WO2014175217A1 - 図化システム、図化方法及びプログラム - Google Patents

図化システム、図化方法及びプログラム Download PDF

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survey
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洋市 浦本
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株式会社パスコ
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    • G09B29/10—Map spot or coordinate position indicators; Map reading aids
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    • G—PHYSICS
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    • H04N13/106—Processing image signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/30—Image reproducers
    • H04N13/332—Displays for viewing with the aid of special glasses or head-mounted displays [HMD]

Definitions

  • the present invention relates to a plotting system, a plotting method, and a program for digitizing map information related to terrain / features from surveying photograph images.
  • a digital mapping process has been carried out using a digital mapper to digitize map information related to topography, features, etc. from survey photo images.
  • the digital plotter displays an ortho image, a stereo pair image, etc. on the screen of the display, and obtains the coordinates of a point specified by the display image by the user.
  • digital mapping the position and shape of features such as buildings and roads are acquired in the form of digital data.
  • the digital mapping process based on the ortho image that is a planar view image the user does not need an operation for acquiring the height, and therefore, the digitizing operation is performed as compared with the digital mapping process based on the stereoscopic image (stereoscopic image).
  • the height information cannot be obtained, or it may be difficult to interpret the feature because the difference in specific height is not known.
  • an aerial photograph taken from the sky has an occlusion part that is a shadow of a building or the like, and map information of the occlusion part is missing from an ortho image generated based on the aerial photograph or the like. Therefore, the digital mapping process based on the ortho image can reduce the accuracy of the planar position.
  • the information of the three-dimensional coordinates is obtained from the stereo measurement image, and the visual amount is twice as large as that of the single photograph image and the sense of depth due to the stereoscopic vision.
  • the accuracy of interpretation of the feature by the user is improved.
  • the occlusion portion in the stereo pair image is smaller than that in the ortho image that is a single image, the data acquisition accuracy is improved.
  • the user needs an operation for acquiring the height and the digitizing work load becomes larger than the digital mapping processing based on the ortho image.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a plotting system, a plotting method, and a program capable of acquiring data with suitable work efficiency and suitable accuracy.
  • the plotting system displays a survey photograph image on a screen, measures coordinate data for a measurement point designated by the user on the survey photograph image, and displays the plot data of the survey photograph image.
  • a plotting system for generating a plan view image generating unit that generates a plan view image consisting of a single image as the survey photo image, and an entity for generating a stereo view image based on a stereo pair image as the survey photo image
  • a visual image generation unit and a display image switching unit that switches a display image to be displayed on the screen between the planar image and the stereoscopic image in accordance with a user operation.
  • the generation unit and the stereoscopic image generation unit maintain the position of the measurement point on the screen and the scale and orientation of the survey photo image when the display image is switched.
  • the plotting system described in (1) further includes a coordinate calculation unit that performs a stereo matching process on the stereo pair image to calculate an elevation at the measurement point, and the stereoscopic image generation unit Can be configured to generate an image in which the measurement point is stereoscopically viewed at a depth corresponding to the elevation as the stereoscopic image.
  • the plotting system described in (1) or (2) performs a stereo matching process on the stereo pair image to calculate an altitude at the measurement point, and on the ground surface of the measurement point.
  • a display image generation unit for generating the survey photograph image and an image for displaying the three-dimensional coordinate as an image to be displayed on the screen. It can be.
  • Another plotting system displays a survey photo image on a screen, measures coordinate data for a measurement point designated by the user on the survey photo image, and plots the survey photo image.
  • a plotting system for generating data a plan view image generating unit for generating a plan view image consisting of a single image as the survey photograph image, and a stereo for generating a stereo pair image of a ground area corresponding to the plan view image
  • a pair image generation unit coordinates for obtaining a three-dimensional coordinate composed of coordinates on the ground surface of the measurement point and the elevation by performing a stereo matching process on the stereo pair image to calculate the elevation at the measurement point A calculation unit; and a display image generation unit that generates an image for displaying the survey photo image and the three-dimensional coordinates as an image to be displayed on the screen.
  • planar view image may be an ortho image.
  • the plotting method displays a survey photograph image on a screen, measures coordinate data for a measurement point designated by the user on the survey photograph image, and displays the plot data of the survey photograph image.
  • a diagramming method for generating a plan view image generating step for generating a plan view image consisting of a single image as the survey photo image, and an entity for generating a stereo view image based on a stereo pair image as the survey photo image A visual image generation step, and a display image switching step for switching a display image to be displayed on the screen between the planar image and the stereoscopic image in accordance with a user operation, and the planar image
  • the generation step and the stereoscopic image generation step maintain the position of the measurement point on the screen and the scale and orientation of the survey photo image when the display image is switched.
  • a program according to the present invention displays a survey photograph image on a screen on a computer, measures coordinate data for a measurement point designated by the user on the survey photograph image, and displays the survey data of the survey photograph image
  • a stereoscopic image generating unit that generates a stereoscopic image
  • a display image switching unit that switches a display image to be displayed on the screen between the planar image and the stereoscopic image according to a user operation
  • the planar view image generation unit and the stereoscopic image generation unit are configured to display the position of the measurement point on the screen when the display image is switched. , Maintaining the scale and orientation of the surveying photographic images.
  • a plotting system, a plotting method, and a program capable of acquiring data with suitable work efficiency and suitable accuracy can be obtained.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a plotting system according to a first embodiment of the present invention. It is a schematic diagram which shows the example of a screen display of a display part. It is a schematic block diagram of the plotting system which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a plotting system 2 according to the first embodiment.
  • the plotting system 2 includes a processing unit 4, a storage unit 6, an operation unit 8, and a display unit 10.
  • the processing unit 4 is constructed using a computer and a program executed on the computer. .
  • the processing unit 4 includes a CPU (Central Processing Unit) of a computer, and includes a planar image generation unit 20, a stereoscopic image generation unit 22, a display image switching processing unit 24, a coordinate calculation unit 26, and a display image generation unit 28, which will be described later. Function.
  • CPU Central Processing Unit
  • the storage unit 6 is a storage device including a semiconductor memory such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory), a hard disk drive (HDD), and the like.
  • the storage unit 6 stores various programs executed by the processing unit 4 and various data necessary for processing of the present system, and inputs and outputs such information to and from the processing unit 4.
  • ortho image data 30, aerial photograph data 32, external orientation data 34, and internal orientation data 36 are stored in advance.
  • Ortho image data 30 is image data generated by performing ortho correction on an aerial photograph of a central projection taken from an aircraft or an artificial satellite image.
  • the aerial photograph data 32 is image data such as an aerial photograph of a central projection taken from an aircraft or an artificial satellite image, and is not orthorectified.
  • aerial photograph data 32 images obtained by photographing the same point on the ground surface from a plurality of different positions and directions in the air are acquired.
  • the aerial photograph data 32 is used for generating a stereo pair image and stereo matching processing.
  • the external orientation data 34 and the internal orientation data 36 are orientation elements related to photographing from an aircraft, an artificial satellite, etc., and are used in the generation of stereo pair images and stereo matching processing.
  • External orientation elements are the camera position (projection center position) and posture.
  • the internal orientation element is camera calibration information, and includes the principal point position, focal length, distortion, camera image resolution, and the like of the camera lens.
  • the storage unit 6 stores digital mapping data 40 as a processing result of the plotting process.
  • the operation unit 8 is a keyboard, mouse, etc., and is used by the user to operate the system.
  • the display unit 10 is an image display device such as a liquid crystal monitor, and displays a survey photograph image or the like that is a target of digital mapping processing.
  • the planar image generation unit 20 generates a planar image as a survey photo image to be displayed on the screen of the display unit 10. Specifically, the planar image is a single image composed of an ortho image, and the planar image generation unit 20 generates an ortho image of a range / scale specified by the user based on the ortho image data 30.
  • the stereoscopic image generation unit 22 generates a stereoscopic image as a survey photo image to be displayed on the screen of the display unit 10. For example, the stereoscopic image generation unit 22 generates a stereo pair image that is displayed in a time-division manner as a stereoscopic image from the aerial photograph data 32.
  • the stereoscopic vision can be obtained by, for example, viewing the stereo pair image with glasses having a liquid crystal shutter in which the left and right visual fields are alternately shielded.
  • a stereo pair image can be displayed by overlapping linearly polarized light orthogonal to each other and viewed with glasses with a polarizing filter.
  • the stereoscopic image generation unit 22 may generate an anaglyph as a stereoscopic image from the stereo pair image.
  • the observer can obtain the real vision by observing the anaglyph using glasses with red and blue color filters on the left and right.
  • a method for realizing stereoscopic vision with the naked eye a method in which separate light beams are incident on the left and right eyes by a shielding plate or a lenticular lens (parallax barrier method), a display using a holographic display or integral photography
  • a method of presenting a parallax image to the observer by reproducing the wavefront of the light beam as described above (light beam reproduction method) can also be used.
  • the display image switching processing unit 24 displays either the ortho image generated by the planar image generation unit 20 or the stereoscopic image generated by the stereoscopic image generation unit 22 on the display unit 10 in accordance with a user operation. Switch the display.
  • the coordinate calculation unit 26 digitizes the position (measurement point) designated by the user in the survey photo image (ortho image or stereoscopic image) displayed on the display unit 10. Specifically, the coordinate calculation unit 26 can calculate the coordinates (two-dimensional coordinates) of the measurement points on the ground surface. Further, when the stereoscopic image is displayed, the coordinate calculation unit 26 performs a stereo matching process on the stereo pair image that constitutes the stereoscopic image or is a base point image thereof. Based on the coordinates and the corresponding internal orientation data 36 and external orientation data 34, coordinates on the ground surface (two-dimensional coordinates) and altitude are calculated. In addition, the user can change the position of the measurement point with respect to the height direction by operating the operation unit 8, and in this case, the coordinate calculation unit 26 calculates the height of the measurement point set by the user operation. .
  • the display image generation unit 28 generates an image including a survey photograph image as an image to be displayed on the screen of the display unit 10.
  • a window and a display area other than the main window in which the survey photo image is displayed can be set.
  • a ribbon menu that allows various operations with the mouse is placed at the top of the screen, a window that displays the positional relationship between the entire survey photo image and the range currently displayed in the main window, The coordinates of the points can be displayed.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a screen display example of the display unit 10, and a screen 50a shown in FIG. 2A is an example of an ortho image display in which an ortho image 52 is displayed on the main window, and FIG. A screen 50b shown in FIG. 5 is an example of the stereoscopic image display in which the stereoscopic image 54 is displayed in the main window.
  • the user can designate a measurement point by a survey photograph image displayed on the display unit 10 by operating a mouse or the like which is the operation unit 8.
  • the planar vision image generation unit 20 and the stereoscopic vision image generation unit 22 include an ortho image 52 displayed on the screen 50 of the display unit 10 and a mark such as a “+” mark indicating the position of the measurement point on the stereoscopic vision image 54 (floating mark 56 ) Is generated and displayed. Thereby, the user can easily recognize the position of the measurement point.
  • the mapping system 2 can switch between ortho image display and stereoscopic image display as described above. For an area where the user can easily read the feature with the ortho image, the user can efficiently perform the work by displaying the ortho image on the display unit 10 and performing the digitizing operation. On the other hand, in places where it is difficult to read the features of the ortho image or where occlusion occurs, or where height measurement is required, the display image is switched to the stereoscopic image and digitization is performed. In addition, the planar position accuracy can be improved, and the height can be measured.
  • the plotting system 2 enables digitizing work to be performed by switching the display image on one screen. That is, the ortho image 52 and the stereoscopic image 54 are switched and displayed at the same position on the screen of the display unit 10. Further, the plotting system 2 prevents the position (two-dimensional position) on the screen of the measurement point (floating mark 56) from changing during the switching. Further, the plotting system 2 does not change the scale or orientation of the survey photo image when the display image is switched.
  • the position on the ground surface and the position on the screen of the measurement point set in the planar view image generation unit 20 the scale of the survey photograph image
  • the direction is taken over by the stereoscopic image generation unit 22, and conversely, when switching from the stereoscopic image display to the ortho image display, they are taken over from the stereoscopic image generation unit 22 to the planar vision image generation unit 20.
  • the display image is switched on one screen, and at that time, by maintaining the position of the measurement point on the screen, the scale and orientation of the survey photo image, etc., the user can perform the measurement and the realization of the ortho image.
  • the digitizing operation can be continued without moving the viewpoint, and the burden of grasping the correspondence between the display images before and after the switching is reduced. Therefore, the use efficiency of the user in the digital mapping process is improved by using the plotting system 2.
  • the stereoscopic image generation unit 22 stereoscopically displays the measurement point in the stereoscopic image 54 at a depth corresponding to the altitude of the ground surface or the surface of the feature. Generate an image. Specifically, the elevation of the surface of the ground surface or feature reflected at the position of the measurement point is calculated by the coordinate calculation unit 26 as described above, and the stereoscopic image generation unit 22 detects the floating marks 56 and 56 ′ in the stereoscopic image. Is set to have a value corresponding to the altitude. Alternatively, the mutual positions of parallax images such as stereo pair images are shifted so that the floating marks 56 and 56 ′ match.
  • the coordinates inputted by the measured measurement points and the figures input along the contours of the features and the like are stored in the digital mapping data 40 together with the attribute information added by the user.
  • the user can change the height of the measurement point.
  • the user changes the height of the measurement point.
  • the plotting system 2 is configured to automatically set the height of the measurement point on the surface of the ground or the surface of the feature calculated by the stereo matching by the coordinate calculation unit 26 even if the measurement point moves within the screen. it can. Thereby, labor saving of operation for a user to acquire height can be achieved.
  • the display image generation unit 28 can display the coordinates of the measurement point beside the floating mark, and in the stereoscopic image display, the three-dimensional coordinates 58b are displayed as the coordinates.
  • the three-dimensional coordinates 58b are displayed as the coordinates.
  • two-dimensional coordinates 58a can be basically displayed as the coordinates.
  • the coordinate calculation unit 26 performs a stereo matching process based on the stereo pair image corresponding to the displayed ortho image to obtain the altitude of the surface of the ground surface or the feature at the position of the floating mark.
  • the display image generation unit 28 may calculate and display the three-dimensional coordinates including the altitude on the ortho image 52.
  • FIG. 3 is a schematic block diagram of the plotting system 60 according to the second embodiment.
  • the processing unit 4 of the plotting system 60 has functions as a planar image generation unit 20, a stereo pair image generation unit 62, a coordinate calculation unit 26, and a display image generation unit 28.
  • the plotting system 60 displays an ortho image, which is a planar view image, as a survey photo image on the display unit 10, and the user sets a measurement point on the ortho image and acquires data.
  • the stereo pair image generation unit 62 generates a stereo pair image of the ground area corresponding to the ortho image displayed on the display unit 10.
  • the coordinate calculation unit 26 digitizes the position of the measurement point (floating mark) designated in the ortho image displayed on the display unit 10 by the user.
  • the coordinate calculation unit 26 performs a stereo matching process based on a stereo pair image corresponding to the displayed ortho image in addition to the coordinates (two-dimensional coordinates) of the measurement points on the ground surface, and at the position of the measurement point.
  • the altitude of the ground surface or the surface of the feature is calculated, and the three-dimensional coordinates of the measurement points are obtained.
  • the display image generation unit 28 generates an image including the ortho image generated by the planar image generation unit 20 as an image to be displayed on the screen of the display unit 10.
  • the three-dimensional coordinates of the measurement points calculated by the coordinate calculation unit 26 are displayed, for example, beside the floating mark.
  • the plotting system 60 the survey photograph image displayed on the display unit 10 is a planar view image, and the user does not perform an operation for acquiring the height of the measurement point. However, the plotting system 60 automatically acquires the elevation of the surface of the ground surface or feature at the position of the measurement point. The user can easily interpret the feature or the like with reference to the altitude displayed on the screen.
  • 2,60 plotting system 4 processing unit, 6 storage unit, 8 operation unit, 10 display unit, 20 planar image generation unit, 22 stereoscopic image generation unit, 24 display image switching processing unit, 26 coordinate calculation unit, 28 Display image generation unit, 30 ortho image data, 32 aerial photo data, 34 external orientation data, 36 internal orientation data, 40 digital mapping data, 62 stereo pair image generation unit.

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Abstract

　測量写真画像から地形・地物等に関わる地図情報を数値化する図化システムにおいて作業効率と精度の向上を図る。　平面視画像生成部（２０）は、測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する。実体視画像生成部（２２）は、測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する。表示画像切換処理部（２４）はユーザの操作に応じて、表示部（１０）の画面へ表示させる表示画像を平面視画像及び実体視画像の相互間にて切り換える。平面視画像生成部（２０）及び実体視画像生成部（２２）は、表示画像の切り換え時に、測標点の画面上での位置、測量写真画像の縮尺及び向きを維持する。

Description

図化システム、図化方法及びプログラム
　本発明は、測量写真画像から地形・地物等に関わる地図情報を数値化する図化システム、図化方法及びプログラムに関する。
　従来、デジタル図化機を用いて、測量写真画像から地形・地物等に関わる地図情報を数値化するデジタルマッピング処理が行われている。デジタル図化機は、ディスプレイの画面上にオルソ画像やステレオペア画像などを表示し、ユーザにより表示画像にて指定された点の座標を求める。デジタルマッピングにより建物や道路などの地物の位置・形状がデジタルデータの形態で取得される。
特開２００２－５６５９号公報 特開２００７－４０９４号公報
　平面視画像であるオルソ画像に基づくデジタルマッピング処理では、ユーザは高さを取得するための操作を要しないので、実体視画像（立体視画像）に基づくデジタルマッピング処理と比較してデジタイズの操作が容易となる一方、高さの情報を取得できないことが問題となったり、比高差が分からないため地物の判読が難しくなったりする場合がある。また、上空から撮影された航空写真等には建物等の陰となるオクルージョン部分が存在し、当該航空写真等に基づいて生成されたオルソ画像からはオクルージョン部分の地図情報が欠落する。そのため、オルソ画像に基づくデジタルマッピング処理は平面位置の精度が低下し得る。
　この点、ステレオペア画像に基づく実体視画像を用いたデジタルマッピング処理では、ステレオ計測像により３次元座標の情報が得られると共に、単写真画像の２倍の情報量及び実体視による奥行感によって目視と近い状態を再現することにより、ユーザによる地物の判読精度が向上する。また、一般的に、ステレオペア画像でのオクルージョン部分は単画像であるオルソ画像より少なくなるので、データの取得精度が向上する。その一方で、ユーザは高さを取得するための操作を要し、オルソ画像に基づくデジタルマッピング処理に比べて、デジタイズの作業負荷が大きくなるという問題がある。
　本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、好適な作業効率で好適な精度のデータ取得が可能な図化システム、図化方法及びプログラムを提供することを目的とする。
　（１）本発明に係る図化システムは、画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する図化システムであって、前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成部と、前記測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する実体視画像生成部と、ユーザの操作に応じて、前記画面へ表示させる表示画像を前記平面視画像及び前記実体視画像の相互間にて切り換える表示画像切換手段と、を有し、前記平面視画像生成部及び前記実体視画像生成部は、前記表示画像の切り換え時に、前記測標点の前記画面上での位置、前記測量写真画像の縮尺及び向きを維持する。
　（２）上記（１）に記載する図化システムはさらに、前記ステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って前記測標点における標高を算出する座標算出部を有し、前記実体視画像生成部は、前記実体視画像として、前記測標点が前記標高に対応する奥行きに立体視される画像を生成する構成とすることができる。
　（３）上記（１）又は（２）に記載する図化システムは、前記ステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って前記測標点における標高を算出し、前記測標点の地表面上での座標及び前記標高からなる３次元座標を求める座標算出部と、前記画面に表示する画像として、前記測量写真画像及び前記３次元座標を表示する画像を生成する表示画像生成部と、を有する構成とすることができる。
　（４）他の本発明に係る図化システムは、画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する図化システムであって、前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成部と、前記平面視画像に対応する地表領域のステレオペア画像を生成するステレオペア画像生成部と、前記ステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って前記測標点における標高を算出し、前記測標点の地表面上での座標及び前記標高からなる３次元座標を求める座標算出部と、前記画面に表示する画像として、前記測量写真画像及び前記３次元座標を表示する画像を生成する表示画像生成部と、を有する。
　（５）上記（１）から（４）に記載する図化システムにおいて、前記平面視画像はオルソ画像とすることができる。
　（６）本発明に係る図化方法は、画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する図化方法であって、前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成ステップと、前記測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する実体視画像生成ステップと、ユーザの操作に応じて、前記画面へ表示させる表示画像を前記平面視画像及び前記実体視画像の相互間にて切り換える表示画像切換ステップと、を有し、前記平面視画像生成ステップ及び前記実体視画像生成ステップは、前記表示画像の切り換え時に、前記測標点の前記画面上での位置、前記測量写真画像の縮尺及び向きを維持する。
　（７）本発明に係るプログラムは、コンピュータに、画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する処理を行わせるためのプログラムであって、当該コンピュータを、前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成手段、前記測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する実体視画像生成手段、及び、ユーザの操作に応じて、前記画面へ表示させる表示画像を前記平面視画像及び前記実体視画像の相互間にて切り換える表示画像切換手段、として機能させ、前記平面視画像生成手段及び前記実体視画像生成手段は、前記表示画像の切り換え時に、前記測標点の前記画面上での位置、前記測量写真画像の縮尺及び向きを維持する。
　本発明によれば、好適な作業効率で好適な精度のデータ取得が可能な図化システム、図化方法及びプログラムが得られる。
本発明の第１の実施形態に係る図化システムの概略のブロック図である。 表示部の画面表示例を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態に係る図化システムの概略のブロック図である。
　以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）について、図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
　図１は、第１の実施形態に係る図化システム２の概略のブロック図である。図化システム２は、処理部４、記憶部６、操作部８及び表示部１０を含んで構成される。処理部４として、本システムの処理を行う専用のハードウェアを作ることも可能であるが、本実施形態では処理部４は、コンピュータ及び、当該コンピュータ上で実行されるプログラムを用いて構築される。
　処理部４は、コンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、後述する平面視画像生成部２０、実体視画像生成部２２、表示画像切換処理部２４、座標算出部２６及び表示画像生成部２８として機能する。
　記憶部６はＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の半導体メモリやハードディスクドライブ（Hard Disk Drive：ＨＤＤ）などからなる記憶装置である。記憶部６は処理部４にて実行される各種のプログラムや、本システムの処理に必要な各種データを記憶し、処理部４との間でこれらの情報を入出力する。
　例えば、記憶部６には、オルソ画像データ３０、空中写真データ３２、外部標定データ３４及び内部標定データ３６が予め格納される。
　オルソ画像データ３０は航空機から撮影された中心投影の空中写真あるいは人工衛星画像等をオルソ補正して生成された画像データである。
　一方、空中写真データ３２は航空機から撮影された中心投影の空中写真あるいは人工衛星画像等の画像データであり、オルソ補正はされていない。空中写真データ３２として地表の同一地点を空中の異なる複数位置・方向から撮影した画像が取得される。空中写真データ３２はステレオペア画像の生成やステレオマッチング処理に用いられる。
　外部標定データ３４及び内部標定データ３６は航空機、人工衛星等からの撮影に関する標定要素であり、ステレオペア画像の生成やステレオマッチング処理で用いられる。外部標定要素はカメラの位置（投影中心位置）・姿勢である。内部標定要素はカメラキャリブレーション情報であり、カメラのレンズの主点位置、焦点距離，歪みやカメラの画像解像度等からなる。
　また記憶部６には、図化処理の処理結果としてデジタルマッピングデータ４０が格納される。
　操作部８はキーボード、マウスなどであり、ユーザが本システムへの操作を行うために用いる。
　表示部１０は液晶モニタ等の画像表示装置であり、デジタルマッピング処理の対象となる測量写真画像などを表示する。
　平面視画像生成部２０は表示部１０の画面に表示する測量写真画像として平面視画像を生成する。具体的には、当該平面視画像はオルソ画像からなる単画像であり、平面視画像生成部２０はオルソ画像データ３０に基づいて、ユーザが指定した範囲・縮尺のオルソ画像を生成する。
　実体視画像生成部２２は表示部１０の画面に表示する測量写真画像として実体視画像を生成する。例えば、実体視画像生成部２２は、空中写真データ３２から実体視画像として、時分割表示されるステレオペア画像を生成する。当該ステレオペア画像を例えば、左右の視界が交互に遮蔽される液晶シャッターを備えた眼鏡で見ることで実体視が得られる。また、ステレオペア画像を互いに直交する直線偏光をかけて重ねて表示し、これを偏光フィルタの付いた眼鏡で見る方式とすることもできる。また、実体視画像生成部２２はステレオペア画像から実体視画像としてアナグリフを生成してもよい。この場合は、観察者は左右に赤と青のカラーフィルタの付いた眼鏡を用いてアナグリフを観察することで実体視を得ることができる。さらに、裸眼で実体視を実現する方式として、遮蔽板やレンチキュラーレンズ等により左右眼に別々の光線を入射させる方式（視差障壁方式）や、ホログラフィック・ディスプレイやインテグラル・フォトグラフィを用いたディスプレイのように光線の波面を再生することにより観察者に視差画像を提示する方式（光線再生方式）などを用いることもできる。
　表示画像切換処理部２４は、ユーザの操作に応じて、平面視画像生成部２０により生成されたオルソ画像と、実体視画像生成部２２により生成された実体視画像とのいずれを表示部１０に表示させるかを切り換える。
　座標算出部２６は、表示部１０に表示された測量写真画像（オルソ画像又は実体視画像）においてユーザが指定した位置（測標点）を数値化する。具体的には、座標算出部２６は測標点の地表面上での座標（２次元座標）を算出することができる。さらに座標算出部２６は、実体視画像が表示されている場合には、当該実体視画像を構成する、又はその元となるステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って求めた測標点の写真座標と該当する内部標定データ３６及び外部標定データ３４とを元に地表面上での座標（２次元座標）と標高を算出する。また、ユーザは操作部８を操作して測標点の位置を高さ方向に関しても変えることができ、この場合、座標算出部２６はユーザ操作により設定された測標点について高さを算出する。
　表示画像生成部２８は、表示部１０の画面に表示する画像として、測量写真画像を含む画像を生成する。表示部１０の表示画像には測量写真画像が表示されるメインウィンドウ以外のウィンドウや表示領域も設定することができる。例えば、画面の上部にマウスで各種操作を可能とするリボンメニューを配置したり、測量写真画像の全体とメインウィンドウに現在表示されている範囲との位置関係を表示するウィンドウを設けたり、測標点の座標を表示したりすることができる。
　引き続いて図化システム２の機能についてさらに説明する。図２は表示部１０の画面表示例を示す模式図であり、図２（ａ）に示す画面５０ａはメインウィンドウにオルソ画像５２が表示されたオルソ画像表示の例であり、図２（ｂ）に示す画面５０ｂはメインウィンドウに実体視画像５４が表示された実体視画像表示の例である。
　ユーザは操作部８であるマウスなどを操作して、表示部１０に表示された測量写真画像にて測標点を指定することができる。平面視画像生成部２０及び実体視画像生成部２２は表示部１０の画面５０に表示するオルソ画像５２、実体視画像５４に測標点の位置を示す「＋」印などのマーク（フローティングマーク５６）が重畳して表示される画像を生成する。これによりユーザは測標点の位置を容易に認識することができる。
　図化システム２は上述のようにオルソ画像表示と実体視画像表示とを切り換えることができる。ユーザはオルソ画像にて地物の判読を容易に行うことができる領域については、オルソ画像を表示部１０に表示させてデジタイズ作業を行うことで、効率良く作業を進めることができる。一方、オルソ画像では地物の判読が難しかったりオクルージョンが生じていたりする個所や、高さの計測が必要となる個所では、表示画像を実体視画像に切り換えてデジタイズ作業を行うことで、判読精度や平面位置精度の向上を図ることができ、また高さを計測することができる。
　図化システム２はこの表示画像を切り換えて行うデジタイズ作業を１つの画面上で可能とする。つまり、表示部１０の画面の同じ位置にオルソ画像５２と実体視画像５４とを切り換えて表示する。さらに図化システム２は当該切り換えにおいて、測標点（フローティングマーク５６）の画面上での位置（２次元位置）が変わらないようにする。また、図化システム２は当該表示画像の切り換え時に、測量写真画像の縮尺や向きも変えないようにする。例えば、オルソ画像表示から実体視画像表示への切り換え時には、平面視画像生成部２０に設定されている測標点の地表面上での位置及び画面上での位置、並びに測量写真画像の縮尺及び向きが実体視画像生成部２２に引き継がれ、逆に実体視画像表示からオルソ画像表示への切り換え時にはそれらは実体視画像生成部２２から平面視画像生成部２０へ引き継がれる。
　このように１つの画面上で表示画像を切り換え、その際、測標点の画面上での位置や、測量写真画像の縮尺及び向きなどを維持することにより、ユーザはオルソ画像での計測と実体視画像での計測とを相互に切り換える際に、視点を移動させずにデジタイズの作業を継続することができ、また切り換え前後での表示画像の対応関係を把握する負担が軽減される。よって、図化システム２を用いることでデジタルマッピング処理におけるユーザの作業効率が向上する。
　また、オルソ画像表示から実体視画像表示へ切り換えたとき、実体視画像生成部２２は、実体視画像５４にて測標点が地表又は地物の表面の標高に対応する奥行きに立体視される画像を生成する。具体的には、測標点の位置に映る地表又は地物の表面の標高は上述のように座標算出部２６により算出され、実体視画像生成部２２は実体視画像におけるフローティングマーク５６，５６’の横視差が当該標高に対応した値となるように設定する。またはフローティングマーク５６、５６’が一致するようにステレオペア画像等の視差画像の相互位置をずらす。これにより表示画像を実体視画像に切り換えたとき、フローティングマークは地表又は地物の表面に位置している実体視が得られる。一方、切り換え前のオルソ画像表示ではフローティングマークは画面に平面的に表示された地表又は地物の表面に位置しているように視認される。よって、実体視画像に切り換えたときのフローティングマークの奥行きを上述のように設定することで、表示画像切り換え時にフローティングマークが置かれた高さが変化する印象をユーザが受けにくくなりユーザの違和感が軽減され、ひいてはデジタイズ作業の効率低下の防止を図ることができる。
　計測された測標点の座標や、地物等の輪郭に沿って入力された図形は、ユーザにより付加された属性情報などと共にデジタルマッピングデータ４０に格納される。
　なお、既に述べたように実体視画像表示においてユーザは測標点の高さを変化させることができるが、実体視画像表示への切り換え後、ユーザが測標点の高さ変更の操作をしなければ、図化システム２は測標点が画面内で移動してもその高さを座標算出部２６がステレオマッチングで算出した地表又は地物の表面の標高に自動的に設定するように構成できる。これによりユーザが高さを取得するための操作の省力化を図ることができる。
　表示画像生成部２８は例えば、フローティングマークの傍らに測標点の座標を表示することができ、実体視画像表示では当該座標として３次元座標５８ｂが表示される。また、オルソ画像表示では当該座標として基本的には２次元座標５８ａを表示することができる。一方、オルソ画像表示時においても座標算出部２６が、表示されているオルソ画像に対応するステレオペア画像に基づくステレオマッチング処理を行って、フローティングマークの位置での地表又は地物の表面の標高を算出し、表示画像生成部２８はオルソ画像５２に当該標高を含んだ３次元座標を表示してもよい。
［第２の実施形態］
　以下、本発明の第２の実施形態に係る図化システム６０を説明する。本実施形態の構成要素のうち上記第１の実施形態と共通のものには同一の符号を付して基本的に当該構成要素についての説明を省略し、主として第１の実施形態との相違点を説明する。
　図３は、第２の実施形態に係る図化システム６０の概略のブロック図である。図化システム６０の処理部４は平面視画像生成部２０、ステレオペア画像生成部６２、座標算出部２６及び表示画像生成部２８としての機能を有する。
　図化システム６０は表示部１０に測量写真画像として平面視画像であるオルソ画像を表示し、ユーザは当該オルソ画像上にて測標点を設定しデータ取得を行う。
　ステレオペア画像生成部６２は、表示部１０に表示されるオルソ画像に対応する地表領域のステレオペア画像を生成する。
　座標算出部２６は、ユーザが表示部１０に表示されたオルソ画像において指定した測標点（フローティングマーク）の位置を数値化する。座標算出部２６は測標点の地表面上での座標（２次元座標）に加え、表示されているオルソ画像に対応するステレオペア画像に基づくステレオマッチング処理を行って、測標点の位置での地表又は地物の表面の標高を算出し、測標点の３次元座標を求める。
　表示画像生成部２８は、表示部１０の画面に表示する画像として、平面視画像生成部２０が生成したオルソ画像を含む画像を生成する。表示部１０の表示画像には、座標算出部２６により算出された測標点の３次元座標が例えば、フローティングマークの傍らなどに表示される。図化システム６０では、表示部１０に表示される測量写真画像は平面視画像であり、ユーザは測標点の高さを取得するための操作を行わない。しかし、図化システム６０が自動的に測標点の位置での地表又は地物の表面の標高を取得する。ユーザは画面に表示される当該標高を参考にして地物等の判読を容易に行うことが可能となる。
　２，６０　図化システム、４　処理部、６　記憶部、８　操作部、１０　表示部、２０　平面視画像生成部、２２　実体視画像生成部、２４　表示画像切換処理部、２６　座標算出部、２８　表示画像生成部、３０　オルソ画像データ、３２　空中写真データ、３４　外部標定データ、３６　内部標定データ、４０　デジタルマッピングデータ、６２　ステレオペア画像生成部。

Claims (7)

  1. 　画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する図化システムであって、
    　前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成部と、
    　前記測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する実体視画像生成部と、
    　ユーザの操作に応じて、前記画面へ表示させる表示画像を前記平面視画像及び前記実体視画像の相互間にて切り換える表示画像切換手段と、
    　を有し、
    　前記平面視画像生成部及び前記実体視画像生成部は、前記表示画像の切り換え時に、前記測標点の前記画面上での位置、前記測量写真画像の縮尺及び向きを維持すること、
    　を特徴とする図化システム。
  2. 　請求項１に記載の図化システムにおいて、
    　前記ステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って前記測標点における標高を算出する座標算出部を有し、
    　前記実体視画像生成部は、前記実体視画像として、前記測標点が前記標高に対応する奥行きに立体視される画像を生成すること、
    　を特徴とする図化システム。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の図化システムにおいて、
    　前記ステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って前記測標点における標高を算出し、前記測標点の地表面上での座標及び前記標高からなる３次元座標を求める座標算出部と、
    　前記画面に表示する画像として、前記測量写真画像及び前記３次元座標を表示する画像を生成する表示画像生成部と、
    　を有することを特徴とする図化システム。
  4. 　画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する図化システムであって、
    　前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成部と、
    　前記平面視画像に対応する地表領域のステレオペア画像を生成するステレオペア画像生成部と、
    　前記ステレオペア画像に対しステレオマッチング処理を行って前記測標点における標高を算出し、前記測標点の地表面上での座標及び前記標高からなる３次元座標を求める座標算出部と、
    　前記画面に表示する画像として、前記測量写真画像及び前記３次元座標を表示する画像を生成する表示画像生成部と、
    　を有することを特徴とする図化システム。
  5. 　請求項１、請求項２及び請求項４のいずれか１つに記載の図化システムにおいて、
    　前記平面視画像はオルソ画像であること、を特徴とする図化システム。
  6. 　画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する図化方法であって、
    　前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成ステップと、
    　前記測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する実体視画像生成ステップと、
    　ユーザの操作に応じて、前記画面へ表示させる表示画像を前記平面視画像及び前記実体視画像の相互間にて切り換える表示画像切換ステップと、
    　を有し、
    　前記平面視画像生成ステップ及び前記実体視画像生成ステップは、前記表示画像の切り換え時に、前記測標点の前記画面上での位置、前記測量写真画像の縮尺及び向きを維持すること、
    　を特徴とする図化方法。
  7. 　コンピュータに、画面に測量写真画像を表示し、当該測量写真画像上にてユーザが指定する測標点について座標データを計測し前記測量写真画像の図化データを生成する処理を行わせるためのプログラムであって、当該コンピュータを、
    　前記測量写真画像として単画像からなる平面視画像を生成する平面視画像生成手段、
    　前記測量写真画像として、ステレオペア画像に基づいて実体視画像を生成する実体視画像生成手段、及び、
    　ユーザの操作に応じて、前記画面へ表示させる表示画像を前記平面視画像及び前記実体視画像の相互間にて切り換える表示画像切換手段、として機能させ、
    　前記平面視画像生成手段及び前記実体視画像生成手段は、前記表示画像の切り換え時に、前記測標点の前記画面上での位置、前記測量写真画像の縮尺及び向きを維持すること、
    　を特徴とするプログラム。
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