WO2004042675A1

WO2004042675A1 - 視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラム

Info

Publication number: WO2004042675A1
Application number: PCT/JP2003/014118
Authority: WO
Inventors: Tatsuro Chiba
Original assignee: Asia Air Survey Co.,Ltd.
Priority date: 2002-11-05
Filing date: 2003-11-05
Publication date: 2004-05-21
Also published as: JP3670274B2; CN1711568A; US7764282B2; US7876319B2; TW200415526A; AU2003277561A1; CN1711568B; US20060262117A1; TWI285852B; US20100231584A1; CN102214410B; CN102214410A; JPWO2004042675A1

Abstract

ベクトル場（７０）をその局所的な立体的属性も含め直感的に視認可能な仕方で実質的に二次元の視野上に視覚化（P5,P8）するため、ベクトル場（７０）を三次元の座標空間（８０）に写像して対応する座標点列を得（P1）、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度（A）を求め（P2）、前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度（C）を求め（P3）、前記浮上度（A）と前記沈下度（C）とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度（B）を求め（P4）、前記座標空間（８０）を二次元面（９０）に写像し、前記座標点列を連結する面の局所領域に対応する二次元面（９０）上の領域に前記浮沈度に対応する諧調表示（F）を行う（P5）。

Description

P T/JP2003/014118

1 明細書視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラム技術分野

本発明は、視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムに関し、特に、実質的に三つの成分をまとめて表示した三次元ベクトル（例えば、立体的地形デ一夕）或いは多次元ベクトル（例えば、立体的地形データと地質データとを併有するデータ）中の特定の三成分に関する三次元ベクトルが分布するベクトル場（例えば，地表面を表す地形データの集合）を、直感的に視認可能な仕方（例えば、視覚的立体感を与える仕方) で、実質的に二次元の視野（例えば、平面又は曲面）上に視覚化するための視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムに関する。

本発明は、また、 3次元座標で表された大量のデジタル画像データに基づく地形の凹凸部の高低及び傾斜を、等高線に代えて、色調で表現することにより視覚的に立体感を付与可能な傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムに関する。背景技術

三次元べクトル場の二次元面上での視覚化は、古来より多くの試みがなされている。

最も典型的には， 2つの成分を座標値に変換して、その交点を二次元面上にプロットし、各交点に残る第 3の成分の属性を付記する仕方（例えば、町内案内図）が知られているが、これだと第 3の成分の違いを簡単に把握できない。

この点、第 3の成分の属性的特徴を図形表示すること（例えば、市街案内図）もなされているが、それでも情報の局在化を免れることはできず、属性の連続的な変化が分からない。

そこで、二成分の連続的特徴（例えば、海岸、河川、湖沼等の外形線）と、第 3の成分の属性等値線（例えば、等高線）を記入する仕方が汎用されているが、やはり、属性の変化状態を直感的に視認することが難しい。

ここで、より具体的に，地形図を考えてみる。

解析図化機によるメッシュ測量では、地形を格子状に分割し、それに標高値を付与して D EM (デジタルエレべイシヨンモデル（"Digital Elavation Model」）のデータを得る。これを計算機で処理して、例えば地形の高度、傾斜角、斜面方位、ラプラシアン、流域区分、水系等に関するパラメータを計算し、面上に分布する計算結果を対応する画像に変換できる。

航空機レーザ一計測では、更に詳細な情報を含むデータが得られる。これらのデ一夕は、地形図にすべて盛り込まれる訳ではない。

例えば，高低及び傾斜に関する情報を取り出し、等高線として地図に記入する。だが、そこから立体的な地形を想像することは容易でない。斜め上方から光を当てた陰影図として立体感を出す画像もあるが、これだと特定方向の傾斜が強調される。

この点，グレイスケール（明度の段階）あるいはレインボウカラー (色相の段階）で表示した地形画像は、地形の幾何的特徴とその分布状態を直感的に視認でき、有用であるが、効果的な立体視感が得られない。

文献 1 ：「特開平 1一 4 6 9 0 2号公報」地上開度又は地下開度のいずれかをメガフィルタとして用い、これにより画像を処理することもあり、これだと比較的大域での地形の特徴を補足できるが、立体視感の点で物足りず、特に局所的な立体視感に不満が残る。

文献 2 ：「岩手大論文：横山隆三 · 白沢道生 ·菊地祐（ 1 9 9 9 ) 開度による地形特徴の表示，写真測量とリモートセンシング， v o . 3 8 , n o . 4 , 2 6 - 34」

ここで、地形図に立体視感を与える従来方法について述べる。

(ステレオマッチング画像、三次元画像）

基本的に視差を使用した画像で、 2枚の写真を用いる。赤/青フィル夕一、偏光フィルター、回折格子、又はレンティキユラ一レンズによる場合など様々な方法があるが、いずれも特定の方向から見る必要があり、また眼鏡を必要とする。しかも、拡大、縮小が難しい。

三次元画像は、特定方向から見下ろした画像で、影の部分が見えず，また遠くが小さく、近くは解像度が不足するので、判読に不向きである。しかも画像作成に時間を要する。

(等高線による表現）

等高線は山地の地形表現に好適だが、急傾斜（例えば、急崖部）或いは緩傾斜もしくは平坦地（平野部）で、段階的に高さを割り当てられた等高線が極度に集合、離散し、地形の判読に時間がかかる。

傾斜の角度及び向きを等高線の間隔の変化から推測することになり、従って単純な拡大、縮小に馴染まず、場合により作り直しが必要になる。等高線が混み合うと隙間がなくなり、崖記号で置換する。この作業は手間を要し、またベクトル化の障害になる。

小さな凹凸は、各等高線に高さを付与しないと判読できない。

(二次元的な標高値を有する画像データの集合）航空写真測量による図化作業では、特定の高度を連ねた等高線情報を直接取得し、等高線間の高度は与えない。

航空機レーザー計測或いは解析図化機によるメッシュ測量の場合には、 D E Mデ一夕を取得し、それに基づき等高線の二次元的な分布を求め、必要に応じ等高線のスムージングを行うが、最終的に等高線に含まれない情報、例えば、等高線間の三次元的幾何情報が使用されずに残る。本発明は以上の点に鑑みなされた。

従って、本発明は、ベクトル場をその局所的な立体的属性も含め直感的に視認可能な仕方で実質的に二次元の視野上に視覚化するための視覚化処理システム，視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムを提供することをその課題とする。

本発明は、また、地形の高低及び勾配の度合いを一目で立体的に把握できる傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムを提供することをその課題とする。発明の要旨

前記課題を解決すべく、本発明に係る視覚化処理システムは、べクトル場を三次元の座標空間に写像して対応する座標点列を得る第 1 のォペレ一夕と、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度を求める第 2 のオペレータと、前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度を求める第 3のオペレータと、前記浮上度と前記沈下度とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度を求める第 4 のオペレータと、前記座標空間を二次元面に写像し、前記座標点列を連結する面の分割領域に対応する二次元面上の領域に前記浮沈度に対応する諧調表示を行う第 5のオペレータとを備えることを特徴とする。本発明によれば、ベクトル場を三次元の座標空間に写像して、対応する座標点列を得るとともに、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度、つまり盛り上がりの度合い（例えば、地形図の尾根度）と、沈下度、つまり沈み込みの度合い（例えば、地形図の谷度）とを求め、それらを（差分も含む広義な範囲で）合目的的に重み付け合成して、局所領域での浮沈度、つまり、盛り上がり及び沈み込みの度合い（例えば、地形図の尾根谷度）を求め、これを二次元面上の対応する領域に諧調表示するようにしているので、べクトル場をその局所的な立体的属性も含め直感的に視認可能な仕方で、実質的な二次元面上に視覚化できる。前記浮上度は、好ましくは、前記座標点列を連結する面の局所領域における片面側の立体角で表される。

前記沈下度は、好ましくは、前記座標点列を連結する面の局所領域における他面側の立体角で表される。

前記視覚化処理システムは、好ましくは、更に、前記座標点列を連結する面の斜度分布を求める第 6 のオペレータを備え、前記第 5 のオペレ一夕は、好ましくは、前記二次元面上に前記斜度分布を（より好ましくは赤色系の色で）色調表示，即ち彩度表示し、その明度に関し、前記諧調表示を行う。

前記視覚化処理システムは、好ましくは、更に、前記座標点列のうち前記べクトル場での属性が等値な座標点を連結して属性等値線を得る第 7のオペレータと、前記諧調表示がなされた二次元面上に前記属性等値線を写像する第 8のォペレ一夕とを備える。

本発明に係る視覚化処理方法は、べクトル場を三次元の座標空間に写像して対応する座標点列を得る第 1 の工程と、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度を求める第 2 の工程と、前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度を求める第 3の工程と、前記浮上度と前記沈下度とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度を求める第 4 の工程と、前記座標空間を二次元面に写像し、前記座標点列を連結する面の分割領域に対応する二次元面上の領域に前記浮沈度を諧調表示する第 5の工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る視覚化処理プログラムは、ベクトル場を三次元の座標空間に写像して対応する座標点列を得る第 1 の処理と、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度を求める第 2 の処理と、前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度を求める第 3の処理と、前記浮上度と前記沈下度とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度を求める第 4 の処理と、前記座標空間を二次元面に写像し、前記座標点列を連結する面の分割領域に対応する二次元面上の領域に前記浮沈度を諧調表示する第 5 の処理とをコンビュ一夕に行わせるべく機能することを特徴とする。

本発明に係る傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理システムは、 3次元座標が付与されている多数のデジタルデータを記憶したデ一夕ベースと、コンピュータとからなることを特徴とし、前記コンビュ一夕は、前記デジタルデ一夕の同じ Z値を有する 3次元座標を繋いだ等高線を有する立体等高線画像を生成する手段と、前記等高線の間をメッシュ化する手段と、それぞれのメッシュに着目点を割り付け、この着目点を有するメッシュの隣同士のメッシュとの Z値の差の平均を求める手段と、この平均の差の大きさの度合いに応じた赤の諧調を前記着目点を有するメッシュに割り当てた傾斜赤色化画像を生成する手段と、前記着目点を有するメッシュの尾根谷度に応じて明度を変えたグレイスケール画像を生成する手段と、前記傾斜赤色化画像と前記グレイスケール画像とを乗算合成することで、傾斜の度合い及び高低の度合いを色で表現した傾斜赤色化立体画像を画面に表示する手段とを備えることを特徴とする。

本発明に係る傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理方法は、デジタルデータの同じ Z値を有する 3次元座標を繋いだ等高線を有する立体等高線画像を生成する工程と、前記等高線の間をメッシュ化するェ程と、それぞれのメッシュに着目点を割り付け、該着目点を有するメッシュの隣同士のメッシュとの Z値の差の平均を求める工程と、この平均の差の大きさの度合いに応じた赤の諧調を前記着目点を有するメッシュに割り当てた傾斜赤色化画像を生成する工程と、前記着目点を有するメッシュの尾根谷度に応じて明度を変えたグレイスケール画像を生成する工程と、前記傾斜赤色化画像と前記グレイスケール画像とを乗算合成することで、傾斜の度合い及び高低の度合いを色で表現した傾斜赤色化立体画像を画面に表示する工程とを備えることを特徴とする。

本発明に係る傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理プログラムは、コンピュータを、 3次元座標が付与されている多数のデジタルデータを読み出す手段、前記デジタルデータの同じ Z値を有する 3次元座標を繋いだ等高線を有する立体等高線画像を生成する手段、前記等高線の間をメッシュ化する手段、それぞれのメッシュに着目点を割り付け、該着目点を有するメッシュの隣同士のメッシュとの Z値の差の平均を求める手段、この平均の差の大きさの度合いに応じた赤の諧調を前記着目点を有するメッシュに割り当てた傾斜赤色化画像を生成する手段、前記着目点を有するメッシュの尾根谷度に応じて明度を変えたグレイスケ一ル画像を生成する手段、及び前記傾斜赤色化画像と前記グレイスケール画像とを乗算合成することで、傾斜の度合い及び高低の度合いを色で表現した傾斜赤色化立体画像を画面に表示する手段として機能させることを特徴とする。図面の簡単な説明

本発明の上記及びその他の特徴、作用、及び効果は、以下に添付図面を参照してなされる本発明を実施するための最適な形態の説明を読むことにより明らかとなる。添付図面中：

図 1 は、本発明の第 1 の実施の形態に係る視覚化処理システムのブロック図；

図 2 は、図 1 の視覚化処理システムの処理手順及び処理結果を示す流れ図；

図 3は、図 2の流れ図の A部詳細図；

図 4は、図 2の流れ図の B部詳細図；

図 5は、図 2の流れ図の C部詳細図；

図 6は、図 2の流れ図の D部詳細図；

図 7は、図 2の流れ図の E部詳細図；

図 8は、図 2の流れ図の F部詳細図；

図 9は、図 2の流れ図の G部詳細図；

図 1 0は、図 2の流れ図の H部詳細図；

図 1 1は、本発明の第 2の実施の形態に係る傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理システムのブロック図；

図 1 2は、図 1 1 の視覚化処理システムにおけるレーザ計測の説明図；

図 1 3は、図 Π の視覚化処理システムにおける 8方向配列の説明図；

図 1 4は、図 1 1 の視覚化処理システムにおける地上開度及び地下開度の原理説明図；

図 1 5は、図 1 1 の視覚化処理システムにおける地上開度及び地下開度の主要パターン説明図；図 1 6は、図 1 1 の視覚化処理システムにおける地上開度及び地下開度の立体的説明図；

図 1 7は、図 1 1 の視覚化処理システムにおける地上開度及び地下開度の標本地点及び距離の説明図；

図 1 8は、図 1 1 の視覚化処理システムにおけるグレイスケースの割当て説明図；

図 1 9は、図 1 1 の視覚化処理システムの凸部強調画像生成部、凹部強調画像生成部、及び第 1の合成部のブロック図；

図 2 0は、図 1 1 の視覚化処理システムの斜度強調画像作成部及び第 2の合成部のブロック図；

図 2 1は、図 1 1 の視覚化処理システムにおける地上開度画像及び地下開度画像と合成画像との生成過程説明図；

図 2 2は、図 1 1 の視覚化処理システムにおける傾斜赤色化立体画像の生成過程説明図； .

図 2 3は、図 1 1 の視覚化処理システムにより得られた富士山青木ケ原の立体視化画像を示す図；

図 2 4は、富士山青木ケ原の天神山スキー場南方地域の航空写真測量に基づく等高線付地形図；

図 2 5は、同上地域のレーザ測量データに基づく等高線付地形図；図 2 6は、同上地域の立体視化画像を示す拡大図；

図 2 7は、別の地域の立体視化画像を示す拡大図；

図 2 8は、別の地域の立体視化画像を示す拡大図；

図 2 9は、人体の X線透視図；

図 3 0は、図 29の透視図の段彩スライス画像；

図 3 1は、図 29 の透視図を図 1 の視覚化処理システムで処理して得た赤色諧調浮沈度分布画像；そして図 3 2は、図 31の画像を図 30の画像に重ねた合成画像である。発明を実施するための最適な形態

以下に、本発明を実施するための最適な形態を例示的に説明する。

(第 1 の実施の形態）

先ず、図 1〜図 10 を参照して、本発明の第 1 の実施の形態を説明する。図 1 は本実施形態に係る視覚化処理システム VPS1 のブロック図、図 2 は同システム VPS1 の処理手順 Π〜Ρ8及ぴ処理結果 Α〜Ι を示す流れ図、そして図 3〜図 10はそれぞれ主要な処理結果 Α〜Ηを詳細に示す図である。

図 1 に示すように、視覚化処理システム VPS1 は、ワークステーション、プロセッサ、マイクロコンピュータ、ロジック、レジスタ等の適宜な組み合わせからなる中央情報処理装置（CPU) 5 1と、この中央情報処理装置 5 1に必要な制御 ·操作情報を入力するキ一ボード（KB) 、マウス、対話型ソフトスィッチ、外部通信チャネル等を含む情報入力部 5 4と、中央情報処理装置 5 1から出力された情報を広義な意味で表示 -伝送するディスプレイ、プリンタ、外部通信チャネル等を含む情報出力部 5 5と、中央情報処理装置 5 1に読み込まれるオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム等の情報が格納されたロム（R OM) 等の第 1 の記憶部 5 2と、中央情報処理装置 5 1で随時処理すべき情報及び中央情報処理装置 5 1から随時書き込まれる情報を格納するラム（RAM) 等の第 2 の記憶部 5 3とを備える。第 1 及び第 2 の記憶部 5 2 , 5 3を適宜統合、細分化することは差し支えない。

第 1 の記憶部 5 2には、所定のアプリケーション上で動作する視覚化処理プログラム 6 0が格納され、この視覚化処理プログラム 6 0は、 11 本実施形態では、中央情報処理装置 5 1に読み込まれて図 I に示す 8 つの視覚化処理 P 1〜P 8をそれぞれ実行可能なプログラム群を含む第 1〜第 8 処理ファイル 6 1〜 6 8により構成されるが、それらプロダラム群の分類 >配備は自由に設定可能である。

第 2 の記憶部 5 3には、視覚処理プログラム 6 0の処理対象となるベクトル場 7 0が格納される。このベクトル場 7 0は、実質的に 3 種以上の情報を抽出可能な 1つ以上の成分を有する情報べクトルの有限集合（総数 N 個）であればよく、本実施形態の各ベクトルは、富士山地表面の微小な有限分割領域を代表する着目点に関し、その経度情報及び緯度情報を参照テーブルで確認可能な識別（Id) 番号と、隣接する着目点又は三角基準点に対する高度差とを含む 2成分べクトルである。第 1 処理ファイル 6 1は、 n番目（n=l〜N)に処理した 1 成分べクトル „の識別番号 Id_nと高度差とから、その経度 x_n、緯度 y_n、及び海抜高度 z _nを算出し、その値を第 2 の記憶部 5 3に格納された仮想的な三次元（ 3 D) の X— Y— Z直交座標空間 80 内の対応する座標点 Q_n = {X_n = x_n、 Y_n = y_n、 Z _n= z _n} に対応付けることにより、つまり、記憶部 53 内の座標点 Q_nに対応した記憶領域にべクトル V_nの識別番号 Id_nを格納することにより、ベクトル V_nを座標空間 80 に写像し、これを総数 N 個のべクトルについて行うことにより、べクトル場 7 0を座標空間 80に写像する（図 2の処理 P1) 。

第 1処理ファイル 6 1は、更に、座標空間 80 内の総数 N 個又はそれ未満の適宜な個数の Id 付き座標点の列 {Q_n : n≤N} を必要な滑らかさで連結する曲面 Sを最小二乗法等で求めて、これを総数 M個 {M≤ N} の微小な面領域 {S_m : m≤M} に分割し、それぞれ着目点 Q_fflを定め、関連情報を記憶部 5 3に格納する。

第 2 処理ファイル 6 2は、各面領域 S„に関し、その着目点 Q_mから所定半径内に位置する曲面 S の表側（Z +側）の局所領域 ⁺を確認し、それにより画成される着目点 Q_n周りの開放度（即ち、天側に対する見通し立体角又はそれと等価な二回微分値） _m+を求め（図 2 の処理 P2)、面領域 S_mの浮上度として記憶する。この浮上度を曲面 S全体に渡り諧調表示した画像を処理結果 A として図 3 に示す。この画像 A は、地形の尾根側、つまり（曲面 Sの）凸部をいかにも凸部らしく明瞭に示す。

第 3処理ファイル 6 3は、上記面領域 S_mに関し、その着目点 Q_mから上記所定半径内に位置する曲面 S の裏側（Z-側）の局所領域 —を確認し、それにより画成される着目点 Q_m周りの開放度（即ち、地側に対する見通し立体角又はそれと等価な二回微分値） _m—を求め（図 2 の処理 P3)、面領域 S_mの沈下度として記憶する。この沈下度を曲面 S 全体に渡り諧調表示した画像を処理結果 C として図 5に示す。この画像 C は、地形の谷側、つまり（曲面 Sの）凹部をいかにも凹部らしく明瞭に示す。この画像 C が前記画像 Α の単純な反転にならない点に留意する必要がある。

第 4 処理ファイル 6 4は、上記面領域 S_mに関し、その浮上度 V_m+と沈下度 _m—とを合目的的に（つまり、尾根と谷のどちらを重視するかに従い）定めた配分割合 w⁺： w— (w+ + w— = 0 ) で重み付け合成（w ⁺Ψ_m ⁺ + w-ψ_m ) することにより、前記所定半径内に位置する曲面 S の表裏の局所領域 α ， —）が着目点 Q_m周りにもたらす立体的効果を求め（図 2 の処理 P4)、面領域の浮沈度 _mとして記憶する。この浮沈度 _mを曲面 S 全体に渡り諧調表示した画像を処理結果 Bとして図 4に示す。この画像 Bは、（曲面 Sの）の凸部を凸部らしくまた凹部を凹部らしく明瞭に示すことにより、地形の尾根と谷とを際立たせ、視覚的立体感を増強する。なお、画像 Bは、上記合成の重み付けが w + = _w^_ = 1になっている。

ここで、第 6処理ファイル 6 6を説明する。このファイル 6 6は、上記面領域 S_mに関し、その最大傾斜度（又はそれと等価な一回微分値） G _mを、直接的に又は最小二乗法を介し間接的に求め（図 2の処理 P 6 ) 、上記面領域 S_mの斜度 G_mとして記憶する。この斜度 G_mを曲面 S 全体に渡り赤系統の色 Rで色調表示した画像（の無彩色表示画像）を処理結果 Dとして図 6に示す。この画像 Dも、地形（つまり曲面 S) の立体感を視覚的に醸成する効果を持つ。

第 5処理ファイル 6 5は、三次元座標空間 8 0をその関連情報（ _m、 G^ R) と共に、情報出力部 5 5の二次元面 9 0に写像（図 2 の処理 P5) することにより、前記座標点 Q_fflの列を連結する面 S の分割領域 S_m に対応する二次元面 9 0上の領域 9 0_mに、前記斜度 G_mの R色調表示を行うとともに、その R色調の明度について、前記浮沈度 _mに対応する諧調表示を行う。この画像（の無彩色表示画像）を処理結果 F として図 8に示す。この画像 F は、地形（つまり曲面 S) に視覚的立体感が付与されている。

図 7の画像 E は、前記画像 Dの情報（つまり斜度 G_mを示す R色調）と画像 A に対応する浮沈度（つまり浮上度 _m + ) の情報とを処理ファィル 6 5で二次元面 9 0に写像（処理 P5) した結果を示し、尾根部が強調されている。

図 9の画像 Gは、前記画像 Dの情報（斜度 G_mを示す R色調）と画像 C に対応する浮沈度（つまり沈下度 _m_) の情報とを処理ファイル 6 5 で二次元面 9 0に写像（処理 P5) した結果を示し、谷部が強調されている。

第 7 処理ファイル 6 7は、前記座標点 Q_nの列のうち、前記べクトル 7 0場のべクトル V_nの成分から抽出される属性（本実施形態では海抜高度 z _n) が等値な座標点 Q_nを連結した属性等値線（本実施形態では地形の等高線及び外形線） Ea を求めて、これを記憶し、必要に応じ、出力ないしは表示する（図 2 の処理 P 7) 。図 1 にその表示処理結果 Iを示す。この結果 Iも、地形（つまり曲面 S) の立体形状の把握に寄与する。

第 8 処理ファイル 6 8は、前記二次元面 9 0上に、前記三次元座標空間 8 0をその関連情報（ _m、 G_m, R) と共に写像ないしは出力表示するとともに、上記属性等値線 Ea を写像ないしは出力表示する（図 2 の処理 P8) 。その表示画像（の無彩色表示画像）を処理結果 Hとして図 1 0に示す。この画像 Hも、地形（つまり曲面. S) に視覚的立体感が付与されている。

従って本実施形態に係る視覚化処理システム VPS1 は、ベクトル場 70 を三次元の座標空間 8 0に写像して対応する座標点列 Qmを得る第 1 のオペレータ（6 1 ) と、前記座標点列を連結する面 S の局所領域での浮上度 V_m ⁺を求める第 2 のオペレータ（62)と、前記座標点列を連結する面 S の局所領域での沈下度を求める第 3のオペレータ

(6 3) と、前記浮上度と前記沈下度とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面 S の局所領域 L_mでの浮沈度 _mを求める第 4 のォペレ —夕（6 4) と、前記座標空間 8 0を二次元面 9 0に写像し、前記座標点列を連結する面 S の分割領域 S_raに対応する二次元面 9 0上の領域 9 0_mに前記浮沈度に対応する諧調表示を行う第 5 のオペレータ（6 5) とを備える。ここにオペレータとは、あらかじめ設定もしくはプロダラムされた演算処理機能もしくは演算処理命令を実行する要素もしくはその集合又は手段を意味する。

前記視覚化処理システム VPS1 は、更に、前記座標点列を連結する面 S の斜度 G_m分布を求める第 6 のオペレータ（6 6) を備え、前記第 5 のオペレータ（6 5 ) は、前記二次元面 9 0上に前記斜度分布を赤色系の色 Rで色調表示し、その明度に関し、前記諧調表示を行う。

前記視覚化処理システム VP S 1 は、更に、前記座標点列のうち前記べクトル 7 0場での属性が等値な座標点を連結して属性等値線 E a を得る第 7のオペレータ（6 7 ) と、前記諧調表示がなされた二次元面 9 0上に前記属性等値線 E a を写像する第 8 のオペレータ（6 8 ) とを備える。本実施形態によれば、ベクトル場 7 0をその局所的な立体的属性も含め直感的に視認可能な仕方で、実質的な二次元面 9 0上に視覚化できる。本実施形態に係る視覚化処理方法は、べクトル場を三次元の座標空間に写像して対応する座標点列を得る第 1 の工程 P 1 と、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度を求める第 2 の工程 P 2 と、前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度を求める第 3の工程 P 3 と、前記浮上度と前記沈下度とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度を求める第 4 の工程 P 4 と、前記座標空間を二次元面に写像し、前記座標点列を連結する面の分割領域に対応する二次元面上の領域に前記浮沈度を諧調表示する第 5の工程 P 5 とを備える。本実施形態に係る視覚化処理プログラム 6 0は、べクトル場を三次元の座標空間に写像して対応する座標点列を得る第 1 の処理 P 1 と、前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度を求める第 2 の処理 P 2 と、前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度を求める第 3の処理 P 3 と、前記浮上度と前記沈下度とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度を求める第 4 の処理 P 4 と、前記座標空間を二次元面に写像し、前記座標点列を連結する面の分割領域に対応する二次元面上の領域に前記浮沈度を諧調表示する第 5 の処理 P 5 とを中央情報処理装置 5 1に行わせるべく機能する。 (第 2の実施の形態）

次に、図 11〜図 2 8を参照して、本発明の第 2の実施の形態を説明する。

図 1 1は本実施形態に係る傾斜赤色化立体画像生成装置 4を含む視覚化処理システム VPS2 全体のブロック図、図 1 2は同システム VPS2 におけるレーザ計測の説明図、図 1 3は 8方向配列の説明図、図 1 4は地上開度及び地下開度の原理説明図、図 1 5は地上開度及び地下開度の主要パターン説明図、図 1 6は地上開度及び地下開度の立体的説明図、図 1 7は地上開度及び地下開度の標本地点及び距離の説明図、図 1 8はグレイスケースの割当て説明図、図 1 9は凸部強調画像生成部、凹部強調画像生成部、及び第 1の合成部のブロック図、図 2 0は斜度強調画像作成部及び第 2の合成部のブロック図、図 2 1は地上開度画像及び地下開度画像と合成画像との生成過程説明図、そして図 2 2は傾斜赤色化立体画像の生成過程説明図である。

また図 2 3は視覚化処理システム VPS2 により得られた富士山青木ケ原の立体視化画像、図 2 4は富士山青木ケ原の天神山スキー場南方地域の航空写真測量に基づく等高線付地形図、図 2 5は同上地域のレーザ測量データに基づく等高線付地形図、図 2 6は同上地域の立体視化画像を示す拡大図、図 2 7は別の地域の立体視化画像を示す拡大図、そして図 2 8は別の地域の立体視化画像を示す拡大図である。

本実施形態は、 D EM (Digital Elavation Model) デ一夕をもとに、第 1 実施形態の斜度 Gmに対応する斜度と、第 1 の実施の形態の浮上度 _m+に相当する地上開度と、第 1 の実施の形態の沈下度 _m_に相当する地下開度との 3つのパラメ一夕を求め、その平面分布をグレイスケール画像として保存する。

地上開度と地下開度の差分画像をグレイに、傾斜を赤のチャンネルにいれて、擬似カラー画像を作成することにより、尾根や山頂部分を白っぽく、また谷や窪地を黒っぽく表現し、傾斜が急な部分ほど赤く表現する。このような表現の組み合わせにより、 1枚でも立体感のある画像 (以下立体赤色化マップともいう）が生成される。

つまり、本実施形態の立体化マップの立体表現手法は、等高線の間をメッシュ化し、それぞれの隣のメッシュとの差すなわち傾斜は赤の色調で表現し、周辺に比べて高いか低いかはグレイスケールで表現する。これは第 1 の実施の形態の浮沈度 V _mに相当し、本実施形態では、尾根谷度と呼ばれ、より明るいほうが周辺に比べて高く（尾根的）、より暗いほうが周辺に比べて低い（谷的）ことを示唆し、その明暗を乗算合成することにより立体感が生じる。

図 1 1に、本実施形態に係る傾斜赤色化立体画像作成装置 4の概略構成を示す。図 1 1に示すように、本実施形態の傾斜赤色化立体画像作成装置 4は、以下に説明するコンピュータ機能を備えている。また、この傾斜赤色化立体画像作成装置 4には、各種デ一タベースが接続される。データベース 1には、レーザデ一夕 R iが保存される。このレーザデ

—夕（R x、 R y、 R z ：レ一ザデータによる座標であることを示すために Rを付加）は、図 1 2に示すように対象地域上空（デジタルカメラ撮影範囲が好ましい）を水平飛行する航空機により、下方にレーザ光を発射し、往復に要した時間と、航空機の位置、姿勢、発射角度から計算 (コンピュータ）によって、地表面の x、 y、 zを求めて保存している。前述の飛行位置の把握には G P S (図示せず）、姿勢の把握には I M U を用いる。

レーザ発射器（図示せず Z ) は、毎秒 3 3 0 0 0回発射することが可能であり、 8 0 c mに 1点の密度で標高点（R x、 R y、 R z ) の取得が可能である。 1回のレーザ発射について複数の反射パルスが測定された場合には、最終反射のデータを採用して保存する。

また、受信したレーザデータの分布傾向を検討し、周辺よりもスパイク状が高い点は、通過できなかった樹木のレーザデータと認定して取り除き、さらに樹木以外に家屋や、自動車、橋等のレーザデータも取り除く。従ってデ一夕べ一ス 1には、地表面のレ一ザデータ R iのみが保存される。

データベース ₂には、少なくともデジタルカメラ撮影範囲の等高線地図 H i ( 2万 5 0 0 0分の 1 ：等高線に番号を付している）を格納する。また、この等高線図の特徴点の座標（Hx、 Hy、 H z ：等高線図デー夕) を付加している。

また、データべ一ス 3にはステレオマッチングデータ M iを保存している。このステレオマッチングデ一夕 M iは、同じエリアを撮影した 2 枚の航空写真から立体画像を生成する。例えば、 2枚の写真の内で既知の建物の面を抽出し、この建物の面に Z値を与えて立体化（Mx、 My、 M z ) し、これを基準として他の地物に Z値を与えて行く。

DEMデ一タ作成部 6は、データべ一ス 1のレーザデータ R iを読み込み、それぞれの同じ標高値を結んだ等高線図を生成し、この等高線図に対して T I Nを作成して地面を復元する。そして、 T I Nと各格子点の交わる点の高さを求め D EMデータ（DEM： D i g i t a 1 E l a v a t i o n Mo d e 1 ) を作成する。

また、 DEMデータ作成部 6は、データベース 2に保存されている等高線地図 H iを読み、等高線同士を結んだ T I Nを生成し、これを前述の D EMデータにコンバートしている。

次に、本実施形態で用いる D EMデータについて説明する。例えば、「数値地図 5 0 mメッシュ（標高）」は 1 Z2 5 , 0 0 0地形図の縦 · 横を各々 2 0 0等分したメッシュ（メッシュ間隔は緯線方向が 2 . 2 5 秒、経線方向が 1 . 5 0秒となっている）の中心の標高を 1 m刻みで読み出して 2次元配列とする。

また、本実施形態の傾斜赤色化立体画像作成装置 4は、図 1 1 に示すように地上開度データ作成部 9と、地下開 it.デ一夕作成部 1 0と、傾斜算出部 8と、凸部強調画像作成部 1 1と、凹部強調画像作成部 1 2と、斜度強調部 1 3と、第 1の合成部 1 4と、第 2の合成部 1 5とを備えている。

本実施形態では、開度という概念を用いている。開度は当該地点が周囲に比べて地上に突き出ている程度及び地下に食い込んでいる程度を数量化したものである。つまり、地上開度は、図 1 4に示すように、着目する標本地点から距離 Lの範囲内で見える空の広さを表しており、また地下開度は逆立ちをして地中を見渡す時、距離 Lの範囲における地下の広さを表している。

開度は距離 Lと周辺地形に依存している。図 1 5は 9種の基本地形についての地上開度及び地下開度を、方位毎の地上角及び地下角の 8角形グラフで示したものである。一般に地上開度は周囲から高く突き出ている地点ほど大きくなり、山頂や尾根では大きな値をとり窪地や谷底では小さい。逆に地下開度は地下に低く食い込んでいる地点ほど大きくなり、窪地や谷底では大きな値をとり山頂や尾根では小さい。実際には、距離 Lの範囲内でも種々の基本地形が混在しているために、地上角及び地下角の 8角形グラフは変形され開度も種々の値をとることが多い。

前述のように D ( 及び D ^ ) L が Lに対して非増加特性をもっていることから、 i> L 及び Ψ ί もまた Lに対して非増加特性を持っている。また、開度図は計算距離の指定によって、地形規模に適合した情報抽出が可能であり、方向性及び局所ノイズに依存しない表示が可能である。つまり、尾根線及び谷線の抽出に優れており、豊富な地形 ·地質情報が判読できるものであり、図 1 6に示すように、一定範囲の DEMデ一夕上（地表面：立体：図 1 6の（a) ) において、設定した当該地点 A から 8方向のいずれか一方を見たときに最大頂点となる点 Bを結ぶ直線 L 1と、水平線とがなす角度ベクトル 0 iを求める。この角度ベクトルの求め方を 8方向に渡って実施し、これらを平均化したものを地上開度 Θ i と称し、一定範囲の DEMデータ上（地表面：立体）に空気層を押し当てた立体（図 1 6の（b) ) を裏返した反転 DEMデ一夕（図 1 6 の（c ) ) の当該地点 Aから 8方向のいずれか一方を見たときに最大頂点となる点 C (一番深い所に相当する）を結ぶ直線 L 2と、水平線とがなす角度を求める。この角度を 8方向に渡って求めて平均化したのを地下開度 i と称している。

すなわち、地上開度データ作成部 9は、着目点から一定距離までの範囲に含まれる D EMデータ上において、 8方向毎に地形断面を生成し、それぞれの地点と着目点を結ぶ線（図 1 6の（a) の L 1) の傾斜の最大値（鉛直方向から見たとき）を求める。このような処理を 8方向に対して行う。傾斜の角度は天頂からの角度（平坦なら 9 0度、尾根や山頂では 9 0度以上、谷底や窪地では 9 0度以下）また、地下開度データ作成部 1 0は、反転 DEMデ一夕の着目点から一定距離までの範囲において、 8方向毎に地形断面を生成し、それぞれの地点と着目点を結ぶ線の傾斜の最大値（図 1 6の（a) の地表面の立体図において鉛直方向から L 2を見たときには最小値）を求める。このような処理を 8方向に対して行う。

図 1 6の（a) の地表面の立体図において鉛直方向から L 2を見たときの角度ゆ iは、平坦なら 9 0度、尾根や山頂では 9 0度以下、谷底や窪地では 9 0度以上である。つまり、地上開度と地下開度は、図 1 7に示すように、 2つの基本地点 A ( i A, j A, HA) と B ( i B, j B, HB) を考える。標本間隔が 1 mであることから Aと Bの距離は

P = {(i_A - i_B" + (j_A - j_B)²l^1/2 ...(1)

となる。

図 1 7の（a) は標高 Omを基準として、標本地点の Aと Bの関係を示したものである。標本地点 Aの標本地点 Bに対する仰角 Θは

Θ = t a n-1 { (HB —HA ) ZP

で与えられる。 0の符号は① HA<HB の場合には正となり、 ② HA〉 HB の場合には負となる。

着目する標本地点から方位 D距離 Lの範囲内にある標本地点の集合を DSL と記述して、これを「着目する標本地点の D— L集合」を呼ぶことにする。ここで、

DB L ：着目する標本地点の DSL の各要素に対する仰角のうちの最大値

D δ L ：着目する標本地点の DSL の各要素に対する仰角のうちの最小値

として（図 1 7の（b) 参照）、次の定義をおこなう。

定義 1 ：着目する標本地点の D— L集合の地上角及び地下角とは、各々 Όφί = 9 0 - Di3L

及び

Όφί = 9 0 + Β δί

を意味するものとする。

ϋφΐ は着目する標本地点から距離 L以内で方位 Dの空を見ることができる天頂角の最大値を意味している。一般に言われる地平線角とは L を無限大にした場合の地上角に相当している。また、 Dゆ L は着目する標本地点から距離 L以内で方位 Dの地中を見ることができる天底角の最大値を意味している。 Lを増大させると、 DSL に属する標本地点の数は増加することから、 D)SL に対して非減少特性を持ち、逆に D5L は非増加特性を持つ。したがって D(i>L 及び ϋφί .は共に Lに対して非増加特性を持つことになる。

測量学における高角度とは、着目する標本地点を通過する水平面を基準にして定義される概念であり、 0とは厳密には一致しない。また地上角及び地下角を厳密に議論しょうとすれば、地球の曲率も考慮しなければならず、定義 1は必ずしも正確な記述ではない。定義 1はあくまでも DEMを用いて地形解析をおこなうことを前提として定義された概念である。

地上角及び地下角は指定された方位 Dについての概念であつたが、これを拡張したものとして、次の定義を導入する。

定義 II ：着目する標本地点の距離 Lの地上開度及び地下開度とは、各々 L= (0 +45 φί +90 L +135 ΐ +180φί + 225 φ L + 270 (i)L +315 ί ) / 8

及び

Ψ1= ( 0 +45 +90 +135 L +180 L + 225ゆ L + 270 t)L +315ゆ L ) / 8

を意味するものとする。

地上開度は着目する標本地点から距離 Lの範囲内で見える空の広さを表しており、また地下開度は逆立ちをして地中を見渡す時、距離 Lの範囲における地下の広さを表している（図 1 4参照）。

傾斜算出部 8は、 DEMデータを正方形にメッシュ化し、このメッシュ上の着目点と隣接する正方形の面の平均傾斜を求める。隣接する正方形は 4通り存在しており、いずれか一つを着目正方形とする。そして、この着目正方形の 4隅の高度と平均傾斜とを求める。平均傾斜は最小二乗法を用いて 4点から近似した面の傾きである。

凸部強調画像作成部 1 1は、図 1 8 ( a ) に示すように、尾根、谷底を明るさで表現するための第 1のグレイスケールを備え、地上開度デー夕作成部 9が地上開度（着目点から Lの範囲を 8方向見たときの、平均角度：高いところにいるかを判定するための指標）を求める毎に、この地上開度 S iの値に対応する明るさ（明度）を算出する。

例えば、地上開度の値が 4 0度から 1 2 0度程度の範囲に収まる場合は、 5 0度から 1 1 0度を第 1のグレイスケール【こ対応させ、 2 5 5諧調に割り当てる。

つまり、尾根の部分（凸部）の部分ほど地上開度の値が大きいので、色が白くなる。

そして、図 1 9に示すように、凸部強調画像作成部 1 1の凸部強調用色割当処理 2 0が地上開度画像デ一夕 D aを読み、着目点（座標）を有するメッシュ領域（D E Mデータの同じ Z値を繋いだ等高線を正方形でメッシュ化し（例えば l m) 、このメッシュの 4隅のいずれかの点を着目点としている場合）に、第 1のグレイスケールに基づく色データを割り付け、これを地上開度ファイル 2 1に保存（地上開度画像データ D p a ) する。次に、諧調補部 2 2がこの地上開度画像データ D p aの色諧調を反転させた地上開度レイヤ一 D pをファイル 2 3に保存する。つまり、尾根が白くなるように調整した地上開度レイヤー D pを得ている。凹部抽出部 1 2は、図 1 8 ( b ) に示すように、谷底、尾根を明るさで表現するための第 2のグレイスケールを備え、地下開度データ作成部 1 0が地下開度 i (着目点から 8方向の平均）を求める毎に、この地上開度 iの値に対応する明るさを算出する。

例えば、地下開度の値が 4 0度から 1 2 0度程度の範囲に収まる場合は、 5 0度から 1 1 0度を第 2のグレイスケールに対応させ、 2 5 5諧調に割り当てる。

つまり、谷底の部分（凹部）の部分ほど地下開度の値が大きいので、色が黒くなることになる。

そして、図 1 9に示すように、凹部強調画像作成部 1 2の凹部強調用色割当処理 2 5は、地下開度画像データ D bを読み、着目点（座標）を有するメッシュ領域（D E Mデータの同じ Z値を繋いだ等高線を正方形でメッシュ化し（例えば l m) 、このメッシュの 4隅のいずれかの点を着目点としている場合）に、第 2のグレイスケールに基づく色データを割り付け、これを地下開度ファイル 2 6に保存する。次に、諧調補正処理 2 7が地下開度画像データ D bの色諧調を補正する。

色が黒くなり過ぎた場合は、トーンカーブを補正した度合いの色にする。これを地下開度レイヤー D Qと称してファイル 2 8に保存する。

斜度強調部 1 3は、図 1 8 ( c ) に示すように、傾斜の度合いを明るさで表現するに応じたで表現するための第 3のグレイスケールを備え、傾斜算出部 8が傾斜度（着目点から 4方向の平均）を求める毎に、この傾斜度の値に対応する第 3のグレイスケールの明るさ（明度）を算出する。

例えば、斜度 a; iの値が 0度から 7 0度程度の範囲に収まる場合は、 0度から 5 0度を第 3のグレイスケールに対応させ、 2 5 5諧調に割り当てる。つまり、 0度が白、 5 0度以上が黒。傾斜ひの大きい地点ほど色が黒くなる。

そして、図 2 0に示すように、斜度強調画像作成部 1 3の斜度強調用色割当処理 3 0は、地下開度画像データ D bと地上開度画像データ D a との差画像を斜度画像 D r aとしてファイル 3 1に保存する。

このとき、着目点（座標）を有するメッシュ領域（D E Mデータの同じ Z値を繋いだ等高線を正方形でメッシュ化し（例えば lm) 、このメッシュの 4隅のいずれかの点を着目点としている場合）に、第 3のダレィスケールに基づく色データを割り付ける。次に、赤色処理が RGB力ラ一モード機能で Rを強調する。つまり、傾斜が大きいほど赤が強調された傾斜強調画像 D rをファイル 3 3に得る。

第 1の合成部 1 4は、地上開度レイヤ一 D pと地下開度レイヤー D Q とを乗算して合成した合成画像 D h (D h=D p +Dl ) を得る。このとき、谷の部分が潰れないように両方のバランスを調整する。

前述の「乗算」というのは、フォトショップ（Photoshop) 上のレイャ一モードの用語で、数値処理上は OR演算となる。

このバランス調整は、地上開度と地下開度の値の配分は、ある地点を地点を中心として一定の半径（L/2) の地表面を切り取る。

空全体が一様な明るさの場合に地表面から見上げる空の広さが地面の明るさを与える。

つまり、地上開度が明るさとなる。しかし、光が回り込むことまで考えると、地下開度の値も考慮するべきである。

この両者の比をどのようにするべきかで、地形の尾根の部分を強調したり、任意に変化させることができる。谷の中の地形を強調したいときは bの値を大きくする。

明るさの指標 a X地上開度— b X地下開度

但し、 a + b = 1

すなわち、図 2 1に示すように、地上開度レイヤー D p (尾根を白強調）と地下開度レイヤ一 D Q (底を黒く強調）と乗算合成した灰色の諧調表現の合成画像を得る（Dh=D p +Dl ) 。

一方、第 2の合成部は、ファイルの傾斜強調画像 D rと第 1の合成部で合成して得た合成画像 Dhと合成した尾根が赤色で強調された立体赤色化画像 K iを得て、表示部に表示する。

すなわち、図 2 2に示すように、地上開度レイヤー D p (尾根を白強調）と地下開度レイヤ一 D Q (底を黒く強調）と乗算合成した灰色の諧調表現の合成画像 D hを得ると共に、斜度画像 D r aに対して傾斜が多きほど赤が強調された傾斜強調画像 D rを得る。

そして、この傾斜強調画像 D rと合成画像 D hとを合成する。

図 2 3は、本実施形態の処理を用いた青木ケ原一帯の立体地図である。図 2 3に示すよう、天神山スキー場の直ぐ南にある氷穴火口列は青木ケ原溶岩流を流出させた火口の一つである。空中写真では深い樹林に阻害され、その位置を確認することが困難である。また、航空測量による等高線地図では氷穴火口列は表現することが困難（図 2 4参照）であったが、レーザデータによる地図（図 2 5参照）では氷穴火口列らしいことが分かる。

これに対して、本実施形態の立体映像によれば、図 2 6に示すように氷穴火口列であることがハッキリ分かると共に、溶岩流が作る凹凸や登山道も分かる。

また、図 2 7及び図 2 8は拡大図であり、溶岩流れ、道路の傾斜、凹凸が視覚的に分かる。

なお、上記実施の形態の手法は、金星の地形や火星の地形に適用できる。さらに、電子顕微鏡で測定された凹凸の可視化にも適用できる。また、ゲーム機器に適用すれば、めがねをかけなくとも立体感が得られる。以上のように、本実施形態によれば、 D EM (Digital Elavation Mo d e l ) データをもとに、傾斜、地上開度、地下開度の 3つのパラメ一夕を求め、平面分布をグレイスケール画像として保存。地上開度と地下開度の差分画像をグレイに、傾斜を赤のチャンネルにいれて、擬似カラ —画像を作成することによって、尾根や山頂部分が白っぽく、谷や窪地が黒っぽく表現し、傾斜が急な部分ほど赤く表現する。このような表現の組み合わせにより、 1枚でも立体感のある画像が生成できる。このため、一目で凹凸の高低の度合い及び傾斜の度合いを把握させることができる。 (第 3の実施の形態）

次に、図 2 9〜図 32 を参照して、図 1 の視覚化処理システム VP S 1 を援用した本発明の第 3の実施の形態を説明する。

図 2 9は人体の X 線透視図、図 3 0は同透視図の段彩スライス画像、図 3 1は同透視図を上記視覚化処理システム VP S 1 で処理して得た赤色諧調浮沈度分布画像、そして図 3 2は図 3 1の画像を図 3 0の画像に重ねた合成画像である。

図 3 0の段彩スライス画像は、図 29 の X線透視図の各画素の色相をその明度に応じスライスし段彩化した画像で、本実施形態では、上記画素の位置情報と明度とを成分とするべクトルの場を視覚化処理システム VP S 1 のベクトル場 7 0として記憶部 5 3に格納し、視覚化処理プログラム 6 0の第 7処理ファイル 6 7による処理 P 7の結果として情報出力部 5 5に表示される。 .

また図 3 1 の赤色諧調浮沈度分布画像が、視覚化処理プログラム 6 0 の第 5処理ファイル 6 5による処理 P 5の結果として情報出力部 5 5に表示される。

そして図 32 の合成画像が、視覚化処理プログラム 6 0の第 8処理フアイル 6 8による処理 P 8の結果として情報出力部 5 5に表示される。産業上の利用可能性

本発明によれば、べクトル場その局所的な立体的属性も含め直感的に視認可能な仕方で実質的に二次元の視野上に視覚化することが可能な視覚化処理システム，視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムが提供される。

また、地形の高低及び勾配の度合いを一目で立体的に把握できる傾斜赤色化立体画像を生成する視覚化処理システム、視覚化処理方法、及び視覚化処理プログラムが提供される。

Claims

請求の範囲

1. ベクトル場（ 7 0 ) を三次元の座標空間（ 8 0 ) に写像して対応する座標点列を得る第 1 のオペレータ（6 1 ) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度（A) を求める第 1 のオペレータ（6 2 ) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度（C) を求める第 3 のオペレータ（6 3 ) と、

前記浮上度（A) と前記沈下度（C) とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度（B) を求める第 4 のオペレータ（ 6 4) と、

前記座標空間（ 8 0 ) を二次元面（ 9 0 ) に写像し、前記座標点列を連結する面の局所領域に対応する二次元面（9 0 ) 上の領域に前記浮沈度に対応する諧調表示（F) を行う第 5のオペレータ（6 5 ) とを備えることを特徴とする視覚化処理システム（VPS1 ;VPS2) 。

2. 前記浮上度（B) は、前記座標点列を連結する面の局所領域における片面側の立体角で表されることを特徴とする請求項 1に記載の視覚化処理システム（VPS1 ;VPS2) 。

3. 前記沈下度（C) は、前記座標点列を連結する面の局所領域における他面側の立体角で表されることを特徴とする請求項 2に記載の視覚化処理システム（VPS1 ;VPS2) 。

4. 更に、前記座標点列を連結する面の斜度分布（D) を求める第 6 のオペレータ（6 6 ) を備え、

前記第 5 のオペレータ（6 5 ) は、前記二次元面（9 0 ) 上に前記斜度分布（D) を色調表示（F) し、その明度に関し前記諧調表示（F) を行う

ことを特徴とする請求項 1 に記載の視覚化処理システム (VPS1 ;VPS2)

5. 前記第 5 のオペレータ（6 5 ) は、前記斜度分布（D) を赤色系の色で色調表示（F) することを特徴とする請求項 4に記載の視覚化処理システム（VPS1 ;VPS2) 。

6. 更に、前記座標点列のうち前記ベクトル楊（7 0 ) での属性が等値な座標点を連結して属性等値線（I) を得る第 7のオペレータ（6 7 ) と、 .

前記諧調表示（F) がなされた二次元面（9 0 ) 上に前記属性等値線 (I) を写像する第 8のオペレータ（6 8) と

を備えることを特徴とする請求項 1 に記載の視覚化処理システム (VPS1 ;VPS2) 。

7. ベクトル場（7 0 ) を三次元の座標空間（8 0 ) に写像して対応する座標点列を得る第 1 の手段（6 1 ) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度（A) を求める第 1 の手段（6 2 ) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度（C) を求める第 3 の手段（6 3 ) と、

前記浮上度（A) と前記沈下度（C) とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度（B) を求める第 4 の手段（6 4) と、前記座標空間（8 0 ) を二次元面（ 9 0 ) に写像し、前記座標点列を連結する面の局所領域に対応する二次元面（9 0) 上の領域に前記浮沈度（B) に対応する諧調表示（F) を行う第 5 の手段（6 5 ) と

を備えることを特徴とする視覚化処理システム（VPS1 ;VPS2) 。

8. ベクトル場（7 0 ) を三次元の座標空間（8 0) に写像して対応する座標点列を得る第 1 の工程（P1) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度（A) を求める第 2 の工程（P2) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度（C) を求める第 3 の工程（P3) と、

前記浮上度（A) と前記沈下度（C) とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度（B) を求める第 4 の工程 (P4) と、

前記座標空間（ 8 0 ) を二次元面（ 9 0 ) に写像し、前記座標点列を連結する面の局所領域に対応する二次元面（9 0) 上の領域に前記浮沈度（B) を諧調表示（F) する第 5 の工程（P5) と

を備えることを特徴とする視覚化処理方法。

9. ベクトル場（7 0 ) を三次元の座標空間（8 0 ) に写像して対応する座標点列を得る第 1 の処理 1) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での浮上度（A) を求める第 2 の処理（P2) と、

前記座標点列を連結する面の局所領域での沈下度（C) を求める第 3 の処理 3) と、

前記浮上度（A) と前記沈下度（C) とを重み付け合成して前記座標点列を連結する面の局所領域での浮沈度（B ) を求める第 4 の処理 (P 4) と、

前記座標空間（8 0 ) を二次元面（ 9 0 ) に写像し、前記座標点列を連結する面の局所領域に対応する二次面（9 0 ) 上の領域に前記浮沈度（B) を諧調表示（F) する第 5の処.理 (P 5 ) と

をコンピュータ（ 5 1 ) に行わせるべく機能することを特徴とする視覚化処理プログラム（6 0 ) 。

1 0 . 3次元座標が付与されている多数のデジタルデータを記憶したデ —夕ベースと、

コンピュータとからなり、

前記コンピュータは、

前記デジタルデータの同じ Z値を有する 3次元座標を繋いだ等高線を有する立体等高線画像を生成する手段と、

前記等高線の間をメッシュ化する手段と、

それぞれのメッシュに着目点を割り付け、該着目点を有するメッシュの隣同士のメッシュとの Z値の差の平均を求める手段と、

この平均の差の大きさの度合いに応じた赤の諧調を前記着目点を有するメッシュに割り当てた傾斜赤色化画像を生成する手段と、

前記着目点を有するメッシュの尾根谷度に応じて明度を変えたダレィスケール画像を生成する手段と、

前記傾斜赤色化画像と前記グレイスケール画像とを乗算合成することで、傾斜の度合い及び高低の度合いを色で表現した傾斜赤色化立体画像を画面に表示する手段と

を備える

ことを特徴とする傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理システム（VP S 1 ) 。

1 1 . デジタルデ一夕の同じ Z値を有する 3次元座標を繋いだ等高線を有する立体等高線画像を生成する工程と、

前記等高線の間をメッシュ化する工程と、

それぞれのメッシュに着目点を割り付け、該着目点を有するメッシュの隣同士のメッシュとの Z値の差の平均を求める工程と、

この平均の差の大きさの度合いに応じた赤の諧調を前記着目点を有するメッシュに割り当てた傾斜赤色化画像を生成する工程と、

前記着目点を有するメッシュの尾根谷度に応じて明度を変えたダレィスケール画像を生成する工程と、

前記傾斜赤色化画像と前記グレイスケール画像とを乗算合成することで、傾斜の度合い及び高低の度合いを色で表現した傾斜赤色化立体画像を画面に表示する工程と

を備えることを特徴とする傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理方法。

1 2 . コンピュータを、

3次元座標が付与されている多数のデジタルデータを読み出す手段、前記デジタルデータの同じ Z値を有する 3次元座標を繋いだ等高線を有する立体等高線画像を生成する手段、

前記等高線の間をメッシュ化する手段、

それぞれのメッシュに着目点を割り付け、該着目点を有するメッシュの隣同士のメッシュとの Z値の差の平均を求める手段、

この平均の差の大きさの度合いに応じた赤の諧調を前記着目点を有するメッシュに割り当てた傾斜赤色化画像を生成する手段、前記着目点を有するメッシュの尾根谷度に応じて明度を変えたダレィスケール画像を生成する手段、及び

前記傾斜赤色化画像と前記グレイスケール画像とを乗算合成することで、傾斜の度合い及び高低の度合いを色で表現した傾斜赤色化立体画像を画面に表示する手段

として機能させることを特徴とする傾斜赤色化立体画像を生成するための視覚化処理プログラム。