TWI526985B

TWI526985B - 掃描線圖像立體化處理裝置及掃描線圖像立體化方法以及掃描線圖像立體化程式

Info

Publication number: TWI526985B
Application number: TW102121064A
Authority: TW
Inventors: 千葉達朗
Original assignee: 亞細亞航測股份有限公司
Priority date: 2012-06-14
Filing date: 2013-06-14
Publication date: 2016-03-21
Also published as: US9430862B2; JP6120687B2; JP2014016988A; WO2013187502A1; TW201413647A; CN104395948A; US20150091901A1; CN104395948B

Description

掃描線圖像立體化處理裝置及掃描線圖像立體化方法以及掃描線圖像立體化程式

本發明係關於自動地將衛星照片、正射(ortho)圖像、地形圖、地質圖、照片等掃描線(raster)圖像予以立體化之掃描線圖像立體化處理裝置。

例如，為了取得利用於地圖製作；以科學調查來進行之地形判讀或土地覆蓋分類等之資料，業已開發有高階之遙測(remote sensing)技術。

於由遙測所取得之資料中的正射照片(ortho photo)圖像係將由航空機所拍攝之表層照片(RGB：掃描線)幾何變換成正射投影圖而得之平面彩色(color)照片圖像(RGB：掃描線)，而能夠在視覺上容易地判讀樹木、建築物、道路、地面、草地等。再者，正位照片圖像由於為現場的實際圖像，故視覺上的強調效果較高，而在近年來利用於各種系統(system)。例如，在專利文獻1中，揭露有使用DEM(Digital Elevation Model，數值高程模型)、DSM(Digital Surface Model，數值表面模型)來求得樹木的頂點，並將此頂點顯示成正射照片圖像的樹木。

另一方面，亦有於等高線圖中以分色顯示(RGB：掃描線)地質之地質圖。

再者，有所謂高度高程圖。高度高程圖係藉由進行對應於標高之著色(RGB：掃描線)來表現地形者。

再者，有所謂臉部照片。此臉部照片係一種RGB圖像(掃描線)。

再者，有專利文獻2所揭露之所謂的紅色立體地圖。此紅色立體地圖係使傾斜度與紅色的彩度成比例並且在斜面愈傾斜則愈呈現紅色，且使稜谷度(顯示稜線或山谷之程度)與亮度成比例且以使山稜或獨立峰愈亮，而山谷或窪地愈暗之方式來加以調整之模擬彩色圖像。

(先前技術文獻) (專利文獻)

專利文獻1：日本特開2008-111724號公報

專利文獻2：日本特許第3670274號公報

然而，正射照片圖像係由於拍攝時的太陽高度之關係，而產生由於地形或地物等造成之陰影，或由於發生複數張照片的接合部之偏差，故會產生無法看見之部分。再者，會有因接合而導致之色調不同，而有外觀不佳之問題。

再者，亦有因地物倒塌等而產生位置偏差或無法看見之位置，尤其在山岳部之較小的山谷中樹木較茂密之情形時，由於為平面之彩色照片，故係難以判讀。

另一方面，由於樹木係大致為同系統色(例如綠色)，故即便在山稜部亦不易針對樹種或樹高進行判斷，而在使用正射照片圖像時在山岳地區會欠缺立體感，並且無法容易地掌握表層下的地形狀況。

再者，所謂等高線圖其若非經驗豐富者則無法由人眼獲得凹凸感。再者，所謂的地形圖亦僅為分色顯示之圖故無法獲得立體感。

再者，高度高程圖雖可掌握宏觀之地形，惟並不容易理解細微的地形。另外，臉部照片並不太容易獲得凹凸感。

再者，紅色立體地圖(RGB：掃描線)由於為藉由紅色系之顏色來賦予立體感者，故在欲以立體方式呈現出森林等地區的地形時會有令人感到不協調。

亦即，僅藉由掃描線圖像，並無法達成無不協調感而瞬間地呈現立體感。

本發明乃為了解決上述課題而研創者，目的在於獲得一種掃描線圖像立體化處理裝置，係能夠以不會令人感到不協調之方式來對掃描線圖像賦予立體的視覺感。

本發明之掃描線圖像立體化處理裝置之要旨在包括：第1記憶手段，記憶有DEM資料；第2記憶手段，記憶有取得前述DEM資料(data)之區域之掃描線圖像；顯示部；(A).使前述DEM資料及前述掃描線圖像的網格(mesh)的大小(size)匹配之手段；(B).從前述DEM資料取得地上開闊度圖像與地下開闊度圖像，以及對於傾斜度愈大之值分配已強調色彩之顏色之傾斜強調圖像，而取得合成該等圖像之立體視覺化圖像之手段；(C).讀進屬於在取得前述地上開闊度圖像與地下開闊度圖像時的參數之浮沉度，以及在取得前述傾斜強調圖像時的傾斜度之手段；(D).第1 HSV變換手段，用以將色相(H)固定為「0」，並分別將前述浮沉度變換成亮度(Va)；前述傾斜度變換成彩度(Sa)，並將其輸出作為第1變換圖像；(E).第2 HSV變換手段，用以對前述掃描線圖像進行HSV變換，並將其輸出作為第2變換圖像；(F).讀取前述第2變換圖像的色相(H)，並取得將此色相(H)與前述第1變換圖像合成之第1彩色合成圖像之手段；以及(G).產生將前述第1彩色合成圖像與前述第2變換圖像合成之第2彩色合成圖像，並將其顯示於前述顯示部的畫面之手段。

再者，本發明之掃描線圖像立體化方法之要旨在於：準備第1記憶手段，記憶有DEM資料；第2記憶手段，記憶有取得前述DEM資料之區域之掃描線圖像；以及顯示部，並且由電腦(computer)執行以下步驟：(A).使前述DEM資料及前述掃描線圖像的網格的大小匹配之步驟(step)；(B).從前述DEM資料取得地上開闊度圖像與地下開闊度圖像，以及對於傾斜度愈大之值分配已強調色彩之顏色之傾斜強調圖像，而取得合成該等圖像之立體視覺化圖像之步驟；(C).讀進屬於在取得前述地上開闊度圖像與地下開闊度圖像時的參數之浮沉度，以及在取得前述傾斜強調圖像時的傾斜度之步驟；(D).第1 HSV變換步驟，用以將色相(H)固定為「0」，並分別將前述浮沉度變換成亮度(Va)；前述傾斜度變換成彩度(Sa)，並將其輸出作為第1變換圖像；(E).第2 HSV變換步驟，用以對前述掃描線圖像進行HSV變換，並將其輸出作為第2變換圖像；(F).讀取前述第2變換圖像的色相(H)，並取得將此色相(H)與前述第1變換圖像合成之第1彩色合成圖像之步驟；以及(G).產生將前述第1彩色合成圖像與前述第2變換圖像合成之第2彩色合成圖像，並將其顯示於前述顯示部的畫面之步驟。

再者，本發明之掃描線圖像立體化程式(program)之要旨在於：準備第1記憶手段，記憶有DEM資料；第2記憶手段，記憶有取得前述DEM資料之區域之掃描線圖像；以及顯示部，並且用以使電腦執行作為以下手段之功能：(A).使前述DEM資料及前述掃描線圖像的網格的大小匹配之手段；(B).從前述DEM資料取得地上開闊度圖像與地下開闊度圖像，以及對於傾斜度愈大之值分配已強調色彩之顏色之傾斜強調圖像，而取得合成該等圖像之立體視覺化圖像之手段；(C).讀進屬於在取得前述地上開闊度圖像與地下開闊度圖像時的參數之浮沉度，以及在取得前述傾斜強調圖像時的傾斜度之手段；(D).第1 HSV變換手段，用以將色相H固定為「0」，並分別將前述浮沉度變換成亮度(Va)；前述傾斜度變換成彩度(Sa)，並將其輸出作為第1變換圖像；(E).第2 HSV變換手段，用以對前述掃描線圖像進行HSV變換，並將其輸出作為第2變換圖像；(F).讀取前述第2變換圖像的色相(H)，並取得將此色相(H)與前述第1變換圖像合成之第1彩色合成圖像之手段；以及(G).產生將前述第1彩色合成圖像與前述第2變換圖像合成之第2彩色合成圖像，並將其顯示於前述顯示部的畫面之手段。

10‧‧‧掃描線圖像立體化處理系統

11‧‧‧電腦本體部

12‧‧‧顯示部

20、21、24、26、29、33、38、40、44、47‧‧‧記憶體

23‧‧‧網格大小匹配部

25‧‧‧陰影圖製作部

27‧‧‧紅色立體圖像製作部

28‧‧‧掃描線圖像讀進部

30‧‧‧傾斜度讀進部

31‧‧‧浮沉度讀進部

32‧‧‧第1HSV變換部

34‧‧‧網格指定部

35‧‧‧陰影資料讀進部

36‧‧‧第2HSV變換部

37‧‧‧色相讀進部

39‧‧‧第1合成部

41‧‧‧第2合成部

43‧‧‧第3合成部

48‧‧‧圖像輸出部

49‧‧‧圖像記憶體

50‧‧‧登錄部

51‧‧‧色調整部

60‧‧‧色調整輸入方塊

61‧‧‧色調整輸入方塊

108‧‧‧傾斜算出部

109‧‧‧地上開闊度資料製作部

110‧‧‧地下開闊度資料製作部

111‧‧‧凸部強調圖像製作部

112‧‧‧凹部強調圖像製作部

113‧‧‧傾斜度強調部

114‧‧‧第1紅色用合成部

115‧‧‧第2紅色用合成部

CHGi‧‧‧地質圖圖像

DEM‧‧‧數值高程模型

EGi‧‧‧陰影圖像

ehi‧‧‧附加灰色之掃描線變換圖像資料

EHGi‧‧‧附加灰色之掃描線變換圖像

ei‧‧‧陰影圖像資料

EOi‧‧‧色值

FKRGi‧‧‧紅色；掃描線合成圖像

Gri‧‧‧灰階值

Gm‧‧‧傾斜度

H；Ha；Hb‧‧‧色相

KGi‧‧‧紅色立體圖像

KSGi‧‧‧紅色斜度浮沉度變換圖像

Ki‧‧‧紅色立體圖像資料

m1至mi‧‧‧網格編號

OSGi‧‧‧正射照片圖像

osi‧‧‧正射照片圖像資料

ori‧‧‧暫定掃描線立體圖像

rhi‧‧‧掃描線變換圖像資料

rki‧‧‧紅色；掃描線色相合成圖像資料

RKGi‧‧‧紅色；掃描線色相合成圖像

RHGi‧‧‧掃描線變換圖像

Sa；Sb‧‧‧彩度

Va；Vb‧‧‧亮度

ψ m‧‧‧浮沉度

S1至S34、S100至S121、S601至S610‧‧‧步驟

第1圖係本實施形態之掃描線圖像立體化處理裝置之概略構成圖。

第2圖係正射照片圖像之說明圖。

第3圖係地質圖的說明圖。

第4圖係用以說明本實施形態之掃描線圖像立體化處理裝置的概略之流程圖(flowchart)。

第5圖(a)及(b)係DEM資料之說明圖。

第6圖(a)及(b)係正射照片圖像與DEM的網格匹配之說明圖。

第7圖係地下開闊度圖像圖的說明圖。

第8圖係地上開闊度圖像圖的說明圖。

第9圖係稜谷度圖像圖的說明圖。

第10圖係斜度圖圖像圖的說明圖。

第11圖係紅色立體圖像的說明圖。

第12圖係第1 HSV變換部的變換資料的說明圖。

第13圖係掃描線變換圖像RHGi的說明圖。

第14圖係紅色、掃描線色相合成圖像RKGi的說明圖。

第15圖係紅色、掃描線合成圖像FKRGi的說明圖。

第16圖係已調整完成之掃描線立體圖像ORi的說明圖。

第17圖係第4圖之掃描線圖像立體化處理之詳細說明圖。

第18圖(a)及(b)係說明正射照片圖像OSGi、陰影圖像EGi的資料結構。

第19圖係紅色立體圖像KGi的資料結構之說明圖。

第20圖係本實施形態之掃描線圖像立體化處理所產生之不同點之說明圖。

第21圖係HSV變換彩色模型(color model)之說明圖。

第22圖(a)至(d)係第2 HSV變換部的變換資料之說明圖。

第23圖(a)至(c)係第1 HSV變換部的變換資料之說明圖。

第24圖(a)至(c)係第2合成部之資料合成之說明圖。

第25圖(a)至(c)係第1合成部之資料合成之說明圖。

第26圖(a)至(c)係第3合成部之資料合成之說明圖。

第27圖係用以說明色調整處理之流程圖。

第28圖(a)至(d)係調整輸入方塊(box)之說明圖。

第29圖係正射照片圖像之說明圖。

第30圖係由本實施形態所進行之將正射圖像立體化之情形之說明圖。

第31圖係一般的地圖的立體表現之說明圖。

第32圖係由本實施形態之處理所得到之地圖圖像之說明圖。

第33圖係紅色立體圖像產生部的概略構成圖。

第34圖係地上開闊度及地下開闊度的原理之說明圖。

第35圖係地上開闊度及地下開闊度的主要圖樣(pattern)之說明圖。

第36圖(a)至(c)係地上開闊度及地下開闊度的立體說明圖。

第37圖(a)及(b)係地上開闊度及地下開闊度的標本地點以及距離之說明圖。

第38圖係傾斜紅色化立體圖像的產生過程說明圖。

第39圖係其他圖示例之說明圖。

第40圖係RGB彩色乘法合成之說明圖。

以下係舉例說明用以實施本發明之最佳形態。以下所示之實施形態係用以例示具體化呈現本發明的技術思想之裝置及方法者，本發明之技術思想、構造、配置並不限定於下述之內容。

本發明之技術思想係在申請專利範圍所記載之技術範圍內可加諸各種變更。圖式係示意性的內容，應注意裝置及系統之構成等會與實際狀況有所不同。

第1圖係掃描線圖像立體化處理系統10的概略構成圖。本實施形態之掃描線圖像立體化處理系統係具有CPU、RAM、ROM、鍵盤、以及滑鼠等，並具備以下構成之程式以及記憶體(memory)。

另外，就掃描線圖像RSGi而言，雖有衛星照片、著色地質圖、航空照片、繪畫、視訊(video)圖像等，惟本實施形態之掃描線圖像立體化處理系統10係舉例正射圖像OSGi(參閱第2圖)與著色地質圖圖像CHGi(參閱第3圖)，來說明使該等圖像以立體方式視覺化之處理。

在本實施形態中關於正射圖像OSGi，係舉例第2圖所示之拍攝夏季的山村地區(拍攝有山林、河川、梯田、住宅，綠色佔大部分)。第2圖之正射照片圖像係無法掌握地形(包含標高)，亦並未呈現立體感。

再者，關於地質圖圖像CHGi，係舉例第3圖所示之對應於「松島」(日本國宮城縣松島町)的地質圖進行著色之圖。在第3圖所示之地質圖圖像CHGi中，係藉由等高線等來表現地形，並藉由綠、黃色、橘紅色、淡綠、深綠、黃橙色、褐色等顏色來顯示地質的種類。

在第3圖之地質圖圖像CHGi中，幾乎無法掌握地形(包含標高)。為了理解係需要地質學上之知識。

另外，在本實施形態中，對於網格單位之圖像資料係附加小文字來加以說明。

本實施形態之掃描線圖像立體化處理系統10係如第1圖所示，具備電腦本體部11以及顯示部12等。

電腦本體部11係如第1圖所示，具備：記憶體20，係記憶有預定地區的掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖CHGi)；以及記憶體21，係記憶有前述預定地區的DEM(Digital Elavation Model)。

再者，電腦本體部11係具備：網格大小匹配部23、陰影圖製作部25、紅色立體圖像製作部27、掃描線圖像讀進部28、傾斜度讀進部30、浮沉度讀進部31、第1 HSV變換部32、網格指定部34、陰影資料讀進部35、第2 HSV變換部36、色相讀進部37、第1合成部39、第2合成部41、第3合成部43、圖像輸出部48、登錄部50、以及色調整部51，以立體方式呈現具有標高值之掃描線圖像RSGi。

網格大小匹配部23係讀進記憶體20的掃描線圖像RSGi(正射照片圖象OSGi或地質圖CHGi)的網格(畫素(pixel))大小以及記憶體21的DEM的網格大小。並且，使此DEM的網格大小與掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖CHGi)的網格大小匹配，且將該等的網格編號mi(m1；m2...)輸出至網格指定部34。

另外，網格的照合亦可以成為DEM的網格的大小之方式，使掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖CHGi)的網格分割而進行匹配。

陰影圖製作部25係在網格大小的照合完成後，使用記憶體21的DEM來製作陰影圖像EGi並將其記憶於記憶體24。

紅色立體圖像製作部27係使用記憶體21的DEM來製作後述之紅色立體圖像KGi並記憶於記憶體26。關於此紅色立體圖像製作部27的處理係在後述詳細說明。

另外，在本實施形態中，將掃描線圖像RSGi的網格單位之圖像資料稱為掃描線圖像資料rsi。

將正射照片圖像OSGi(或地質圖CHGi)之網格單位圖像資料稱為正射照片圖像資料osi(或地質圖圖像資料chi)，將陰影圖像EGi之網格單位圖像資料稱為陰影圖像資料ei，將紅色立體圖像KGi之網格單位圖像資料稱為紅色立體圖像資料ki等。

掃描線圖像讀進部28係在每次由網格指定部34指定網格編號mi時，讀進此網格編號mi(m1、m2、m3...)之掃描線圖像資料rsi(正射照片圖像資料osi或地質圖圖像資料chi)，並將其輸出至第2 HSV變換部36。

傾斜度讀進部30係在每次由網格指定部34指定網格編號mi時，讀進此網格編號mi的紅色立體圖像資料ki的傾斜度Gm，並將其依序輸入至第1 HSV變換部32。

浮沉度讀進部31係在每次由網格指定部34指定網格編號mi時，讀進此網格編號mi的立體圖像資料ki的浮沉度ψ m(浮上度ψ m+、沉下度ψ m-)，並將其依序輸出至第1 HSV變換部32。

第1 HSV變換部32係將H(色相：為了區別係稱為Ha)固定為「0」(未定義狀態)，而在每次從傾斜度讀進部30輸入傾斜度(Gm)時，將其變換成彩度S(為了區別係稱為Sa)，且在每次從浮沉度讀進部31輸入浮沉度ψ m時，將其變換成亮度V(為了區別係稱為Va)，而於記憶體29取得(記憶)紅色斜度浮沉變換圖像資料ksi(亦稱為第1變換圖像資料)。

另外，將最初的網格編號mi至最後的網格編號mi之複數筆紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi總稱為紅色斜度浮沉度變換圖像KSGi(亦稱為第1變換圖像)。

網格指定部34係讀進來自網格匹配部23之全部的網格編號mi，並從較小的網格編號開始依序指定。

陰影資料讀進部35係從記憶體24所記憶之陰影圖像EGi讀進由網格指定部34指定之網格編號mi的陰影圖像資料ei，並將其輸出至第2合成部41。

第2 HSV變換部36係在每次輸入來自掃描線圖像讀進部28之掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖圖像CHGi)的掃描線圖像資料rsi(正射照片圖像資料osi或地質圖圖像資料chi)時，將其RGB值予以HSV變換，而記憶於記憶體38作為掃描線變換圖像資料rhi(亦稱為第2變換圖像資料)。另外，將最初的網格編號mi至最後的網格編號mi之複數筆掃描線變換圖像資料rhi總稱為掃描線變換圖像RHGi(亦稱為第2變換圖像)。

色相讀進部37係在由第2 HSV變換部36對掃描線圖像RSGi進行HSV變換時，按每個網格編號mi從記憶體38讀進掃描線變換圖像RHGi的色相Hb，並將其輸出至第1合成部39作為紅色斜度浮沉度變換畫像資料ksi。

第1合成部39係讀進記憶體29的紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi，並讀進此紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi的彩度Sa、亮度Vb。

並且，藉由將來自色相讀進部37之每個掃描線變換圖像資料rhi的色相Hb合成並記憶於記憶體33，而取得紅色、掃描線色相合成圖像資料rki(第1彩色合成圖像資料)。將該等資料總稱為紅色、掃描線色相合成圖像RKGi(亦稱為第1彩色合成圖像)。

第2合成部41係藉由合成來自陰影資料讀進部35之每個網格之陰影圖像資料ei，與記憶體38的每個網格之掃描線變換圖像資料rhi，而於記憶體40取得附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi。另外，將最初掃描線編號mi至最後掃網格編號mi之複數筆附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi總稱為附加灰色之掃描線變換圖像EHGi(亦稱為灰色變換掃描線圖像)。

第3合成部43係將記憶體40的灰色掃描線變換圖像資料ehi與記憶體33的紅色、掃描線色相合成圖像資料rki合成而取得紅色、掃描線合成圖像資料fkri(亦稱為第2彩色合成圖像資料)。另外，將最初的網格編號mi至最後的網格編號mi之複數筆紅色、掃描線合成圖像資料fkri總稱為紅色、掃描線合成圖像FKRGi(亦稱為第2彩色合成圖像)。

圖像輸出部48係當於記憶體44產生紅色、掃描線合成圖像FKRGi時，將其讀出至圖像記憶體49並顯示於畫面作為暫定掃描線立體圖像Ori。

色調整部51係使後述之色調整輸入方塊顯示。並且，當由操作員(operator)藉由滑鼠(mouse)操作等輸入了顯示畫面的暫定掃描線立體圖像Ori為未滿足立體感之命令(command)「NG」時，於此色調整輸入方塊讀進所輸入之紅色立體圖像KGi的HSV(Ha、Sa、Va)與掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖圖像CHGi)的HSV(Hb、Sb、Vb)之調整值。

並且，於第1 HSV變換部32(紅色側)將其調整值重新設定，並於第2 HSV變換部36(正射側)設定新的調整值。

再者，色調整部51係在由操作員藉由滑鼠操作等輸入了表示顯示於畫面之暫定掃描線立體圖像Ori滿足了立體感之命令「OK」時，將此暫定掃描線立體圖像Ori登錄至記憶體47作為已調整完成掃描線立體圖像ORi。

前述畫像輸出部48係使用圖像編輯軟體(soft)(例如Photoshop軟體)較佳。

第4圖係用以說明本實施形態之掃描線圖像立體化處理系統10的掃描線圖像立體化處理的概略之流程圖。

網格大小匹配部23係讀進記憶體20的掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖圖像CHGi)之網格大小及記憶體21的DEM的網格大小，並使DEM的網格大小匹配於掃描線圖像RSGi(正射照片圖像OSGi或地質圖圖像CHGi)的網格大小(S1)。

此DEM係稱為數值高程模型(Digital Elevation Model)資料，並於第5圖(a)顯示此模型。此DEM係對於測量地區整體設定所期望之格子間隔d(例如0.2m、0.5m或1m等)之格子構造，並根據在航空雷射(laser)測量資料中，由雷射反射脈衝中主要在最後返回之脈衝(last pulse，最終脈衝)所測量出之標高資料，來進行將地表面以外的建築物或樹木等去除之濾波處理(filtering)，藉由標高值內插法所取得之地盤的格子狀之標高資料。

具體而言，如第5圖(b)所示，使賦予了格子編號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(地盤標高值Zgi)產生對應關係而構成。

就前述之標高值內插法而言，可舉例製作連接航空雷射測量資料的相同標高值之等高線圖，並對此高線圖製作不規則三角網(TIN)來復原地盤，且求取不規則三角網(TIN)與各格子的交點的高度之方法。

在本實施形態中，關於正射照片圖像OSGi係例如使用1m×1m網格之DEM。在地質圖圖像CHGi之情形時，DEM則例如使用500m×500m網格。

如第6圖(a)所示，在使用前述正射照片圖像OSGi之情形時，網格(格子)的大小(畫素)為25cm，而在如第6圖(b)所示之DEM為1m之情形時，則以25cm單位來分割DEM之1m網格。

另外，在使正射照片圖像OSGi的網格大小匹配於DEM的網格大小時，將正射照片圖像OSGi的25cm網格的縱橫4個份設為1網格。亦即，將正射照片圖像OSGi的網格變換成1m網格。

並且，網格指定部34係伴隨著圖像顯示指示之輸入，而依序指定網格編號mi(S3)。

另外，紅色立體圖像製作部27係以下述之方法來產生紅色立體圖像KGi。此紅色立體圖像製作部KGi係舉例使用「松島」之500m×500m網格DEM之情形來進行說明。

紅色立體圖像製作部27係例如合成第7圖所示之「松島」附近的地下開闊度圖像圖(黑白圖像：標高愈高則為白色)，與第8圖所示之地上開闊度圖像圖(標高愈低則為黑色)，而得到第9圖所示之稜谷度圖像(亦稱為浮沉度圖像)。

並且，將第7圖所示之地下開闊度圖像圖(黑白圖像)；第8圖所示之地上開闊度圖像圖；第9圖所示之稜谷度圖像圖；以及第10圖所示之對應於斜度而將紅色加濃之斜度圖圖像圖加以合成而得到第11圖所示之紅色立體圖像KGi。紅色立體圖像圖KGi係設定成傾斜愈大則紅色愈暗，而稜線愈高則愈亮(白)之RGB值。因此，可更加強調立體(特許第3670274號公報)。

傾斜度讀進部30係在每次指令了網格編號mi時，讀進紅色立體圖像製作部27的紅色立體圖像KGi(RGB圖像)之分配於網格編號mi的網格之傾斜度Gm，並將其輸出至第1 HSV變換部32的S頻道(channel)(S4)。

再者，浮沉度讀進部31係在每次指定網格編號mi時，讀進紅色立體圖像製作部27的紅色立體圖像KGi(RGB圖像)之分配於網格編號mi的網格之浮沉度ψ m，並將其輸出至第1 HSV變換部32的V頻道(channel)(S5)。

第1 HSV變換部32係在每次傾斜度Gm輸入時，如第12圖所示，將此傾斜度(Gm)變換成彩度Sa(S10)，且在每次浮沉度ψ m輸入時，如第12圖所示將此浮沉度ψ m變換成亮度Va(S11)。

此第1 HSV變換部32係將色相H設成未定義狀態(H=0)。將該等參數作為紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi(總稱為紅色斜度浮沉度變換圖像KSGi)而加以記憶。

另一方面，第2 HSV變換部36係在每次指定網格編號mi時，對此網格編號mi的掃描線圖像資料rsi(正射照片圖像資料osi或地質圖圖像資料chi)進行HSV變換。

並且，作為掃描線變換圖像資料rhi(總稱為掃描線變換圖像RHGi)而記憶於記憶體38(S15)。

接著，色相讀進部37係讀進記憶體38的掃描線變換圖像RHGi的網格單位的掃描線變換圖像資料rhi的色相(Hb：綠)，並將其輸出至第1合成部39(S17)。

接著，第1合成部39係藉由將記憶體29的紅色斜度浮沉度變換圖像KSGi的網格編號mi的紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi，與來自色相讀進部37之網格編號mi的掃描線變換圖像資料rhi的色相依序相乘合成，而於記憶體33取得紅色、掃描線色相合成圖像資料rki(總稱為紅色；掃描線色相合成圖像RKGi)(S20)。

另一方面，陰影資料讀進部35係在每次指定網格編號mi時，讀進記憶體24的此網格編號mi的陰影圖像資料ei，並將其輸出至第2合成部41。

第2合成部41係在每次陰影資料讀進部35之陰影圖像資料ei輸入時，藉由將陰影圖像資料ei與對應於此陰影圖像資料ei的網格編號之記憶體38的掃描線變換圖像資料rhi相乘合成，而於記憶體41取得附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi(總稱為附加灰色之掃描線變換圖像EHGi)(S22)。

接著，第3合成部43係將記憶體40的灰色掃描線變換圖像資料ehi與記憶體33的紅色；掃描線色相合成圖像資料rki相乘合成，並將其記憶於記憶體44作為紅色掃描線合成圖像資料fkri(總稱為紅色；掃描線合成圖像FKRGi)。

接著，第3合成部43係判斷由網格指定部34所指定之網格編號是否為由記憶體44所定義之網格的最後的網格編號，而在並非為最後的網格編號時，則使其指定下一個網格編號(S26)。

在步驟S26中，第3合成部43係在判斷為最後的網格編號時，對圖像輸出部48輸出使記憶體44的紅色、掃描線合成圖像FKRGi顯示之命令。圖像輸出部48係將記憶體44的紅色、掃描線合成圖像FKRGi顯示於畫面作為暫定掃描線立體圖像Ori(S27)。

在如此之狀態中，操作員係判斷在步驟S27中顯示之暫定掃描線立體圖像Ori是否有滿足立體感。在有滿足立體感時，藉由鍵盤或滑鼠輸入命令「OK」，而在未滿足時則輸入色調整指示。

亦即，色調整部51係判斷是否有輸入顯示立體感OK或者立體感NG之命令(S30)。

在色調整部51有立體感NG之命令輸入時，係執行色調整處理，並重新設定第1 HSV變換部32以及第2 HSV變換部36的色調(S32)。

再者，色調整部51係通知登錄部50輸入了立體感OK之命令，登錄部50則將圖像輸出部48的圖像記憶體49的暫定掃描線立體圖像Ori作為已調整完成掃描線立體圖像ORi而登錄於記憶體47(S34)。另外，此記憶體47的已調整完成掃描線立體圖像ORi亦可藉由未圖示之輸出手段來輸出至外部。例如可藉由列印機印刷，亦可輸出至外部機器。

於此，說明藉由色調整處理所得到之已調整完成掃描線立體圖像ORi之一例。例如，當觀看暫定掃描線立體圖像Ori而其並未滿足彩度時，操作員係使記憶體38的掃描線變換圖像RHGi、以及記憶體40的附加灰色之掃描線變換圖像EHGi顯示，並設定成僅將掃描線變換圖像RHGi的彩度Sb例如100%變換成紅色、掃描線色相合成圖像RKGi的彩度Sa。此設定值係藉由色調整部51而設定於第2 HSV變換部36。

例如，在第3圖所示之「松島」的地質圖圖像CHGi記憶於記憶體20之情形時，由第2 HSV變換部36進行過HSV變換之圖像係由第2合成部41而合成陰影圖像EGi，並成為如第13圖所示之僅將彩度Sa變換成彩度Sb之附加灰色之掃描線變換圖像EHGi。

此僅變換過彩度Sa之附加灰色之掃描線變換圖像EHGi，與第3圖比較，其整體色彩更為鮮明。亦即，彩度愈高之色彩更能產生立體感。因此，與第3圖相比，更能直觀地理解地形與地質的關係。

再者，操作員可不改變紅色斜度浮沉度變換圖像 KSGi的彩度sa；亮度va，而設定成將此色相Ha例如100%變換成紅色、掃描線色相合成圖像RKGi的色相Hb。

此設定值係由色調整部51而設定於第1 HSV變換部32，而成為如第14圖所示之僅將色相Ha變換成掃描線側的色相Hb之紅色、掃描線色相合成圖像RKGi。

第14圖的紅色、掃描線色相合成圖像RKGi係強調亮度，稜線變得較亮而山谷變得較暗(由於強調浮沉度、斜度)。

並且，第3合成部43係將此第14圖的紅色、掃描線色相合成圖像RKGi與第13圖之附加灰色之掃描線變換圖像EHGi相乘合成，而得到第15圖所示之紅色、掃描線合成圖像FKRGi。

如第15圖所示，由於色澤、亮度清晰而呈現出立體感。此第15圖所示之紅色、掃描線合成圖像FKRGi係作為暫定掃描線立體圖像Ori而顯示。

並且，操作員係以能夠在此暫定掃描線立體圖像Ori中看見文字且更加呈現出立體感之方式進行調整，而在最後得到如第16圖所示之已調整完成掃描線立體圖像ORi。

(掃描線圖像立體化處理的詳細說明)

使用第17圖之處理過程流程圖來進一步說明上述第4圖之掃描線圖像立體化處理。第17圖中係將掃描線圖像RSGi作為第2圖所示之正射照片圖像OSGi來進行說明。

在第17圖之說明之前，使用第18圖說明正射照片圖像OSGi、陰影圖像EGi的資料結構。再者，使用第19圖說明紅色立體圖像KGi的資料結構。

前述正射照片圖像OSGi係如第18圖(a)所示，由使網格的X、Y座標及其網格的色值(RGB值)等與網格編號mi產生關聯之正射照片圖像資料osi群所構成。

如第18圖(b)所示，陰影圖像EGi係由使網格的X；Y座標及其網格的灰階(gray scale)值等與網格編號mi產生關聯之陰影圖像資料ei群所構成。

如第19圖所示，紅色立體圖像KGi係由使網格的X座標、Y座標、Z座標、搜尋範圍、格子間距離、地上開闊度θ i、色值(RGB)、地下開闊度及其色值(RGB)、浮沉度及其色值(RGB)、以及傾斜度及其色值(RGB)等與其網格編號mi產生關聯之紅色立體圖像資料ki群等所構成。

如第17圖所示，本實施形態之掃描線圖像立體化處理中，網格大小匹配部23係使DEM的網格大小匹配於正射照片圖像OSGi的網格大小(S100)。第20圖係顯示此正射照片圖像的OSGi的一例。第20圖係拍攝到有梯田。在第20圖的正射照片圖像中，雖與地圖重疊，惟立體感較少。

再者，紅色立體圖像製作部27係在網格大小照合結束後，從記憶體21的DEM來製作紅色立體圖像KGi，並將其記憶於記憶體26(S101)。針對此紅色立體圖像KGi的產生係於後述詳細說明。

並且，網格指定部34係依序指定網格編號mi(m1、m2、...)(S102)。

另一方面，陰影圖製作部25係在網格大小的照合結束時，使用記憶體21的DEM來產生陰影圖像EGi(灰色)，並將其記憶於記憶體24(S103)。

再者，掃描線圖像讀進部28係在每次指定網格編號時(mi)，從記憶體20讀進此網格編號mi之正射照片圖像資料osi，並將其依序輸出至第2 HSV變換部36(S104)。

第2 HSV變換部36係在每次正攝照片圖像資料osi輸入時，對其進行HSV變換(S105)。此HSV變換係採用第21圖所示之HSV變換彩色模型。

亦即，第2 HSV變換部36係如第22圖(a)示將正射照片圖像OSGi的正射照片圖像資料osi(osi、osi、...)的色值變換成如第22圖(b)所示之彩度Sb；如第22圖(c)所示之亮度Vb；以及如第22圖(d)所示之色相Hb。

再者，傾斜度讀進部30係在每次指定網格編號mi時，讀進分配給記憶體26的紅色立體圖像KGi的網格編號mi之網格之傾斜度Gm，並將其輸出至第1 HSV變換部32(S106)。

再者，浮沉度讀進部31係在每次指定網格編號mi時，讀進分配給記憶體26的紅色立體圖像KGi的網格編號mi之網格之浮沉度ψ m，並將其輸出至第1 HSV變換部32(S107)。

再者，第1 HSV變換部32係使用第21圖所示之HSV變換彩色模型，而在每次傾斜度Gm輸入時，將傾斜度Gm變換成彩度Sa，在每次浮沉度ψ m輸入時，將此浮沉度ψ m變換成亮度Va(S108)。惟，此第1 HSV變換部32係將色相Ha設成為未定義狀態(H=0)。

亦即，將第23圖(a)所示之紅色立體圖像KGi的紅色立體圖像資料ki(k1、k2、...)的傾斜度Gm，如第23圖(b)所示變換成彩度Sa，且如第23圖(c)所示將浮沉度ψ m變換成亮度Va。

另一方面，第2合成部41係輸入來自第2 HSV變換部36之每筆掃描線變換圖像資料rhi的彩度Sb及亮度Vb，以及來自陰影資料讀進部35之陰影圖像資料ei，並將合成該等資料而得之附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi依序輸入至第3合成部43(S111)。

亦即，第2合成部41係取得合成第24圖(a)所示陰影圖係EGi之陰影圖像資料ei(e1、e2、...)的灰階值Gri(Gr1或Gr2)；以及對第24圖(b)之正射照片圖像OSGi進行HSV變換而得之掃描線變換圖像資料rhi的彩度Sbi(Sb1、Sb2...)及亮度Vbi(vb1、vb2...)所得到之附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi(參閱第24圖(c))。

第24圖(c)中，以EOi來顯示附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi的色值部分。

再者，第1合成部39係按每次來自第1 HSV變換部32之紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi的彩度Sa(ψ m)與亮度Va(Gm)，以及來自色相讀進部37之正射照片圖像資料osi的色相Hb輸入時，將該等相乘合成並作為紅色、掃描線色相合成圖像資料rki(總稱為紅色、掃描線色相合成圖像RKGi)而輸出至第3合成部43(S113)。

亦即，如第25圖所示，第1合成部39係如第25圖(c)所示，取得將第25圖(a)所示之來自第1 HSV變換部32之彩度Sa(ψ m)、亮度Va(Gm)、以及第25圖(b)所示之藉由第2 HSV變換部36所得到之正射照片圖像資料osi的色相Hb予以相乘合成之紅色、掃描線色相合成圖像RKGi，並將其輸出至第3合成部43。

在第25圖(c)中，以HSi顯示紅色、掃描線色相合成圖像RKGi的色值(sai+vai+Hb)之部分。

並且，第3合成部43係在每次輸入來自第2合成部41之附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi以及來自第1合成部39之紅色、掃描線色相合成圖像資料rki時，將使該等資料相乘合成而得之紅色、掃描線合成圖像資料fkri(總稱為紅色、掃描線合成圖像FKRGi)依序寫進記憶體44(S115)。

亦即，如第26圖(a)所示，第3合成部43係在每次來自第2合成部41之附加灰色掃描變換圖像資料ehi(灰階值Gri+彩度Sbi+亮度Vbi)；以及第26圖(b)所示之來自第1合成部39之紅色、掃描線色相合成圖像資料rki(彩度Sai+亮度Vai+色相Hb)輸入時，如第26圖(c)所示，以網格單位來產生將該等相乘合成之紅色、掃描線色相合成圖像資料rki(Gri+Vbi+Sbi+Sai+Vai+Hbi)。

再者，第3合成部43係在每次紅色、掃描線色相合成圖像資料rki(Gri+Vbi+Sbi+Sai+Vai+Hbi)寫進記憶體44的網格時，將寫進完成輸出給網格指定部34，以使其指定下一個網格編號(S116)。

再者，第3合成部43係在紅色、掃描線色相合成圖像資料rki寫進記憶體44的最後的網格之情形時，對圖像輸出部48通知紅色、掃描線合成圖向FKRGi之產生(S117)。

並且，圖像輸出部48係於記憶體44產生有紅色、掃描線合成圖像FKRGi時，將其顯示於畫面作為暫定掃描線立體圖像Ori(S119)。

並且，色調整部51係於色調整輸入方塊輸入有暫定掃描線立體圖像Ori未滿足立體感之「NG」時，讀進輸入於此色調整方塊之紅色立體圖像KGi的HSV(Ha、Sa、Va)之調整值(Ha'、Sa'、Va')；以及掃描線圖像RSGi的HSV(Hb、Sb、Vb)之調整值(Hb'、Sb'、Vb')。並且，於第1 HSV變換部32(紅色側)重新設定其調整值(Ha'、Sa'、Va')，並於第2 HSV變換部36(正射側)設定新的調整值(Hb'、Sb'、Vb')(S121)。

再者，色調整部51係在輸入有暫定掃描線立體圖像Ori滿足立體感之「OK」時，將此暫定掃描線立體圖像Ori登錄於記憶體47作為已調整完成掃描線立體圖像ORi(S123)。

(色調整部51之補充說明)

針對上述色調整部51的色調整處理補充說明。第27圖係用以說明色調整處理之流程圖。第28圖係色調整處理之補充圖。第28圖(a)係顯示色調整輸入方塊60。再者，第28圖(b)係顯示色調整輸入方塊61。

第28圖(c)係顯示記憶體44的暫定掃描線立體圖像Ori。再者，於第28圖(d)係顯示由色調整處理所得到之已調整完成掃描線立體圖像ORi(正射)。

色調整部51係在記憶體44的紅色、掃描線合成圖像FKRGi當作暫定掃描線立體圖像Ori來予以顯示時，將第28圖(a)及第28圖(b)所示之色調整輸入方塊60及色調整輸入方塊61顯示於暫定掃描線立體圖像Ori的一旁(S601)。

然後，操作員判斷顯示於畫面之暫定掃描線立體圖像Ori的立體感是否能夠滿足，在未能滿足之情形時，則將色調整值輸入於色調整輸入方塊61。

此色調整值係合成紅色立體圖像側的Ha、Sa、Va與正射照片圖像的Hb、Sb、Vb之比例，由鍵盤或滑鼠輸入。

例如，如第28圖(b)所示，藉由鍵盤或滑鼠輸入將紅色側的HSV值設為80%；將正射側的HSV值設為20%之色調整值。

在此狀態下，色調整部51係判斷是否選擇了再合成按鈕(button)(S602)。

於步驟S602中，在未選擇再合成按鈕時，則將處理移至步驟S601而等待色調整值的輸入。

接著，當選擇了再調整按鈕時，則讀進輸入於色調整輸入方塊之色調整值(例如紅色側為80%；正射側為20%)(步驟S603)。

並且，於第1 HSV變換部32設定紅色側之調整值；且於第2 HSV變換部36設定正射側之調整值(S606、S607)。

並且，輸出掃描線圖像立體化指示(S608)。

接著，判斷是否有立體感之「OK按鈕」的輸入(S609)。

在步驟S609中，當有「OK按鈕」的輸入時，登錄部50係將畫面(圖像記憶體)的暫定掃描線立體圖像Ori作為已調整完成掃描線立體圖像ORi而記憶於記憶體47(S610)。

隨著前述掃描線圖像立體化指示，進行第4圖或第17圖之流程圖之處理。

亦即，當色調整部51將掃描線圖像立體化指示輸出於網格指定部34時，網格指定部34係依序指定網格編號mi(m1、m2、...)。

另一方面，陰影圖製作部25係在網格大小照合結束時，使用記憶體21的DEM來產生陰影圖像EGi(灰色)，並將其記憶於記憶體24。

再者，掃描線圖像讀進部28係在每次指定網格編號mi時，從記憶體20讀進此網格編號mi之正射照片圖像資料osi，並將其輸出至第2 HSV變換部36。

第2 HSV變換部36係在每次正射照片圖像資料osi輸入時，變換為再度設定之調整值(Sb為20%、Vb為20%)的彩度Sb'、亮度Vb'(惟，Hb為固定)。

再者，傾斜度讀進部30係在每次指定網格編號mi時，讀進分配給記憶體26之紅色立體圖像KGi的網格編號mi之網格之傾斜度(Gm)，並將其輸出至第1 HSV變換部32。

再者，浮沉度讀進部31係在每次指定網格編號mi時，讀進分配給記憶體26之紅色立體圖像KGi的網格編號mi之網格之浮沉度ψ m，並將其輸出至第1 HSV變換部32。

再者，第1HSV變換部32係以再度設定之調整值(Sa為20%、Va為20%)來將傾斜度(Gm)變換為彩度Sb'，且在每次浮沉度ψ m輸入時，將此浮沉度ψ m變換為亮度Va'。惟，此第1 HSV變換部32係將Ha'設為未定義狀態(H=0)。

另一方面，第2合成部41係輸入來自第2 HSV變換部36之彩度Sb'及亮度Vb'，以及來自陰影資料讀取部35之陰影圖像資料ei，並在每次輸入該等資料時，將合成該等料而得之附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi'輸出至第3合成部43。

再者，第1合成部39係在每次依據來自第1HSV變換部32之彩度Sa'(ψ m)與亮度Va'(Gm)而來之紅色斜度浮沉度變換圖像資料ksi'，以及來自色相讀進部37之正射照片圖像資料osi的色相Hb時，將該等資料合成並輸出至第3合成部43作為紅色、掃描線色相合成圖像資料rki'。

並且，第3合成部43係在每次來自第2合成部41之附加灰色之掃描線變換圖像資料ehi'以及來自第1合成部39之紅色、掃描線色相合成圖像資料rki'輸入時，產生將該等資料合成之紅色、掃描線合成圖像資料fkri'(總稱為紅色、掃描線合成圖像FKRGi')。

亦即，如第28圖(c)所示，紅色、掃描線合成圖像FKRGi'係藉由輸入於色調整輸入方塊60之調整值來變更彩度及亮度。

並且，圖像輸出部48係在每次附加灰色之紅色、正射色相合成圖像(KEOSGi')產生於記憶體44時，將其顯示於畫面作為暫定掃描線立體圖像Ori。

第28圖(d)顯示以如此的新的色調整值來合成之正射立體圖像。就第28圖(d)之正射立體圖像而言，係成為能夠明瞭分辨梯田與山的斜面之圖。

若比較第29圖顯示之一般的正射圖像，與第30圖顯示之正射立體圖像，則在第29圖所示之一般的正射照片圖像中立體感較少，且幾乎無法掌握地形。因此，為了掌握地形則需要地圖。另一方面，藉由進行上述之處理則可得到第30圖所示之呈現出立體感之正射照片圖像(正射立體圖像)，且在第30圖中係成為能夠明瞭分辨梯田及山的傾斜之圖。

另外，在上述實施形態中，雖舉例正射照片圖像作為掃描線圖像，惟亦可為衛星照片及地質圖。惟，在衛星照片之情況下則進行正射投影變換並儲存於記憶體20

另外，於第32圖顯示將第31圖所示之市街地的地形圖立體化之情形。第32圖係於第31圖的地形圖中，將紅色立體圖像與高度高程圖重疊，並將其立體化而得者。

如第31圖所示，一般的地形圖並無法理解地形凹凸。然而，在藉由本處理而加以立體化時，則如第32圖所示，在斜面愈陡時愈紅；高度愈低時愈藍；且隨著高度變高賦予綠色、黃色、紅色(高度高程表現)。惟，附加些微來自西北光造成之陰影。

(紅色立體圖像製作部的詳細說明)

接著，針對紅色立體圖像KGi進行詳細說明。

第33圖係紅色立體圖像製作部27的概略構成圖。如第33圖所示，紅色立體圖像製作部27係具備以下所說明之電腦功能。

如第33圖所示，具備：地上開闊度資料製作部109、地下開闊度資料製作部110、傾斜算出部108、凸部強調圖像製作部111、凹部強調圖像製作部112、傾斜度強調部113、第1紅色用合成部114、以及第2紅色用合成部115。

在本實施形態中係採用開闊度之概念。首先說明此開闊度。開闊度係將所指定之地點與周圍相比，將往地上突出之程度以及往地下凹進之程度予以數值量化者。亦即，如第34圖所示，地上開闊度係顯示在以所注目之標本地點為中心，距離L之範圍內所能看見之天空的廣闊度，再者，地下開闊度則為倒立而望向地中時，在距離L的範圍內之地下的廣闊度。

開闊度係依存於距離L及周圍地形。第35圖係針對四種基本地形，藉由每個方位之地上角及地下角之8角形圖(graph)來顯示地上開度及地下開度者。一般而言，地上開闊度係在高於周圍而突出之地點變得愈大，在山頂或稜線中呈現較大之數值，而在窪地或谷底則較小。在第35圖中，係顯示基本地形中所注目之標本地點(黑色圓形記號之位置)之地上開闊度以及地下開闊度，且以8角形圖顯示分別將平地的地上角以及地下角(成為90°)設成5個刻度之每個方位之相對的標尺。

反過來說，地下開闊度係在愈往地下凹進之地點愈大，在窪地及谷底呈現較大的值，而在山頂及稜線則較小。實際上，由於即便在距離L之範圍內亦混合有各種基本地形，故地上角及地下角之8角形圖大多會變形且開闊度亦呈現出各種值。

如前所述，D φ L及D ψ L係相對於L具有非遞增特性，故Φ L及Ψ L亦相對於L具有非遞增特性。

再者，開闊度圖係藉由指定計算距離，可獲得適合於地形規模之資訊，並可達到不依存於方向性及局部雜訊(noise)之顯示。

亦即，在稜線及谷線之抽出上具有優異表現，而為能夠判讀豐富的地形、地質資訊者，並如第36圖所示，於一定範圍內的DEM資料上(地表面：立體：第36圖(a))，針對自所設定之標本地點A，連接至觀看8個方向中之任一個方向時成為最大頂點之標本地點B所成之直線L1，求取直線L1與水平線所夾之角度向量(vector)。

針對8個方向皆實施此角度向量之求取方法，並將使該等角度向量予以平均化者稱為地上開闊度θ i(浮上度)，於一定範圍的DEM資料上，針對將推壓空氣層所成之立體(第36圖(b))反轉之反轉DEM資料(第36圖(c))的自標本地點A，連接至觀看8個方向中之任一個方向時成為最大頂點之標本地點C(相當於最深之位置)之直線L2，求取直線L2與水平線所夾之角度θ p。

將針對8個方向皆實施並予以平均化所得者稱為地下開闊度(下沉度)。

亦即，地上開闊度資料製作部119係於包含了注目地點至一定距離為止之範圍之DEM資料上，按8個方向之每個方向產生地形剖面圖，並求取連接各個地點與注目點之線(第36圖(a)之L1)的傾斜的最大值(從鉛直方向觀看時)。

對8個方向皆進行上述之處理。傾斜的角度為從天頂起算之角度(平坦為90°，稜線或山頂則為90°以上，而谷底或窪地則為90°以下)。

再者，地下開闊度資料製作部110係在反轉DEM資料的注目點至一定距離之範圍中，按8個方向之每個方向產生地形剖面，並求取連接各個地點與注目點之線的傾斜的最大值(在第36圖(a)之地表面的立體圖中，從鉛直方向觀看L2時則為最小值)。對8個方向皆進行上述處理。

在第36圖(a)之地表面立體圖中，從鉛直方向觀看 L2時的角度，在平坦時為90°，稜線或山頂則為90°以下，而谷底或窪地則為90°以上。

亦即，地上開闊度及地下開闊度係如第37圖所示，考量二個標本地點A(i_A，j_A，H_A)與B(i_B，j_B，H_B)。由於標本間隔為1m，故標本地點A與標本地點B之距離為：P={(i_A-i_B)²+(j_A-j_B)²}^1/2...(1)。亦即，可計算出距離P作為二個標本地點A、B間的水平方向的距離。

第37圖(a)係以標高0m為基準，來顯示標本地點A、B的關係。標本地點A相對於標本地點B之仰角θ可由：θ=tan^-1{(H_B-H_A)/P}求得。θ之正負號在(1)H_A<H_B之情形時(標本地點B比標本地點A更高時)為正，而在(2)H_A>H_B之情形時(標本地點B比標本地點A更低時)則為負。θ係由度數法加以計算，並取-90°至90°之值。

將以所注目之標本地點為中心位於方位D之方向且在距離L之範圍內之標本地點的集合記述為DSL，並將其稱為「所注目之標本地點的D-L集合」。其中，設定：D β L：相對於所注目之標本地點的DSL的各元素之仰角中的最大值

D δ L：相對於所注目之標本地點的DSL的各元素之仰角中的最小值(參閱第37圖(b))。D β L；D δ L係由度數法所定義。於此係進行下述定義。

定義I：所注目之標本地點的D-L集合的地上角D φ L及D ψ L係各自設成意指為：D φ L=90°-D β L以及D ψ L=90°-D δ L。D φ L；D ψ L係由度數法所定義。

D φ L意指為在以所注目之標本地點為中心之距離L以內能夠觀看到方位D之天空之天頂角的最大值。一般所謂地平線角係相當於將L設為無限大時之地上角。再者，D ψ L係意指為在以所注目之標本地點為中心之距離L以內能夠觀看到方位D之地中之天底角的最大值。

若使L增加，則由於屬於DSL之標本地點的數量會增加，故D β L具有非遞減特性，反過來說D δ L則具有非遞增特性。

因此，D φ L與D ψ L皆相對於L具有非遞增特性。

在測量學中所謂的高度角係以通過所注目之標本地點之水平面為基準所定義之概念，嚴格上來說並非與θ一致。再者，若要嚴謹的論述地上角及地下角，則亦必須考慮地球之曲率，定義I係並非為一定正確之記述。定義I僅為以使用DEM來進行地形解析為前提所定義之概念。

地上角以及地下角雖為關於所指定之方位D概念，惟導入下述定義作為其衍伸概念。

定義II：所注目之標本地點的距離L之地上開闊度以及地下開闊度係分別意指為：Φ L=(0 φ L+45 φ L+90 φ L+135 φ L+180 φ L+225 φ L+270 φ L +315 φ L)/8以及Ψ L=(0 φ L+45 ψ L+90 ψ L+135 ψ L+180 ψ L+225 ψ L+270 ψ L+315 ψ L)/8

其中，0 φ L、45 φ L、90 φ L、135 φ L、180 φ L、225 φ L、270 φ L、315 φ L係顯示各方位之值者。再者，0 φ L、45 ψ L、90 ψ L、135 ψ L、180 ψ L、225 ψ L、270 ψ L、315 ψ L係顯示各方為之值者。

亦即，上述Φ L、Ψ L係定義為分別取D φ L、D ψ L之在全方位上之值之平均值者。

地上開闊度係顯示在以所注目之標本地點至距離L之範圍內所能看見之天空的廣闊度，而地下開闊度則顯示倒立望向地中時，在距離L之範圍內之地下的開闊度(參閱第34圖)。

(各部之說明)

傾斜算出部108係將記憶體24的DEM資料網格化成正方形，並求得與此網格化上之注目點鄰接之正方形之面的平均傾斜。所鄰接之正方形係存在有四個，並以任一為注目正方形。並且，求取此注目正方形之四角落的高度與平均傾斜。

平均傾斜係使用最小平方法，從4點近似之面的傾斜。

凸部強調圖像製作部111係具備用以藉由亮度來表現稜線、谷底之第1灰階，且在每次地上開闊度資料製作部119求取地上開闊度(從8個方向觀看以注目點為中心之L之距離時之平均高度：用以判定是否位於高處之指標)時，算出對應於此地上開闊度θ i之值之明亮度(亮度)。

例如，當地上開闊度之值落在40°至120°之範圍內時，使50°至110°對應於第1灰階，並分配255段色階調。亦即，由於愈位於稜線之部分(凸部)則地上開闊度之值愈大，故顏色變白。

並且，凸部強調圖像製作部111係讀取地上開闊度圖像Dp，並對具有注目點(座標)之網格區域(以正方形來網格化連接DEM資料之相同Z值之等高線(例如1m)，並令此網格的四個角落之任一點為注目點之情形)分配依據第1灰階而來之顏色資料，並將其保存於記憶體(地上開闊度圖像Dp)。

接著，凸部強調圖像製作部111的色階調修正部(未圖示)係保存將此地上開度圖像Dp的色階調反轉而得之地上開闊度圖像Dp。亦即，取得調整成使稜線變白之地上開闊度圖像Dp。

凹部強調圖像製作部112係具備用以藉由亮度來表現谷底、稜線之第2灰階，且在每次地下開闊度資料製作部110求取地下開闊度(以注目點為中心之8個方向之平均)時，算出對應於此地下開闊度之值之亮度。

例如，在地下開闊度之值落在40°至120°之範圍內時，使50°至110°對應於第2灰階，並分配255段色階調。

亦即，由於愈位於谷底之部分(凹部)則地下開闊度之值愈大，故顏色會變黑。

並且，凸部強調圖像製作部112係讀取地下開闊度圖像Dq，並對具有注目點(座標)之網格區域(以正方形來網格化連接DEM資料之相同Z值之等高線(例如1m)，並令此網格的四個角落之任一點為注目點之情形)分配依據第2灰階而來之顏色資料，並將其加以保存。接著，修正地下開闊度圖像Dq之色階調。

當顏色變得過黑時，則設成色調曲線經修正過(tone curve)之程度之顏色。將其稱為地下開闊度圖像Dq並加以保存(記憶)。

傾斜度強調部113係具備第3灰階，此第3灰階係用以因應傾斜的程度，以亮度來表現，且在傾斜算出部108每次求取傾斜度(注目點起之4方向之平均)時，算出對應於此傾斜度之值之第3灰階的明亮度(亮度)。

例如，在傾斜α i之值落在0°至70°左右之範圍時，使0°至50°對應於第3灰階，並分配255段色階調。亦即，0°為白色，而50°以上則為黑色。在傾斜α i愈大之地點，則變得愈黑。

並且，傾斜度調整部113係將地下開闊度圖像Dq與地上開闊度圖像之差圖像作為斜度圖像Dra來加以保存。

此時，對具有注目點(座標)之網格區域(以正方形來網格化連接DEM資料之相同Z值之等高線(例如1m)，並令此網格的四個角落之任一點為注目點之情形)分配依據第3灰階之顏色資料。接著，紅色處理係藉由RGB顏色模式功能來強調R。亦即，取得傾斜愈大則愈強調紅色之傾斜強調圖像Dr。

第1紅色用合成部114係取得將地上開闊度圖像Dp與地下開闊度圖像Dq相乘合成之合成圖像Dh(Dh=Dp+Dq)。此時，以不會覆蓋掉山谷之方式來調整兩方之平衡(balance)。

前述之所謂「相乘」係指Photoshop軟體上之圖層模式(layer mode)之用語，其在數值上之處理為OR(或)運算。

此平衡調整係其地上開闊度與地下開闊度之值的分配量為切出以某個地點為中心之一定半徑(L/2)之地表面者。

在天空整體為一樣的亮度時，從地表面觀看到之天空的寬闊度係賦予地表面亮度。

亦即，地上開闊度會成為亮度。然而，若考慮到光繞射之情況，則亦應考慮到地下開闊度之值。

藉由決定此兩者之比例，係可強調地形的稜線部分，或任意地加以變化。若想強調山谷中的地形則可增加b之值。

亮度之指標=a×地上開闊度-b×地下開闊度其中，a+b=1

亦即，如第38圖所示，取得將地上開闊度圖像Dp(以白色強調稜線)與地下開闊度圖像Dq(以黑色強調底)相乘合成之灰色之色調表現之合成圖像(Dh=Dp+Dq)。

另一方面，第2紅色用合成部115係取得將檔案(file)之傾斜強調圖像Dr，與藉由第1紅色用合成部114合成而得之合成圖像Dh合成之強調了紅色之紅色立體圖像KGi，並將其保存於記憶體26。

亦即，如第38圖所示，取得將地上開闊度圖像Dp(以白色強調稜線)與地下開闊度圖像Dq(以黑色強調底)相乘合成之灰色之色階調表現之合成圖像Dh，並取得相對於斜度圖像Dra傾斜度愈大則愈強調紅色之傾斜強調圖像Dr。

並且，藉由合成此傾斜強調圖像Dr與合成圖向Dh，而得到以紅色來強調稜線之紅色立體圖像KGi。

另外，在上述實施形態中，雖使用紅色立體圖像來進行說明，惟亦可為施加了Lab顏色之紅色立體圖像。

此第39圖所示之施加了Lab顏色之紅色立體圖像係使用Lab顏色模型所產生。例如，對地上開闊度圖像Dp分配a＊頻道，對地下開闊度圖像Dq分配b＊頻道，並對傾斜強調圖像Dr分配L＊頻道，而藉以取得地上開闊度圖像Dp、地下開闊度圖像Dq、以及傾斜強調圖像Dr之Lab圖像。

並且，合成將地上開闊度圖像Dp、地下開闊度圖像Dq、以及傾斜強調圖像Dr重疊之合成圖像(Ki)與Lab圖像而取得。此圖像係能夠以更加不令人感到不協調之方式來呈現出立體感，並且可容易地追尋水系統。

再者，在海底圖之情況下，則亦可為施加紅色以外之例如藍色、紫色、綠色之立體圖。

再者，上述實施形態之相乘合成係以第40圖所示之方式來進行相乘合成為佳。

本案係依據2012年6月14日提出申請之日本國特許願第2012-134869號，以及2013年6月12日提出申請之日本國特許願第2013-123850號主張優先權，並參閱此2個申請案，將其全部內容併入本說明書。

(產業上之可利用性)

依據本發明，能夠以所期望之立體感來使衛星照片、正射照片圖像、地形圖、地質圖、照片等掃描線圖像視覺化。