TW201931314A - 依地物地盤高著色之畫像的產生裝置及依地物高著色之畫像的產生程式 - Google Patents

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Abstract

本發明之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置係具備有：第一DSM化部125、第一DEM化部133、第一DHM化部137、第一斜度畫像作成部141、第一斜度畫像用記憶部143、第一紅色立體畫像作成部145、第一分層設色畫像作成部147、第一依地物高著色之畫像作成部151、第一樓高比較畫像作成部150、第二紅色立體畫像作成部154、第一地物高比較畫像作成部158以及第一依地形地物高著色之畫像作成部162等，取得以對應於地形的高度及斜度的顏色表現地形且以對應於地物的高度及斜度的顏色表現地物之依地形地物高著色之畫像。

Description

依地物地盤高著色之畫像的產生裝置及依地物高著色之畫像的產生程式
本發明係關於依地物地盤高著色之畫像的產生裝置。
有一種利用顏色的配色使地形的凹凸看起來像是三維構造之專利文獻1的視覺化處理系統。此視覺化處理系統係將向量場映射到三維的座標空間而得到對應的座標點列，再在連結該座標點列之面的局部區域求出第一浮起度。
然後，求出在連結該座標點列之面的局部區域之第二下沉度，再將該第一浮起度及第二下沉度予以加權合成而求出在連結該座標點列之面的局部區域之浮沉度。
然後，將座標空間映射到二維平面，在與連結該座標點列之面的局部區域對應之二維平面上的區域進行與浮沉度對應之漸層顯示。此時，係依浮沉度設為紅色。所得到的畫像稱為紅色立體地圖畫像。
另一方面，專利文獻2之彩色高程斜度圖作成系統，係根據記憶於資料記憶手段之DEM資料而按高程值(亦稱標高值)分配顏色，作成以顏色按照高程值而變化之漸層色彩(gradation color)表現之彩色高程圖，另外根據DEM資料而算出斜度值並按斜度值分配濃度，作成以濃淡表現出斜度值之灰階(gray scale)斜度圖。
然後，將作成的彩色高程圖與作成的灰階斜度圖兩者合成而作成彩色高程斜度圖。而且，使彩色高程圖的不透明度與灰階斜度圖的不透明度為不相同的不透明度，且使彩色高程圖的不透明度為比灰階斜度圖的不透明度小之值，而將彩色高程圖與灰階斜度圖兩者合成。
[先前技術文獻] [專利文獻]
(專利文獻1)日本特許第3670274號公報
(專利文獻2)日本特許第4771459號公報
然而，專利文獻1之視覺化處理系統，係在與連結座標點列之面的局部區域對應之二維平面上的區域進行與浮沉度對應之漸層顯示而作成紅色立體地圖，其係強調高度而賦予紅色。
因此，在例如都市部有高聳的大樓存在，就會強調大樓的影子，結果就會將大樓的邊緣顯示成黑色。再者，會使道路出現黑影。因此畫像會變得髒汙。
另一方面，專利文獻2之彩色高程斜度圖作成系統係按地盤的高程給色，按斜度賦予濃淡(灰階)，所以無法從顏色知道大樓的高度。
本發明係為了解決以上的課題而完成者，其目的在得到對於都市區域的地物的高度依其高度以顏色進行表示，且畫像不會變得髒汙之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置。
本發明之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的要旨在於具備有：記憶區域的數值高程模型(DEM：Digital Elevation Model)之數值高程模型用記憶手段；記憶該區域的數值地表模型(DSM：Digital Surface Model)之數值地表模型用記憶手段；在DHM用記憶部產生屬於前述數值高程模型(DEM)與數值地表模型(DSM)之差之DHM(Digital Height Model，數值高度模型)之DHM化手段；就前述DHM的每個網格(mesh)求出斜度並產生將對應於該斜度之灰階的濃淡值分配給網格而作成的斜度畫像之手段；在第一紅色立體畫像用記憶手段產生第一紅色立體畫像之手段，前述第一紅色立體畫像係就前述數值地表模型(DSM)的各個網格，使分配給該 網格之高程值降低為一定倍數，且以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，並分別以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色之方式進行配色而成者；在第二紅色立體畫像用記憶手段產生第二紅色立體畫像之手段，前述第二紅色立體畫像係就前述數值高程模型(DEM)的每個網格，使分配給該網格之高程值提高為預定倍數，且以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，並以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色之方式進行配色而成者；在相對高度分層設色畫像用記憶手段產生相對高度分層設色畫像之手段，前述相對高度分層設色畫像係就前述DHM的每個網格，將分配給該網格之地物的高度讀入，並依該地物的高度將顏色值分配給該網格而成者；在地物高比較畫像用記憶手段產生地物高比較畫像之手段，前述地物高比較畫像係將前述斜度畫像與前述相對高度分層設色畫像相疊合而成者；在依地物高著色畫像用記憶手段產生依地物高著色畫像之手段，前述依地物高著色畫像係將前述第一紅色立體畫像與前述地物高比較畫像相疊合而成者；以及在地物高比較畫像用記憶手段產生地物高比較畫像之手段，前述地物高比較畫像係將前述地物高比較畫像與前述第二紅色立體畫像兩者合成，而就每個網格以對應於該網格的高度及斜度的顏色來表現而成者。
如以上所述，根據本發明可得到以對應於地形的高度及斜度的顏色來表現地形且以對應於地物的高度及斜度的顏色來表現地物之依地形地物高著色之畫像。
12‧‧‧傾斜攝影機
15‧‧‧雷射掃描儀
100‧‧‧第一電腦本體部
102‧‧‧傾斜攝影機攝得畫像用記憶部
106‧‧‧地上開度資料作成部
107‧‧‧3D都市模型作成部
108‧‧‧斜度算出部
109‧‧‧3D都市模型用記憶部
110‧‧‧地下開度資料作成部
111‧‧‧凸部強調畫像作成部
112‧‧‧凹部強調畫像作成部
113‧‧‧斜度強調部
114‧‧‧第一紅色用合成部
115‧‧‧第二紅色用合成部
121‧‧‧第一點群LAS檔案化部
123‧‧‧第一LAS資料用記憶部
124‧‧‧第一DSM用資料用記憶部
125‧‧‧第一DSM化部
127‧‧‧第一差分化部
129‧‧‧第一差分化資料用記憶部
131‧‧‧地盤DEM用記憶部
133‧‧‧第一DEM化部
135‧‧‧2m地盤DEM用記憶部
137‧‧‧第一DHM化部
139‧‧‧第一DHM資料用記憶部
141‧‧‧第一斜度畫像作成部
143‧‧‧第一斜度畫像用記憶部
145‧‧‧第一紅色立體畫像作成部
147‧‧‧第一分層設色畫像作成部
148‧‧‧第一紅色立體畫像用記憶部
149‧‧‧第一分層設色畫像用記憶部
150‧‧‧第一樓高比較畫像作成部
151‧‧‧第一依地物高著色之畫像作成部
152‧‧‧第一依地物高顯示顏色之畫像用記憶部
153‧‧‧第一樓高比較畫像用記憶部
154‧‧‧第二紅色立體畫像作成部
155‧‧‧第一顯示處理部
158‧‧‧第一地物高比較畫像作成部
160‧‧‧第一地物高比較畫像用記憶部
161‧‧‧第一紅色立體畫像用記憶部
162‧‧‧第一依地形地物高著色之畫像作成部
164‧‧‧第一依地形地物高著色之畫像用記憶部
200‧‧‧第一顯示部
203‧‧‧雷射資料用記憶部
221‧‧‧第二點群LAS檔案化部
224‧‧‧第二DSM用資料用記憶部
233‧‧‧第二DEM化部
225‧‧‧第二DSM化部
227‧‧‧第二差分化部
229‧‧‧第二差分化資料用記憶部
235‧‧‧1mDEM用記憶部
237‧‧‧第二DHM化部
241‧‧‧第二斜度畫像作成部
243‧‧‧第二斜度畫像用記憶部
245‧‧‧第二紅色立體畫像作成部
247‧‧‧第二分層設色畫像作成部
248‧‧‧第二紅色立體畫像用記憶部
249‧‧‧第二分層設色畫像用記憶部
250‧‧‧第二樓高比較畫像作成部
251‧‧‧第二依地物高著色畫像作成部
252‧‧‧第二依地物高顯示顏色之畫像用記憶部
253‧‧‧第二樓高比較畫像用記憶部
254‧‧‧第二紅色立體畫像作成部
258‧‧‧第二地物高比較畫像作成部
261‧‧‧第二紅色立體畫像用記憶部
262‧‧‧第二依地形地物高著色之畫像作成部
264‧‧‧第二依地形地物高著色之畫像用記憶部
500‧‧‧第二顯示部
BL‧‧‧大樓
Ca‧‧‧俯視畫像
Cb‧‧‧前視畫像
Cc‧‧‧後視畫像
Cd‧‧‧左視畫像
Ce‧‧‧右視畫像
Ci‧‧‧傾斜攝影機畫像
GD‧‧‧第一分層設色畫像
GD’‧‧‧第二分層設色畫像
GEC‧‧‧第一地物高比較畫像
GEC’‧‧‧第二地物高比較畫像
GH‧‧‧第一依地物高著色之畫像
GH’‧‧‧第二依地物高著色之畫像
GS‧‧‧第一斜度畫像
GS’‧‧‧第二斜度畫像
GM‧‧‧第一樓高比較畫像
GM’‧‧‧第二樓高比較畫像
GP‧‧‧第二紅色立體畫像
GQ‧‧‧第一紅色立體畫像
GQ’‧‧‧第二紅色立體畫像
Ri‧‧‧雷射資料
Mi‧‧‧3D都市模型畫像
SD‧‧‧陰影
第1圖係用來說明實施形態1之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的概念之構成圖。
第2圖係實施形態1之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的處理的流程圖。
第3圖係紅色立體畫像化處理所產生的建物的陰影之說明圖。
第4圖係0.2倍強調的效果之說明圖。
第5圖係第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調)之說明圖。
第6圖係斜度畫像GS之說明圖。
第7圖係有外伸部(overhang)之說明圖。
第8圖係CRT之說明圖。
第9圖係分層設色畫像GD之說明圖。
第10圖係樓高比較畫像GM之說明圖。
第11圖係依地物高著色之畫像GH之說明圖(1/2)。
第12圖係依地物高著色之畫像GH之說明圖(2/2)。
第13圖係用來說明實施形態1的主要各部的動作之流程圖。
第14圖係5倍強調之說明圖(1/2)。
第15圖係5倍強調之說明圖(2/2)。
第16圖係第二紅色立體畫像之說明圖。
第17圖係第一地物高比較畫像GEC之說明圖。
第18圖係第一依地形地物高著色之畫像GHC的說明圖。
第19圖係實施形態2之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置之概略構成圖。
第20圖係用來說明實施形態2之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的處理之流程圖。
第21圖係依地物高著色之畫像GH’之說明圖。
第22圖係DEM資料之說明圖。
第23圖係紅色立體畫像作成部之概略構成圖。
第24圖係地上開度及地下開度之原理說明圖。
第25圖係地上開度及地下開度的主要樣式說明圖。
第26圖係地上開度及地下開度之立體的說明圖。
第27圖係地上開度及地下開度的標本地點及距離之說明圖。
第28圖係斜度紅色化立體畫像之產生過程說明圖。
第29圖係紅色立體畫像KGi的資料結構之說明圖。
實施形態係以使用以傾斜攝影機(oblique camera)拍攝得到的資料之形態作為實施形態1進行說明，以使用雷射資料之形態作為實施 形態2而進行說明。實施形態1及實施形態2中，具有相同的機能之各部及資訊分別加註「第一」或「第二」而進行說明。
<實施形態1>
第1圖係用來說明實施形態1之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的概念之構成圖。實施形態1說明地物為都市的建物、樹木、道路等之情況。
如第1圖所示之實施形態1之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置，係由第一電腦本體部100、第一顯示部200等所構成。
第一電腦本體部100係具備有：傾斜攝影機畫像用記憶部102、3D都市模型作成部107、3D都市模型用記憶部109、第一點群LAS檔案化部121、第一LAS資料用記憶部123、第一DSM化部125(例如20cm DEM)、第一DSM用資料用記憶部124、第一差分化部127、第一差分化資料用記憶部129以及記憶有5m網格的地盤DEM(日本國土地理院)之地盤DEM用記憶部131。
此外，還具備有：第一DEM化部133(例如2m網格)、記憶2m地盤DEM之2m地盤DEM用記憶部135、第一DHM化部137、第一斜度畫像作成部141、第一斜度畫像用記憶部143、第一紅色立體畫像作成部145(例如高度0.2倍強調)、第一分層設色畫像作成部147、第一依地物高著色之畫像之作成部151以及第一樓高比較畫像作成部150等。
另外，還具備有：第一斜度畫像用記憶部143、第一紅色立體畫像用記憶部148(0.2倍強調用)、第一分層設色畫像用記憶部149、第一依地物高顯示顏色之畫像用記憶部152、第一樓高比較畫像用記憶部 153、第二紅色立體畫像作成部154(高度5倍強調)、第一地物高比較畫像作成部158以及第一依地形地物高著色之畫像作成部162等。
另外，還具備有：第二紅色立體畫像用記憶部161(5倍強調用)、第一地物高比較畫像用記憶部160以及第一依地形地物高著色之畫像用記憶部164等。
DEM(Digital Elevation Model)即所謂的數值高程模型，DSM(Digital Surface Model)即所謂的數值地表模型。DHM(Digital Height Model)則是將地物本身的高度予以模型化而成者。
傾斜攝影機畫像用記憶部102係記憶有利用飛機10等所搭載的傾斜攝影機12拍攝地上的都市區域所攝得的傾斜攝影機畫像Ci。
例如，推算並求出攝影位置及姿勢(外部標定)，利用其視差而以三角測量的計算式求出各畫素的三維座標(相互標定)再進行雜訊去除，然後針對根據該等三維座標而建立的立體模型的網格給予對應點的顏色資訊而產生3D模型。
該傾斜攝影機畫像Ci係由俯視畫像Ca、前視畫像Cb、後視畫像Cc、左視畫像Cd及右視畫像Ce所構成。
而且，傾斜攝影機畫像Ci係關聯於傾斜攝影機12的編號、攝影機種類、畫像解析度、CCD元件尺寸、焦點距離、攝影時刻、攝影時的姿勢θp、高度等資訊。
前述的飛機10最好在都市區域以高度1000m飛行數次~數十次而取得雷射資料Ri及傾斜攝影機畫像Ci。
3D都市模型作成部107係使用傾斜攝影機畫像Ci(例如Ca、Cb、Cc、Cd、Ce)而作成三維畫像(texture：貼圖)。將該三維畫像作為3D都市模型畫像Mi而記憶於3D都市模型用記憶部109中。該3D都市模型畫像Mi的各個畫素都分配有三維座標。
第一點群LAS檔案化部121係將3D都市模型用記憶部109中的3D都市模型畫像Mi予以LAS檔案化然後將之記憶於第一LAS資料用記憶部123中。
第一DSM化部125係根據第一LAS資料用記憶部123中的LAS資料而在第一DSM用資料用記憶部124產生20cm DSM。
第一DEM化部133(例如2m網格)係從地盤DEM用記憶部131將地盤DEM用記憶部131中記憶的都市區域的5m網格的地盤DEM(以下稱為5m地盤DEM)讀入，使該5m地盤DEM成為2m地盤DEM而在2m地盤DEM用記憶部135產生。
第一差分化部127係將第一DSM用資料用記憶部124中的20cm DSM與地盤DEM用記憶部131中的2m地盤DEM之差作為差分化畫像資料(DHM=DSM-DEM)而將之記憶於第一差分化資料用記憶部129中。具體的說明待流程圖的部分進行說明。
第一DHM化部137係產生以第一差分化資料用記憶部129中的差分化畫像資料為根據之DHM，並將之記憶於第一DHM資料用記憶部139中。
第一斜度畫像作成部141係針對第一DSM用資料用記憶部124中的20cm DSM的每個網格求出斜度，而在第一斜度畫像用記憶部143產生根據該斜度之第一斜度畫像GS。
第一紅色立體畫像作成部145(例如高度0.2倍強調)係針對第一DSM用資料用記憶部124中的20cm DSM的每個網格將高度(z值：也稱為高程值)讀入。然後，在第一紅色立體畫像用記憶部148產生將該高度予以強調例如0.2倍後的資料。然後，將0.2倍強調後的資料予以紅色立體畫像化(以下稱為第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調))。
換言之，就數值地表模型(DSM)的每個網格，將分配給該網格之高程值降低為一定倍數(0.2倍強調)，然後以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍，求出複數方向的地上開度(平均)、地下開度(平均)、斜度(平均)，而產生以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，且斜度越大給予越強調紅色的顏色來進行配色所作成的紅色立體畫像。
第一分層設色畫像作成部147係使用第一DHM資料用記憶部139中的DHM而在第一分層設色畫像用記憶部149產生第一分層設色畫像GD。
第一樓高比較畫像作成部150係使第一斜度畫像用記憶部143中的斜度畫像GS(參照第6圖)與第一分層設色畫像用記憶部149中的第一分層設色畫像GD(參照第9圖)相疊合而在第一樓高比較畫像用記憶部153產生第一樓高比較畫像GM(參照第10圖)。該第一分層設色畫像GD也稱為第一DHM高度分層設色畫像。
第一依地物高著色畫像作成部151係使第一樓高比較畫像用記憶部153中的第一樓高比較畫像GM與第一紅色立體畫像用記憶部148中的第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調)相疊合而(也稱為例如第一COOLMAP)在第一依地物高顯示顏色之畫像用記憶部152產生第一依地物高著色之畫像GH。
第二紅色立體畫像作成部154(高度5倍強調)係針對2m地盤DEM用記憶部135中的2m地盤DEM的每個網格將高度(高程值)讀入。然後，使將該高度予以強調5倍後的資料記憶於第二紅色立體畫像用記憶部161中。將該資料稱為第二紅色立體畫像GP(5倍強調)。
換言之，就數值高程模型(DEM)的每個網格，將分配給該網格之高程值提高為數倍(5倍強調)，然後以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，而產生以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色來配色所作成的第二紅色立體畫像GP(5倍強調)。
第一地物高比較畫像作成部158係將第一樓高比較畫像用記憶部153中的第一樓高比較畫像GM(第一DHM高度分層設色畫像：參照第10圖)與第二紅色立體畫像用記憶部161中的第二紅色立體畫像GP(5倍強調)予以合成，而在第一地物高比較畫像用記憶部160產生以對應於地形(道路、斜面)的高度及斜度的顏色來表現地形而成之第一地物高比較畫像GEC。
第一依地形地物高著色之畫像作成部162係將第二紅色立體畫像用記憶部161中的第二紅色立體畫像GP(5倍強調：參照第16圖)、 第一分層設色畫像用記憶部149中的第一分層設色畫像GD(參照第9圖)，與第一紅色立體畫像用記憶部148中的第一紅色立體畫像(0.2倍強調)予以合成，而在第一依地形地物高著色畫像用記憶部164產生以對應於地形(道路、斜面)的高度及斜度的顏色來表現地形且以對應於地物(大樓、樹木等)的高度及斜度的顏色來表現地物之第一依地形地物高著色畫像GHC(也稱為第一SUPER COOL MAP)。
第一顯示處理部155係在第一顯示部100顯示第一DHM資料用記憶部139中的DHM、第一斜度畫像用記憶部143中的第一斜度畫像GS、第一紅色立體畫像用記憶部148中的第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調)或第一分層設色畫像用記憶部149中的第一分層設色畫像GD、第一地物高比較畫像用記憶部160中的第一地物高比較畫像GEC，或者第二紅色立體畫像用記憶部161中的第二紅色立體畫像GP(5倍強調)或第一依地形地物高著色之畫像用記憶部164中的第一依地形地物高著色之畫像GHC(第一HYBRID COOLMAP)。
以下，利用第2圖之流程圖來說明如上述構成之實施形態1之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的處理。第2圖係使用傾斜攝影機攝得畫像之情況的處理。
如第2圖所示，首先，3D都市模型作成部107將傾斜攝影機畫像用記憶部102中的傾斜攝影機畫像Ci(例如Ca、Cb、Cc、Cd、Ce)讀入(S10)。
接著，3D都市模型作成部107使用傾斜攝影機攝得畫像Ci(例如Ca、Cb、Cc、Cd、Ce)而在3D都市模型用記憶部109產生3D都市 模型畫像Mi。另外，第一點群LAS檔案化部121將3D都市模型用記憶部109中的3D都市模型畫像Mi予以LAS檔案化(也稱為LAS資料)，而在第一LAS資料用記憶部123產生(S12)。
然後，第一DSM化部125根據第一LAS資料用記憶部123中的LAS資料而在第一DSM用資料用記憶部124產生20cm DSM。
另一方面，第一紅色立體畫像作成部145(例如高度0.2倍強調)依序指定第一DSM用資料用記憶部124中的20cm DSM的網格，將分配給與該網格相距距離L的網格之高度(z值、高程值)讀入。然後，將該高度予以例如0.2倍強調之後，在第一紅色立體畫像用記憶部148產生第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調)。
紅色立體畫像化處理係如第3圖所示，建物越高的話，越高的建物(例如大樓BL)的周圍越會形成陰影，結果就會偏黑。第3圖中以深綠色表現陰影SD。因此，如第4圖所示對高度做0.2倍強調。
如此，第4圖(a)所示之高聳大樓BL的高度(z值)就會如第4圖(b)所示，變為較低的高度(z’=0.2×Z)之較低的大樓BL，陰影SD會變小。另外，因為施行了紅色立體畫像化處理，所以會略為強調大樓BL的邊緣。
在該第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調：DSM)之作成中，係使距離L(也稱為考慮距離)為例如10畫素份(1m程度)。關於紅色立體地圖之作成將在後面說明。該距離L係隨著建物的高度而變更。
將該第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調)顯示於第5圖中。如第5圖所示，全體帶有紅色調，其中大樓的邊緣會受到強調，且高度越 高顏色越偏白。紅色立體畫像因為會分配座標給網格，所以也稱為紅色立體地圖。
然後，第一斜度畫像作成部141針對第一DSM用資料用記憶部124的20cm DSM的每個網格求出斜度，而在第一斜度畫像用記憶部143產生根據該斜度之斜度畫像GS(S18)。
將該斜度畫像GS顯示於第6圖中。第6圖所示的斜度畫像GS為黑白的，水平(斜度0度)以白色表現，斜度0度附近(不包含0度)~99度以黒色表現。如第6圖所示，可分清楚大樓BL的形狀及道路的形狀。
另一方面，第一DEM化部133(例如2m地盤DEM)從地盤DEM用記憶部131將地盤DEM用記憶部131中記憶的都市區域的5m地盤DEM讀入(S20)。
然後，在第一DEM用記憶部135(例如2m網格)產生將該5m地盤DEM轉成2m的網格之2m地盤DEM(S22)。
然後，第一差分化部127求出第一DSM用資料用記憶部124中的20cm DSM與地盤DEM用記憶部131中的2m地盤DEM之差作為差分化畫像資料(DHM=DSM-DEM)(S24)。將結果記憶於第一差分化資料用記憶部129中。
具體而言，係求出在2m地盤DEM的各個網格之20cm DSM的座標(x,y,z)，再求出該座標(x,y,z)與20cm DSM之差作為差分化畫像資料(DHM=DSM-DEM)。
第7圖(a)顯示DSM。第7圖(a)表示的是樹木。第7圖(b)顯示第7圖(a)的DHM的斷面。如第7圖(c)所示外伸部(overhang)會為黑色的。
然後，第一DHM化部137在第一DHM資料用記憶部139產生以第一差分化資料用記憶部129中的差分化畫像資料為根據之DHM(S24)。換言之，如第7圖(b)所示，會得到樹木的高度。
然後，第一分層設色畫像作成部147將CRT定義(對應於高度的顏色值)予以輸入，而在第一分層設色畫像用記憶部149產生第一DHM資料用記憶部139中的DHM的第一分層設色畫像GD(也稱為相對高度分層設色畫像)(S28)。CRT係如第8圖所示。
亦即，如第9圖所示，第一分層設色畫像GD(也稱為相對高度分層設色畫像)係以紫色表示較高的大樓BL，以紅紫色表示比該大樓低的大樓BL，以朱紅色表示再低一些的大樓BL，以黃色表示更低的大樓BL。因此，可使用來作為大樓BL的高度比較圖。
然後，第一樓高比較畫像作成部150將第一斜度畫像用記憶部143中的斜度畫像GS(參照第6圖)與第一分層設色畫像用記憶部149中的分層設色畫像GD(參照第9圖)相疊合而在第一樓高比較畫像用記憶部153產生第一樓高比較畫像GM(S30)。該第一分層設色畫像GD也稱為第一DHM高度分層設色畫像。
第10圖顯示樓高比較畫像GM。如第10圖所示，以灰色表現道路較低處(下坡道)，以紫色表現較高的大樓BL，以朱紅色表現再低一 些的大樓BL，以黃色表現更低的大樓BL。因此，從顏色就可知道大樓BL的形狀、大樓BL的高度、道路的斜度(高度)。
接著，第一依地物高著色之畫像作成部151將第一樓高比較畫像用記憶部153中的第一樓高比較畫像GM(參照第10圖)與第一紅色立體畫像用記憶部148中的第一紅色立體畫像GQ(0.2倍強調：參照第5圖)相疊合，而在第一依地物高顯示顏色之畫像用記憶部152產生第一依地物高著色之畫像GH。
第一依地物高著色之畫像GH係如第11及12圖所示。如第11圖所示，第一依地物高著色之畫像GH(也稱為COOL MAP)中，較高的大樓BL為紫色的，再低一些的大樓BL為朱紅色的，更低的大樓BL為黃綠色的，道路的下坡處為灰色的。而且，全體帶有一點紅色調。換言之，可從顏色判別大樓BL、道路、地形的變化。另外，如第12圖所示，車子也利用顏色表現。此外，行人也利用顏色表現。
亦即，將都市圖細分為各個部分，分別著以不同的顏色，且使全體略帶紅色調來使黑影減小。
另外，因為自動地以不同的顏色來表現地物的高度，所以操作員(operator)無需進行加註高程之作業。
然後，第一DEM化部133(例如2m網格)、第二紅色立體畫像作成部154(高度5倍強調)、第一地物高比較畫像作成部158及第一依地形地物高著色之畫像作成部162進行第13圖所示之處理。
如第13圖所示，第一DEM化部133(例如2m網格)從地盤DEM用記憶部131將地盤DEM用記憶部131中記憶的都市區域的5m網格的地盤DEM(以下稱為5m地盤DEM)讀入(S35a)。
然後，使該5m地盤DEM轉為2m地盤DEM，而產生在2m地盤DEM用記憶部135(S35b)。
另一方面，第二紅色立體畫像作成部154(高度5倍強調)依序指定2m地盤DEM用記憶部135中的2m地盤DEM的網格，分別就每個指定，將分配給以該網格為中心相距距離L(例如200畫素份)的各個網格之高度(高程值)讀入。然後，將分配給距離L(例如200畫素份)之網格(畫素)的高度(z值：高程值)予以5倍強調(參照第14圖、第15圖)之後，產生第二紅色立體畫像GP(5倍強調)(S35c：參照第16圖)。
第14圖中顯示的是將地盤予以5倍強調、將大樓BL予以0.2倍強調之例。第15圖中顯示的是以剖面顯示地盤，並將該地盤予以5倍強調之例。
然後，將該第二紅色立體畫像GP(5倍強調)記憶於第二紅色立體畫像用記憶部161中(S35d)。
換言之，就數值高程模型(DEM)的每個網格，將分配給該網格之高程值提高為數倍(5倍強調)，然後以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍(例如距離L之範圍)，求出複數方向的地上開度(平均)、地下開度(平均)、斜度(平均)，而產生以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色來進行配色所作成的第二紅色立體畫像GP(5倍強調)。亦即，如第16圖所示，平坦的地盤的斜度受到強調，且使之以對應於斜度的紅色調表現。
另一方面，第一地物高比較畫像作成部158將第一樓高比較畫像用記憶部153中的第一樓高比較畫像GM(第一DHM高度分層設色畫像：參照第10圖)讀入(S34e)。
然後，將第二紅色立體畫像用記憶部161中的第二紅色立體畫像GP(5倍強調)與該第一樓高比較畫像GM(第一DHM高度分層設色畫像：參照第10圖)予以合成，使以對應於地形(道路、斜面)的高度及斜度的顏色表現地形之第一地物高比較畫像GEC(參照第17圖)在第一地物高比較畫像用記憶部160產生(S35f)。
另一方面，第一分層設色畫像作成部147將CRT定義(與高度對應的顏色值：參照第8圖)讀入(S35g)。
然後，在第一分層設色畫像用記憶部149產生根據該CRT而將第一DHM資料用記憶部139中的DHM(2m網格)著色成的第一分層設色畫像GD(S35h)。
另一方面，第一依地形地物高著色之畫像作成部162將第一依地物高顯示顏色之畫像用記憶部152中的第一依地物高著色畫像GH(參照第11圖：第一COOLMAP)讀入(S35i)。
然後，第一依地形地物高著色畫像作成部162將第二紅色立體畫像用記憶部161中的第二紅色立體畫像GP(5倍強調：參照第16圖)、第一分層設色畫像用記憶部149中的第一分層設色畫像GD(參照第9圖)及第一依地物高顯示顏色之畫像用記憶部152中的第一依地物高著色畫像GH(第一COOL MAP：參照第11圖)予以合成而在第一依地形地物高著色之畫像 用記憶部164產生第一依地形地物高著色之畫像GHC(第一SUPER COOLMAP：參照第18圖)(S35j)。
亦即，如第18圖所示，以對應於地形(道路、斜面)的高度及斜度的顏色表現地形，且對應於依地物(大樓、樹木等)的高度及斜度的顏色表現地物。
<實施形態2>
第19圖係實施形態2之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的概略構成圖。實施形態2之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置係使用雷射資料Ri(例如解析度為1m)。解析度亦可為2cm、5cm、...3m、5m。
如第19圖所示之實施形態2之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置係在第二電腦本體部400具備有以下的構成元件。
如第19圖所示，具備有：雷射資料用記憶部203、第二DSM化部225(例如1m DEM)、第二DSM用資料用記憶部224、第二差分化部227、第二差分化資料用記憶部229、第二DEM化部233、記憶1m DEM之1m DEM用記憶部235、第二DHM化部237、第二斜度畫像作成部241、第二斜度畫像用記憶部243、第二紅色立體畫像作成部245(例如高度0.2倍強調)、第二分層設色畫像作成部247、第二依地物高著色畫像作成部251、及第二樓高比較畫像作成部250等。
另外，具備有：第二斜度畫像用記憶部243、第二紅色立體畫像用記憶部248(0.2倍強調用)、第二分層設色畫像用記憶部249、第二依地物高顯示顏色之畫像用記憶部252、第二樓高比較畫像用記憶部253、 第二紅色立體畫像作成部254(高度5倍強調)、第二地物高比較畫像作成部258及第二依地形地物高著色之畫像作成部262等。
此外，還具備有：第二紅色立體畫像用記憶部261(5倍強調用)、第二地物高比較畫像用記憶部260、第二依地形地物高著色之畫像用記憶部264等。
雷射資料用記憶部203係記憶有利用飛機10等所搭載的雷射掃描儀15掃描地上的都市所得到的雷射資料Ri。該雷射資料Ri係關聯於雷射掃描儀15的編號、雷射掃描儀種類、解析度、攝影時刻、攝影時的姿勢θp、高度等。
前述的飛機10最好在都市區域上空飛行數次~數十次而取得雷射資料Ri。
第二DSM化部225係將雷射資料Ri予以解析而在第二DSM用資料用記憶部224產生例如1m DSM。
第二DEM化部(例如1m)係將雷射資料Ri予以解析，在解析度為1m之情況作成1m DEM而將之記憶於1m DEM用記憶部235中。
雷射資料用記憶部203係記憶有利用飛機10等所搭載的雷射掃描儀15掃描地上的都市所得到的雷射資料Ri。該雷射資料Ri係關聯於雷射掃描儀15的編號、雷射掃描儀種類、解析度、攝影時刻、攝影時的姿勢θp、高度等。
前述的飛機10最好在都市區域上空飛行數次~數十而取得雷射資料Ri。
第二DSM化部225係將雷射資料Ri的解析度予以解析而使1m DSM在第二DSM用資料用記憶部224產生。
第二DEM化部(例如1m)係將雷射資料Ri的解析度予以解析而作成1m DEM且使之記憶於1m DEM用記憶部235中。
第二差分化部227係以第二DSM用資料用記憶部224中的1m DSM與1m DEM用記憶部235中的1m DEM之差作為差分化畫像資料(DHM=DSM-DEM)，並將之記憶於第二差分化資料用記憶部229中。
第二DHM化部237係產生以第二差分化資料用記憶部229中的差分化畫像資料為根據之DHM，將之記憶於第二DHM資料用記憶部239中。
第二紅色立體畫像作成部245(例如高度0.2倍強調)係就第二DSM用資料用記憶部224中的1m DSM的每個網格將其高度讀入。然後，在第二紅色立體畫像用記憶部248產生該高度予以例如0.2倍強調後的資料。此時，進行紅色處理化(以下將該資料稱為第二紅色立體畫像GQ’(0.2倍強調))。
第二斜度畫像作成部241係就第二DSM用資料用記憶部224中的1m DSM的每個網格求出斜度，然後在第二斜度畫像用記憶部243產生根據該斜度之第二斜度畫像GS’。
第二分層設色畫像作成部247係使用第二DHM資料用記憶部239中的DHM而在第二分層設色畫像用記憶部249產生第二分層設色畫像GD’。
第二依地物高著色之畫像作成部251係將第二樓高比較畫像用記憶部253中的第二樓高比較畫像GM’與第二紅色立體畫像用記憶部248中的第二紅色立體畫像GQ’(0.2倍強調)相疊合，而在第二依地物高顯示顏色之畫像用記憶部252產生第二依地物高著色之畫像GH’。
第二紅色立體畫像作成部254(高度5倍強調)係就1m地盤DEM用記憶部235中的1m DEM的每個網格，將其高度(高程值)讀入。然後，將該高度予以5倍強調而將得到的資料記憶於第二紅色立體畫像用記憶部261中。將該資料稱為第二紅色立體畫像GP’(5倍強調)。
換言之，係就數值高程模型(DEM)的每個網格，將分配給該網格之高程值提高為數倍(5倍強調)，然後以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，而產生以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色來進行配色所作成的第二紅色立體畫像GP’(5倍強調)。
第二地物高比較畫像作成部258係將第二樓高比較畫像用記憶部253中的第二樓高比較畫像GM’(第一DHM高度分層設色畫像：參照第10圖)與第二紅色立體畫像用記憶部261中的第二紅色立體畫像GP’(5倍強調)予以合成，而在第二地物高比較畫像用記憶部260產生以依地形(道路、斜面)的高度及斜度而定的顏色表現之第二地物高比較畫像GEC’。
第二依地形地物高著色畫像作成部262係將第二紅色立體畫像用記憶部261中的第二紅色立體畫像GP’(5倍強調：參照第16圖)、第二分層設色畫像用記憶部249中的第二分層設色畫像GD’(參照第9圖) 及第二依地物高顯示顏色之畫像用記憶部252中的第二依地物高著色之畫像GH’(第二COOL MAP：參照第11圖)予以合成，而在第二依地形地物高著色之畫像用記憶部264產生以對應於地形(道路、斜面)的高度及斜度的顏色表現地形且以對應於地物(大樓、樹木等)的高度及斜度的顏色表現地物所作成的第二依地形地物高著色之畫像GHC’(也稱為第二SUPER COOLMAP)。
第二顯示處理部255係於第二顯示部500顯示第二DHM資料用記憶部239中的DHM、第二斜度畫像用記憶部243中的第二斜度畫像GS’、第二紅色立體畫像用記憶部248中的第二紅色立體畫像GQ’(0.2倍強調)或第二分層設色畫像用記憶部249中的第二分層設色畫像GD’、第二地物高比較畫像用記憶部260中的第二地物高比較畫像GEC’，或者第二紅色立體畫像用記憶部261中的第二紅色立體畫像GP’(5倍強調)或第二依地形地物高著色之畫像用記憶部264中的第二依地形地物高著色之畫像GHC’(第二HYBRID COOLMAP)。
以下，利用第20圖之流程圖來說明如上述構成之實施形態2之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置的處理。
如第20圖所示，首先將雷射資料用記憶部203中的雷射資料Ri(例如解析度為1m)讀入(S40)。
接著，第二DSM化部225及第二DEM化部(例如1m)將該雷射資料Ri的解析度予以解析(S42)。
第二DEM化部(例如1m)使雷射資料Ri之塊成為1m DEM，將之記憶於1m DEM用記憶部235中(S44a)。
第二DSM化部225係使雷射資料Ri之塊成為1m DSM而使之產生於第二DSM用資料用記憶部224(S44b)。
另一方面，第二紅色立體畫像作成部245(例如高度0.2倍強調)就第二DSM用資料用記憶部224中的1mDSM的每個網格將高度讀入。然後，在第二紅色立體畫像用記憶部248產生將該高度予以例如0.2倍強調而作成之第二紅色立體畫像GQ’(0.2倍強調)(S48)。
如此，高聳大樓BL的高度會變低，陰影SD會變小(參照第4圖)。另外，因為進行了紅色立體圖化處理，所以會略微強調大樓的邊緣。
在該第二紅色立體畫像GQ’(0.2倍強調)之作成中，係使局部區域的距離L為例如10畫素份(1m程度)。該距離L會隨著建物的高度而變更。第二紅色立體地圖GQ’(也稱為DSM紅色立體地圖)係如第5圖所示。如第5圖所示，全體帶有紅色調，其中大樓的邊緣會受到強調，且高度越高顏色越白。
然後，第二斜度畫像作成部241就第二DSM用資料用記憶部224中的1m DSM的每個網格求出斜度，並在第二斜度畫像用記憶部243產生根據該斜度之第二斜度畫像GS’(S50：參照第6圖)。
另一方面，第二差分化部227求出第二DSM用資料用記憶部224中的1m DSM與第二DSM用資料用記憶部224中的1m DSM之差作為差分化畫像資料(DHM=DSM-DEM)(S52)。將結果記憶於第二差分化資料用記憶部229中。
然後，第二DHM化部237在第二DHM資料用記憶部239產生以第二差分化資料用記憶部229中的第二差分化畫像資料為根據之1m網格的DHM(S54)。
然後，第二分層設色畫像作成部247將CRT定義(與高度對應的顏色值：參照第8圖)予以輸入(S56)，而在第二分層設色畫像用記憶部249產生第二DHM資料用記憶部239中的DHM(1m網格)的第二分層設色畫像GD’(也稱為相對高度分層設色畫像)(S58)。
亦即，如第9圖所示，第二分層設色畫像GD’係以紫色表示較高的大樓，以紅紫色表示比該大樓低的大樓BL，以朱紅色表示再低一些的大樓BL，以黃色表示更低的大樓BL。因此，可使用作為大樓BL的高度比較圖。
然後，第二樓高比較畫像作成部250將第二斜度畫像用記憶部243中的第二斜度畫像GS’(參照第6圖)與第二分層設色畫像用記憶部249中的第二分層設色畫像GD’(參照第9圖)相疊合，而在第二樓高比較畫像用記憶部253產生如第10圖所示之第二樓高比較畫像GM’(S60)。
另外，第二依地物高著色之畫像作成部251將第二樓高比較畫像用記憶部253中的樓高比較畫像GM’(參照第10圖)與第二紅色立體畫像用記憶部248中的第二紅色立體畫像GQ’(0.2倍強調)(參照第5圖)相疊合，而在第二依地物高顯示顏色之畫像用記憶部252產生第二依地物高著色之畫像GH’(S62)。
第二依地物高著色之畫像GH’係如第21圖所示。如第21圖所示，第二依地物高著色之畫像GH’(也稱為第二SUPER COOL MAP) 係使用雷射資料Ri而將大樓、樹木等之地物鮮明地表現出來。此係因為與傾斜攝影機不同，雷射係大致垂直地對地面發射，所以地物的邊緣會很清楚的緣故。
(紅色立體地圖作成處理)
以下說明紅色立體地圖作成處理。首先，先利用第22圖來說明DEM。
地盤DEM用記憶部131中的5m網格的地盤DEM(日本國土地理院)中，DEM亦被稱為數值高程模型(Digital Elevation Model)資料。
該地盤DEM(日本國土地理院)係為在計測地域全體上具有符合期望的格子寬度d(例如0.2m、0.5m或1m、5m等)之格子構造。本實施形態中係為5m網格的地盤DEM(日本國土地理院)。
然後，第一DEM化部133(例如2m網格)或第二DEM化部233(例如1m網格)進行從航空雷射測量資料之中之利用雷射反射脈衝之中主要是最後返回的脈衝(last pulse)而計測得到的高程資料，將地表面以外的建物及樹木等去除掉之濾波處理(filtering)，作為利用高程值內插法得到地盤的格子狀的高程資料(以下稱為DEM資料)，並將之記憶於第一DEM用記憶部135(例如2m網格)或第二DEM用記憶部235(例如1m網格)中。將該第一DEM用記憶部135(例如2m網格)或第二DEM用記憶部235統稱為DEM資料記憶部23。
具體而言係如第22圖所示，構成為使賦予格子編號i(i=1,2,…,n)之各格子的中心點的X座標(經度Xi)、Y座標(緯度Yi)、Z座標(地盤高程值Zgi)與各編號對應。
前述的高程值內插法的例子有將航空雷射測量資料的相同高程值連結成等高線而作成等高線圖，針對該等高線圖作出不規則三角形網(TIN)而使地盤還原，再求出TIN與各格子的交點的高度之方法。
將第一紅色立體畫像作成部145及第二紅色立體畫像作成部245統稱為紅色立體畫像作成部。
紅色立體畫像作成部係形成為第23圖所示之構成。
如第23圖所示具備有：地上開度資料作成部106、地下開度資料作成部110、斜度算出部108、凸部強調畫像作成部111、凹部強調畫像作成部112、斜度強調部113、第一紅色用合成部114及第二紅色用合成部115。
本實施形態係採用所謂的開度之概念。先針對此開度進行說明。開度係將該地點與周圍相比在地上突出的程度及在地下陷入的程度予以數量化者。換言之，地上開度係如第24圖所示，表示在與著眼的標本地點相距距離L的範圍內可看到的天空的廣度，地下開度則是反過來假設站在地中往地心看時在距離L的範圍之地下的廣度。
開度係與距離L及周邊地形相關。第25圖係以標示每個方位的地上角及地下角之八角形圖顯示關於九種基本地形的地上開度及地下開度之圖。一般而言，地上開度在越是比周圍高突的地點越大，山頂及山脊會有較大的值，窪地及谷底則較小。
反之，地下開度係越往地下深陷的地點越大，窪地及谷底會有較大的值，山頂及山脊則較小。實際上，在距離L的範圍內會混合存在 有各種基本地形，所以地上角及地下角的八角形圖可能會變形，而開度可能有各種不同的值。
如前述，D L及D ψ L相對於L具有非增加特性，所以ΦL及ΨL也相對於L具有非增加特性。
另外，開度圖可藉由計算距離之指定而抽出適合於地形規模之資訊，可做與方向性及局部雜訊非相關之表示。
換言之，可良好地抽出山脊線及山谷線，且可判讀豐富的地形、地質資訊，如第26圖所示，在一定範圍的DEM資料上(地表面：立體：第26圖(a))，求出從設定的標本地點A連結到往八個方向的任一個方向時為最大頂點的標本地點B之直線L1與水平線所形成的角度向量。
在八個方向的每個方向都實施該角度向量之求出，並將求其平均而得到者稱為地上開度θi(浮起度)，另外，求出直線L2與水平線所形成的角度θp，該直線L2係在一定範圍的DEM資料上(地表面：立體)從將與空氣層接觸的立體輪廓(第26圖(b))倒過來之反轉DEM資料(第26圖(c))的標本地點A連結到往八個方向的任一個方向看時為最大頂點之標本地點C(相當於最深之處)而成之直線。在八個方向都求出該角度並將求其平均而得到者稱為地下開度(下沉度)。
亦即，地上開度資料作成部119係在包含於與著眼點相距一定距離的範圍內之DEM資料上，就八個方向的每個方向產生出地形剖面，求出連結各個地點與著眼點之線(第26圖(a)中的L1)的傾斜角度的最大值(從鉛直方向看時)。
對於八個方向都進行如上述的處理。傾斜角度係從天頂算起之角度(平坦的話為90度，山脊及山頂係在90度以上，谷底及窪地則在90度以下)。
地下開度資料作成部110則是在反轉DEM資料之與著眼點相距一定距離之範圍內，就八個方向的每個方向產生出地形剖面，求出連結各個地點與著眼點之線的傾斜角度的最大值(在第26圖(a)之地表面的立體圖中從鉛直方向看L2時則是最小值)。對於八個方向都進行如上述的處理。
在第26圖(a)之地表面的立體圖中從鉛直方向看L2時的角度，若是平坦的話係為90度，山脊及山頂的話係在90度以下，谷底及窪地則是在90度以上。
換言之，地上開度及地下開度係如第27圖所示，考慮兩個標本地點A(iA,jA,HA)及B(iB,jB,HB)。因為標本間隔為1m所以A與B的距離為P={(iA-iB)2+(jA-jB)2}1/2...(1)
第27圖(a)係以高程0m為基準而顯示標本地點A與B的關係。標本地點A相對於標本地點B之仰角θ可表示成如下的式子θ=tan-1{(HB-HA)/P}。
θ的符號在(1)HA<HB之情況為正的，在(2)HA>HB之情況為負的。
將與著眼的標本地點在方位D相距距離L之範圍內的標本地點的集合記為DSL，將之稱為「著眼的標本地點的D-L集合」。此處，設為 DβL：著眼的標本地點相對於DSL的各元素的仰角之中的最大值
DδL：著眼的標本地點相對於DSL的各元素的仰角之中的最小值(參照第27圖(b))，而做如下的定義。
定義I：著眼的標本地點的D-L集合的地上角及地下角分別為D L=90-DβL及D ψ L=90+DδL。
D L表示從著眼的標本地點在距離L以內可看見方位D的天空之天頂角的最大值。一般所謂的地平線角係相當於使L為無限大之情況的地上角。D ψ L表示從著眼的標本地點在距離L以內可看見方位D的地中之天底角的最大值。
使L增大，DSL中包含的標本地點的數目就會增多，所以DβL係相對於L具有非減少特性，反之DδL則是相對於L具有非增加特性。
因此D L及D ψ L都相對於L具有非增加特性。
測量學中的所謂的高角度係以通過著眼的標本地點的水平面為基準而定義之概念，嚴格來說與θ並不一致。另外嚴格探討地上角及地下角的話，必須將地球的曲率也考慮進來，定義I並不一定是正確的記述。定義I只不過是以使用DEM來進行地形解析為前提所定義出的概念。
地上角及地下角雖為就指定的方位D而言之概念，惟將此概念予以擴張而導入如下的定義。
定義II：著眼的標本地點的距離L的地上開度及地下開度分別為ΦL=(0 L+45 L+90 L+135 L+180 L+225 L+270 L+315 L)/8及ΨL=(0 ψ L+45 ψ L+90 ψ L+135 ψ L+180 ψ L+225 ψ L+270 ψ L+315 ψ L)/8。
地上開度表示從著眼的標本地點在距離L的範圍內可看見的天空的廣度，地下開度表示假設倒立於地中觀看整個地底時在距離L的範圍內的地底的廣度(參照第24圖)。
(各部的說明)
斜度算出部108將記憶體24中的DEM資料予以網格化為正方形的網格，求出與該網格上的著眼點隣接之正方形的面的平均斜度。隣接的正方形有四個，以其中任一個作為著眼正方形。然後，求出該著眼正方形的四個角的高度及平均斜度。平均斜度係採用最小平方法依據四個點逼近求出的面的傾斜度。
凸部強調畫像作成部111係具備用來以明亮度表現山脊、谷底之第一灰階，每當地上開度資料作成部119求出地上開度(從著眼點往八個方向看L的範圍時的平均角度：用來判定是否是在高處之指標)，就算出與該地上開度θi的值對應之明亮度(亮度)。
例如，地上開度的值落在40度至120度之程度的範圍內之情況，係使50度至110度與第一灰階對應並分配255漸層。換言之，越是山脊的部分(凸部)其地上開度的值越大，所以顏色為白色的。
然後，凸部強調畫像作成部111讀取地上開度畫像Dp，分配根據第一灰階之顏色資料給具有著眼點(座標)之網格區域(將連結DEM資料的相同Z值而成的等高線予以網格化為正方形的網格(例如1m)，以該網格的四個角中的任一點作為著眼點之情況)，然後將之保存(地上開度畫像Dp)至記憶體。
接著，將由凸部強調畫像作成部111的諧調互補部(未圖示)使該地上開度畫像Dp的色階值反轉後得到的地上開度畫像Dp保存起來。亦即，得到將山脊調整為變白之地上開度畫像Dp。
凹部強調畫像作成部112係具備用來以明亮度表現谷底、山脊之第二灰階，每當地下開度資料作成部110求出地下開度(著眼點看八個方向的平均)，凹部強調畫像作成部112就算出與該地下開度的值對應之明亮度。
例如，地下開度的值在40度至120度之程度的範圍內之情況，係使50度至110度與第二灰階對應並分配255漸層。
換言之，越是谷底的部分(凹部)其地下開度的值越大，所以顏色會變為黑色。
然後，凹部強調畫像作成部112讀取地下開度畫像Dq，分配根據第二灰階之顏色資料給具有著眼點(座標)之網格區域(將連結DEM資料的相同Z值而成的等高線予以網格化為正方形網格(例如1m)，以該 網格的四個角中的任一點為著眼點之情況)，然後將之保存起來。接著修正地下開度畫像Dq的色漸層。
顏色太黑之情況，則設成經過修正色調曲線(tone curve)的程度之顏色。將修正後得到的稱為地下開度畫像Dq而保存起來(保存於記憶體)。
斜度強調部113係具備用來以明亮度表示傾斜的程度之第三灰階，每當斜度算出部108求出斜度(從著眼點開始的四個方向的平均)，斜度強調部113就算出與該斜度的值對應之第三灰階的明亮度(亮度)。
例如，斜度αi的值落在0度至70度之程度的範圍內之情況，使0度至50度與第三灰階對應並分配255漸層。亦即，0度為白色，50度以上為黒色。斜度αi越大的地點顏色越黑。
然後，斜度強調部113將地下開度畫像Dq與地上開度畫像Dp之差畫像保存作為斜度畫像Dra。
此時，分配根據第三灰階之顏色資料給具有著眼點(座標)之網格區域(將連結DEM資料的相同Z值而成的等高線予以網格化為正方形的網格(例如1m)，以該網格的四個角中的任一點為著眼點之情況)。接著，紅色處理利用RGB色彩模式功能強調R值。亦即，得到斜度越大越強調紅色之斜度強調畫像Dr。
第一紅色用合成部114係將地上開度畫像Dp與地下開度畫像Dq相乘使兩者合成而得到合成畫像Dh(Dh=Dp+Dq)。此時，係以不會使凹谷的部分模糊之方式調整兩方的平衡。
前述的「相乘」係為photoshop(註冊商標)中的圖層模式(layer mode)的用語，在數值處理上係為OR演算。
該平衡調整係為：地上開度及地下開度的值之分配係將以某地點為中心一定的半径(距離L/2)之範圍的地表面切掉之調整。
在整個天空為固定亮度之情況從地表面往上看天空的廣度會給定地面的明亮度。
換言之，地上開度代表明亮度。但是，也考慮光可能會迂迴地射入的話，就應該將地下開度的值也考慮進來。
可依據應該如何調整兩者的比例，來強調地形的山脊的部分，或使之任意變化。在希望強調谷中的地形時係使b值加大。
明亮度的指標=a×地上開度-b×地下開度，其中a+b=1，亦即，如第28圖所示，得到將地上開度畫像Dp(以白色強調山脊)與地下開度畫像Dq(以黑色強調谷底)相乘而合成出之灰色的漸層表現之合成畫像(Dh=Dp+D1)。
另一方面，第二紅色用合成部115係得到將檔案的斜度強調畫像Dr與在第一紅色用合成部114合成得到的合成畫像Dh兩者合成而得到之以紅色強調了山脊之紅色立體畫像Kgi，並將之保存於記憶體26中。
亦即，如第28圖所示，得到將地上開度畫像Dp(以白色強調山脊)與地下開度畫像Dq(以黑色強調谷底)相乘而合成出之以灰色的漸層表現之合成畫像Dh，以及得到對斜度畫像Dra以斜度越大越強調紅色而成的斜度強調畫像Dr。
然後，將該斜度強調畫像Dr與合成畫像Dh兩者合成而得到將山脊以紅色加以強調後的紅色立體畫像KGi。
換言之，紅色立體畫像Kgi係如第29圖所示，由網格的格子編號、X、Y、Z座標、地上開度及其色值、浮沉度及其色值、斜度及其色值、地下開度及其色值等所構成。
上記實施形態雖然以紅色立體畫像進行說明，但亦可為施行Lab色彩之紅色立體畫像(日本特開2011-048495號公報)。
施行Lab色彩之紅色立體畫像，係採用Lab色彩模型而產生。例如，分配a＊通道(channel)給地上開度畫像Dp，分配b＊通道給地下開度畫像Dq，分配L＊通道給斜度強調畫像Dr來得到地上開度畫像Dp、地下開度畫像Dq及斜度強調畫像Dr的Lab畫像。
然後，將地上開度畫像Dp與地下開度畫像Dq與斜度強調畫像Dr相疊合來得到合成畫像(Ki)，再將合成畫像(Ki)與Lab畫像合成而得到施行Lab色彩之紅色立體畫像。此畫像可更無不協調地表現出立體感且可容易地辨識出水系統。
另外，在海底圖之情況，可為施加紅色以外的例如藍色、紫色、綠色之立體地圖。
以上揭示的實施形態，係舉例說明用來使本發明的技術思想具體化之裝置的構成及處理程式者，並非要限定構成部件的配置、組合以及處理的順序等。
本發明的技術思想係可在申請專利範圍記載的技術的範圍內加上各種變更。另外，請注意圖式為示意圖，裝置的構成等可能會與實際的構成不同。
[產業上的可利用性]
本發明可利用於依都市區域的地物的高度以對應的顏色表示地物的高度，且畫像不會變髒之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置。

Claims (10)

  1. 一種依地物地盤高著色之畫像的產生裝置，具有：數值高程模型用記憶手段，係記憶區域的數值高程模型(DEM)；數值地表模型用記憶手段，係記憶該區域的數值地表模型(DSM)；DHM化手段，係在DHM用記憶部產生屬於前述數值高程模型(DEM)與數值地表模型(DSM)之差之DHM；就前述DHM的每個網格求出斜度並產生將對應於該斜度之灰階的濃淡值分配給網格而作成的斜度畫像之手段；在第一紅色立體畫像用記憶手段產生第一紅色立體畫像之手段，前述第一紅色立體畫像係就前述數值地表模型(DSM)的每個網格，使分配給該網格之高程值降低為一定倍數，且以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，並分別以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色之方式進行配色而成者；在第二紅色立體畫像用記憶手段產生第二紅色立體畫像之手段，前述第二紅色立體畫像係就前述數值高程模型(DEM)的每個網格，使分配給該網格之高程值提高為預定倍數，且以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，並分別以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色之方式進行配色而成者；在相對高度分層設色畫像用記憶手段產生相對高度分層設色畫像之手段，前述相對高度分層設色畫像係就前述DHM的每個網格，將分配給該 網格之地物的高度讀入，而使依該地物的高度將顏色值分配給該網格而成者；在地物高比較畫像用記憶手段產生地物高比較畫像之手段，前述地物高比較畫像係使前述斜度畫像與前述相對高度分層設色畫像相疊合而成者；在依地物高著色之畫像用記憶手段產生依地物高著色之畫像之手段，前述依地物高著色之畫像係使前述第一紅色立體畫像與前述地物高比較畫像相疊合而成者；以及在地物高比較畫像用記憶手段產生地物高比較畫像之手段，前述地物高比較畫像係將前述地物高比較畫像與前述第二紅色立體畫像兩者合成，而就每個網格以對應於該網格的高度及斜度的顏色來表現而成者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置，其具有：在依地形地物高著色之畫像用記憶手段產生依地形地物高著色之畫像之手段，該依地形地物高著色之畫像係將前述第一紅色立體畫像、前述相對高度分層設色畫像、前述第二紅色立體畫像予以合成，而以對應於地形的高度及斜度的顏色表現地形，且以對應於地物的高度及斜度的顏色表現地物而成者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置，其中， 前述一定倍數係為分配給前述數值地表模型的網格之高程值的0.2倍，前述預定倍數係為分配給前述數值高程模型(DEM)的網格之高程值的5倍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置，其中，前述區域係為都市，該產生裝置具有：DSM化手段，係將根據在飛機上從不同的複數個方向同時拍攝前述都市的地物的攝影畫像之攝影機所拍攝得到的攝影機畫像資料而作成的三維都市模型的LAS檔案資料予以網格化，而在前述數值地表模型用記憶手段產生前述數值地表模型(DSM)；第一地盤DEM用記憶手段，係記憶有前述區域的第一地盤DEM；以及DEM化手段，係將前述第一地盤DEM讀入，並在第二地盤DEM用記憶手段產生將前述第一地盤DEM的網格分割而成的第二地盤DEM。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之依地物地盤高著色之畫像的產生裝置，其具備有：雷射資料用記憶手段，係記憶有在飛機上使雷射掃描前述區域而取得的雷射資料，前述DSM化手段係根據該雷射資料而在前述數值地表模型用記憶手段產生數值地表模型(DSM)， 前述DEM化手段係根據前述雷射資料而在前述數值高程模型用記憶手段產生數值高程模型(DEM)，DHM化手段係使用根據該雷射資料而得之數值地表模型(DSM)及數值高程模型(DEM)而在DHM用記憶手段產生前述DHM。
  6. 一種依地物高著色之畫像的產生程式，其係使電腦作為下列各手段而發揮功能者，使區域的數值高程模型(DEM)記憶於數值高程模型用記憶手段的手段；使該區域的數值地表模型(DSM)記憶於數值地表模型用記憶手段的手段；DHM化手段，係在DHM用記憶部產生屬於前述數值高程模型(DEM)與數值地表模型(DSM)之差之DHM；就前述DHM的每個網格求出斜度並產生將對應於該斜度之灰階的濃淡值分配給網格而作成的斜度畫像之手段；在第一紅色立體畫像用記憶手段產生第一紅色立體畫像之手段，前述第一紅色立體畫像就前述數值地表模型(DSM)的每個網格，使分配給該網格之高程值降低為一定倍數，且以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，並分別以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色之方式進行配色而成者；在第二紅色立體畫像用記憶手段產生第二紅色立體畫像之手段，前述第二紅色立體畫像就前述數值高程模型(DEM)的每個網格，使分配給該網 格之高程值提高為預定倍數，且以各網格為著眼點，就每個該著眼點定義出一定範圍而求出地上開度、地下開度、斜度，並分別以地上開度越大給予越亮的顏色，地下開度越大給予越暗的顏色，斜度越大給予越強調紅色的顏色之方式進行配色而成者；在相對高度分層設色畫像用記憶手段產生相對高度分層設色畫像之手段，前述相對高度分層設色畫像係就前述DHM的每個網格，將分配給該網格之地物的高度讀入，而對應於該地物的高度將顏色值分配給該網格而成者；在地物高比較畫像用記憶手段產生地物高比較畫像之手段，前述地物高比較畫像係將前述斜度畫像與前述相對高度分層設色畫像相疊合而成者；在依地物高著色之畫像用記憶手段產生依地物高著色之畫像之手段，前述依地物高著色之畫像係將前述第一紅色立體畫像與前述地物高比較畫像相疊合而成者；以及在地物高比較畫像用記憶手段產生地物高比較畫像之手段，前述地物高比較畫像係將前述地物高比較畫像與前述第二紅色立體畫像兩者合成，而就每個網格以對應於該網格的高度及斜度的顏色來表現而成者。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之依地物高著色之畫像的產生程式，其係使電腦作為下列手段發揮功能，在依地形地物高著色之畫像用記憶手段產生依地形地物高著色之畫像之手段，前述依地形地物高著色之畫像係將前述第一紅色立體畫像、前述相對高度分層設色畫像、前述第二紅色立體畫像予以合成，而以對應於地 形的高度及斜度的顏色表現地形，且以對應於地物的高度及斜度的顏色表現地物而成者。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之依地物高著色之畫像的產生程式，其中，前述一定倍數係為分配給前述數值地表模型的網格之高程值的0.2倍，前述預定倍數係為分配給前述數值高程模型(DEM)的網格之高程值的5倍。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之依地物高著色之畫像的產生程式，其中，前述區域係為都市，且該產生程式使電腦作為下列手段發揮功能，DSM化手段，係將根據在飛機上從不同的複數個方向同時拍攝前述都市的地物的攝影畫像之攝影機所拍攝得到的攝影機畫像資料而作成的三維都市模型的LAS檔案資料予以網格化，而在前述數值地表模型用記憶手段產生前述數值地表模型(DSM)；第一地盤DEM用記憶手段，係記憶有前述區域的第一地盤DEM；以及DEM化手段，係將前述第一地盤DEM讀入，而在第二地盤DEM用記憶手段產生將前述第一地盤DEM的網格分割而成的第二地盤DEM。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之依地物高著色之畫像的產生程式，其使電腦作為將在飛機上使雷射掃描前述區域而取得的雷射資料記憶於雷射資料用記憶手段之手段發揮功能，且 前述DSM化手段係根據該雷射資料而在前述數值地表模型用記憶手段產生數值地表模型(DSM)，前述DEM化手段係根據前述雷射資料而在前述數值高程模型用記憶手段產生數值高程模型(DEM)，DHM化手段係使用根據該雷射資料而得之數值地表模型(DSM)及數值高程模型(DEM)而在DHM用記憶手段產生前述DHM。
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