KR102415767B1 - 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치 및 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램 - Google Patents

Abstract

제1 DSM화부(125)와, 지반 DEM용 기억부(131)와, 제1 DEM화부(133)와, 2m 지반 DEM용 기억부(135)와, 제1 DHM화부(137)와, 제1 경사도 화상 작성부(141)와, 제1 경사도 화상용 기억부(143)와, 제1 적색 입체 화상 작성부(145)와, 제1 단채 화상 작성부(147)와, 제1 지물 높이별 컬러 화상 작성부(151)와, 제1 빌딩 높이 비교 화상 작성부(150) 등을 구비함으로써, 화상이 지저분해지지 않는 동시에, 지물의 형상이 선명한 화상을 얻는다.

Description

지물 높이별 컬러 화상 생성 장치 및 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램

본 발명은, 지물(地物; terrestrial object) 높이별 컬러 화상 생성 장치에 관한 것이다.

지형(地形)의 요철(凹凸)을 컬러의 배색으로 3차원적으로 보이게 하는 특허문헌 1의 시각화 처리 시스템이 있다. 이 시각화 처리 시스템은, 벡터 장소를 3차원의 좌표 공간에 사상(寫像)하여 대응하는 좌표점 열을 얻고, 이 좌표점 열을 연결하는 면의 국소 영역에서 제1 부상도(浮上度)를 구한다.

그리고, 좌표점 열을 연결하는 면의 국소 영역에서의 제2 침하도(沈下度)를 구하고, 이 제2 부상도와 제1 침하도를 가중 합성하여 좌표점 열을 연결하는 면의 국소 영역에서 부침도(浮沈度)를 구한다.

그리고, 좌표 공간을 2차원 면에 사상하고, 좌표점 열을 연결하는 면의 국소 영역에 대응하는 2차원 면 상의 영역에 부침도에 대응하는 계조(階調) 표시를 행하는 것이다. 이 때, 부침도에 따라서 적색으로 한다. 이것을 적색 입체 지도 화상이라고 하고 있다.

한편, 특허문헌 2의 컬러(color) 표고(標高) 경사도면(傾斜圖) 작성 시스템은, 데이터 기억 수단에 기억된 DEM(Digital Elevation Model) 데이터에 기초하여 표고값(標高値)에 컬러를 할당하여, 표고값에 따라 컬러가 천이(遷移)하는 그라데이션 컬러로 표현한 컬러 표고도(標高圖)를 작성하고, 또한 DEM 데이터에 기초하여 경사값을 산출하고, 또한 경사값에 농도를 할당하여, 경사값을 농담(濃淡)으로 표현한 그레이 스케일 경사도면을 작성한다.

그리고, 작성된 컬러 표고도와, 작성된 그레이 스케일 경사도면을 합성하여 컬러 표고 경사도면을 작성한다. 또한, 컬러 표고도의 불투명도와 그레이 스케일 경사도면의 불투명도를 상이한 불투명도로 하고, 그레이 스케일 경사도면의 불투명도에 비하여 컬러 표고도의 불투명도를 작은 값으로 하여, 컬러 표고도와 그레이 스케일 경사도면을 합성하고 있다.

일본 특허 제3670274호 공보 일본 특허 제4771459호 공보

그러나, 특허문헌 1의 시각화 처리 시스템은, 좌표점 열을 연결하는 면의 국소 영역에 대응하는 2차원 면 상의 영역에 부침도에 대응하는 계조 표시를 행함으로써 적색 입체 지도를 작성하는 것이다. 높이를 강조하여 적색을 부여하고 있다.

그러므로, 예를 들면, 도시 지역에 있어서는 높은 빌딩이 존재하면, 그림자가 강조되고, 그 결과, 빌딩의 에지가 검게 표시되게 된다. 또한, 도로에 그림자가 생기게 된다. 따라서 화상이 지저분해진다.

한편, 특허문헌 2의 컬러 표고 경사도면 작성 시스템은, 지반의 표고에 컬러를 부여하여, 경사에 농담(그레이 스케일)을 부여함으로써, 빌딩의 높이를 컬러로 알 수 없다.

본 발명은 이상의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 도시의 영역의 지물의 높이를, 그 높이에 따라 컬러로 표시하고, 또한 화상이 지저분해지지 않는 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치는, 영역의 수치 표고 모델(DEM)을 기억하는 수치 표고 모델용 기억 수단과,

이 영역의 수치 표층(表層) 모델(DSM; Digital Surface Model)을 기억하는 수치 표층 모델용 기억 수단과,

상기 수치 표고 모델(DEM)과 수치 표층 모델(DSM)과의 차이인 DHM(Digital Human Model)을 DHM용 기억부에 생성하는 DHM화 수단과,

상기 DHM의 메시(mesh)마다, 경사도(傾斜度)를 구하고, 이 경사도에 따른 그레이 스케일의 농담값을 메시로 할당한 경사도 화상을 생성하는 수단과,

상기 수치 표층 모델(DSM)의 메시마다, 이 메시에 할당되어 있는 표고값을 일정 배로 내린 제2 수치 표층 모델(DSM')을 생성하는 수단과,

상기 제2 수치 표층 모델(DSM')의 각 메시를 착안점으로 하고, 이 착안점마다 일정 범위를 정의하여 지상 개도(開度; degree of opening), 지하 개도, 경사도를 구하고, 지상 개도가 클수록 밝은 컬러를, 지하 개도가 클수록 어두운 컬러를, 경사도가 클수록 적색이 강조된 컬러를, 각각 할당한 적색 입체 화상을 적색 입체 화상용 기억 수단에 생성하는 수단과,

상기 DHM의 메시마다, 이 메시에 할당되어 있는 지물의 높이를 읽어들이고(reading), 상기 지물의 높이에 따라 컬러값을 그 메시로 할당한 비고(比高) 단채 화상(graduated coloring image)을 비고 단채 화상용 기억 수단에 생성하는 수단과,

상기 경사도 화상과 상기 비고 단채 화상을 중첩된 지물 높이 비교 화상을 지물 높이 비교 화상용 기억 수단에 생성하는 수단과,

상기 적색 입체 화상과 상기 지물 높이 비교 화상을 중첩된 지물 높이별 컬러 화상을 지물 높이별 컬러 화상용 기억 수단에 생성하는 수단을 포함하는 것을 요지로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 지물이 높아도 그림자의 폭이 작으므로, 화상이 지저분해지지 않는 동시에, 지물의 형상이 선명해진다.

또한, 지물의 높이가 컬러로 표시되므로, 컬러의 종류로 어떠한 높이의 지물 인가를 시각적으로 즉시 판단할 수 있다. 또한, 지반의 높이를 컬러로 알 수 있다.

도 1은 실시형태 1의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 개념을 설명하는 구성도이다.
도 2는 실시형태 1의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 처리의 플로우차트이다.
도 3는 적색 입체 화상화 처리에 의한 건물의 그림자의 설명도이다.
도 4는 0.2배 강조에 의한 효과의 설명도이다.
도 5는 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조)의 설명도이다.
도 6은 경사도 화상 GS의 설명도이다.
도 7은 오버행(overhang)의 설명도이다.
도 8은 CRT의 설명도이다.
도 9는 단채(段彩) 화상 GD의 설명도이다.
도 10은 빌딩 높이 비교 화상 GM의 설명도이다.
도 11은 지물 높이별 컬러 화상 GH의 설명도(1/2)이다.
도 12는 지물 높이별 컬러 화상 GH의 설명도(2/2)이다.
도 13는 실시형태 2의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 개략적인 구성도이다.
도 14는 실시형태 2의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 처리를 설명하는 플로우차트이다.
도 15는 지물 높이별 컬러 화상 GH'의 설명도이다.
도 16은 DEM 데이터의 설명도이다.
도 17은 적색 입체 화상 작성부의 개략적인 구성도이다.
도 18은 지상 개도 및 지하 개도의 원리 설명도이다.
도 19는 지상 개도 및 지하 개도의 주요 패턴 설명도이다.
도 20은 지상 개도 및 지하 개도의 입체적 설명도이다.
도 21은 지상 개도 및 지하 개도의 표본 지점(地点) 및 거리의 설명도이다.
도 22는 경사 적색화 입체 화상의 생성 과정 설명도이다.
도 23는 적색 입체 화상 KGi의 데이터 구조의 설명도이다.

실시형태는, 오블리크(oblique) 카메라로 촬영한 데이터를 사용한 것을 실시형태 1로서 설명하고, 레이저 데이터를 사용한 것을 실시형태 2로 하여 설명한다. 또한, 제1 실시형태 및 실시형태 2에서는, 마찬가지의 기능을 가지는 각 부 및 정보에는, 「제1」또는 「제2」를 부가하여 설명한다.

<실시형태 1>

도 1은 실시형태 1의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 개념을 설명하는 구성도이다. 실시형태 1에서는 지물을, 도시의 건물, 수목, 도로 등으로서 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 실시형태 1의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치는, 제1 컴퓨터 본체부(100)와, 제1 표시부(200) 등으로 구성되어 있다.

제1 컴퓨터 본체부(100)는, 이하의 각 부(수단)를 구비한다.

오블리크 카메라 화상용 기억부(102)와, 3D 도시 모델 작성부(107)와, 3D 도시 모델용 기억부(109)와, 제1 점군(点群)(LAS) 파일화부(121)와, 제1 LAS 데이터용 기억부(123)와, 제1 DSM화부(125)(예를 들면, 20㎝ DEM)와, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)와, 제1 차분화부(差分化部)(127)와, 제1 차분화 데이터용 기억부(129)와, 5m 메시의 지반 DEM(국토 지리원)를 기억한 지반 DEM용 기억부(131)와, 제1 DEM화부(133)(예를 들면, 2m 메시)와, 2m 지반 DEM을 기억하는 2m 지반 DEM용 기억부(135)와, 제1 DHM화부(137)와, 제1 경사도 화상 작성부(141)와, 제1 경사도 화상용 기억부(143)와, 제1 적색 입체 화상 작성부(145)(예를 들면, 높이 0.2배 강조)와, 제1 단채 화상 작성부(147)와, 제1 지물 높이별 컬러 화상 작성부(151)와, 제1 빌딩 높이 비교 화상 작성부(150) 등을 구비하고 있다.

그리고, DEM(Digital Elevation Model)는 수치 표고 모델이라고 하는 것이며, DSM(Digital Surface Model)는, 수치 표층 모델이라고 하는 것이다. 또한, DHM (Digital Height Model)는, 지물 자체의 높이를 모델화한 것이다.

또한, 제1 경사도 화상용 기억부(143)와, 제1 적색 입체 화상용 기억부(148)와, 제1 단채 화상용 기억부(149)와, 제1 지물 높이별 컬러 표시 화상용 기억부(152)와, 제1 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(153)와, 제1 표시 처리부(155) 등을 구비하고 있다.

오블리크 카메라 화상용 기억부(102)는, 항공기(10) 등에 탑재한 오블리크 카메라(12)와 지상의 도시 영역을 촬영한 오블리크 카메라 화상 Ci를 기억하고 있다.

예를 들면, 촬영 위치 및 자세[외부 표정(表定)]를 추정하여 구하고, 그 시차(視差)를 사용하여 삼각 측량의 계산식으로 각 화소의 3차원 좌표(상호 표정)를 구하고 또한 노이즈 제거를 행하여, 이들 3차원 좌표에 기초하여 입체 모델의 메시에 대응점의 컬러 정보를 부여하여 3D 모델을 생성한다.

이 오블리크 카메라 화상 Ci는, 바로 아래에서 본 화상 Ca와, 전방에서 본 화상 Cb와, 후방에서 본 화상 Cc와, 좌측에서 본 화상 Cd와, 우측에서 본 화상 Ce으로 이루어진다. 즉, 복수 방향으로부터 도시한 지물의 촬영 화상을 동시에 얻고 있다.

또한, 오블리크 카메라 화상 Ci에는, 오블리크 카메라(12)의 번호와, 카메라 종류와, 화상 해상도와, CCD 소자 사이즈와, 초점 거리와, 촬영 시각과, 촬영 시에서의 자세 θp와, 고도 등이 관련되어 있다.

전술한 항공기(10)는, 도시 영역을 고도 1000m와, 수회∼수십 회 비행하여 레이저 데이터 Ri 및 오블리크 카메라 화상 Ci를 얻는 것이 바람직하다.

3D 도시 모델 작성부(107)은, 오블리크 카메라 화상 Ci(예를 들면, Ca, Cb, Cc, Cd, Ce)를 사용하여 3차원 화상(텍스처)을 작성한다. 이 3차원 화상을 3D 도시 모델 화상 Mi로서 3D 도시 모델용 기억부(109)에 기억한다. 이 3D 도시 모델 화상 Mi의 각각의 픽셀에는, 3차원 좌표가 할당되어 있다.

제1 점군 파일화부(121)은, 3D 도시 모델용 기억부(109)의 3D 도시 모델 화상 Mi를 LAS 파일화하여 제1 LAS 데이터용 기억부(123)에 기억한다.

제1 DSM화부(125)는, 제1 LAS 데이터용 기억부(123)의 LAS 데이터에 기초하여 20㎝ DSM을 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)에 생성한다.

제1 DEM화부(133)(예를 들면, 2m 메시)은, 지반 DEM용 기억부(131)에 기억되어 있는, 도시 영역의 5m 메시의 지반 DEM(이하, 5m 지반 DEM이라고 함: 제1 지반 DEM이라고도 함)를 지반 DEM용 기억부(131)로부터 읽어들이고, 이 5m 지반 DEM을 2m DEM으로 하여, 2m 지반 DEM용 기억부(135)에 생성한다.

제1 차분화부(127)은, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)의 20㎝ DSM과 지반 DEM용 기억부(131)의 2m 지반 DEM(제2의 2m 지반 DEM이라고도 함)의 차이를 차분화 화상 데이터(DHM=DSM-DEM)로서 제1 차분화 데이터용 기억부(129)에 기억한다. 이 차분화 화상 데이터(DHM=DSM-DEM)에 대해서는 플로우차트의 개소에서 구체적으로 설명한다.

제1 DHM화부(137)은, 제1 차분화 데이터용 기억부(129)의 차분화 화상 데이터에 기초한 DHM을 생성하고, 이것을 제1 DHM 데이터용 기억부(139)에 기억한다.

제1 경사도 화상 작성부(141)는, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)의 20㎝ DSM의 메시마다 경사도를 구하고, 이 경사도에 기초한 제1 경사도 화상 GS를 제1 경사도 화상용 기억부(143)에 생성한다.

제1 적색 입체 화상 작성부(145)(예를 들면, 높이 0.2배 강조)는, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)의 20㎝ DSM의 메시마다 높이(Z치: 표고값이라고도 함)를 읽어들인다. 그리고, 이 높이를 예를 들면, 0.2배 강조한 데이터를 제1 적색 입체 화상용 기억부(148)에 생성한다. 그리고, 0.2배 강조한 데이터를 적색 입체 화상화한다[이하, 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조)라고 한다].

즉, 수치 표층 모델(DSM)의 메시마다, 이 메시에 할당되어 있는 표고값을 일정 배로 내려, 각 메시를 착안점으로 하고, 이 착안점마다 일정 범위를 정의하여 이 일정 범위에서의 복수 방향의 지상 개도, 지하 개도, 경사도의 평균을 구하고, 지상 개도가 클수록 밝은 컬러를, 지하 개도가 클수록 어두운 컬러를, 경사도가 클수록 적색이 강조된 컬러를, 각각 할당한 적색 입체 화상을 생성한다.

제1 단채 화상 작성부(147)은, 제1 DHM 데이터용 기억부(139)의 DHM을 사용하여 제1 단채 화상 GD를 제1 단채 화상용 기억부(149)에 생성한다.

제1 지물 높이별 컬러 화상 작성부(151)은, 제1 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(153)의 제1 빌딩 높이 비교 화상 GM과, 제1 적색 입체 화상용 기억부(148)의 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조)를 중첩하여 제1 지물 높이별 컬러 화상 GH를 제1 지물 높이별 컬러 표시 화상용 기억부(152)에 생성한다.

제1 표시 처리부(155)는, 제1 DHM 데이터용 기억부(139)의 DHM, 제1 경사도 화상용 기억부(143)의 제1 경사도 화상 GS, 제1 적색 입체 화상용 기억부(148)의 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조) 또는 제1 단채 화상용 기억부(149)의 제1 단채 화상 GD를 제1 표시부(100)에 표시한다.

상기한 바와 같이 구성된 실시형태 1의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 처리를 도 2의 플로우차트를 사용하여 이하에 설명한다. 도 2는 오블리크 카메라 화상을 사용한 경우의 처리이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 3D 도시 모델 작성부(107)은, 오블리크 카메라 화상용 기억부(102)의 오블리크 카메라 화상 Ci(예를 들면, Ca, Cb, Cc, Cd, Ce)를 읽어들인다(S10).

다음에, 3D 도시 모델 작성부(107)은, 오블리크 카메라 화상 Ci(예를 들면, Ca, Cb, Cc, Cd, Ce)를 사용하여 3D 도시 모델 화상 Mi로서 3D 도시 모델용 기억부(109)에 생성한다. 또한, 제1 점군 파일화부(121)은, 3D 도시 모델용 기억부(109)의 3D 도시 모델 화상 Mi를 LAS 파일화하여 제1 LAS 데이터용 기억부(123)에 생성한다(S12).

그리고, 제1 DSM화부(125)는, 제1 LAS 데이터용 기억부(123)의 LAS 데이터에 기초하여 20㎝ DSM을 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)에 생성한다.

한편, 제1 적색 입체 화상 작성부(145)(예를 들면, 높이 0.2배 강조)는, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)의 20㎝ DSM의 메시마다 높이를 읽어들인다. 그리고, 이 높이를 예를 들면, 0.2배 강조한 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조)를 제1 적색 입체 화상용 기억부(148)에 생성한다.

적색 입체 화상화 처리는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 건물(예를 들면, BL)이 높으면, 높을수록 건물의 주위가 그림자로 되고, 그 결과, 거므스럼해진다. 도 3에 있어서는 그림자 SD를 깊은 녹색으로 나타내고 있다. 그러므로, 도 4에 나타낸 바와 같이, 건물(예를 들면, BL)의 높이를 0.2배 강조한다.

이로써, 도 4의 (a)에 나타낸, 높은 빌딩 BL의 높이가, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 낮아져, 그림자 SD가 작아지게 된다. 또한, 적색 입체 화상화 처리를 행하므로, 빌딩 BL의 에지가 약간 강조되어 있다.

이 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조)의 작성에 있어서는, 착안점으로부터의 일정 범위를 정의한 거리 L을 예를 들면, 10 픽셀분 (1m 정도)로 하고 있다. 또한, 적색 입체 지도의 작성에 대해서는 후술한다. 이 거리 L은, 건물의 높이로 변경하고 있다.

이 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조)를 도 5에 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 전체가 적색을 띠고 있어, 빌딩의 에지가 강조되어 있고, 높이가 높아질수록 희게 나타나고 있다. 적색 입체 화상은, 메시에 좌표가 할당되어 있으므로, 적색 입체 지도라고도 한다.

그리고, 제1 경사도 화상 작성부(141)는, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)의 20㎝ DSM의 메시마다 경사도를 구하고, 이 경사도에 기초한 경사도 화상 GS를 제1 경사도 화상용 기억부(143)에 생성한다(S18).

이 경사도 화상 GS를 도 6에 나타낸다. 도 6에 나타낸 경사도 화상 GS는 모노크로이며, 수평(경사도 0°)은 흰색, 경사도 0° 부근(0° 포함하지 않음)∼99°까지는, 흑색으로 나타내고 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 빌딩의 형태와 도로의 형상을 알 수 있다.

한편, 제1 DEM화부(133)(예를 들면, 2m DEM)은, 지반 DEM용 기억부(131)에 기억되어 있는, 도시 영역의 5m 지반 DEM을 지반 DEM용 기억부(131)로부터 읽어들인다(S20).

그리고, 이 5m 지반 DEM을 2m의 메시로 한 2m DEM을 제1 DEM용 기억부(135)(예를 들면, 2m 메시)에 생성한다(S22).

그리고, 제1 차분화부(127)은, 제1 DSM용 데이터용 기억부(124)의 20㎝ DSM과 지반 DEM용 기억부(131)의 2m 지반 DEM의 차이를 차분화 화상 데이터(DHM=DSM-DEM)로서 구한다(S24). 구체적으로는, 2m 지반 DEM의 메시 내에 있어서, 20㎝ DEM에 해당하는 좌표(x, y, z)를 구하고, 이 구한 좌표(x, y, z)와의 차이를 차분화 화상 데이터(DHM=DSM-DEM)로서 구하고 있다.

그리고, 20㎝ DEM로 바꾸어, 50㎝, 10㎝, 5cm DEM이라도 된다. 그리고, 이 결과를 제1 차분화 데이터용 기억부(129)에 기억한다.

도 7의 (a)에 DSM을 나타낸다. 도 7의 (a)는, 수목(樹木)으로 하고 있다. 도 7의 (b)에는, 도 7의 (a)의 DHM을 단면(斷面)으로 나타내고 있다. 도 7의 (c)에 나타낸 바와 같이, 오버행이 흑색으로 된다.

그리고, 제1 DHM화부(137)은, 제1 차분화 데이터용 기억부(129)의 차분화 화상 데이터에 기초한 DHM을 제1 DHM 데이터용 기억부(139)에 생성한다(S24). 즉, 도 7의 (b)에 나타낸 바와 같이, 수목의 높이를 얻을 수 있게 된다.

그리고, 제1 단채 화상 작성부(147)은, CRT 정의(定義)(높이에 따른 컬러값)를 입력하여, 제1 DHM 데이터용 기억부(139)의 DHM의 제1 단채 화상 GD(비고 단채 화상이라고도 함)를 제1 단채 화상용 기억부(149)에 생성한다(S28). CRT는, 도 8에 나타낸다

즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 단채 화상 GD(비고 단채 화상이라고도 함)는, 높은 빌딩 BL이 보라색으로 표시되거나, 이 빌딩 BL보다 다음에 낮은 빌딩이 적색을 띤 보라색, 이보다 낮은 빌딩 BL이 주홍색으로 표시되거나, 또한 낮은 빌딩이 황색으로 표시되게 된다. 따라서, 빌딩 BL의 높이 비교도로서 사용할 수 있다.

그리고, 제1 빌딩 높이 비교 화상 작성부(150)는, 제1 경사도 화상용 기억부(143)의 경사도 화상 GS(도 6 참조)와, 제1 단채 화상용 기억부(149)의 단채 화상 GD(도 9 참조)를 중첩하여 제1 빌딩 높이 비교 화상 GM을 제1 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(153)에 생성한다(S30). 이 제1 단채 화상 GD를 제1 DHM 고도 단채 화상이라고도 한다.

도 10에 빌딩 높이 비교 화상 GM을 나타낸다. 도 10에 나타낸 바와 같이, 도로의 낮은 곳(내리 비탈길)이 그레이로 나타내지거나, 높은 빌딩 BL이 보라색, 다음에 낮은 빌딩 BL이 주홍색, 더 낮은 빌딩 BL이 황색으로 나타내진다. 따라서, 빌딩 BL의 형태와, 빌딩 BL의 높이와, 도로의 경사(높이)를 컬러로 알 수 있게 된다.

다음에, 제1 지물 높이별 컬러 화상 작성부(151)가 제1 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(153)의 제1 빌딩 높이 비교 화상 GM(도 10 참조)와, 제1 적색 입체 화상용 기억부(148)의 제1 적색 입체 화상 GQ(0.2배 강조: 도 5 참조)를 중첩하여 제1 지물 높이별 컬러 화상 GH를 제1 지물 높이별 컬러 표시 화상용 기억부(152)에 생성한다.

제1 지물 높이별 컬러 화상 GH를 도 11 및 도 12에 나타낸다. 도 11에 나타낸 바와 같이, 제1 지물 높이별 컬러 화상 GH[쿨맵(coolmap)이라고도 함]에는, 높은 빌딩이 보라색, 다음에 낮은 빌딩이 주홍색, 또한 낮은 빌딩이 황록, 도로의 내리 비탈이 그레이로 되어 있다. 또한, 전체가 약간 적색을 띠고 있다. 즉, 빌딩, 도로, 지형의 변화가 컬러로 판별되어 있다. 또한, 도 12에 나타낸 바와 같이, 차도 컬러로 나타낼 수 있다. 또한, 사람도 컬러로 나타낼 수 있다.

즉, 도시 도면을 미분화(微分化)하고, 이에 컬러의 바리에이션을 행하여, 가볍게 적색을 띠게 하여 그림자를 작게 하고 있다.

또한, 자동적으로 지물의 높이가 컬러별로 나타내지므로, 오퍼레이터가 표고를 부여하는 작업을 행할 필요가 없다.

<실시형태 2>

도 13는 실시형태 2의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 개략적인 구성도이다. 실시형태 2의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치는, 레이저 데이터 Ri를 사용한다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 실시형태 2의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치는, 제2 컴퓨터 본체부(400)에 이하의 구성 요건을 구비하고 있다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 레이저 데이터용 기억부(203)와, 제2 DSM화부(225)(예를 들면, 1m DEM)와, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)와, 제2 차분화부(227)와, 제2 차분화 데이터용 기억부(229)와, 제2 DEM화부(233)와, 1m DEM을 기억하는 1m DEM용 기억부(235)와, 제2 DHM화부(237)와, 제2 경사도 화상 작성부(241)와, 제2 경사도 화상용 기억부(243)와, 제2 적색 입체 화상 작성부(245)(높이 0.2배 강조)와, 제2 단채 화상 작성부(247)와, 제2 지물 높이별 컬러 화상 작성부(251)와, 제2 빌딩 높이 비교 화상 작성부(250) 등을 구비하고 있다.

또한, 제2 경사도 화상용 기억부(243)와, 제2 적색 입체 화상용 기억부(248)와, 제2 단채 화상용 기억부(249)와, 제2 지물 높이별 컬러 표시 화상용 기억부(252)와, 제2 표시 처리부(255) 등을 구비하고 있다.

또한, 레이저 데이터용 기억부(203)는, 항공기(10) 등에 탑재한 레이저 스캐너(14)와 지상의 도시를 스캐닝한 레이저 데이터 Ri를 기억하고 있다. 이 레이저 데이터 Ri에는, 레이저 스캐너(14)의 번호와, 레이저 스캐너 종류와, 해상도와, 촬영 시각과, 촬영 시에서의 자세 θp와, 고도 등이 관련되어 있다.

전술한 항공기(10)는, 도시 영역을 수회∼수십 회 비행하여 레이저 데이터 Ri(예를 들면, 해상도 1m)를 얻는 것이 바람직하다.

제2 DSM화부(225)는, 레이저 데이터 Ri의 해상도를 해석하여, 1m DSM을 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)에 생성한다.

제2 DEM화부(예를 들면, 1m)는, 레이저 데이터 Ri의 해상도를 해석하여, 해상도가 1m의 경우에는, 1m DEM으로 하여, 1m DEM용 기억부(235)에 기억한다.

제2 차분화부(227)는, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM과, 1m DEM용 기억부(235)의 1m DEM과의 차이를 차분화 화상 데이터(DHM=DSM-DEM)로서 제2 차분화 데이터용 기억부(229)에 기억한다.

제2 DHM화부(237)는, 제2 차분화 데이터용 기억부(229)의 차분화 화상 데이터에 기초한 DHM을 생성하고, 이것을 제2 DHM 데이터용 기억부(239)에 기억한다.

제2 적색 입체 화상 작성부(245)(예를 들면, 높이 0.2배 강조)는, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM의 메시마다 높이를 읽어들인다. 그리고, 이 높이를 예를 들면, 0.2배 강조한 데이터를 제2 적색 입체 화상용 기억부(248)에 생성한다. 이 때, 적색 처리화하고 있다[이하, 제2 적색 입체 화상 GQ'(0.2배 강조)라고 한다].

제2 경사도 화상 작성부(241)는, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM의 메시마다 경사도를 구하고, 이 경사도에 기초한 제2 경사도 화상 GS'를 제2 경사도 화상용 기억부(243)에 생성한다.

제2 단채 화상 작성부(247)는, 제2 DHM 데이터용 기억부(239)의 DHM을 사용하여 제2 단채 화상 GD'를 제2 단채 화상용 기억부(249)에 생성한다.

제2 지물 높이별 컬러 화상 작성부(251)은, 제2 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(253)의 제2 빌딩 높이 비교 화상 GM'와, 제2 적색 입체 화상용 기억부(248)의 제2 적색 입체 화상 GQ'(0.2배 강조)를 중첩하여 제2 지물 높이별 컬러 화상 GH'를 제2 지물 높이별 컬러 표시 화상용 기억부(252)에 생성한다.

제2 표시 처리부(255)는, 제2 DHM 데이터용 기억부(239)의 DHM, 제2 경사도 화상용 기억부(243)의 제2 경사도 화상 GS', 제2 적색 입체 화상용 기억부(248)의 제2 적색 입체 화상 GQ'(0.2배 강조) 또는 제1 단채 화상용 기억부(149)의 제2 단채 화상 GD'를 제2 표시부(500)에 표시한다.

상기한 바와 같이 구성된 실시형태 2의 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치의 처리를 도 14의 플로우차트를 사용하여 이하에 설명한다.

도 14에 나타낸 바와 같이, 레이저 데이터용 기억부(203)의 레이저 데이터 Ri를 읽어들인다(S40).

다음에, 제2 DSM화부(225) 및 제2 DEM화부(예를 들면, 1m)는, 이 레이저 데이터 Ri의 해상도를 해석한다(S42).

제2 DEM화부(예를 들면, 1m)는, 레이저 데이터 Ri의 덩어리를 1m DEM으로 하여, 1m DEM용 기억부(235)에 기억한다(S44a).

또한, 제2 DSM화부(225)는, 레이저 데이터 Ri의 덩어리를 1m DSM으로 하여 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)에 생성한다(S44b).

한편, 제2 적색 입체 화상 작성부(245)(예를 들면, 높이 0.2배 강조)는, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM의 메시마다 높이를 읽어들인다. 그리고, 이 높이를 예를 들면, 0.2배 강조한 제2 적색 입체 화상 GQ'(0.2배 강조)를 제2 적색 입체 화상용 기억부(248)에 생성한다(S48).

이로써, 도 4의 (a)에 나타낸, 높은 빌딩 BL의 높이가, 도 4의 (b)에 나타낸 바와 같이, 낮아져, 그림자 SD가 작아지게 된다. 또한, 적색 입체도화 처리를 행하므로, 빌딩의 에지가 약간 강조되어 있다.

이 제2 적색 입체 화상 GQ'(0.2배 강조)의 작성에 있어서는, 국소 영역의 거리 L을 예를 들면, 10 픽셀분(1m 정도)로 하고 있다. 이 거리 L은, 건물의 높이로 변경하고 있다. 제2 적색 입체 지도 GQ'(적색 입체 지도라고도 함)를 도 5에 나타내고 있다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 전체가 적색을 띠고 있어, 빌딩의 에지가 강조되어 있고, 높이가 높아질수록 희게 나타나고 있다.

그리고, 제2 경사도 화상 작성부(241)는, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM의 메시마다 경사도를 구하고, 이 경사도에 기초한 제2 경사도 화상 GS를 제2 경사도 화상용 기억부(243)에 생성한다(S50: 도 6 참조).

한편, 제2 차분화부(227)는, 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM과 제2 DSM용 데이터용 기억부(224)의 1m DSM과의 차이를 차분화 화상 데이터(DHM=DSM-DEM)로서 구한다(S52). 그 결과를 제2 차분화 데이터용 기억부(229)에 기억한다.

그리고, 제2 DHM화부(237)는, 제2 차분화 데이터용 기억부(229)의 제2 차분화 화상 데이터에 기초한 1m 메시의 DHM을 제2 DHM 데이터용 기억부(239)에 생성한다(S54).

그리고, 제2 단채 화상 작성부(247)는, CRT 정의 (높이에 따른 컬러값: 도 8 참조)를 입력하여(S56), 제2 DHM 데이터용 기억부(239)의 DHM(1(m) 메시)의 제2 단채 화상 GD'(비고 단채 화상이라고도 함)를 제2 단채 화상용 기억부(249)에 생성한다(S58).

즉, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제2 단채 화상 GD'는, 높은 빌딩이 보라색으로 표시되거나, 이 빌딩보다 다음에 낮은 빌딩이 적색을 띤 자색, 이보다 낮은 빌딩이 주홍색으로 표시되거나, 또한 낮은 빌딩이 황색으로 표시되게 된다. 따라서, 빌딩의 높이 비교도로서 사용할 수 있다.

그리고, 제2 빌딩 높이 비교 화상 작성부(250)은, 제2 경사도 화상용 기억부(243)의 제2 경사도 화상 GS'(도 6 참조)와, 제2 단채 화상용 기억부(249)의 제2 단채 화상 GD'(도 9 참조)를 중첩하여 도 10에 나타낸 제2 빌딩 높이 비교 화상 GM'를 제2 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(253)에 생성한다(S60).

또한, 제2 지물 높이별 컬러 화상 작성부(251)은, 제2 빌딩 높이 비교 화상용 기억부(253)의 빌딩 높이 비교 화상 GM'(도 10 참조)와, 제2 적색 입체 화상용 기억부(248)의 제2 적색 입체 화상 GQ'(0.2배 강조)(도 5 참조)를 중첩하여 제2 지물 높이별 컬러 화상 GH'를 제2 지물 높이별 컬러 표시 화상용 기억부(252)에 생성한다(S62).

제2 지물 높이별 컬러 화상 GH'를 도 15에 나타낸다. 도 15에 나타낸 바와 같이, 제2 지물 높이별 컬러 화상 GH'(쿨맵이라고도 함)는, 레이저 데이터 Ri를 사용하는 것에 의해, 빌딩, 수목 등의 지물을 선명하게 나타나고 있다(레이저는, 오블리크 카메라와 달리, 대략 수직으로 지표, 지물에 레이저가 도달하기 때문에).

(적색 입체 지도 작성 처리)

이하에 적색 입체 지도 작성 처리를 설명한다. 처음에, DEM에 대하여 설명한다.

지반 DEM용 기억부(131)의 5m 메시의 지반 DEM(국토 지리원)는, DEM은 수치 표고 모델(Digital Elevation Model) 데이터로 하는 것이다.

이 지반 DEM(국토 지리원)는, 계측 지역 전체에 원하는 격자(格子) 간격 d(예를 들면, 0.2m나 0.5m 또는 1m, 5m 등)의 격자 구조이다. 본 실시형태에서는 5m 메시의 지반 DEM(국토 지리원)이다.

그리고, 제1 DEM화부(133)(예를 들면, 2m 메시) 또는 제2 DEM화부(233)(예를 들면, 1m 메시)은, 항공 레이저 측량 데이터 중, 레이저 반사 펄스 중 주로 마지막으로 되돌아 온 펄스(라스트 펄스)에 의해 계측된 표고 데이터로부터, 지표면 이외의 건물이나 수목 등을 제거하는 필터링을 행하여, 표고값 내삽 보간법(補間法)에 의해 얻은 지반의 격자형의 표고 데이터(이하, DEM 데이터와 함)로서, 제1 DEM용 기억부(135)(예를 들면, 2m 메시) 또는 제2 DEM용 기억부(235)(예를 들면, 1m 메시)에 기억한다. 이 제1 DEM용 기억부(135)(예를 들면, 2m 메시) 또는 제2 DEM용 기억부(235)를 총칭하여 DEM 데이터 기억부(23)라고 한다.

구체적으로는 도 16에 나타낸 바와 같이, 격자 번호 i(i=1,2,… n)를 부여한 각 격자의 중심점의 X좌표(경도 Xi), Y 좌표(위도 Yi), Z 좌표(지반 표고값 Zgi)를 대응시켜 구성하고 있다.

전술한 표고값 내삽 보간법의 예로서는, 항공 레이저 측량 데이터의 같은 표고값을 연결한 등고선도를 작성하고, 이 등고선도에 대하여 부정(不整) 삼각형망(TIN)을 작성하여 지반을 복원하여, TIN와 각 격자의 교점(交点)의 높이를 구하는 방법이 있다.

제1 적색 입체 화상 작성부(145)와 제2 적색 입체 화상 작성부(245)를 총칭하여 적색 입체 화상 작성부라고 한다.

적색 입체 화상 작성부는, 도 17에 나타낸 구성으로 되어 있다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 지상 개도 데이터 작성부(106)와, 지하 개도 데이터 작성부(110)와, 경사 산출부(108)와, 볼록부 강조 화상 작성부(111)와, 오목부 강조 화상 작성부(112)와, 경사도 강조부(113)와, 제1 적색용 합성부(114)와, 제2 적색용 합성부(115)를 구비하고 있다.

본 실시형태에서는, 개도라고 하는 개념을 사용하고 있다. 이 개도에 대하여 먼저 설명한다. 개도는 상기 지점이 주위에 비교하여 지상으로 돌출되어 있는 정도 및 지하로 파고들고 있는 정도를 수량화한 것이다. 즉, 지상 개도는, 도 18에 나타낸 바와 같이, 주목하는 표본 지점으로부터 거리 L의 범위 내에서 보이는 빈 넓이를 나타내고 있고, 또한 지하 개도는 역립(逆立)을 하여 지중(地中)을 바라볼 때, 거리 L의 범위에서의 지하의 넓이를 나타내고 있다.

개도는 거리 L와 주변 지형에 의존하고 있다. 도 19는 9종의 기본 지형에 대한 지상 개도 및 지하 개도를, 방위마다 지상각(地上角) 및 지하각(地下角)의 8각형 그래프로 나타낸 것이다. 일반적으로 지상 개도는 주위보다 높게 돌출되어 있는 지점일수록 커지고, 산정이나 능선에서는 큰 값을 취해 와지(窪地)나 골 바닥에서는 작다.

집합을 DSL이라고 기술(記述)하여, 이것을 「주목하는 표본 지점의 D-L 집합」을 하는 경우로 한다. 여기서,

DβL: 주목하는 표본 지점의 DSL의 각각의 요소(要素; component)에 대한 앙각(elevation angle) 중 최대값

Dδ(L): 주목하는 표본 지점의 DSL의 각각의 요소에 대한 앙각 중 최소값

로서[도 21의 (b) 참조], 다음의 정의를 행한다.

정의 I: 주목하는 표본 지점의 D-L 집합의 지상각 및 지하각이란, 각각

DφL=90-DβL

및

DøL=90＋DδL

을 의미하는 것으로 한다.

DφL는 주목하는 표본 지점으로부터 거리 L 이내에서 방위 D의 빈 곳을 볼 수가 있는 천정각의 최대값을 의미하고 있다. 일반적으로 말해지는 지평선각이란 L을 무한대로 한 경우의 지상각에 상당하고 있다. 또한, DøL는 주목하는 표본 지점으로부터 거리 L 이내에서 방위 D의 지중을 볼 수 있는 천저각(天底角)의 최대값을 의미하고 있다.

L을 증대시키면, DSL에 속하는 표본 지점의 수는 증가하므로, DβL에 대하여 비감소 특성을 가지고, 반대로 DδL는 비증가 특성을 가진다.

따라서 DφL 및 Dø1은 모두 L에 대하여 비증가 특성을 가지게 된다.

측량학에서의 고각도(高角度)란, 주목하는 표본 지점을 통과하는 수평면을 기준으로 하여 정의되는 개념이며, θ와는 엄밀하게는 일치하지 않는다. 또한, 지상각 및 지하각을 엄밀하게 논의하려고 하면, 지구의 곡률도 고려하지 않으면 안되므로, 정의 I는 반드시 정확한 기술은 아니다. 정의 I는 어디까지나 DEM을 사용하여 지형 해석을 행하는 것을 전제로 하여 정의된 개념이다.

지상각 및 지하각은 지정된 방위 D에 대한 개념이었지만, 이것을 확장한 것으로서, 다음의 정의를 도입한다.

정의 II: 주목하는 표본 지점의 거리 L의 지상 개도 및 지하 개도란, 각각

ΦL=(0φL＋45φL＋90φL＋135φL＋180φL＋225φL＋270φL＋315φL)/8

및

ΨL=(0øL＋45øL＋90øL＋135øL＋180øL＋225øL＋270øL＋315øL)/8

을 의미하는 것으로 한다.

지상 개도는 주목하는 표본 지점으로부터 거리 L의 범위 내에서 보이는 빈 넓이를 나타내고 있고, 또한 지하 개도는 역립하여 지중을 바라볼 때, 거리 L의 범위에서의 지하의 넓이를 나타내고 있다(도 16 참조).

(각 부의 설명)

경사 산출부(108)은, 메모리(24)의 DEM 데이터를 정사각형으로 메시화하고, 이 메시 상의 착안점과 인접하는 정사각형의 면의 평균 경사를 구한다. 인접하는 정사각형은 4방법 존재하고 있고, 어느 하나 1개를 주목 정사각형으로 한다. 그리고, 이 주목 정사각형의 4코너의 고도와 평균 경사를 구한다. 평균 경사는 최소 제곱법을 이용하여 4점으로부터 근사(近似)한 면의 경사이다.

볼록부 강조 화상 작성부(111)은, 능선, 골 바닥을 밝기로 표현하기 위한 제1 그레이 스케일을 구비하고, 지상 개도 데이터 작성부(119)가 지상 개도[착안점으로부터 L의 범위를 8방향 보았을 때의, 평균 각도: 높은 곳에 있는지를 판정하기 위한 지표(指標)]를 구할 때마다, 이 지상 개도 θi의 값에 대응하는 밝기(명도)를 산출한다.

예를 들면, 지상 개도의 값이 40°로부터 120° 정도의 범위에 들어가는 경우에는, 50°로부터 110°를 제1 그레이 스케일에 대응시키고, 255 계조로 할당한다. 즉, 능선의 부분(볼록부)의 부분일수록 지상 개도의 값이 크므로, 컬러가 희어진다.

그리고, 볼록부 강조 화상 작성부(111)가 지상 개도 화상 Dp를 읽고, 착안점(좌표)을 가지는 메시 영역[DEM 데이터의 같은 Z 값을 연결한 등고선을 정사각형이며 메시화하고(예를 들면, 1m), 이 메시의 4코너 중 어느 하나의 점을 착안점으로 하고 있는 경우]에, 제1 그레이 스케일에 기초한 컬러 데이터를 할당하고, 이것을 메모리에 보존(지상 개도 화상 Dp)한다.

다음에, 볼록부 강조 화상 작성부(111)의 계조보부(階調補部)(도시하지 않음)가 이 지상 개도 화상 Dp의 컬러 계조를 반전시킨 지상 개도 화상 Dp를 보존한다. 즉, 능선이 희게 되도록 조정한 지상 개도 화상 Dp를 얻고 있다.

오목부 강조 화상 작성부(112)는, 골 바닥, 능선을 밝기로 표현하기 위한 제2 그레이 스케일을 구비하고, 지하 개도 데이터 작성부(110)가 지하 개도(착안점으로부터 8방향의 평균)를 구할 때마다, 이 지하 개도의 값에 대응하는 밝기를 산출한다.

예를 들면, 지하 개도의 값이 40°로부터 120° 정도의 범위에 들어가는 경우에는, 50°로부터 110°를 제2 그레이 스케일에 대응시키고, 255 계조로 할당한다.

즉, 골 바닥의 부분(오목부)의 부분일수록 지하 개도의 값이 크므로, 컬러가 검게 이루어지는 것이 된다.

그리고, 오목부 강조 화상 작성부(112)는, 지하 개도 화상 Dq를 읽고, 착안점(좌표)을 가지는 메시 영역(DEM 데이터의 같은 Z 값을 연결한 등고선을 정사각형이며 메시화하고(예를 들면, 1m), 이 메시의 4코너 중 어느 하나의 점을 착안점으로 하고 있는 경우)에, 제2 그레이 스케일에 기초한 컬러 데이터를 할당하고, 이것을 보존한다. 다음에 지하 개도 화상 Dq의 컬러 계조를 보정한다.

색이 너무 검어진 경우에는, 톤 커브를 보정한 정도의 컬러로 한다. 이것을 지하 개도 화상 Dq라고 하여 보존(메모리)한다.

경사도 강조부(113)은, 경사의 정도를 밝기로 표현하는데 따라서 표현하기 위한 제3 그레이 스케일을 구비하고, 경사 산출부(8)가 경사도(착안점으로부터 4방향의 평균)를 구할 때마다, 이 경사도의 값에 대응하는 제3 그레이 스케일의 밝기(명도)를 산출한다.

예를 들면, 경사 αi의 값이 0°로부터 70° 정도의 범위에 들어가는 경우에는, 0°로부터 50°를 제3 그레이 스케일에 대응시키고, 255 계조로 할당한다. 즉, 0°가 흰색, 50° 이상이 흑색. 경사 αi의 큰 지점일수록 컬러가 검어진다.

그리고, 경사도 강조부(113)은, 지하 개도 화상 Dq와 지상 개도 화상 Dp와의 차이 화상을 경사도 화상 Dra로서 보존한다.

이 때, 착안점(좌표)을 가지는 메시 영역[DEM 데이터의 같은 Z 값을 연결한 등고선을 정사각형이며 메시화해(예를 들면, 1m), 이 메시의 4코너 중 어느 하나의 점을 착안점으로 하고 있는 경우]에, 제3의 그레이 스케일에 기초한 컬러 데이터를 할당한다. 다음에, 적색 처리가 RGB 컬러 모드 기능으로 R을 강조한다. 즉, 경사가 클수록 적색이 강조된 경사 강조 화상 Dr을 얻는다.

제1 적색용 합성부(114)는, 지상 개도 화상 Dp와 지하 개도 화상 Dq를 곱하여 합성한 합성 화상 Dh(Dh=Dp＋D1)를 얻는다. 이 때, 골의 부분이 무너지지 않도록 양쪽의 밸런스를 조정한다.

전술한 「곱셈」이라고 하는 것은, 포토샵(등록상표)(photoshop) 상의 레이어 모드의 용어로, 수치 처리 상은 OR 연산으로 된다.

이 밸런스 조정은, 지상 개도와 지하 개도의 값의 배분(distribution)은, 어떤 지점을 중심으로 하여 일정한 반경(L/2)의 지표면을 잘라낸다.

빈 곳 전체가 일정한 밝기의 경우에 지표면으로부터 올려보는 빈 곳의 넓이가 지면의 밝기를 부여한다.

즉, 지상 개도가 밝기로 된다. 그러나, 광이 회입(回入; sneak)하는 것까지 생각하면, 지하 개도의 값도 고려해야 하는 것이다.

이 양자의 비를 어떻게 해야 할 것인가로, 지형의 능선의 부분을 강조하거나, 임의로 변화시킬 수 있다. 골 안의 지형을 강조하고자 할 때는 b의 값을 크게 한다.

밝기의 지표= a×지상 개도－b×지하 개도

단, a＋b=1

즉, 도 22에 나타낸 바와 같이, 지상 개도 화상 Dp(능선을 흰색 강조)와 지하 개도 화상 Dq(바닥을 검게 강조)와 승산(乘算) 합성한 회색의 계조 표현의 합성 화상을 얻는다(Dh=Dp＋D1).

한편, 제2 적색용 합성부(115)는, 파일의 경사 강조 화상 Dr과 제1 적색용 합성부(114)와 합성하여 얻은 합성 화상 Dh와 합성한 능선이 적색으로 강조된 적색 입체 화상 KGi를 얻고 메모리(26)에 보존한다.

즉, 도 22에 나타낸 바와 같이, 지상 개도 화상 Dp(능선을 흰색 강조)와 지하 개도 화상 Dq(바닥을 검게 강조)와 승산 합성한 회색의 계조 표현의 합성 화상 Dh를 얻음과 동시에, 경사도 화상 Dra에 대하여 경사가 클수록 적색이 강조된 경사 강조 화상 Dr을 얻는다.

그리고, 이 경사 강조 화상 Dr과 합성 화상 Dh를 합성함으로써, 능선이 적색으로 강조된 적색 입체 화상 KGi를 얻고 있다.

즉, 적색 입체 화상 KGi는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 메시의 격자 번호와, X, Y, Z 좌표와, 지상 개도와, 그 컬러값, 부침도와, 그 컬러값과, 경사도와, 그 컬러값과, 지하 개도와, 그 컬러값 등으로 구성되어 있다.

그리고, 상기 실시형태에서는 적색 입체 화상을 사용하여 설명하였으나, Lab 컬러를 행한 적색 입체 화상이라도 된다(일본 공개특허 제2011-048495호 공보).

Lab 컬러를 행한 적색 입체 화상은, Lab 컬러 모델을 사용하여 생성한다. 예를 들면, 지상 개도 화상 Dp에 a*채널을 할애하고, 지하 개도 화상 Dq에 b*채널을 을 할애하고, 경사 강조 화상 Dr에 L*채널을 할애함으로써, 지상 개도 화상 Dp와 지하 개도 화상 Dq와 경사 강조 화상 Dr의 Lab 화상을 얻는다.

그리고, 지상 개도 화상 Dp와 지하 개도 화상 Dq와 경사 강조 화상 Dr을 중첩시킨 합성 화상(Ki)과 Lab 화상과 합성하여 얻고 있다. 이 화상은, 보다 위화감(feeling of unease)이 없도록 입체감을 낼 수 있고, 또한 수계(水系)를 용이하게 찾을 수 있는 것이 가능하다.

또한, 해저도(海底圖)의 경우에는, 적색 이외의 예를 들면, 청색, 보라색, 녹색을 행한 입체 지도라도 된다.

이상에 나타낸 실시형태는, 본 발명의 기술적 사상을 구체화하기 위한 장치의 구성이나 처리 수순을 예시하는 것으로서, 구성 부품의 배치나 조합 및 처리의 순번 등을 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 기술적 사상은, 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 범위 내에 있어서, 각종 변경을 가할 수 있다. 도면은 모식적인 것이며, 장치의 구성 등은 현실의 것과는 상이한 것에 유의(留意)해야 한다.

[산업 상의 이용 가능성]

본 발명은, 도시 영역의 지물의 높이를, 그 높이에 따라 컬러로 표시하고, 또한 화상이 지저분해지지 않는 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치에 이용 가능하다.

102: 오블리크 카메라 화상용 기억부
107: 3D 도시 모델 작성부
121: 제1 점군 파일화부
125: 제1 DSM화부
127: 제1 차분화부
131: 지반 DEM용 기억부
133: 제1 DEM화부
137: 제1 DHM화부
141: 제1 경사도 화상 작성부
145: 제1 적색 입체 화상 작성부
147: 제1 단채 화상 작성부
150: 제1 빌딩 높이 비교 화상 작성부
151: 제1 지물 높이별 컬러 화상 작성부
203: 레이저 데이터용 기억부
221: 제2 점군 파일화부
233: 제2 DEM화부
225: 제2 DSM화부
227: 제2 차분화부
237: 제2 DHM화부
241: 제2 경사도 화상 작성부
245: 제2 적색 입체 화상 작성부
247: 제2 단채 화상 작성부
250: 제2 빌딩 높이 비교 화상 작성부
251: 제2 지물 높이별 컬러 화상 작성부

Claims (8)

1. 영역의 수치 표고(標高) 모델(DEM)을 기억하는 수치 표고 모델용 기억 수단;
   상기 영역의 수치 표층(表層) 모델(DSM)을 기억하는 수치 표층 모델용 기억 수단;
   상기 수치 표고 모델(DEM)과 상기 수치 표층 모델(DSM)과의 차이인 DHM을 DHM용 기억부에 생성하는 DHM화 수단;
   상기 DHM의 메시(mesh)마다, 경사도(傾斜度)를 구하고, 상기 경사도에 따른 그레이 스케일의 농담값(濃淡値)을 메시로 할당한 경사도 화상을 생성하는 수단;
   상기 수치 표층 모델(DSM)의 메시마다, 상기 메시에 할당되어 있는 표고값(標高値)을 일정 배로 내려, 각 메시를 착안점으로 하고, 상기 착안점마다 일정 범위를 정의하여 지상 개도(開度), 지하 개도, 경사도를 구하고, 상기 지상 개도가 클수록 밝은 컬러를, 상기 지하 개도가 클수록 어두운 컬러를, 상기 경사도가 클수록 적색이 강조된 컬러를, 각각 할당한 적색 입체 화상을 적색 입체 화상용 기억 수단에 생성하는 수단;
   상기 DHM의 메시마다, 상기 메시에 할당되어 있는 지물(地物; terrestrial object)의 높이를 읽어들이고, 상기 지물의 높이에 따라 컬러값을 그 메시로 할당한 비고(比高) 단채 화상(graduated coloring image)을 비고 단채 화상용 기억 수단에 생성하는 수단;
   상기 경사도 화상과 상기 비고 단채 화상을 중첩시킨 지물 높이 비교 화상을 지물 높이 비교 화상용 기억 수단에 생성하는 수단; 및
   상기 적색 입체 화상과 상기 지물 높이 비교 화상을 중첩시킨 지물 높이별 컬러 화상을 지물 높이별 컬러 화상용 기억 수단에 생성하는 수단;
   을 포함하는, 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 일정 배는, 상기 수치 표층 모델의 메시에 할당되어 있는 표고값의 0.2배인, 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 영역은, 도시(都市)이며,
   항공기에서 상이한 복수 방향으로부터 상기 도시의 지물의 촬영 화상을 동시 촬영하는 촬영 카메라로 촬영한 카메라 화상 데이터에 기초한 3차원 도시 모델의 LAS 파일 데이터를 메시화하여 상기 수치 표층 모델(DSM)을 상기 수치 표층 모델용 기억 수단에 생성하는 DSM화 수단;
   상기 영역의 제1 지반 DEM을 기억한 제1 지반 DEM용 기억 수단; 및
   상기 제1 지반 DEM을 읽어들이고, 메시 분할한 제2 지반 DEM을 제2 지반 DEM용 기억 수단에 생성하는 DEM화 수단;
   을 포함하는, 지물 높이별 컬러 화상 생성 장치.
4. 제3항에 있어서,
   항공기에서 상기 영역에 대하여 레이저를 스캐닝시키면서 취득한 레이저 데이터를 기억한 레이저 데이터용 기억 수단을 더 포함하고,
   상기 DSM화 수단은,
   상기 레이저 데이터에 기초하여, 수치 표층 모델(DSM)을 상기 수치 표층 모델용 기억 수단에 생성하고,
   상기 DEM화 수단은,
   상기 레이저 데이터에 기초하여 수치 표고 모델(DEM)을 상기 수치 표고 모델용 기억 수단에 생성하고,
   상기 DHM화 수단은,
   상기 레이저 데이터에 기초한 수치 표층 모델(DSM)과 수치 표고 모델(DEM)에 의해 상기 DHM을 DHM용 기억 수단에 생성하는,
   지물 높이별 컬러 화상 생성 장치.
5. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램으로서,
   컴퓨터에 의해 실행되는 경우, 상기 컴퓨터로 하여금,
   영역의 수치 표고 모델(DEM)을 기억하는 수치 표고 모델용 기억 단계;
   상기 영역의 수치 표층 모델(DSM)을 기억하는 수치 표층 모델용 기억 단계;
   상기 수치 표고 모델(DEM)과 상기 수치 표층 모델(DSM)과의 차이인 DHM을 DHM용 기억부에 생성하는 DHM화 단계;
   상기 DHM의 메시마다, 경사도를 구하고, 상기 경사도에 따른 그레이 스케일의 농담값을 메시로 할당한 경사도 화상을 생성하는 단계;
   상기 수치 표층 모델(DSM)의 메시마다, 상기 메시에 할당되어 있는 표고값을 일정 배로 내려, 각 메시를 착안점으로 하고, 상기 착안점마다 일정 범위를 정의하여 지상 개도, 지하 개도, 경사도를 구하고, 상기 지상 개도가 클수록 밝은 컬러를, 상기 지하 개도가 클수록 어두운 컬러를, 상기 경사도가 클수록 적색이 강조된 컬러를, 각각 할당한 적색 입체 화상을 적색 입체 화상용 기억 수단에 생성하는 단계;
   상기 DHM의 메시마다, 상기 메시에 할당되어 있는 지물의 높이를 읽어들이고, 상기 지물의 높이에 따라 컬러값을 그 메시로 할당한 비고 단채 화상을 비고 단채 화상용 기억 수단에 생성하는 단계;
   상기 경사도 화상과 상기 비고 단채 화상을 중첩시킨 지물 높이 비교 화상을 지물 높이 비교 화상용 기억 수단에 생성하는 단계; 및
   상기 적색 입체 화상과 상기 지물 높이 비교 화상을 중첩된 지물 높이별 컬러 화상을 지물 높이별 컬러 화상용 기억 수단에 생성하는 단계;
   를 수행하도록 하는 명령어를 저장하는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램.
6. 제5항에 있어서,
   상기 일정 배는, 상기 수치 표층 모델의 메시에 할당되어 있는 표고값의 0.2배인, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
   상기 영역은, 도시이며,
   상기 명령어는, 상기 컴퓨터로 하여금,
   항공기에서 상이한 복수 방향으로부터 상기 도시의 지물의 촬영 화상을 동시 촬영하는 촬영 카메라로 촬영한 카메라 화상 데이터에 기초한 3차원 도시 모델의 LAS 파일 데이터를 메시화하여 상기 수치 표층 모델(DSM)을 생성하는 DSM화 단계; 및
   상기 영역의 제1 지반 DEM을 기억한 제1 지반 DEM용 기억 수단으로부터 상기 제1 지반 DEM을 읽어들이고, 메시 분할한 제2 지반 DEM을 제2 지반 DEM용 기억 수단에 생성하는 DEM화 단계;
   를 더 수행하도록 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램.
8. 제5항에 있어서,
   상기 명령어는, 상기 컴퓨터로 하여금,
   항공기에서 상기 영역에 대하여 레이저를 스캐닝시키면서 취득한 레이저 데이터를 레이저 데이터용 기억 수단에 기억하는 단계;
   상기 레이저 데이터에 기초하여, 수치 표층 모델(DSM)을 생성하는 단계;
   상기 레이저 데이터에 기초하여 수치 표고 모델(DEM)을 생성하는 단계; 및
   상기 레이저 데이터에 기초한 수치 표층 모델(DSM)과 수치 표고 모델(DEM)에 의해 상기 DHM을 DHM용 기억 수단에 생성시키는 단계;
   를 더 수행하도록 하는, 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체에 기록된 지물 높이별 컬러 화상 생성 프로그램.

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