JP4543820B2

JP4543820B2 - Three-dimensional data processing apparatus and program

Info

Publication number: JP4543820B2
Application number: JP2004239325A
Authority: JP
Inventors: 毅須藤; 史典杉山
Original assignee: 朝日航洋株式会社
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2024-08-19
Also published as: JP2006059061A

Description

本発明は、３次元データ処理装置及びプログラムに関し、より具体的には、地理情報データ（ＧＩＳ）に代表される３次元データを所定サイズのグリッド上の３次元データに変換する装置及びプログラムに関する。 The present invention relates to a three-dimensional data processing equipment and programs, and more specifically, equipment and program for converting the three-dimensional data represented by spatial data (GIS) to 3-dimensional data on a given size of the grid About.

３次元構造体を表現する方法としては、その構成要素を点、線及び面等のベクトル情報として表現する方法と、３次元構造体を所定サイズのグリッド又はメッシュに分割し、各グリッド又はメッシュ単位で三次元座標を特定する方法とがある。 As a method of expressing a three-dimensional structure, a method of expressing its constituent elements as vector information such as points, lines, and surfaces, and dividing a three-dimensional structure into a grid or mesh of a predetermined size, each grid or mesh unit There is a method for specifying the three-dimensional coordinates.

前者のベクトル表記方法は、多様な形状を少ないデータ数で表現でき、線及び面を特定することでより詳細な情報を持たせることができるという利点があり、データの流通に向いている。他方、後者の方法は、汎用的でコンピュータ処理に向いているものの、データ量が膨大になり，流通性に欠ける。地理情報をデジタル表現する地理情報システム（ＧＩＳ）等には、前者の方法による３次元ベクトルデータ表現が使用される。ＧＩＳに関して、例えば、特許文献１，２を参照。 The former vector notation method has an advantage that various shapes can be expressed with a small number of data, and more detailed information can be given by specifying lines and surfaces, which is suitable for data distribution. On the other hand, the latter method is general-purpose and suitable for computer processing, but the amount of data becomes enormous and lacks in distribution. For a geographic information system (GIS) that digitally represents geographic information, a three-dimensional vector data representation by the former method is used. Regarding GIS, see, for example, Patent Documents 1 and 2.

地理情報を３次元ベクトルデータで表現する場合、線又は面を構成する複数の点をグループ化し、そのグループに線又は面の属性を付与する。これにより、線又は面を特定でき、名前を付加でき、検索も容易になる。 When geographical information is expressed by three-dimensional vector data, a plurality of points constituting a line or a surface are grouped, and the attribute of the line or surface is given to the group. Thereby, a line or a surface can be specified, a name can be added, and a search is facilitated.

このような３次元データは、地理情報システム以外にも、３次元構造物を表現するのにも利用される。
特開２００３−２９５７６３号公報特開２００１−０７６００３号公報 Such three-dimensional data is used not only for geographic information systems but also for representing three-dimensional structures.
JP 2003-295663 A JP 2001-076003 A

ＧＩＳ及びその他のシステムで使用される３次元ベクトルデータは一般に、構造を表現するのに必須の主要点について３次元位置データを収容するものであり、これらの主要点は、例えば、水平面内で見て、均等な間隔には位置しない。 The three-dimensional vector data used in GIS and other systems generally contains three-dimensional position data for key points essential to represent the structure, and these key points can be viewed, for example, in a horizontal plane. And not evenly spaced.

地理情報は、鳥瞰図又は３Ｄ画像として表示することで、全体の様子を理解しやすくなる。３次元ベクトルデータから３Ｄ画像を得る方法として、３次元ベクトルデータから直接、３Ｄ画像を生成する方法と、３次元ベクトルデータで表現される形状を不規則三角形で近似するＴＩＮ（triangulated irregular network）モデルでＴＩＮデータに変換し、そのＴＩＮデータから３Ｄ画像を作成する方法と、ＴＩＮモデルを一定グリッド間隔の複数の点データに変換し、その点データの集合（グリッドデータ）から３Ｄ画像を作成する方法が考えられる。 By displaying the geographic information as a bird's-eye view or a 3D image, it becomes easy to understand the overall state. As a method for obtaining a 3D image from 3D vector data, a method for generating a 3D image directly from 3D vector data and a TIN (triangulated irregular network) model for approximating the shape represented by 3D vector data with an irregular triangle A method for converting to TIN data and creating a 3D image from the TIN data, and a method for converting a TIN model into a plurality of point data with a constant grid interval and creating a 3D image from the set of point data (grid data) Can be considered.

３次元ベクトルデータから直接、３Ｄ画像を作成する方法は、精密な３Ｄ画像を得られるものの、コンピュータの処理負担が重たすぎる。これに対し、ＴＩＮデータから３Ｄ画像を作成する方法は、コンピュータの処理負担は軽減されるものの、ＴＩＮデータの精度が悪いと、正確な３Ｄ画像を得られない。グリッドデータから３Ｄ画像を作成する方法も、中間的なＴＩＮデータの精度が悪いと、正確な３Ｄ画像を得られない。 Although a method for creating a 3D image directly from three-dimensional vector data can obtain a precise 3D image, the processing load on the computer is too heavy. In contrast, the method of creating a 3D image from TIN data reduces the processing burden on the computer, but an accurate 3D image cannot be obtained if the accuracy of the TIN data is poor. In the method of creating a 3D image from grid data, an accurate 3D image cannot be obtained if the accuracy of intermediate TIN data is poor.

また、地理情報として、特定の切断面の面構造及びその面積、特定の面で囲まれる部分の容積等を迅速に表現又は算出したいとする要望があるが、ベクトルデータは、このような要望には向いていない。このような用途には、グリッド方式のデータ形式が向いている。即ち、３次元ベクトルデータから高精細なグリッドデータを高速に得られる手法が望まれている。 In addition, as geographic information, there is a demand to quickly express or calculate the surface structure and area of a specific cut surface, the volume of a part surrounded by a specific surface, etc. Is not suitable. For such applications, the grid data format is suitable. That is, there is a demand for a method capable of obtaining high-definition grid data from three-dimensional vector data at high speed.

本発明は、このような需要に応える３次元データ処理装置及びプログラムを提示することを目的とする。 The present invention aims to present a three-dimensional data processing equipment and programs to meet such a demand.

本発明に係る３次元データ処理装置は、複数の線データを含む３次元ベクトルデータの当該各線データに補助中間点を補間する中間点補間手段と、当該３次元ベクトルデータの各線データを記述する点及び当該補助中間点の３次元座標値から不規則三角形網を形成し、各三角形を規定するＴＩＮデータを生成するＴＩＮ生成手段と、当該ＴＩＮデータに対して所定グリッド間隔のグリッドを適用して当該ＴＩＮデータから各グリッド点の座標値を算出し、個々のグリッド点について３次元座標値を示すグリッドデータを出力するグリッド座標算出手段であって、当該ＴＩＮデータに含まれるＴＩＮを探索する手段と、探索されたＴＩＮに含まれるグリッド点の座標値を算出する座標値算出手段とを具備するグリッド座標算出手段とを具備し、当該座標値算出手段が、当該ＴＩＮに外接する４角形に収容される最大グリッド範囲を決定し、当該最大グリッド範囲内で当該探索されたＴＩＮに含まれるグリッド点を探索し、探索された各グリッド点の座標値を当該ＴＩＮの３頂点の座標値から算出することを特徴とする。 The three-dimensional data processing apparatus according to the present invention includes an intermediate point interpolating means for interpolating an auxiliary intermediate point in each line data of three-dimensional vector data including a plurality of line data, and a point describing each line data of the three-dimensional vector data And a TIN generation means for generating TIN data defining each triangle by forming an irregular triangle network from the three-dimensional coordinate values of the auxiliary intermediate points, and applying a grid with a predetermined grid interval to the TIN data Grid coordinate calculation means for calculating the coordinate value of each grid point from the TIN data and outputting grid data indicating the three-dimensional coordinate value for each grid point, the means for searching for TIN included in the TIN data; Grid coordinate calculation means comprising coordinate value calculation means for calculating coordinate values of grid points included in the searched TIN, The coordinate value calculating means determines the maximum grid range accommodated in the quadrangular shape circumscribing the TIN, searches for the grid points included in the searched TIN within the maximum grid range, and searches each grid The coordinate value of the point is calculated from the coordinate value of the three vertices of the TIN .

本発明に係る３次元データ処理プログラムは、複数の線データを含む３次元ベクトルデータの当該各線データに補助中間点を補間する補間機能と、当該３次元ベクトルデータの各線データを記述する点及び当該補助中間点を使って不規則三角形網を形成し、ＴＩＮデータを出力するＴＩＮ生成機能と、当該ＴＩＮデータに対して所定グリッド間隔のグリッドを適用して当該ＴＩＮデータから各グリッド点の座標値を算出し、個々のグリッド点について３次元座標値を示すグリッドデータを出力するグリッド座標算出機能であって、当該ＴＩＮデータに含まれるＴＩＮを順に指定する指定機能と、指定されたＴＩＮに含まれる各グリッド点の座標値を、当該ＴＩＮの３頂点の座標値から算出する算出機能とを具備するグリッド座標算出機能とをコンピュータに実行させる３次元データ処理プログラムであって、当該算出機能が、当該指定されたＴＩＮに外接する４角形に収容される最大グリッド範囲を決定するグリッド範囲決定機能と、当該グリッド範囲決定ステップで決定されるグリッド範囲に含まれるグリッド点が、当該指定されたＴＩＮ内かどうかを順に調べる機能と、当該指定されたＴＩＮに含まれる各グリッド点の座標値を、当該ＴＩＮの３頂点の座標値から算出する機能とを具備することを特徴とする。A three-dimensional data processing program according to the present invention includes an interpolation function for interpolating an auxiliary intermediate point to each line data of three-dimensional vector data including a plurality of line data, a point describing each line data of the three-dimensional vector data, and A TIN generation function that forms an irregular triangular net using auxiliary intermediate points and outputs TIN data, and a grid having a predetermined grid interval is applied to the TIN data, and the coordinate value of each grid point is determined from the TIN data. A grid coordinate calculation function for calculating and outputting grid data indicating a three-dimensional coordinate value for each grid point, a specification function for sequentially specifying the TIN included in the TIN data, and each of the specified TINs A grid coordinate calculation function including a calculation function for calculating the coordinate value of the grid point from the coordinate value of the three vertices of the TIN. A three-dimensional data processing program to be executed by a computer, wherein the calculation function includes a grid range determination function for determining a maximum grid range accommodated in a rectangle circumscribing the specified TIN, and a grid range determination step A function for sequentially checking whether or not the grid points included in the determined grid range are within the specified TIN, and the coordinate values of the grid points included in the specified TIN are represented by the coordinate values of the three vertices of the TIN. And a function to calculate from the above.

本発明によれば、３次元ベクトルデータから高精度で高密度のＴＩＮデータを得ることができ、その結果として、高精度で高密度のグリッドデータを得ることができる。高精度・高密度のグリッドデータを使うことで、地形等の３次元体の形状、断面等を正確且つ迅速に表現できるようになる。 According to the present invention, high-precision and high-density TIN data can be obtained from three-dimensional vector data, and as a result, high-precision and high-density grid data can be obtained. By using high-precision and high-density grid data, the shape, cross-section, etc. of a three-dimensional body such as terrain can be expressed accurately and quickly.

以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図１は、本発明の一実施例の概略構成ブロック図を示し、図２は、本実施例によりベクトルデータからグリッドデータを生成するまでのＣＰＵ１０の動作フローチャートを示す。 FIG. 1 shows a schematic block diagram of one embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an operation flowchart of the CPU 10 until grid data is generated from vector data according to this embodiment.

ＣＰＵ１０は、コンピュータの中央処理装置として図２に示すフローを実行する機能ブロックを具備する。メモリ１２には、ＣＰＵ１０の処理過程で生じる一時データが格納される。オペレータは、キーボード１４により、種々の設定値をＣＰＵ１０に入力できる。表示装置１６は、ＣＰＵ１０の処理結果を画像として表示できる。 The CPU 10 includes a functional block that executes the flow shown in FIG. 2 as a central processing unit of the computer. The memory 12 stores temporary data generated in the process of the CPU 10. The operator can input various setting values to the CPU 10 using the keyboard 14. The display device 16 can display the processing result of the CPU 10 as an image.

３次元ベクトルデータ２０は、例えば、ＧＩＳで提供されるデータであり、基本的に、孤立点を示す点データと、線を示す線データと、面を示す面データを含む。線データは、始点と終点の少なくとも２つの点データからなり、始点と終点の間に１以上の点データを含む場合もあり、これらの点からなるベクトルとして表記される。線データは、例えば、何らかの境界を示したり、鉄道、道路及び川などを示す。面データは、複数の点データで囲まれる領域を示す場合と、複数の線データで囲まれる領域を示す場合とがある。面データは、行政区画等の、他とは区別される領域を示す場合に使用される。線データ及び面データは、３次元座標値以外に、川、道路、行政区画等を示す属性データを具備する。 The three-dimensional vector data 20 is data provided by GIS, for example, and basically includes point data indicating isolated points, line data indicating lines, and surface data indicating surfaces. The line data is composed of at least two point data of a start point and an end point, and may include one or more point data between the start point and the end point, and is expressed as a vector composed of these points. The line data indicates, for example, a certain boundary, a railway, a road, a river, and the like. The surface data may indicate a region surrounded by a plurality of point data or a region surrounded by a plurality of line data. The plane data is used to indicate an area that is distinguished from others, such as administrative divisions. The line data and the plane data include attribute data indicating rivers, roads, administrative divisions, and the like in addition to the three-dimensional coordinate values.

３次元ベクトルデータ２０の各ベクトルは、先に説明したように、ベクトル表記に必要な点データのみで表現される。ベクトルを構成するこれらの点データから不規則三角形網ＴＩＮ（triangulated irregular network）を生成すると、得られた三角形は極く粗いものになってしまう。即ち、得られたＴＩＮモデルは、そもそもベクトルで表現される微細な形状変化を反映したものにならない。そこで、本実施例では先ず、ＣＰＵ１０の中間点補間プログラム２２が、３次元ベクトルデータ２０の各ベクトルの線要素上に補助中間点を設定する。 As described above, each vector of the three-dimensional vector data 20 is represented only by point data necessary for vector notation. When an irregular triangle network TIN (triangulated irregular network) is generated from these point data constituting the vector, the obtained triangle becomes extremely coarse. That is, the obtained TIN model does not reflect a minute shape change represented by a vector in the first place. Therefore, in this embodiment, first, the intermediate point interpolation program 22 of the CPU 10 sets auxiliary intermediate points on the line elements of the respective vectors of the three-dimensional vector data 20.

具体的には、３次元ベクトルデータ２０をベクトル単位で読み込み（Ｓ１）、各ベクトルの図形種別を判別する（Ｓ２）。注目するベクトルが線又は面を示す場合に、中間点補間プログラム２２が、ベクトルに中間点を補間する（Ｓ３）。図形種別が線である場合には、線分上に所定間隔で補助中間点を設定し、図形種別が面である場合には、面を規定する各線分上に所定間隔で補助中間点を設定する。 Specifically, the three-dimensional vector data 20 is read in vector units (S1), and the graphic type of each vector is determined (S2). When the vector of interest indicates a line or a surface, the intermediate point interpolation program 22 interpolates the intermediate point into the vector (S3). When the figure type is a line, auxiliary intermediate points are set at predetermined intervals on the line segment. When the graphic type is a surface, auxiliary intermediate points are set at predetermined intervals on each line segment defining the surface. To do.

図３は、２つの道路を規定するベクトルデータ例の平面模式図を示す。道路の境界を規定するベクトルを構成する点を白丸で表記している。図４は、道路１，２の境界を規定するベクトルに対し、適当な間隔で補助中間点を設定した結果を示す。補助中間点を三角で図示してある。補助中間点を設定する間隔は、必要に応じて、適宜に決定すれば良い。線（又は面）の連続性を保持できる程の細かさで、補助中間点を設定する。 FIG. 3 is a schematic plan view of an example of vector data defining two roads. The points constituting the vector that defines the road boundary are indicated by white circles. FIG. 4 shows the result of setting auxiliary intermediate points at appropriate intervals for vectors defining the boundaries of the roads 1 and 2. The auxiliary intermediate point is shown as a triangle. What is necessary is just to determine the space | interval which sets an auxiliary | assistant intermediate point suitably as needed. The auxiliary midpoint is set with such a fineness that the continuity of the line (or surface) can be maintained.

３次元ベクトルデータ２０の全ての線ベクトル及び面ベクトルについて、このように補助中間点を挿入する（Ｓ３）。全ベクトルについてステップＳ１〜Ｓ３を終了すると、３次元座標抽出プログラム２４が、全ベクトルデータ２０の各点（線データ及び面データの要素となる点を含む）の三次元座標値と中間点補間プログラム２２が挿入した補助中間点の三次元座標値を抽出し（Ｓ５）、ＴＩＮ生成プログラム２６が、周知のＴＩＮモデルに基づき、これらの点群による三角形を形成し、得られた高密度ＴＩＮデータ２８をハードディスクに格納する（Ｓ６）。三角形を生成するには、地理情報処理技術で周知のアルゴリズムを使用できる。このようなアルゴリズム自体は、本発明には関係しないので、詳細な説明は、省略する。 In this way, auxiliary intermediate points are inserted for all line vectors and surface vectors of the three-dimensional vector data 20 (S3). When steps S1 to S3 are completed for all vectors, the three-dimensional coordinate extraction program 24 uses the three-dimensional coordinate value and intermediate point interpolation program for each point (including points that are elements of line data and surface data) of all vector data 20. The three-dimensional coordinate value of the auxiliary intermediate point inserted by 22 is extracted (S5), and the TIN generation program 26 forms a triangle by these point groups based on a known TIN model, and the obtained high-density TIN data 28 is obtained. Is stored in the hard disk (S6). Algorithms well known in the geographic information processing technology can be used to generate triangles. Since such an algorithm itself is not related to the present invention, detailed description thereof is omitted.

図５は、図４に示すように補助中間点を補充した場合の、道路１，２に対するＴＩＮデータの一例を示す。参考の為に、補助中間点を挿入しない従来例の場合のＴＩＮデータ例を図６に示す。本実施例により、従来例に比べて極めて高密度のＴＩＮデータが得られること、そしてまた、ベクトルを反映した補助中間点を使って高密度ＴＩＮを生成するので、得られる三角形は、元のベクトルデータの変化を従来例よりも忠実に反映したものになっていることが分かる。従来例では、道路１又は２と道路１，２の間の領域が１つの三角形に含まれてしまうことがある。これでは、ベクトルデータを忠実に反映したグリッドデータを得ることは不可能である。 FIG. 5 shows an example of TIN data for the roads 1 and 2 when supplementary intermediate points are replenished as shown in FIG. For reference, FIG. 6 shows an example of TIN data in the case of the conventional example in which no auxiliary intermediate point is inserted. According to this embodiment, extremely high-density TIN data can be obtained as compared with the conventional example, and the auxiliary triangle that reflects the vector is used to generate the high-density TIN. It can be seen that the data changes are more faithfully reflected than the conventional example. In the conventional example, a region between the road 1 or 2 and the roads 1 and 2 may be included in one triangle. This makes it impossible to obtain grid data that faithfully reflects vector data.

このようにして、従来例よりも高密度で且つ高精度のＴＩＮデータ２８を得ることができる。 In this manner, TIN data 28 with higher density and higher accuracy than the conventional example can be obtained.

このようにして得た高密度ＴＩＮデータ２８を使って、次に、グリッドデータ３４を算出する。グリッドデータ３４は、３次元空間の１つの平面、即ち、基準面（例えば、水平面）上にその２方向で一定間隔にグリッドを配置し、各グリッドに対して残る座標値（例えば、高さを示すｚ座標値）が割り当てられる。グリッドデータ３４は、基準面上では２つの座標値（例えば、Ｘ及びＹ）が一定の規則で表記され得るので、コンピュータ処理が容易になる。 Next, grid data 34 is calculated using the high-density TIN data 28 thus obtained. The grid data 34 is arranged on a plane in a three-dimensional space, that is, a reference plane (for example, a horizontal plane) at regular intervals in the two directions, and the coordinate values (for example, heights) remaining for each grid are determined. Z coordinate value) is assigned. In the grid data 34, two coordinate values (for example, X and Y) can be expressed by a certain rule on the reference plane, so that computer processing becomes easy.

先ず、オペレータは、キーボード１４により、３次元ベクトルデータ２０で表記される空間内で、グリッド化を行なう水平面内の範囲とグリッドの間隔をＴＩＮ内グリッド探索プログラム３０に設定する（Ｓ７）。グリッド化範囲は、周縁部分を考慮して、最終的に結果を得たい範囲を包含するように設定される。グリッド間隔は、対象の地形及び表現したい細密さ等を考慮して適宜に決定される。Ｘ方向のグリッド間隔とＹ方向のグリッド間隔は、同じでも異なっても良い。 First, the operator uses the keyboard 14 to set the range in the horizontal plane to be gridded and the grid interval in the TIN grid search program 30 in the space represented by the three-dimensional vector data 20 (S7). The gridded range is set so as to include a range where a result is finally obtained in consideration of the peripheral portion. The grid interval is appropriately determined in consideration of the target terrain and the fineness to be expressed. The grid interval in the X direction and the grid interval in the Y direction may be the same or different.

ＴＩＮ内グリッド探索プログラム３０は、高密度ＴＩＮデータ２８から、設定されたグリッド化範囲内に入る三角形（ＴＩＮ）を探索し、そのＴＩＮ内に位置するグリッドに対して、ＴＩＮを構成する３頂点の座標値からｚ座標値を算出し、グリッドに割り当てる（Ｓ９，Ｓ１０）。 The TIN grid search program 30 searches the high-density TIN data 28 for a triangle (TIN) that falls within the set grid area, and for the grids located within the TIN, the three vertex vertices that constitute the TIN. A z-coordinate value is calculated from the coordinate value and assigned to the grid (S9, S10).

具体的には、ＴＩＮ内グリッド探索プログラム３０は、高密度ＴＩＮデータ２８に収容される最初のＴＩＮを指定し（Ｓ８）、その指定ＴＩＮが、設定されたグリッド化範囲内に入るかどうかを調べる（Ｓ９）。指定ＴＩＮがグリッド化範囲内に入る場合には（Ｓ９）、ｚ座標値算出プログラム３２が、指定ＴＩＮ内に入るグリッドを探索し、発見された各グリッドに対して後述する方法で、ｚ座標値を算出する（Ｓ１０）。 Specifically, the in-TIN grid search program 30 designates the first TIN accommodated in the high-density TIN data 28 (S8), and checks whether the designated TIN falls within the set grid area. (S9). When the designated TIN falls within the grid range (S9), the z coordinate value calculation program 32 searches for a grid that falls within the designated TIN, and uses the method described later for each found grid. Is calculated (S10).

全ＴＩＮが終了していなければ（Ｓ１１）、ＴＩＮ内グリッド探索プログラム３０は、次のＴＩＮを高密度ＴＩＮデータ２８から読み出して指定し（Ｓ１２）、ステップＳ９に戻る。 If all TINs have not been completed (S11), the TIN grid search program 30 reads and designates the next TIN from the high-density TIN data 28 (S12), and returns to step S9.

このようにして、全ＴＩＮが終了するまで（Ｓ１１）、ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１２が繰り返される。高密度ＴＩＮデータ２８の全ＴＩＮについてステップＳ９，Ｓ１０の処理を終了すると、得られたグリッドデータ３４をハードディスク等に保存する（Ｓ１３）。 In this way, steps S9, S10, and S12 are repeated until all TINs are completed (S11). When the processing of steps S9 and S10 is completed for all TINs of the high-density TIN data 28, the obtained grid data 34 is stored in a hard disk or the like (S13).

グリッドデータ３４は、ヘッダとして、ｘ方向のグリッド数、ｙ方向のグリッド数、原点（例えば、左下）のｘ座標値及びｙ座標値、ｘ方向のグリッド間隔、ｙ方向のグリッド間隔、並びに最小ｚ値及び最大ｚ値を具備し、この後に高さ情報として、各グリッド点のｚ値を行順又は列順の一定順序で格納される。個々のグリッドのｘ座標値及びｙ座標値は、高さ情報内での何個目かと、ヘッダ情報の原点座標並びにｘ方向及びｙ方向のグリッド間隔から算出できる。個々のグリッドのｘ座標値及びｙ座標値を保持しなくてよいので、データ量を少なくできる。 The grid data 34 includes, as a header, the number of grids in the x direction, the number of grids in the y direction, the x coordinate value and the y coordinate value of the origin (for example, lower left), the grid spacing in the x direction, the grid spacing in the y direction, and the minimum z Value and maximum z value, and thereafter, the z value of each grid point is stored as height information in a fixed order of row order or column order. The x coordinate value and the y coordinate value of each grid can be calculated from the number in the height information, the origin coordinates of the header information, and the grid intervals in the x and y directions. Since it is not necessary to hold the x coordinate value and y coordinate value of each grid, the amount of data can be reduced.

グリッドデータ３４には、各グリッドについて、３次元ベクトルデータ２０に収容されている属性を付加してもよい。属性を付加することにより、グリッドデータ３４を編集又は視覚化する場合、若しくは、他のデータと組み合わせて利用する場合に、属性に応じた表示色又は処理を選択することが可能になる。 The grid data 34 may have an attribute stored in the three-dimensional vector data 20 for each grid. By adding an attribute, when editing or visualizing the grid data 34 or using it in combination with other data, it is possible to select a display color or processing according to the attribute.

なお、指定ＴＩＮがグリッド化範囲に入るか否かの判断（Ｓ９）では、指定ＴＩＮの一部でもグリッド化範囲に入れば範囲内と判断するケースと、指定ＴＩＮの全部がグリッド化範囲に入れば範囲内と判断するケースの２つのケースがある。前者のケースでは、指定ＴＩＮを構成する３頂点の少なくとも１つがグリッド化範囲内に入るかどうかを探索することになり、後者のケースでは、指定ＴＩＮを構成する３頂点の全てがグリッド化範囲内に入るかどうかを探索することになる。前者のケースでは、グリッド化範囲を確実に包含する範囲で全グリッドのｚ座標値を算出できる。後者のケースでは、グリッド化範囲の周縁部のグリッドについては、ｚ座標値を算出できない可能性がある。何れをとるかは、得たい結果により異なる。 In the determination of whether or not the designated TIN falls within the gridded range (S9), it is judged that the designated TIN is within the range if any part of the designated TIN falls within the gridded range, and all of the designated TIN falls within the gridded range. For example, there are two cases where it is determined to be within the range. In the former case, it is searched whether at least one of the three vertices constituting the specified TIN falls within the gridded range. In the latter case, all the three vertices constituting the designated TIN are within the gridded range. You will be searching for whether to enter. In the former case, z coordinate values of all grids can be calculated within a range that reliably includes the gridded range. In the latter case, there is a possibility that the z-coordinate value cannot be calculated for the peripheral grid in the grid area. Which one is taken depends on the result to be obtained.

ｚ座標値算出プログラム３２によるｚ座標値算出処理（Ｓ１０）の詳細を説明する。図７は、ステップＳ１０の詳細なフローチャートを示し、図８は、ＴＩＮ及びグリッド例を示す。注目するＴＩＮの３つの頂点Ｐ，Ｑ，Ｒの座標値をそれぞれ、（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ），（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ），（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）であるとする。また、グリッドデータ３４は、図８の左下を原点（Ｘｏ，Ｙｏ）として、ｘ方向の間隔がＤｘ、ｙ方向の間隔がＤｙで規程されるとする。従って、整数ｉ，ｊにより指定されるグリッド（ｉ，ｊ）のｘ座標値は、Ｘｏ＋ｉ×Ｄｘ、ｙ座標値はＹｏ＋ｊ×Ｄｙと計算され得る。 Details of the z coordinate value calculation process (S10) by the z coordinate value calculation program 32 will be described. FIG. 7 shows a detailed flowchart of step S10, and FIG. 8 shows an example of TIN and a grid. Assume that the coordinate values of the three vertices P, Q, and R of the TIN of interest are (Xp, Yp, Zp), (Xq, Yq, Zq), and (Xr, Yr, Zr), respectively. In the grid data 34, the lower left in FIG. 8 is defined as the origin (Xo, Yo), and the interval in the x direction is defined as Dx and the interval in the y direction is defined as Dy. Therefore, the x coordinate value of the grid (i, j) specified by the integers i, j can be calculated as Xo + i × Dx, and the y coordinate value can be calculated as Yo + j × Dy.

先ず、指定ＴＩＮに外接する四角形に収容される最大のグリッド範囲を決定する（Ｓ２１，Ｓ２２）。これは、図８に示す例では、ｉ＝１，２，３，ｊ＝２，３で特定される範囲である。 First, the maximum grid range accommodated in the rectangle circumscribing the designated TIN is determined (S21, S22). In the example shown in FIG. 8, this is a range specified by i = 1, 2, 3, j = 2, 3.

具体的には、複数の値の最小値を算出する関数ｍｉｎ（）、及び複数の値の最大値を算出する関数ｍａｘ（）を使って、注目するＴＩＮの頂点Ｐ，Ｑ，Ｒの座標値から注目ＴＩＮに外接する長方形の最大ｘ座標値Ｘｍａｘ、最小ｘ座標値Ｘｍｉｎ、最大ｙ座標値Ｙｍａｘ及び最小ｙ座標値Ｙｍｉｎを算出する（Ｓ２１）。これにより、指定ＴＩＮに外接する四角形の４隅の座標値を決定できる。この四角形に収容可能な最大のグリッド範囲をｉ，ｊに対応する整数値で求めるために、図８に規定されるＩｍｉｎ，Ｉｍａｘ，Ｊｍｉｎ，Ｊｍａｘを次にように計算する。即ち、（Ｘｍｉｎ−Ｘｏ）／Ｄｘを切り上げ処理で整数化した結果をＩｍｉｎに代入し、（Ｘｍａｘ−Ｘｏ）／Ｄｘを切り捨て処理で整数化した結果をＩｍａｘに代入し、（Ｙｍｉｎ−Ｙｏ）／Ｄｙを切り上げ処理で整数化した結果をＪｍｉｎに代入し、（Ｙｍａｘ−Ｙｏ）／Ｄｙを切り捨て処理で整数化した結果をＪｍａｘに代入する（Ｓ２２）。図８に示す例では、Ｉｍｉｎ＝１，Ｉｍａｘ＝３，ｊｍｉｎ＝２，Ｊｍａｘ＝３となる。 Specifically, using the function min () for calculating the minimum value of the plurality of values and the function max () for calculating the maximum value of the plurality of values, the coordinate values of the vertices P, Q, and R of the TIN of interest Then, the maximum x coordinate value Xmax, the minimum x coordinate value Xmin, the maximum y coordinate value Ymax, and the minimum y coordinate value Ymin of the rectangle circumscribing the attention TIN are calculated (S21). Thereby, the coordinate values of the four corners of the rectangle circumscribing the designated TIN can be determined. In order to obtain the maximum grid range that can be accommodated in this quadrangle with integer values corresponding to i and j, Imin, Imax, Jmin, and Jmax defined in FIG. 8 are calculated as follows. That is, the result of rounding (Xmin−Xo) / Dx into an integer is substituted into Imin, the result of rounding down (Xmax−Xo) / Dx with a rounding process is substituted into Imax, and (Ymin−Yo) / The result of rounding Dy into an integer is substituted into Jmin, and the result of rounding down (Ymax-Yo) / Dy into rounding is substituted into Jmax (S22). In the example shown in FIG. 8, Imin = 1, Imax = 3, jmin = 2, and Jmax = 3.

変数ｉにＩｍｉｎを代入し、変数ｊにＪｍｉｎを代入する（Ｓ２３）。（ｉ，ｊ）で特定されるグリッド（ｉ，ｊ）がｚ座標値を算出済みであるかどうかを調べる（Ｓ２４）。これは、各グリッドの設定時に各グリッドのｚ座標値として無効な値を設定しておくことで、簡単に検出できる。ｚ座標値をまだ算出していない場合（Ｓ２４）、グリッド（ｉ，ｊ）が指定ＴＩＮ内かどうかを調べる（Ｓ２５）。 Imin is substituted for variable i, and Jmin is substituted for variable j (S23). It is checked whether or not the grid (i, j) specified by (i, j) has already calculated the z coordinate value (S24). This can be easily detected by setting an invalid value as the z coordinate value of each grid when setting each grid. When the z coordinate value has not been calculated yet (S24), it is checked whether the grid (i, j) is within the designated TIN (S25).

グリッド（ｉ，ｊ）がＴＩＮ内かどうかは、例えば、ＴＩＮを構成する３辺に対するグリッド点の仰角を計算することで、判別できる。グリッド点が３辺全ての進行方向右側にあるか、グリッド点が３辺全ての進行方向左側にあれば、そのグリッド点はＴＩＮ内にある。 Whether the grid (i, j) is within the TIN can be determined, for example, by calculating the elevation angle of the grid points with respect to the three sides constituting the TIN. If a grid point is on the right side in the direction of travel of all three sides, or if the grid point is on the left side in the direction of travel of all three sides, the grid point is within TIN.

グリッド（ｉ，ｊ）が指定ＴＩＮ内である場合（Ｓ２５）、指定ＴＩＮの外積から、指定ＴＩＮ上の任意の位置の高さを算出できる。具体的には、指定ＴＩＮの３頂点Ｐ，Ｑ，Ｒの座標値（Ｘｐ，Ｙｐ，Ｚｐ），（Ｘｑ，Ｙｑ，Ｚｑ），（Ｘｒ，Ｙｒ，Ｚｒ）と、グリッド（ｉ，ｊ）のｘ座標値ｘ及びｙ座標値ｙから、下記式に従い、グリッド（ｉ，ｊ）のｚ座標値ｚを計算する（Ｓ２５）。即ち、
ｚ＝−（Ａ×ｘ＋Ｂ×ｙ＋Ｄ）／Ｃ
但し、
Ａ＝（Ｙｒ−Ｙｐ）×（Ｚｑ−Ｚｐ）−（Ｙｑ−Ｙｐ）×（Ｚｒ−Ｚｐ）
Ｂ＝（Ｚｒ−Ｚｐ）×（Ｘｑ−Ｘｐ）−（Ｚｑ−Ｚｐ）×（Ｘｑ−Ｘｐ）
Ｃ＝（Ｘｒ−Ｘｐ）×（Ｙｑ−Ｙｐ）−（Ｘｑ−Ｘｐ）×（Ｙｒ−Ｙｐ）
Ｄ＝Ａ×Ｘｐ−Ｂ×Ｙｐ−Ｃ×Ｚｐ
である。ちなみに、（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、平面ＰＱＲの法線ベクトルを示す。 When the grid (i, j) is within the designated TIN (S25), the height of an arbitrary position on the designated TIN can be calculated from the outer product of the designated TIN. Specifically, the coordinate values (Xp, Yp, Zp), (Xq, Yq, Zq), (Xr, Yr, Zr) of the three vertices P, Q, R of the designated TIN and the grid (i, j) From the x coordinate value x and the y coordinate value y, the z coordinate value z of the grid (i, j) is calculated according to the following formula (S25). That is,
z = − (A × x + B × y + D) / C
However,
A = (Yr−Yp) × (Zq−Zp) − (Yq−Yp) × (Zr−Zp)
B = (Zr−Zp) × (Xq−Xp) − (Zq−Zp) × (Xq−Xp)
C = (Xr−Xp) × (Yq−Yp) − (Xq−Xp) × (Yr−Yp)
D = A * Xp-B * Yp-C * Zp
It is. Incidentally, (A, B, C) indicate normal vectors of the plane PQR.

以上のステップＳ２４，Ｓ２５，Ｓ２６の処理を、ｉ＝Ｉｍｉｎ〜Ｉｍａｘ，ｊ＝Ｊｍｉｎ〜Ｊｍａｘの範囲で繰り返す（Ｓ２８〜Ｓ３０）。ｉがＩｍａｘを越えると（Ｓ３０）、指定ＴＩＮに包含される全グリッドのｚ座標値を決定できたことになり、処理を終了する。 The above steps S24, S25, and S26 are repeated in the range of i = Imin to Imax and j = Jmin to Jmax (S28 to S30). When i exceeds Imax (S30), the z coordinate values of all the grids included in the designated TIN have been determined, and the process is terminated.

グリッドデータ３４が得られると、任意の断面を計算することや、所望部分の容積を求めることが容易になる。例えば、地上の任意の直線又は曲線に沿った断面図を容易に作成できる。グリッド点上では無い点の高さは、バイリニア法等により、近隣の４つのグリッド点から内挿により求めることができる。 When the grid data 34 is obtained, it is easy to calculate an arbitrary cross section and obtain the volume of a desired portion. For example, a cross-sectional view along any straight line or curve on the ground can be easily created. The height of a point not on the grid point can be obtained by interpolation from four neighboring grid points by the bilinear method or the like.

キーボード１４により断面を指定し、座標値内挿プログラム３６に設定する。垂直断面の場合には、図９に示すように、水平面上での始点座標Ｐ１（ｘ，ｙ）と終点座標Ｐ２（ｘ，ｙ）を指定する。座標値内挿プログラム３６は、図１０に示すように、指定された線上で任意の一定間隔又は任意の間隔で中間点Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５を内挿し、始点Ｐ１、終点Ｐ２及び各中間点Ｍ１〜Ｍ５について、グリッドデータ３４の近隣のグリッド点の三次元座標から高さ（ｚ座標値）を算出する。図１１は、始点Ｐ１、終点Ｐ２及び各中間点Ｍ１〜Ｍ５の高さｚの変化例、即ち、断面例を示す。近隣のグリッド点からｚ座標値を算出するには、例えば、ＴＩＮ上の任意の点の高さを算出する上述の方法を使用すれば良い。座標値内挿プログラムは、始点Ｐ１、終点Ｐ２及び各中間点Ｍ１〜Ｍ５の三次元座標値を断面データ３８としてハードディスクに格納する。 A cross section is designated by the keyboard 14 and set in the coordinate value interpolation program 36. In the case of a vertical section, as shown in FIG. 9, the start point coordinates P1 (x, y) and end point coordinates P2 (x, y) on the horizontal plane are designated. As shown in FIG. 10, the coordinate value interpolation program 36 interpolates intermediate points M1, M2, M3, M4, and M5 at an arbitrary constant interval or an arbitrary interval on a specified line, and starts and ends P1, end points P2, and For each of the intermediate points M1 to M5, the height (z coordinate value) is calculated from the three-dimensional coordinates of neighboring grid points of the grid data 34. FIG. 11 shows a change example of the height z of the start point P1, the end point P2, and the intermediate points M1 to M5, that is, a cross-sectional example. In order to calculate the z-coordinate value from the neighboring grid points, for example, the above-described method for calculating the height of an arbitrary point on the TIN may be used. The coordinate value interpolation program stores the three-dimensional coordinate values of the start point P1, the end point P2, and the intermediate points M1 to M5 as cross-sectional data 38 in the hard disk.

ＴＩＮデータ２８及びグリッドデータ３４は、公知の方法で鳥瞰図として３Ｄ画像化することが可能である。３Ｄ画像化プログラム４０は、指定の視点及び距離でＴＩＮデータ２８をレンダリングして３Ｄ画像化する。３Ｄ画像化プログラム４２は、断面データ３８を同じ視点及び距離で３Ｄ画像化する。合成プログラム４４は、３Ｄ画像化プログラム４０，４２により３Ｄ画像化された画像を選択又は合成して、表示装置１６に印加する。合成プログラム４４が、３Ｄ画像化プログラム４０，４２により３Ｄ画像化された画像の一方を選択した場合に、表示装置１６の画面には、選択された３Ｄ画像が表示される。合成プログラム４４が、３Ｄ画像化プログラム４０，４２により３Ｄ画像化された画像を合成した場合、表示装置１６の画面には、所望の地域の鳥瞰図に、指定の線で見た断面図が合成表示される。３Ｄ画像化プログラム４０による３Ｄ画像を半透明で表示することで、全体と断面の関係を分かりやすく表示できる。ＴＩＮデータ２８の代わりに，グリッドデータ３４を３Ｄ画像化してもよい。 The TIN data 28 and the grid data 34 can be converted into a 3D image as a bird's eye view by a known method. The 3D imaging program 40 renders the TIN data 28 at a specified viewpoint and distance to form a 3D image. The 3D imaging program 42 converts the cross-sectional data 38 into a 3D image at the same viewpoint and distance. The synthesizing program 44 selects or synthesizes the images 3D-imaged by the 3D imaging programs 40 and 42 and applies them to the display device 16. When the compositing program 44 selects one of the images 3D imaged by the 3D imaging programs 40 and 42, the selected 3D image is displayed on the screen of the display device 16. When the synthesis program 44 synthesizes the images that have been 3D imaged by the 3D imaging programs 40 and 42, the screen of the display device 16 displays the bird's-eye view of the desired area and the cross-sectional view as seen from the designated line. Is done. By displaying the 3D image by the 3D imaging program 40 in a translucent manner, the relationship between the whole and the cross section can be displayed in an easily understandable manner. Instead of the TIN data 28, the grid data 34 may be converted into a 3D image.

なお、３Ｄ画像化プログラム４０，４２は実際には、単一の３Ｄ画像化プログラムによるＴＩＮデータ２８の３Ｄ画像化処理と、断面データ３８の３Ｄ画像化処理を模式的に示しているに過ぎない。 It should be noted that the 3D imaging programs 40 and 42 merely schematically show the 3D imaging processing of the TIN data 28 and the 3D imaging processing of the cross-sectional data 38 by a single 3D imaging program. .

直線に沿った垂直断面の例を説明したが、本実施例では、任意の直線又は曲線での断面画像を容易に形成できる。 Although an example of a vertical section along a straight line has been described, in the present embodiment, a cross-sectional image with an arbitrary straight line or curve can be easily formed.

本実施例によれば、グリッド間隔１ｍ乃至０．５ｍ程度の非常に高密度のグリッドデータ３４を得ることができる。このような高密度のグリッドデータ３４を入手できると、例えば、所望の断面の面積及び容積を算出することも容易になる。例えば、水平断面積を求めたい場合、その水平断面に入るグリッド点数を計数し、１グリッド当たりの面積をそのグリッド点数に乗算すればよい。即ち、面積Ｓは、
Ｓ＝ｋ×ｓ
である。但し、ｋは指定の範囲に入るグリッド数、ｓは１メッシュの面積である。ベクトルデータから面積を算出する場合には、複数の線分及び面に対する多くの方程式を解かなければならず、容易ではないが、本実施例では、基本的にグリッドによるメッシュ数を計数すればよいので、簡単且つ迅速に算出できる。 According to the present embodiment, it is possible to obtain very high density grid data 34 having a grid interval of about 1 m to 0.5 m. When such high-density grid data 34 can be obtained, for example, it becomes easy to calculate a desired cross-sectional area and volume. For example, when it is desired to obtain the horizontal cross-sectional area, the number of grid points that enter the horizontal cross-section is counted, and the area per grid is multiplied by the number of grid points. That is, the area S is
S = k × s
It is. Here, k is the number of grids that fall within the specified range, and s is the area of one mesh. When calculating the area from vector data, it is necessary to solve many equations for a plurality of line segments and surfaces, which is not easy, but in this embodiment, the number of meshes based on the grid may be basically counted. Therefore, it can be calculated easily and quickly.

容積についても、同様に簡単に算出できる。ある標高Ｈよりも高い部分の容積Ｖは、標高Ｈより上の部分について、各グリッドの高さｈから標高Ｈを減算して累積し、１メッシュの面積ｓを乗算すればよい。即ち、
Ｖ＝Σ（ｈ−Ｈ）×ｓ
これは、山を切り崩して発生する切土の容積の計算に利用可能である。同様にして、凹んだ部分を埋める場合に必要な盛土量を算定するのにも利用できる。 Similarly, the volume can be calculated easily. The volume V of a portion higher than a certain elevation H may be accumulated by subtracting the elevation H from the height h of each grid for the portion above the elevation H, and multiplied by the area s of 1 mesh. That is,
V = Σ (h−H) × s
This can be used to calculate the volume of the cut generated by cutting a mountain. Similarly, it can be used to calculate the amount of embankment necessary for filling the recessed portion.

切土と盛土が等しくなる標高を算出することで、凹凸のある場所をどの標高で平坦にできるかが分かる。 By calculating the altitude at which the cut and fill are equal, it is possible to determine at which altitude the flat area can be made flat.

水平面を容積算定の参照面とする例を説明したが、このような参照面は、水平面以外に、斜面、曲面、グリッド化された点群で構成される任意形状の面、又はこれらの組み合わせでもよい。更には、同じ参照面に対する異なる年月日での容積計算結果を比較することで、地形変化を定量的に把握できる。 Although an example in which a horizontal plane is used as a reference plane for volume calculation has been described, such a reference plane may be a plane having an arbitrary shape constituted by slopes, curved surfaces, gridded point groups, or a combination thereof, in addition to the horizontal plane. Good. Furthermore, it is possible to quantitatively grasp the topographic change by comparing the volume calculation results at different dates for the same reference plane.

図２のステップＳ８〜Ｓ１０では、先ずグリッド化範囲内に入るＴＩＮを見つけ、そのＴＩＮ内に入るグリッドに対してｚ座標値を算出したが、グリッド化範囲内のグリッドを順に指定し、指定グリッドが入るＴＩＮを探索し、発見されたＴＩＮの３点の座標値から指定グリッドのｚ座標値を算出してもよい。しかし、この方法では、指定グリッドが入るＴＩＮを探索する処理を高速化する必要がある。 In steps S8 to S10 in FIG. 2, first, a TIN that falls within the grid area is found, and the z-coordinate value is calculated for the grid that falls within the TIN. May be searched, and the z coordinate value of the specified grid may be calculated from the coordinate values of the three points of the found TIN. However, in this method, it is necessary to speed up the process of searching for a TIN that includes a designated grid.

特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。 Although the invention has been described with reference to specific illustrative embodiments, various modifications and alterations may be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the invention as defined in the claims. This is obvious to an engineer in the field to which the present invention belongs, and such changes and modifications are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の一実施例の概略構成ブロック図である。It is a schematic block diagram of one Example of this invention. 本実施例によるＴＩＮデータ生成及びグリッドデータ生成の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of TIN data generation and grid data generation by a present Example. ベクトルデータ例である。It is an example of vector data. 補助中間点を内挿した例である。This is an example in which an auxiliary intermediate point is interpolated. 図４に示す補助中間点を使って生成したＴＩＮ例である。5 is an example of a TIN generated using the auxiliary intermediate point shown in FIG. 補助中間点を生成しない場合のＴＩＮ例である。It is an example of TIN when an auxiliary intermediate point is not generated. ｚ座標値算出プログラム３２によるｚ座標値算出処理（Ｓ１０）の詳細なフローチャートである。It is a detailed flowchart of the z coordinate value calculation process (S10) by the z coordinate value calculation program 32. ＴＩＮとグリッド点の一例である。It is an example of TIN and a grid point. 断面を指定する線の一例である。It is an example of the line which designates a section. 断面を指定する線に設定する中間点の一例である。It is an example of the intermediate point set to the line which designates a cross section. 始点、終点及び中間点の高さ変化の模式図である。It is a schematic diagram of the height change of a start point, an end point, and an intermediate point.

符号の説明Explanation of symbols

１０：ＣＰＵ
１２：メモリ
１４：キーボード
１６：表示装置
２０：３次元ベクトルデータ
２２：中間点補間プログラム
２４：３次元座標抽出プログラム
２６：ＴＩＮ生成プログラム
２８：高密度ＴＩＮデータ
３０：ＴＩＮ内グリッド探索プログラム
３２：ｚ座標値算出プログラム
３４：グリッドデータ
３６：座標値内挿プログラム
３８：断面データ
４０，４２：３Ｄ画像化プログラム
４４：合成プログラム 10: CPU
12: Memory 14: Keyboard 16: Display device 20: Three-dimensional vector data 22: Intermediate point interpolation program 24: Three-dimensional coordinate extraction program 26: TIN generation program 28: High-density TIN data 30: Grid search program in TIN 32: z Coordinate value calculation program 34: Grid data 36: Coordinate value interpolation program 38: Cross-section data 40, 42: 3D imaging program 44: Composition program

Claims

複数の線データを含む３次元ベクトルデータ（２０）の当該各線データに補助中間点を補間する中間点補間手段（２２）と、
当該３次元ベクトルデータ（２０）の各線データを記述する点及び当該補助中間点の３次元座標値から不規則三角形網を形成し、各三角形を規定するＴＩＮデータ（２８）を生成するＴＩＮ生成手段（２４，２６）と、
当該ＴＩＮデータ（２８）に対して所定グリッド間隔のグリッドを適用して当該ＴＩＮデータから各グリッド点の座標値を算出し、個々のグリッド点について３次元座標値を示すグリッドデータ（３４）を出力するグリッド座標算出手段であって、当該ＴＩＮデータに含まれるＴＩＮを探索する手段（３０）と、探索されたＴＩＮに含まれるグリッド点の座標値を算出する座標値算出手段（３２）とを具備するグリッド座標算出手段
とを具備し、
当該座標値算出手段が、当該ＴＩＮに外接する４角形に収容される最大グリッド範囲を決定し、当該最大グリッド範囲内で当該探索されたＴＩＮに含まれるグリッド点を探索し、探索された各グリッド点の座標値を当該ＴＩＮの３頂点の座標値から算出する
ことを特徴とする３次元データ処理装置。 Intermediate point interpolation means (22) for interpolating auxiliary intermediate points to each line data of the three-dimensional vector data (20) including a plurality of line data;
TIN generating means for forming an irregular triangle network from the points describing each line data of the three-dimensional vector data (20) and the three-dimensional coordinate values of the auxiliary intermediate points and generating TIN data (28) defining each triangle (24, 26) ,
By applying a grid with a predetermined grid interval to the TIN data (28), the coordinate value of each grid point is calculated from the TIN data, and grid data (34) indicating the three-dimensional coordinate value for each grid point is output. Grid coordinate calculation means for searching for a TIN included in the TIN data, and coordinate value calculation means for calculating a coordinate value of a grid point included in the searched TIN (32). Grid coordinate calculation means
And
The coordinate value calculation means determines the maximum grid range accommodated in the rectangle circumscribing the TIN, searches for the grid point included in the searched TIN within the maximum grid range, and searches each grid A three-dimensional data processing apparatus , wherein the coordinate value of a point is calculated from the coordinate value of three vertices of the TIN .

当該グリッド座標算出手段は、当該ＴＩＮデータに対するグリッド化範囲及び当該グリッド間隔を設定する手段を具備することを特徴とする請求項１に記載の３次元データ処理装置。 The three-dimensional data processing apparatus according to claim 1 , wherein the grid coordinate calculation means includes means for setting a grid area and the grid interval for the TIN data.

更に、
断面を規定する成分又は面を指定する手段と、
当該断面を規定する線分又は面に当該グリッドデータ（３４）を適用し、当該断面上の複数の点の３次元座標値を当該グリッドデータ（３４）から内挿する内挿手段（３６）と、
当該ＴＩＮデータ（２８）及び当該グリッドデータ（３４）の一方から３Ｄ画像を生成する手段と、
当該断面を示す画像と当該３Ｄ画像を合成する合成手段（４４）
とを具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元データ処理装置。 Furthermore,
Means for specifying the component or surface defining the cross-section;
Apply the grid data to the line or surface (34) defining the cross section, the interpolation means interpolating the 3-dimensional coordinate values of a plurality of points on the cross section of the grid data (34) and (36) ,
It means for generating one or et 3D image of the TIN data (28) and the grid data (34),
Synthesizing means (44) for synthesizing the image showing the cross section and the 3D image
The three-dimensional data processing apparatus according to claim 1 or 2 , characterized by comprising:

複数の線データを含む３次元ベクトルデータ（２０）の当該各線データに補助中間点を補間する補間機能（Ｓ３）と、
当該３次元ベクトルデータ（２０）の各線データを記述する点及び当該補助中間点を使って不規則三角形網を形成し、ＴＩＮデータ（２８）を出力するＴＩＮ生成機能（Ｓ６）と、
当該ＴＩＮデータ（２８）に対して所定グリッド間隔のグリッドを適用して当該ＴＩＮデータから各グリッド点の座標値を算出し、個々のグリッド点について３次元座標値を示すグリッドデータ（３４）を出力するグリッド座標算出機能（３０，３２；Ｓ７〜Ｓ１０）であって、当該ＴＩＮデータに含まれるＴＩＮを順に指定する指定機能と、指定されたＴＩＮに含まれる各グリッド点の座標値を、当該ＴＩＮの３頂点の座標値から算出する算出機能とを具備するグリッド座標算出機能
とをコンピュータに実行させる３次元データ処理プログラムであって、
当該算出機能が、
当該指定されたＴＩＮに外接する４角形に収容される最大グリッド範囲を決定するグリッド範囲決定機能と、
当該グリッド範囲決定ステップで決定されるグリッド範囲に含まれるグリッド点が、当該指定されたＴＩＮ内かどうかを順に調べる機能と、
当該指定されたＴＩＮに含まれる各グリッド点の座標値を、当該ＴＩＮの３頂点の座標値から算出する機能
とを具備することを特徴とする３次元データ処理プログラム。 An interpolation function (S3) for interpolating an auxiliary intermediate point to each line data of the three-dimensional vector data (20) including a plurality of line data;
A TIN generation function (S6) for forming an irregular triangle network using the points describing each line data of the three-dimensional vector data (20) and the auxiliary intermediate points, and outputting TIN data (28) ;
By applying a grid with a predetermined grid interval to the TIN data (28), the coordinate value of each grid point is calculated from the TIN data, and grid data (34) indicating the three-dimensional coordinate value for each grid point is output. Grid coordinate calculation function (30, 32; S7 to S10), which sequentially specifies the TIN included in the TIN data, and the coordinate value of each grid point included in the specified TIN. Grid coordinate calculation function comprising a calculation function for calculating from the coordinate values of three vertices
A three-dimensional data processing program for causing a computer to execute
The calculation function is
A grid range determination function for determining a maximum grid range accommodated in a quadrilateral circumscribing the designated TIN;
A function for sequentially checking whether the grid points included in the grid range determined in the grid range determination step are within the specified TIN;
A three-dimensional data processing program comprising a function of calculating the coordinate value of each grid point included in the designated TIN from the coordinate value of the three vertices of the TIN.

当該グリッド座標算出機能は、当該ＴＩＮデータに対するグリッド化範囲及び当該グリッド間隔を設定する機能を具備することを特徴とする請求項４に記載の３次元データ処理プログラム。 5. The three-dimensional data processing program according to claim 4 , wherein the grid coordinate calculation function includes a function of setting a grid area and the grid interval for the TIN data.

更に、
断面を規定する成分又は面を指定する機能と、
当該断面を規定する線分又は面に当該グリッドデータ（３４）を適用し、当該断面上の複数の点の３次元座標値を当該グリッドデータ（３４）から内挿する内挿機能と、
当該ＴＩＮデータ（２８）及び当該グリッドデータ（３４）の一方から３Ｄ画像を生成する機能と、
当該断面を示す画像と当該３Ｄ画像を合成する機能
とを具備することを特徴とする請求項４又は５に記載の３次元データ処理プログラム。 Furthermore,
The ability to specify the component or surface defining the cross-section;
An interpolation function for applying the grid data (34) to a line segment or a plane defining the cross section, and interpolating three-dimensional coordinate values of a plurality of points on the cross section from the grid data (34);
A function of generating a 3D image from one of the TIN data (28) and the grid data (34) ;
The three-dimensional data processing program according to claim 4 or 5 , comprising an image showing the cross section and a function of synthesizing the 3D image.