JP2005078349A - 地理情報計測システム、地理情報計測方法及び地理情報計測プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 システムの構築に膨大な作業量を要さず、かつ容易に必要な３次元情報を得ることを可能ならしめる地理情報計測システムを提供する。
【解決手段】 地理データ提供サーバの記憶部には、２次元地図が緯度・経度と対応付けられて格納されている。コンピュータ端末の記憶部には、航空画像（前方視画像、直下視画像及び後方視画像）がそれぞれの投影中心点の緯度・経度・標高と対応付けられて格納されている。ユーザが、ディスプレイのウィンドウＷ１に表示された２次元地図上のある箇所を指定する。ウィンドウＷ２に指定された箇所を撮像した前方視画像、直下視画像及び後方視画像が表示される。ユーザが、直下視画像の一点（１画素）を計測点に指定する。コンピュータ端末が、エリア相関法により前方視画像及び後方視画像における計測点の対応点を検出し、ステレオマッチングにより計測点の３次元情報を算出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＧＩＳ（Geographic Information System）に関する。

非特許文献１で開示されている３次元ＧＩＳは、予め測量された３次元情報に基づいて作成されている。
平田更一、「３次元ＧＩＳ」、測量2003.7.電子国土、電子国土編集小委員会−測量編集委員会、p. 13-20 "Business Mapping-updated on 2003/8/4"、トップページ−ＭＳＲデータプロダクト、ＭＳ−Ｍａｐオプションデータ、[online]、三井造船システム技研株式会社ｅ‐ビジネス事業部、[２００３年８月１３日検索]、＜http://www.msr.mes.co.jp/mapinfo/＞

予め測量された３次元情報に基づく３次元ＧＩＳには、ＧＩＳが対象としている地理範囲は広いので、対象地理範囲全体に渡って高精度の３次元情報を予め得るために膨大な作業量を要するという問題点があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、システムの構築に膨大な作業量を要さず、かつ容易に必要な３次元情報を得ることを可能ならしめる地理情報計測システム等を提供することを目的とする。

本発明の地理情報計測システムは、２次元地図をディスプレイに表示する２次元地図表示手段と、前記２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から前記２次元地図上で指定された箇所を撮像したものを選択して、ディスプレイに表示する２次元画像表示手段と、表示された２次元画像上で指定された点、線又は領域の３次元座標を、当該２次元画像と、前記点、線又は領域を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出する３次元情報計測手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の地理情報計測方法は、コンピュータに、２次元地図をディスプレイに表示させる第１のステップと、前記２次元地図上のある箇所を指定することにより、前記コンピュータに、前記２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から当該指定箇所を撮像したものを選択して、ディスプレイに表示させる第２のステップと、表示された２次元画像上の点、線又は領域を指定することにより、前記コンピュータに、当該２次元画像と前記点、線又は領域を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングさせて、前記点、線又は領域の３次元座標を算出させる第３のステップとを含むことを特徴とする。

本発明の地理情報計測プログラムは、コンピュータに、２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から前記２次元地図上の特定の箇所を撮像したものとして選択されてディスプレイに表示された２次元画像上で指定された点、線又は領域の３次元座標を、当該２次元画像と、前記点、線又は領域を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出するステップを実行させることを特徴とする。

本発明では、予め高精度の３次元情報を計測する必要がないので、システムの構築に膨大な作業量を要さない。本発明のユーザは、２次元地図を参照して容易に測量対象地のステレオ画像（２次元画像）を表示させることができ、さらにステレオ画像上で測量点、測量線又は測量領域を指定するだけで高精度な３次元測量を行うことができる。

本発明の地理情報計測プログラムは、前記ステップでは、単一の前記２次元画像における点が指定され、指定された点に対応する前記別の２次元画像上の点が、エリア相関法により検出されることが好適である。

本発明の地理情報計測プログラムは、前記２次元画像上に存在する計測対象物の断面形状を取得するために用いられ、前記ステップでは、単一の前記２次元画像における前記断面を通過する線が指定され、指定された線上の複数の特徴点に対応する前記別の２次元画像上の点が、エリア相関法により検出された上、各前記特徴点の３次元座標が算出され、前記コンピュータに、各前記特徴点の三次元座標を補間して、前記断面形状を示す画像を生成させる第４のステップを実行させることが好適である。

本発明の地理情報計測プログラムは、前記ステップでは、単一の前記２次元画像における領域が指定され、前記領域内の複数の特徴点に対応する前記別の２次元画像上の点が、エリア相関法により検出された上、各前記特徴点の３次元座標が算出され、前記コンピュータに、各前記特徴点の三次元座標を補間して、前記領域の形状を示す画像を生成させる第５のステップを実行させることが好適である。

これらによれば、ユーザが自らステレオ画像上における対応点を指定する必要がなくなる。

本発明の地理情報計測プログラムの別の側面は、コンピュータに、２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から前記２次元地図上で指定された点、線又は領域を含む箇所を撮像したものを選択し、選択された２次元画像における前記点、線又は領域の対応箇所を検出する第１のステップと、前記対応箇所の３次元座標を、前記２次元画像と、前記対応箇所を前記２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出する第２のステップとを実行させることを特徴とする。

本発明のこの側面では、ユーザは、ステレオ画像を参照しなくても、上記の本発明の作用を得ることができる。

本発明の地理情報計測システムの別の側面は、２次元地図上の特定の箇所を撮像した２次元画像上で指定された計測対象物の３次元座標を、当該２次元画像と、前記計測対象物を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出する３次元情報計測手段と、前記３次元情報計測手段が算出した３次元座標又は当該３次元座標に基づき得られた前記計測対象物の立体形状を、前記２次元地図に重ねるようにディスプレイに表示する３次元情報表示手段とを備えたことを特徴とする。

本発明のこの側面では、予め高精度の３次元情報を計測する必要がないので、システムの構築に膨大な作業量を要さない。本発明のユーザは、ステレオ画像上で測量点、測量線又は測量領域を指定するだけで高精度な３次元測量を行うことができ、さらにこの３次元測量の結果と２次元地図とを同時参照することができる。

本発明により、測量対象地に行かずに、コンピュータを操作して精密な測量を行うことができる。また、精密測量の結果をＧＩＳに反映させることができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本実施形態の地理情報計測プログラム３が適用されるＧＩＳの機能的構成図である。本実施形態のＧＩＳは、地理情報計測プログラム３の指令を実行するコンピュータ端末１と、端末１と通信ネットワークを介して接続された地理データ提供サーバ４を備えている。

地理データ提供サーバ４の記憶部には、空間インデックスファイルｆ１及び地理データファイルｆ２が格納されている。地理データファイルｆ２には、緯度及び経度で規定された、ある地域の２次元地図が格納されている。空間インデックスファイルｆ１には、２次元地図の各区画の中心の緯度・経度、及び離散的な地点における地表面の標高が格納されている。

端末１の記憶部には、ＴＬＳ原画像／ＧＰＳデータファイルｆ３が格納されている。ＴＬＳ原画像／ＧＰＳデータファイルｆ３には、上記の地域を航空機に搭載されたＴＬＳ（Ｔｈｒｅｅ Ｌｉｎｅ Ｓｃａｎｎｅｒ）で走査することによって得られた地上面の撮像画像が格納されている。ＴＬＳとは、３つのＣＣＤを飛行方向線上に並ぶように航空機に搭載したものであり、３つのＣＣＤが、それぞれ、地上面の前方視画像Ｐｆ、直下視画像Ｐｎ、後方視画像Ｐｂを連続して撮像する。

また、ＴＬＳ原画像／ＧＰＳデータファイルｆ３には、各撮像時点における撮像画像の投影中心点Ｃｆ、Ｃｎ、Ｃｂの３次元座標（緯度、経度、標高）が格納されている。具体的には、投影中心点Ｃｆは、ある前方視画像Ｐｆを撮像した時点における前方視画像撮像用ＣＣＤの撮像面の中心点の３次元座標を示す。同様に、投影中心点Ｃｎは直下視画像Ｐｎに、投影中心点Ｃｂは後方視画像Ｐｂに対応する。投影中心点Ｃｆ、Ｃｎ、Ｃｂの三次元座標を算出する方法としては、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを用いることができる。

ＣＤ−ＲＯＭ２に格納された地理情報計測プログラム３が端末１にインストールされると、２次元地図提示モジュール３１、ＴＬＳ画像提示モジュール３３、３次元情報算出モジュール３５、断面形状／立体化算出モジュール３７、３次元情報提示モジュール３８及び対応箇所検出モジュール３９が、それぞれ、端末１を２次元地図提示手段、ＴＬＳ画像提示手段、３次元情報算出手段、断面形状／立体化算出手段、３次元情報提示手段及び対応箇所検出手段として機能させる。

２次元地図提示手段は、端末１の入力装置に２次元地図の特定区画を提示する要求が入力されると、地理データ提供サーバ４から当該区画の画像データを取得し、ディスプレイ１２に当該区画が表示されたウィンドウを提示する。

ＴＬＳ画像提示手段は、ディスプレイ１２に表示された地図区画においてユーザが指定した箇所のＴＬＳ撮像画像をＴＬＳ原画像／ＧＰＳデータファイルｆ３から呼び出し、ディスプレイ１２に当該ＴＬＳ撮像画像が表示されたウィンドウを提示する。

３次元情報算出手段は、ＴＬＳ撮像画像をステレオマッチングすることにより、ＴＬＳ撮像画像上の点、線又は領域の３次元座標を算出する。

断面形状／立体化算出手段は、ステレオマッチングにより算出された点の３次元座標を補間して断面形状及び立体形状を算出する。

３次元情報提示手段は、算出された３次元情報を２次元地図のウィンドウに投影するか、あるいは３次元情報が表示された別ウィンドウをディスプレイ１２に提示する。

対応箇所検出手段は、２次元地図上で測量実行箇所が指定されると、ＴＬＳ撮像画像上における当該測量実行箇所の対応箇所を検出する。

以下に、地理情報計測プログラム３の指令に従った端末１の動作を説明する。

（第１の動作例）
ユーザが２次元地図の特定箇所の提示要求を入力すると、２次元地図提示手段が、端末１の記憶部に格納されている区画中心座標テーブルを参照して、当該箇所の中心の緯度・経度を取得する。提示要求の方法の例としては、区画の地名の入力、現在提示されている区画のスクリーンのスクローリングが考えられる。また、直接、緯度・経度を指定してもよい。続いて、２次元地図提示手段は、提示要求区画のデータ転送要求を、当該区画の中心の緯度・経度と共に、地理データ提供サーバ４に送信する。地理データ提供サーバ４は、空間インデックスファイルｆ１を参照して該当する地図区画のデータを呼び出し、端末１に転送する。２次元地図提示手段は、受信した地図区画のデータが表示されたウィンドウＷ１をディスプレイ１２に表示する。このように、地理データをサーバから取得する方法を採用することにより、端末の記憶部に格納される情報量を軽減させることができ、また地理データの更新も容易になる。

図２は、ウィンドウＷ１の表示例を示す。図２に示すように、ウィンドウＷ１の左端下部には８方向のスクロールボタンが表示されている。スクロールボタンをクリックすることにより、ウィンドウＷ１に表示される２次元地図のスクリーンがスクロールする。ウィンドウＷ１の左端中下部には縮尺調整バーが表示されている。縮尺調整バーを操作することにより、ウィンドウＷ１に表示される２次元地図の縮尺を増減させることができる。

ウィンドウＷ１の左端中上部にはレイヤー選択部などの操作ツール部が表示されている。２次元地図データは、道路を表示したレイヤー、建物を表示したレイヤー、鉄道線路を表示したレイヤー、さらにはオルソ画像など複数のレイヤーから構成されているが、レイヤー選択部を調整することによりウィンドウＷ１に表示されるレイヤーを選択することができる。図２の例では、最上層がウィンドウの中心部を占めるオルソ画像となっている。オルソ画像を重ねて表示することにより、ユーザは地上面の詳細な情報を得ることができる。

ウィンドウＷ１の左端上部には緯度・経度・標高表示欄が表示されている。緯度・経度・標高表示欄には、マウスポイントがある位置の緯度、経度及び標高が表示される。ただし、標高は、マウスポイントが標高データが存在する地点にあるときにのみ表示される。

ＴＬＳ画像提示手段は、ウィンドウＷ１に表示された区画の中心を撮像したＴＬＳ撮像画像、あるいはマウスポイントで指定された点を撮像したＴＬＳ撮像画像をＴＬＳ原画像／ＧＰＳデータファイルｆ３から呼び出し、ＴＬＳ撮像画像が表示されたウィンドウＷ２をディスプレイ１２に提示する。ＴＬＳ撮像画像を呼び出す処理の具体例としては、投影中心点Ｃｎの緯度・経度が表示区画の中心点又は指定された点に最も近い直下視画像Ｐｎ、並びにこの直下視画像Ｐnと同時に撮像された前方視画像Pｆ及び後方視画像Pｂを呼び出す方法がある。

図３は、ウィンドウＷ２の表示例を示す。図３に示すように、ウィンドウＷ２の左側部、中心部及び右側部には、それぞれ、前方視画像Ｐｆ、直下視画像Ｐｎ及び後方視画像Ｐｂが表示されている。ウィンドウＷ２の上端部には該当する箇所のオルソ画像が表示されている。

次に、直下視画像Ｐｎで指定された点の３次元座標を算出・表示する動作を説明する。図５は、この動作の処理手順を示すフローチャートである。

ユーザはディスプレイ１２にウィンドウＷ２を表示する（Ｓ５０１）。ユーザは、ウィンドウＷ２に表示されている直下視画像Ｐｎの一点（１画素）を計測点Ｍ_pに指定する（Ｓ５０３）。

３次元情報算出手段は、計測点Ｍ_pを中心とする演算用ウィンドウＡを取得する（Ｓ５０５）。演算用ウィンドウは、例えば、対象点を中心とする３×３の画素行列である。３次元情報算出手段は、前方視画像Ｐｆ及び後方視画像Ｐｂにおける計測点Ｍ_pのエピポーララインを算出する（Ｓ５０７）。

３次元情報算出手段は、エピポーラライン上の一点を中心とする演算用ウィンドウＢ_fk、Ｂ_bk（ｋ＝１、２、３・・・）を取得し（Ｓ５０９）、演算用ウィンドウＢ_fk、Ｂ_bk（ｋ＝１、２、３・・・）それぞれと演算用ウィンドウＡとの相関値を算出する（Ｓ５１１）。Ｓ５０９及びＳ５１１の処理はエピポーララインから一定の間隔で抽出した各点について行われ、最も高い相関値を示す演算用ウィンドウＢ_fk、Ｂ_bkが検出される。これらの演算用ウィンドウＢ_fk、Ｂ_bkの中心が計測点Ｍ_pの対応点とされる（Ｓ５１３）。

３次元情報算出手段は、各撮像画像における計測点Ｍ_pの位置及び投影中心点の座標から、前方視画像Ｐｆ、直下視画像Ｐｎ、後方視画像Ｐｂそれぞれにおける計測点Ｍ_pに対する前方視線ベクトル、直下視線ベクトル、後方視線ベクトルを算出する（Ｓ５１５）。

３次元情報算出手段は視線ベクトルから計測点Ｍ_pの３次元座標を算出する（Ｓ５１７）。具体的な算出方法の例としては、（前方視線ベクトル、直下視線ベクトル）及び（直下視線ベクトル、後方視線ベクトル）の２組それぞれにおける交差近似点を算出し、２つの交差近似点の差が閾値以内であった場合にはこれらの中点を３次元座標における計測点Ｍ_pの位置とし、２つの交差近似点の差が閾値以上であった場合にはより高い相関値を示した方の演算用ウィンドウＢに対応する視線ベクトルを含む組の交差近似点を計測点Ｍ_pの位置とすることが考えられる。ここで、２つの視線ベクトルの交差近似点とは、一方の視線ベクトル上の一点と他方の視線ベクトル上の一点との距離が最短となるときの両点の中点をいう。このように３つの視線ベクトルを用いることにより、計測点が何らかの障害物の隠蔽となっているときの測距エラーを防ぐことができる。

３次元情報提示手段は、ウィンドウＷ１に表示されている２次元地図における計測点Ｍ_pの位置に算出された標高を表示する（Ｓ５１９）。

本動作例では、直下視画像Ｐｎで指定された計測点Ｍ_pの前方視画像Ｐｆ及び後方視画像Ｐｂにおける対応点が自動的に算出されるが、ユーザが自ら前方視画像Ｐｆ及び後方視画像Ｐｂ上に対応点を指定してもよい。

（第２の動作例）
次に、直下視画像Ｐｎで指定された線分の垂直断面（当該線分を通過し水平面に垂直な断面）形状を算出・表示する動作を説明する。図６は、この動作の処理手順を示すフローチャートである。

ユーザはディスプレイ１２にウィンドウＷ２を表示する（Ｓ６０１）。ユーザは、図３に示すように、ウィンドウＷ２に表示されている直下視画像Ｐｎにおいて線分Ｍ_l（図３では線分Ａ−Ｂ）を指定する（Ｓ６０３）。

３次元情報算出手段は、線分M_l上の特徴点M_lpk(k=１、２、３・・・)を検出する（Ｓ６０５）。ここで、図７を参照して特徴点抽出処理を詳細に説明する。図７は、線分M_l上の特徴点を抽出する処理手順を示すフローチャートである。

線分M_lの一方の端点を始点とし他方の端点を終点と定義する。この特徴点抽出処理では、線分M_lの始点から終点に向かって線分M_l上の着目点を一定間隔で抽出していき、各着目点が特徴点の条件を満たすか否かを判別する。具体的には、まず、線分M_l上で前回の着目点から終点に向かって一定距離Ｌ離れた点を今回の着目点とする（Ｓ７０１）。ただし、初回の着目点抽出のときには、始点から距離Ｌだけ離れた点を着目点とし、始点を前回の着目点とみなす。

着目点の画素値（濃度）と前回の着目点の画素値との差が閾値以上であり、かつ直前に検出された特徴点との距離が閾値以上であったときに、今回の着目点を特徴点とする（Ｓ７０３、Ｓ７０５、Ｓ７０７）。これらのうちいずれかの条件が満たされなかったときには、今回の着目点を特徴点としない（Ｓ７０３、Ｓ７０５、Ｓ７０９）。今回の着目点が終点となったとき（又は終点を経過するとき）に上記の処理を終了する（Ｓ７１１）。

３次元情報算出手段は、エリア相関法により、各特徴点M_lpkの前方視画像Ｐｆ及び後方視画像Ｐｂにおける対応点を検出し（Ｓ６０７）、各特徴点M_lpkについて前方視線ベクトル、直下視線ベクトル及び後方視線ベクトルを算出し（Ｓ６０９）、視線ベクトルから各特徴点M_lpkの３次元座標を算出する（Ｓ６１１）。Ｓ６０７〜Ｓ６１１の処理は、Ｓ５０５〜Ｓ５１７の処理を各特徴点M_lpkについて繰り返したものである。

断面形状／立体化算出手段は、特徴点M_lpkを補間して線分M_lの３次元座標を算出し、線分M_lの垂直断面形状を得る（Ｓ６１３）。

３次元情報提示手段は、ウィンドウＷ１の２次元地図上に特徴点M_lpkの標高を重ねて表示し、また別のウィンドウＷ３に断面の形状を表示する（Ｓ６１５）。図４に、算出された断面形状の例を示す。

（第３の動作例）
次に、直下視画像Ｐｎで指定された領域の立体形状を算出・表示する動作を説明する。図８は、この動作の処理手順を示すフローチャートである。

ユーザはディスプレイ１２にウィンドウＷ２を表示する（Ｓ８０１）。ユーザは、ウィンドウＷ２に表示されている直下視画像Ｐｎで領域M_aを指定する（Ｓ８０３）。

３次元情報算出手段は、領域M_aの特徴点M_apk(ｋ＝１、２、３・・・)を検出する（Ｓ８０５）。この特徴点抽出処理は、Ｓ７０１〜Ｓ７１１の処理を一定間隔の画素列について繰り返すことにより行われる。

３次元情報算出手段は、エリア相関法により、各特徴点M_apkの前方視画像Ｐｆ及び後方視画像Ｐｂにおける対応点を検出し（Ｓ８０７）、各特徴点M_apkについて前方視線ベクトル、直下視線ベクトル及び後方視線ベクトルを算出し（Ｓ８０９）、視線ベクトルから各特徴点M_apkの３次元座標を算出する（Ｓ８１１）。Ｓ８０７〜Ｓ８１１の処理は、Ｓ５０５〜Ｓ５１７の処理を各特徴点M_apkについて繰り返したものである。

断面形状／立体化算出手段は、特徴点M_apkを補間して領域M_aの３次元座標を算出して立体形状を得る（Ｓ８１３）。

３次元情報提示手段は、ウィンドウＷ１の２次元地図上に特徴点M_apkの立体形状を重ねて表示する（Ｓ８１５）。

（第４の動作例）
上記動作例ではウィンドウＷ２に表示された直下視画像上で測量点、測量線又は測量領域が指定されたが、これに代えて２次元地図上で測量点、測量線又は測量領域を指定する動作例も考えられる。この動作例では、対応箇所検出手段は、ユーザがウィンドウＷ１の２次元地図上で測量点、測量線又は測量領域を指定すると、投影中心点Ｃｎの水平面２次元座標（緯度・経度）が当該測量点、測量線又は測量領域の水平面２次元座標（緯度・経度）に最も近い又は含まれる直下視画像Ｐｎを端末１の記憶部から呼び出し、直下視画像Ｐｎにおける当該測量点の対応点を検出する。具体例としては、直下視画像Ｐｎをテクスチャ解析し、２次元地図上のある特徴領域に対応する分割領域との相対位置から対応箇所を検出することが考えられる。

２次元地図で指定された領域の３次元情報を算出・表示する動作の処理手順を説明する。図９は、この動作の処理手順を示すフローチャートである。

ユーザが２次元地図上で領域M_a1を指定する（Ｓ９０１）。指定の方法としては、２次元地図上の領域をマウスポイントでなぞる方法、２次元地図と関連して登録されている特徴領域（ビルディング、駅、駐車場など）を指定する方法などが考えられる。

対応箇所検出手段が、投影中心点Ｃｎの緯度・経度が領域M_a1の中心点の緯度・経度に最も近い直下視画像ＰｎをＴＬＳ原画像／ＧＰＳデータファイルｆ３から呼び出す（Ｓ９０３）。対応箇所検出手段が、直下視画像Ｐｎをテクスチャ解析して複数の領域に分割する（Ｓ９０５）。テクスチャ解析の例としては。領域拡張法、レベルライジング法がある。

対応箇所検出手段が、領域M_a1と重なる特徴領域に対応する直下視画像Ｐｎの分割領域M_a2を検出する（Ｓ９０７）。具体的方法の例としては、特徴領域の２次元座標及び投影中心点Ｃｎの３次元座標から直下視画像Ｐｎにおいて対応領域が存在し得るラインを算出し、当該ライン上の分割領域と特徴領域との形状を比較することが考えられる。

対応箇所検出手段は、分割領域M_a2の特徴点M_a2pk(k=１、２、３・・・)を検出し（Ｓ９０９）、エリア相関法により前方視画像及び後方視画像における各特徴点M_a2pk（対応点）を検出し（Ｓ９１１）、前方視画像、直下視画像及び後方視画像における視線ベクトルを算出し（Ｓ９１３）、視線ベクトルから各特徴点の３次元座標を算出し（Ｓ９１５）、各特徴点M_a2pkの３次元座標を補間して、分割領域M_a2を立体化した形状を算出する（Ｓ９１７）。Ｓ９０９〜Ｓ９１７の処理は、Ｓ８０３〜Ｓ８１１の処理と同じである。構造物テンプレートの当て嵌め、構造物セグメントのクラスタリングなどにより算出された分割領域M_a2の立体形状を整形してもよい。

三次元情報提示手段は、ウィンドウＷ１の二次元地図に分割領域M_a2の立体形状を重ねて表示すると共に、別のウィンドウに分割領域M_a2の立体形状を提示する（Ｓ９１９）。

図１０は、上記実施形態の変形例を示す図である。なお、図１及び図１０において、同一の構成要素には同一の参照符号が付されている。図１は、地理情報計測プログラムが６個のモジュールから構成される例を示しているが、本発明はかかるモジュール構成の地理情報計測プログラムに限られるものではない。たとえば、図１０に示すように、２次元地理情報プログラム３ｂと、３次元地理情報計測プログラム３ａとの組み合わせとし、両プログラムの間で位置情報や画像情報をやり取りしながら、全体として上記実施形態の地理情報計測プログラム３の機能を達成することも可能である。ユーザのコンピュータにおいては、両プログラムはそれぞれ独立して動作するプロセスとなるが、プログラム同士のやり取りは、ユーザのコンピュータのオペレーティングシステムに用意されているプロセス間通信の技術を用いて実施される。特に、図１０の変形例においては、２次元地理情報プログラム３ｂと３次元地理情報計測プログラム３ａとが実行時に組み合わされるので、片方だけ手持ちのプログラムを流用したり、別々のベンダーから２次元地理情報プログラム３ｂと３次元地理情報計測プログラム３ａの提供を受けたり、片方だけをバージョンアップする、という様に、運用面での柔軟性を持たせることができて好適である。なお、プログラムの分け方は図１０に限られるものではない。また、複数の分割プログラムを幾つかのコンピュータでそれぞれ実行する分散システムにしてもよい。要は本発明の趣旨に即して、種々の実施形態が可能である。

図１は、本実施形態の地理情報計測プログラム３が適用されるＧＩＳの機能的構成図である。 図２は、ウィンドウＷ１の表示例を示す。 図３は、ウィンドウＷ２の表示例を示す。 図４は、算出された断面形状の例を示す。 図５は、直下視画像Ｐｎで指定された点の３次元座標を算出・表示する動作の処理手順を示すフローチャートである。 図６は、直下視画像Ｐｎで指定された線分M_lの垂直断面形状を算出・表示する動作の処理手順を示すフローチャートである。 図７は、線分M_l上の特徴点を抽出する処理手順を示すフローチャートである。 図８は、直下視画像Ｐｎで指定された領域の立体形状を算出・表示する動作の処理手順を示すフローチャートである。 図９は、２次元地図で指定された領域の３次元情報を算出・表示する動作の処理手順を示すフローチャートである。 図１０は、実施形態の変形例を示す図である。

符号の説明

１・・・コンピュータ端末、１２・・・ディスプレイ、Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３・・・ウィンドウ、Ｐｗ・・・オルソ画像、Ｐｆ・・・前方視画像、Ｐｎ・・・直下視画像、Ｐｂ・・・後方視画像、２・・・ＣＤ−ＲＯＭ。

Claims (8)

1. ２次元地図をディスプレイに表示する２次元地図表示手段と、
   前記２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から前記２次元地図上で指定された箇所を撮像したものを選択して、ディスプレイに表示する２次元画像表示手段と、
   表示された２次元画像上で指定された点、線又は領域の３次元座標を、当該２次元画像と、前記点、線又は領域を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出する３次元情報計測手段とを備えた
   ことを特徴とする地理情報計測システム。
2. コンピュータに、２次元地図をディスプレイに表示させる第１のステップと、
   前記２次元地図上のある箇所を指定することにより、前記コンピュータに、前記２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から当該指定箇所を撮像したものを選択して、ディスプレイに表示させる第２のステップと、
   表示された２次元画像上の点、線又は領域を指定することにより、前記コンピュータに、当該２次元画像と前記点、線又は領域を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングさせて、前記点、線又は領域の３次元座標を算出させる第３のステップとを含む
   ことを特徴とする地理情報計測方法。
3. コンピュータに、
   ２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から前記２次元地図上の特定の箇所を撮像したものとして選択されてディスプレイに表示された２次元画像上で指定された点、線又は領域の３次元座標を、当該２次元画像と、前記点、線又は領域を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出するステップを実行させる
   ことを特徴とする地理情報計測プログラム。
4. コンピュータに、
   ２次元地図上の各箇所を撮像することにより得られ、予め格納手段に格納された２次元画像の中から前記２次元地図上で指定された点、線又は領域を含む箇所を撮像したものを選択し、選択された２次元画像における前記点、線又は領域の対応箇所を検出する第１のステップと、
   前記対応箇所の３次元座標を、前記２次元画像と、前記対応箇所を前記２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出する第２のステップとを実行させる
   ことを特徴とする地理情報計測プログラム。
5. 前記ステップでは、単一の前記２次元画像における点が指定され、指定された点に対応する前記別の２次元画像上の点が、エリア相関法により検出される
   ことを特徴とする請求項３記載の地理情報計測プログラム。
6. 前記２次元画像上に存在する計測対象物の断面形状を取得するために用いられ、
   前記ステップでは、単一の前記２次元画像における前記断面を通過する線が指定され、指定された線上の複数の特徴点に対応する前記別の２次元画像上の点が、エリア相関法により検出された上、各前記特徴点の３次元座標が算出され、
   前記コンピュータに、各前記特徴点の三次元座標を補間して、前記断面形状を示す画像を生成させる第２のステップを実行させる
   ことを特徴とする請求項３記載の地理情報計測プログラム。
7. 前記ステップでは、単一の前記２次元画像における領域が指定され、前記領域内の複数の特徴点に対応する前記別の２次元画像上の点が、エリア相関法により検出された上、各前記特徴点の３次元座標が算出され、
   前記コンピュータに、各前記特徴点の三次元座標を補間して、前記領域の形状を示す画像を生成させる第３のステップを実行させる
   ことを特徴とする請求項３記載の地理情報計測プログラム。
8. ２次元地図上の特定の箇所を撮像した２次元画像上で指定された計測対象物の３次元座標を、当該２次元画像と、前記計測対象物を当該２次元画像とは異なる角度から撮像することによって得られた別の２次元画像とをステレオマッチングすることにより算出する３次元情報計測手段と、
   前記３次元情報計測手段が算出した３次元座標又は当該３次元座標に基づき得られた前記計測対象物の立体形状を、前記２次元地図に重ねるようにディスプレイに表示する３次元情報表示手段とを備えた
   ことを特徴とする地理情報計測システム。
   
   
   
   
   

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