JP2008242497A - 3次元電子地図データの生成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】3次元モデリングの対象となる領域について、航空機からのレーザ計測によって、数mのメッシュ単位で高さデータを取得する。この高さデータから、2次元の地図データに記憶された建造物領域内に存在するデータのみを抽出し、度数分布を解析して、低階層(白抜き)、タワー低(ハッチング)、タワー高(クロスハッチ)のように、各階層に属するメッシュを特定する。次に、各メッシュの領域を、高さデータに応じて立ち上げることにより、建造物の3次元モデルを生成する。こうすることにより、複雑な形状の3次元モデルを比較的軽い負荷で精度良く生成することができる。
【選択図】図9
Description
A.地図データ生成装置の構成:
B.データベース構造:
C.3次元モデリング:
D.仮想空間前処理:
E.建造物高さデータ設定処理:
F.ビルモデリング処理:
G.住宅、道路モデリング処理:
H.外観データ生成処理:
I.付属物データ生成処理:
図1は実施例としての電子地図データ生成システム100(以下、単にシステム100と称することもある)の構成を示す説明図である。このシステム100は、建造物の3次元モデリングを行い、3次元の電子地図データを生成する。本実施例では、図示する機能ブロックを、コンピュータ内にソフトウェア的に構築することにより、システム100を構成した。以下の例では、単独のコンピュータによってシステムが構成されている場合を例にとって説明するが、ホストコンピュータと端末とをネットワークで接続した構成を用いてもよい。
図2は2次元地図データベース103の構造を示す説明図である。2次元地図データベース103は、平面での既存の地図データベースであり、地表面を区切ったメッシュ単位での標高、建造物の平面形状などを記録している。図の中央には、2次元地図データベース103によって表される地図を例示した。建造物などのオブジェクトは、それぞれ閉図形(以下、ポリゴンと称する)で表され、各建造物の種別などを与える属性情報が対応づけられている。図の上方には、住宅の建造物例を示した。この建造物については、ポリゴン固有のID「HOUSE001」とともに、ポリゴンの形状データとして、各頂点の緯度、経度が記憶されている。また、属性情報としては、建造物の種別「住宅」と、階数「2階」が記憶されている。属性情報は、床面積、玄関の方向など、例示した以外に種々の情報を含めることが出来る。
図6は3次元モデリング処理のフローチャートである。本実施例のシステム100が、上述の各種機能ブロックやデータベースを利用して実行する処理である。ここでは、全体の処理概要を説明し、各処理の詳細な内容は、後で順次、説明する。
図7は仮想空間前処理のフローチャートである。システム100は、まず、地表面メッシュの平滑化を行う(ステップS202)。図中にこの平滑化の処理概要を例示した。システム100は、2次元地図データベース103から標高データを入力する。この標高データは、地表面を既定距離dで区切ったメッシュ単位で標高を記録するものである。この標高データを純粋に仮想3次元空間内に再現すると、図中の地表Sg1のように地表面は階段状となる。階段状の地表面を用いることも可能ではあるが、本実施例では、このメッシュの重心同士を結ぶ三角形のポリゴンを定義することにより、段差のない地表Sgを設定した。
図8は建造物高さデータ設定処理のフローチャートである。仮想空間前処理で定義された三角形ポリゴンに基づいてこの処理を実行することも可能ではあるが、本実施例では、別途定義された2m単位のメッシュを用いて処理するものとした。
本実施例における第1の3次元モデリング、即ち、基本モデルを用いることなく、建造物高さデータを用いて各部位の高さを決定するビルモデリングについて説明する。実施例では、ビルを対象として行うものとしたが、一般の住宅、高架道路などにも適用可能である。
次に、本実施例の第2のモデリング手法、即ち、基本モデルを利用したモデリングについて説明する。このモデリングは、住宅、道路モデリング処理において実行される。
図15は外観データ生成処理のフローチャートである。図6のステップS500に相当する処理である。3次元のポリゴンの表面の着色、および窓などの画像の貼付などを行って、外観を整えるための処理である。
最後に付属物データ生成処理について説明する。この処理は、図6のS600に相当する処理である。処理内容は、外観データ生成処理(図15)のステップS610〜S614と同様である。
100…電子地図データ生成システム
101…データ入力部
102…基本モデルデータベース
103…2次元地図データベース
104…外観パーツデータベース
105…付属物パーツデータベース
106…統合部
110…前処理部
120…ビルモデリング部
130…住宅、道路モデリング部
140…外観データ生成部
150…付属物データ生成部
Claims (14)
- 建造物の3次元電子データを生成する3次元モデリング方法であって、
(a) 生成対象となる建造物を含む2次元の電子地図データを入力する工程と、
(b) 該生成対象となる建造物を含む領域内の多数の点について計測された高さデータを入力する工程と、
(c) 前記2次元の電子地図データから前記建造物の建造物領域を識別し、該建造物領域に基づき、前記高さデータの少なくとも一部を建造物高さデータとして抽出する工程と、
(d) 該建造物高さデータに基づいて、該建造物の各部位の高さを特定することで、該建造物の3次元モデルを生成する工程とを有する3次元モデリング方法。 - 請求項1記載の3次元モデリング方法であって、
前記建造物は階層構造をなす建造物であり、
前記工程(d)は、前記建造物高さデータの度数分布に基づき、前記各階層の高さを特定する工程を含む3次元モデリング方法。 - 請求項2記載の3次元モデリング方法であって、
前記工程(d)は、
低階層から順に、モデリングの対象となるべき対象階層を設定する工程と、
該対象階層の高さ以上の建造物高さデータを有する部位を、該対象階層に属する領域と特定して、該対象階層のモデリングを行う工程とを備える3次元モデリング方法。 - 請求項1〜3いずれか記載の3次元モデリング方法であって、更に、
(e) 該生成された3次元モデルの各壁面を平面で平滑化する工程を備える3次元モデリング方法。 - 請求項4記載の3次元モデリング方法であって、
前記高さデータは、地表面上に定義された所定のメッシュ単位で高さが計測されたデータであり、
前記工程(e)は、該建造物の角に位置する角メッシュを特定し、2つの角メッシュの代表点を通過する鉛直平面によって前記平滑化を行う3次元モデリング方法。 - 請求項1記載の3次元モデリング方法であって、
前記工程(d)は、
前記建造物の属性を表す属性情報に対応づけて、前記3次元モデルの生成に使用される3次元の基本モデルを予め用意する工程と、
前記生成対象となる建造物の属性情報を入力する工程と、
該属性情報に応じて、前記基本モデルを選択する工程と、
前記建造物領域の形状および前記建造物高さデータに基づき、前記基本モデルを変形、配置する工程とを備える3次元モデリング方法。 - 複数の建造物を含む3次元電子地図データを生成する3次元地図データ生成方法であって、
(A) 前記3次元電子地図データを生成する対象領域について、外観が未生成の3次元モデルで各建造物を表した3次元電子地図データを入力する工程と、
(B) 該対象領域を撮影した広域のカラー画像データを入力する工程と、
(C) 前記カラー画像データから、各建造物の表面色を特定し、該特定された色を用いて前記3次元モデルの外観を表す外観データを生成する工程とを備える3次元地図データ生成方法。 - 請求項7記載の3次元地図データ生成方法であって、
前記建造物は、階層構造をなした建造物であり、
前記工程(C)では、該建造物の2階以上の階層について前記外観データを生成し、
更に、
(D) 前記建造物の1階について、別途、前記外観データを生成する工程を備える3次元地図データ生成方法。 - 請求項8記載の3次元地図データ生成方法であって、
前記工程(D)は、
前記建造物の属性を表す属性情報に対応づけて、前記外観データの生成に使用される基本外観データを予め用意する工程と、
前記建造物の属性情報を入力する工程と、
前記属性情報に応じて、前記基本外観データを選択し、該基本外観データを用いて前記1階の外観データを生成する工程とを備える3次元地図データ生成方法。 - 請求項7〜9いずれか記載の3次元地図データ生成方法であって、更に、
前記建造物の属性を表す属性情報に対応づけて、前記建造物の表面に取り付けられるべき付属物の生成に使用される基本付属物データを予め用意する工程と、
前記建造物の属性を表す属性情報を入力する工程と、
前記属性情報に基づいて、前記基本付属物データを選択し、該基本付属物データを用いて前記建造物の表面に取り付けられる付属物を表す付属物データを生成する工程とを備える3次元地図データ生成方法。 - 建造物の3次元電子データを生成する3次元モデリング装置であって、
生成対象となる建造物を含む2次元の電子地図データを入力する2次元地図入力部と、
該生成対象となる建造物を含む領域内の多数の点について計測された高さデータを入力する高さデータ入力部と、
前記2次元データから前記建造物の建造物領域を識別し、該建造物領域に基づき、前記高さデータの少なくとも一部を建造物高さデータとして抽出する抽出部と、
該建造物高さデータに基づいて、該建造物の各部位の高さを特定することで、該建造物の3次元モデルを生成するモデル生成部とを有する3次元モデリング装置。 - 複数の建造物を含む3次元電子地図データを生成する3次元地図データ生成装置であって、
前記3次元電子地図データを生成する対象領域について、外観が未生成の3次元モデルで各建造物を表した3次元電子地図データを入力する3次元地図入力部と、
該対象領域を撮影した広域のカラー画像データを入力する画像データ入力部と、
前記カラー画像データから、各建造物の表面色を特定し、該特定された色を用いて前記3次元モデルの外観を表す外観データを生成する外観データ生成部とを備える3次元地図データ生成装置。 - 建造物の3次元電子データを生成するためのコンピュータプログラムであって、
生成対象となる建造物を含む2次元の電子地図データを入力する機能と、
該生成対象となる建造物を含む領域内の多数の点について計測された高さデータを入力する機能と、
前記2次元データから前記建造物の建造物領域を識別し、該建造物領域に基づき、前記高さデータの少なくとも一部を建造物高さデータとして抽出する機能と、
該建造物高さデータに基づいて、該建造物の各部位の高さを特定することで、該建造物の3次元モデルを生成する機能とをコンピュータによって実現するためのコンピュータプログラム。 - 複数の建造物を含む3次元電子地図データを生成するためのコンピュータプログラムであって、
前記3次元電子地図データを生成する対象領域について、外観が未生成の3次元モデルで各建造物を表した3次元電子地図データを入力する機能と、
該対象領域を撮影した広域のカラー画像データを入力する機能と、
前記カラー画像データから、各建造物の表面色を特定し、該特定された色を用いて前記3次元モデルの外観を表す外観データを生成する機能とをコンピュータによって実現するためのコンピュータプログラム。
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