로 한다. 그리고, 이 주목 정사각형의 4코너의 고도와 평균 경사를 구한다. 평균 경사는 최소 제곱법을 사용하여 4점으로부터 근사한 면의 기울기이다.

볼록부 강조 화상 작성부(11)는, 도 42에 도시한 바와 같이, 능선, 곡저를 밝기로 표현하기 위한 제1 그레이스케일(도 42의 (a), 도 42의 (b) 참조)을 구비하고, 지상 개방도 데이터 작성부(9)가 지상 개방도(주목점으로부터 L의 범위를 8방향 보았을 때의, 평균 각도: 높은 곳에 있는지를 판정하기 위한 지표)를 구할 때마다, 이 지상 개방도 ψi의 값에 대응하는 밝기(명도)를 산출한다.

예를 들어, 지상 개방도의 값이 40도 내지 120도 정도의 범위에 들어가는 경우에는, 50도 내지 110도를 제1 그레이스케일에 대응시켜, 255해조에 할당한다(도 20의 (a), 도 45 참조).

즉, 능선의 부분(볼록부)의 부분일수록 지상 개방도의 값이 크므로, 색이 하얗게 된다.

그리고, 도 43에 도시한 바와 같이, 볼록부 강조 화상 작성부(11)의 볼록부 강조용 색 할당 처리(20)가 지상 개방도 화상 데이터 Da를 판독하고, 주목점(좌표)을 갖는 미세 격자 mi의 동일한 Z값의 미세 격자 mi에, 제1 그레이스케일에 기초하는 색 데이터를 할당하고(도 42의 (a), 도 42의 (b) 참조), 이것을 지상 개방도 파일(21)에 보존(지상 개방도 화상 데이터 Dpa)한다.

다음에, 해조 보부(22)가 이 지상 개방도 화상 데이터 Dpa의 색 해조를 반전시킨 지상 개방도 레이어 Dp를 보존한다. 즉, 능선이 하얗게 되도록 조정한 지상 개방도 레이어 Dp를 얻고 있다.

오목부 추출부(12)(볼록부 강조 화상 작성부라고도 함)는, 도 43에 도시한 바와 같이, 곡저, 능선을 밝기로 표현하기 위한 제2 그레이스케일을 구비하고, 지하 개방도 데이터 작성부(10)가 지하 개방도 ψi(주목점으로부터 8방향의 평균)를 구할 때마다, 이 지상 개방도 ψi의 값에 대응하는 밝기를 산출한다.

예를 들어, 지하 개방도의 값이 40도 내지 120도 정도의 범위에 들어가는 경우에는, 50도 내지 110도를 제2 그레이스케일에 대응시켜(도 42의 (b) 참조), 255해조에 할당한다.

즉, 곡저의 부분(오목부)의 부분일수록 지하 개방도의 값이 크므로, 색이 검게 되게 된다.

그리고, 도 43에 도시한 바와 같이, 오목부 강조 화상 작성부(12)의 오목부 강조용 색 할당 처리(25)는, 지하 개방도 화상 데이터 Db를 판독하고, 주목점(좌표 또는 미세 격자 mi의 좌표)과 동일한 Z값의 미세 격자 mi(예를 들어, 0.559m 사이즈)에, 제2 그레이스케일에 기초하는 색 데이터를 할당하고, 이것을 지하 개방도 파일(26)에 보존한다. 다음에, 해조 보정 처리(27)가 지하 개방도 화상 데이터 Db의 색 해조를 보정하여, 레이어(28)(메모리)에 기억한다.

색이 너무 검게 된 경우에는, 톤 커브를 보정한 정도의 색으로 한다. 이것을 지하 개방도 레이어 Dq라 칭하고 보존한다.

경사도 강조부(13)는, 도 44에 도시한 바와 같이, 경사의 정도를 밝기로 표현함에 따라서 표현하기 위한 제3 그레이스케일을 구비하고(도 42의 (c) 참조), 경사 산출부(8)가 경사도(주목점으로부터 4방향의 평균)를 구할 때마다, 이 경사도의 값에 대응하는 제3 그레이스케일의 밝기(명도)를 산출한다.

예를 들어, 경사도 αi의 값이 0도 내지 70도 정도의 범위에 들어가는 경우에는, 0도 내지 50도를 제3 그레이스케일에 대응시켜, 255해조에 할당한다(도 42의 (c) 참조). 즉, 0도가 백색, 50도 이상이 흑색. 경사 α가 큰 지점일수록 색이 검게 된다.

그리고, 도 44에 도시한 바와 같이, 경사도 강조부(13)의 경사도 강조용 색 할당 처리(30)는 지하 개방도 화상 데이터 Db와 지상 개방도 화상 데이터 Da의 차 화상을 경사도 화상 Dra로서 메모리(31)에 보존한다.

이때, 주목점(좌표)과 동일한 Z값의 미세 격자(예를 들어, 0.559m 사이즈)에, 제3 그레이스케일에 기초하는 색 데이터를 할당한다.

다음에, 적색화 처리(32)가 RGB 컬러 모드 기능에서 R을 강조한다(단, 50％의 강조를 행하는 경우도 있다). 즉, 경사가 클수록 적색이 강조된 경사 강조 화상 Dr을 메모리(33)(레이어)에 얻는다(도 44 참조).

제1 합성부(14)는, 지상 개방도 레이어 Dp와 지하 개방도 레이어 Dq를 승산하여 합성한 합성 화상 Dh(Dh=Dp+D1)를 얻는다. 이때, 골의 부분이 찌부러지지 않도록 양쪽의 밸런스를 조정한다.

전술한 「승산」이라는 것은, 수치 처리상은 OR 연산이 된다.

이 밸런스 조정은, 지상 개방도와 지하 개방도의 값의 배분은, 어떤 지점을 중심으로 하여 일정한 반경(L/2)의 지표면을 잘라낸다.

하늘 전체가 균일한 밝기인 경우에 지표면으로부터 올려다보는 하늘의 넓이가 지면의 밝기를 부여한다. 즉, 지상 개방도가 밝기가 된다. 그러나, 광이 돌아들어가는 것까지 생각하면, 지하 개방도의 값도 고려해야 한다.

양자의 비를 어떻게 해야 할지로, 지형의 능선의 부분을 강조하거나, 임의로 변화시킬 수 있다. 골 중의 지형을 강조하고 싶을 때는 b의 값을 크게 한다.

한편, 제2 합성부(15)는, 파일의 경사 강조 화상 Dr과 제1 합성부(14)에서 합성하여 얻은 합성 화상 Dh를 합성한, 능선이 적색으로 강조된 입체 적색화 화상 Ki를 얻어, 표시부(200)에 표시한다.

즉, 지상 개방도 레이어 Dp(능선을 백색 강조)와 지하 개방도 레이어 Dq(바닥을 검게 강조)와 승산 합성한 회색의 해조 표현의 합성 화상 Dh를 얻음과 함께, 경사도 화상 Dra에 대하여 경사가 많을수록 적색이 강조된 경사 강조 화상 Dr을 얻는다. 그리고, 이 경사 강조 화상 Dr과 합성 화상 Dh를 합성하고 있다.

또한, 해상도 설정부(도시하지 않음)를 갖고, 이 해상도 설정부가, 5m 메쉬마다 X 방향 분할 평균 거리 da(5m/9≒0.5844m 또는 0.559m)를 사용하여 표시용 메모리(도시하지 않음)의 해상도를 설정하도록 해도 된다.

본 발명은, 지도의 작성에 이용할 수 있다.

110: 기반 지도용 데이터베이스
112: 5mDEM 메쉬 판독부
114: 지리 좌표용 XYZ 포인트 파일
118: 평면 직각용 XYZ 포인트 파일
122: 5m 메쉬 정의부
132: X 방향 분할 거리 산출부
134: 미세 격자 생성부
135: 래스터화 처리부
145: 적색 입체시 화상 생성부
148: 고려 거리 격자수 산출부

Claims (14)

1. (A). 수치 표고 모델용 메모리에 기억되어 있는 수치 표고 모델의 소정 에어리어의 위도 경도의 메쉬군을 평면 직각 좌표로 평면 직각 좌표용 메모리에 정의하는 수단과,
   (B). 상기 평면 직각 좌표용 메모리에 정의된 평면 직각 좌표의 메쉬군의 각각의 X 방향의 변을 균등하게 홀수(1: 포함하지 않음)로 분할하는 분할 거리를 구하는 수단과,
   (C). 상기 소정 에어리어에 대응하는 영역의 이차원 평면(X-Y)을 메모리에 정의하고, 이 메모리의 이차원 평면(X-Y)을 상기 분할 거리로 분할하여 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 분할 거리의 사이즈의 미세 격자를 정의하는 수단과,
   (D). 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 평면 직각 좌표의 메쉬군을 정의하여, 상기 미세 격자의 표고값을 보간한 보간 후 표고값을 구하는 수단과,
   (E1). 상기 사이즈의 격자를 평활용 격자로 하고, 이 평활용 격자를 종횡으로 상기 홀수의 개수로 배열한 평활용 격자군으로 이루어지는 평활 메쉬를 생성하는 수단과,
   (E2). 상기 이차원 평면(X-Y)에 정의된 상기 미세 격자를 순차적으로 지정하고, 이 지정된 미세 격자마다 상기 평활 메쉬의 중앙의 평활용 격자를, 그 미세 격자에 정하여 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 평활 메쉬를 정의하고, 이 평활 메쉬에 있어서의 미세 격자군의 보간 후 표고값군에 기초하여 평활한 평활 후 표고값을 구하고, 이 평활 후 표고값을 상기 지정한 미세 격자에 할당하는 수단과,
   (F). 상기 이차원 평면(X-Y)의 미세 격자에 상기 평활 후 표고값이 할당될 때마다, 이 미세 격자를 주목점으로 하고, 이 주목점마다, 이 주목점으로부터의 고려 거리를 상기 분할 거리에 대응하는 미세 격자수로 정의하고, 이 미세 격자수 내에 있어서의 부침도를 구하고, 이 부침도를 해조 표시하는 수단을
   갖는 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
2. (G) 상기 주목점마다, 미세 격자수 내에 있어서의 미세 격자마다의 경사도를 구하고, 이 경사도의 색조 및 상기 부침도를 해조 표시한 화상에 겹쳐 표시하는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 청구항 1 기재의 초해상도 입체시화 처리 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 경사도의 색조 표시는, 적계의 색으로 하는 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 수치 표고 모델은, 5mDEM 또는 10mDEM인 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 홀수(1 포함하지 않음)는, 「9」인 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
6. 제2항에 있어서,
   (H). 도로, 건물, 하천, 늪지대 또는 수목 혹은 이들 중 어느 것의 조합 혹은 모든 벡터 데이터를 표준 지도로서 기억한 지도용 기억 수단을 구비하고,
   (I). 상기 경사도의 색조를 30％ 내지 60％ 저감시키는 수단과,
   (J). 상기 벡터 데이터를 화상화하여 상기 겹쳐 표시한 화상에 다시 겹쳐 표시하는 수단을
   갖는 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 표준 지도는, 2만 5000분의 1의 지도인 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
8. 제6항에 있어서,
   (K). 상기 이차원 평면(X-Y)의 미세 격자에 대하여, 일정 범위를 순차적으로 정하고, 해당 일정 범위마다, 이 일정 범위 내의 상기 미세 격자에 할당되어 있는 상기 평활 후 표고값과 동일한 연속한 평활 후 표고값이 할당되어 있는 미세 격자를 검색하여 등고선의 벡터 데이터를 생성하는 수단과,
   (L). 상기 등고선의 벡터 데이터를 화상화하여 상기 겹쳐 표시한 화상에 다시 겹쳐 표시하는 수단을
   갖는 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 시스템.
9. 컴퓨터에,
   (A). 수치 표고 모델용 메모리에 기억되어 있는 수치 표고 모델의 소정 에어리어의 위도 경도의 메쉬군을 평면 직각 좌표로 평면 직각 좌표용 메모리에 정의하는 수단,
   (B). 상기 평면 직각 좌표용 메모리에 정의된 평면 직각 좌표의 메쉬군의 각각의 X 방향의 변을 균등하게 홀수로 분할하는 분할 거리를 구하는 수단,
   (C). 상기 소정 에어리어에 대응하는 영역의 이차원 평면(X-Y)을 메모리에 정의하고, 이 메모리의 이차원 평면(X-Y)을 상기 분할 거리로 분할하여 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 분할 거리의 사이즈의 미세 격자를 정의하는 수단과,
   (D). 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 평면 직각 좌표의 메쉬군을 정의하여, 상기 미세 격자의 표고값을 보간하는 수단,
   (E1). 상기 사이즈의 격자를 평활용 격자로 하고, 이 평활용 격자를 종횡으로 상기 홀수의 개수로 배열한 평활용 격자군으로 이루어지는 평활 메쉬를 생성하는 수단,
   (E2). 상기 이차원 평면(X-Y)에 정의된 상기 미세 격자를 순차적으로 지정하고, 이 지정된 미세 격자마다 상기 평활 메쉬의 중앙의 평활용 격자를, 그 미세 격자에 정하여 상기 이차원 평면(X-Y)에 상기 평활 메쉬를 정의하고, 이 평활 메쉬에 있어서의 미세 격자군의 보간 후 표고값군에 기초하여 평활한 평활 후 표고값을 구하고, 이 평활 후 표고값을 상기 지정한 미세 격자에 할당하는 수단,
   (F). 상기 이차원 평면(X-Y)의 미세 격자에 상기 평활 후 표고값이 할당될 때마다, 이 미세 격자를 주목점으로 하고, 이 주목점마다, 이 주목점으로부터의 고려 거리를 상기 분할 거리에 대응하는 미세 격자수로 정의하고, 이 미세 격자수 내에 있어서의 부침도를 구하고, 이 부침도를 해조 표시하는 수단으로서의 기능을 실행시키는 초해상도 입체시화 처리 프로그램.
10. 제9항에 있어서,
    컴퓨터에,
    (G). 상기 주목점마다, 미세 격자수 내에 있어서의 미세 격자마다의 경사도를 구하고, 이 경사도의 색조 및 상기 부침도를 해조 표시한 화상에 겹쳐 표시하는 수단으로서의 기능을 실행시키는 초해상도 입체시화 처리 프로그램.
11. 제10항에 있어서,
    상기 경사도의 색조 표시는, 적계의 색으로 하는 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 프로그램.
12. 제9항에 있어서,
    상기 수치 표고 모델은, 5mDEM 또는 10mDEM인 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 프로그램.
13. 제9항에 있어서,
    상기 홀수(1 포함하지 않음)는, 「9」인 것을 특징으로 하는 초해상도 입체시화 처리 프로그램.
14. 제10항에 있어서,
    컴퓨터에,
    (H). 도로, 건물, 하천, 늪지대 또는 수목 혹은 이들 중 어느 것의 조합 혹은 모든 벡터 데이터를 표준 지도로서 지도용 기억 수단에 기억하는 수단,
    (I). 상기 경사도의 색조를 30％ 내지 60％ 저감시키는 수단,
    (J). 상기 벡터 데이터를 화상화하여 상기 겹쳐 표시한 화상에 다시 겹쳐 표시하는 수단으로서의 기능을 실행시키는 초해상도 입체시화 처리 프로그램.

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