JP4771459B2 - Color elevation slope map creation system and color elevation slope map creation method - Google Patents
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Description
本発明は、計測対象とする地域における傾斜の度合いや標高差が視覚的に明確に同時に判断できる構成とした、カラー標高傾斜図作成システムおよびカラー標高傾斜図作成方法に関するものである。 The present invention relates to a color elevation slope map creation system and a color elevation slope map creation method that are configured so that the degree of slope and the difference in elevation in a region to be measured can be determined visually and simultaneously.
地域の開発や環境保全、災害発生の予防対策を講ずるために、地形の判読が必要となる場合がある。ここで、一般に、地形とは地表面の起伏の形態のことであり、その特徴は、1地点においてはその位置(平面座標x、y、および標高zで表される)および斜面の向きと傾斜の方向で認識できる。さらに、ある面積を持った領域においては、地形は、斜面の向きの変化と傾斜の変化との組み合わせの3次元空間における連続性によって認識できる。 Interpretation of the topography may be necessary to take regional development, environmental conservation, and disaster prevention measures. Here, in general, terrain is a form of undulation of the ground surface, and its features are its location (expressed by plane coordinates x, y, and altitude z) at one point, and the direction and slope of the slope. Can be recognized in the direction. Further, in a region having a certain area, the topography can be recognized by continuity in a three-dimensional space of a combination of a change in slope direction and a change in slope.
地形判読は、地表面の起伏の形態の特徴を把握することにより、目的に応じた地形区分を行うものである。地形判読に必要な情報としては、斜面の傾斜度、傾斜度の変化、傾斜の向き、斜面の走向、地点の高度、地点の平面的位置、多点間の距離・位置関係などがあり、判読を定量的に行うためにはこれらができるだけ歪みのない状態で提示されていることが望ましい。 The terrain interpretation is to perform terrain classification according to the purpose by grasping the features of the undulations on the ground surface. Information necessary for interpretation of topography includes slope slope, change in slope, slope direction, slope strike, point altitude, point planar position, and distance / position relationship between multiple points. In order to carry out quantitatively, it is desirable that these are presented with as little distortion as possible.
地形判読に必要な情報を得る手法として、次の3種類の手法が知られている。 The following three types of methods are known as methods for obtaining information necessary for interpretation of topography.
(1)仮想的立体を視覚的に再現する方法
空中写真など、立体に対し中心投影法により作成した視点の異なる一対の平面画像、あるいは地形図などを斜投影法により画像処理した一対の平面画像を用い、肉眼の視差を利用して仮想的立体を視覚内に構築するもので、平行法・交差法・余色法により立体視を行う方法がある。また、マイクロプリズムによる波長ごとの屈折角の違いを利用して左右両眼に視差を作り出し、赤いものは手前に、青いものは奥に見えるような視覚を生み出すことによって、高度を色相に割り当てた平面画像から仮想的立体を再現する手法もある。これらの方法では、実際に立体を見る状態と類似した立体感を再現でき、さらに視差の効果を調整することにより、立体感を強調してみせることもできる。
(1) A method for visually recreating a virtual solid A pair of planar images with different viewpoints created by the central projection method, such as aerial photographs, or a pair of planar images obtained by subjecting a topographic map to image processing by the oblique projection method Is used to construct a virtual solid in the visual field using the parallax of the naked eye. Altitude was assigned to hue by creating a parallax for the left and right eyes using the difference in refraction angle of each wavelength by the microprism, creating a visual that looks red in the foreground and blue in the foreground. There is also a technique for reproducing a virtual solid from a planar image. In these methods, it is possible to reproduce a three-dimensional effect similar to a state of actually viewing a three-dimensional image, and to enhance the three-dimensional effect by adjusting the parallax effect.
(2)地形判読に必要な情報を個別に提示する方法
地表面の起伏を記述する地形量を個々に提示することにより2次元平面において地形的特徴を読み取る方法である。(a)傾斜図は、任意の地点における傾斜の度合いを数値あるいは記号などに置き換え、または色相や明度などの連続量として示したものである。非特許文献1には、DEMデータから算出した傾斜から傾斜図を作成し、地形判読に利用する試みが示されている。同様に(b)傾斜方位図は、任意の地点における傾斜方向を数値あるいは記号、色相や明度などに置き換えて示したものである。
(2) Method for individually presenting information necessary for terrain interpretation This is a method for reading terrain features on a two-dimensional plane by individually presenting terrain quantities describing the undulations of the ground surface. (A) The inclination diagram shows the degree of inclination at an arbitrary point by a numerical value or symbol, or a continuous amount such as hue or brightness. Non-Patent Document 1 shows an attempt to create an inclination map from an inclination calculated from DEM data and use it for terrain interpretation. Similarly, (b) the tilt azimuth map shows the tilt direction at an arbitrary point replaced with numerical values or symbols, hue, brightness, and the like.
(c)斜面方位図は、任意の地点において斜面と交差する水平面が描く交線の向きを数値あるいは記号、色相や明度などに置き換えて示したものである。標高図は、任意の地点における標高値を数値あるいは記号などに置き換えて示したものである。標高値を色相や明度などに置き換え、段階的に表示したものを高度段彩図という。(d)標高図のうち、同標高値を連ねた線を一定間隔で描画したものは、等高線図と呼ばれ、標高値と同時に等高線の向きによって斜面方位を表している。 (C) The slope orientation diagram shows the direction of the intersection line drawn by the horizontal plane intersecting the slope at an arbitrary point replaced with a numerical value or symbol, hue, brightness, and the like. The altitude map shows the altitude value at an arbitrary point replaced with a numerical value or a symbol. Altitude values are replaced with hue, brightness, etc., and displayed step by step is called an advanced stage chart. (D) Of the altitude maps, those obtained by drawing lines with the same altitude values drawn at regular intervals are called contour maps, and the slope direction is represented by the direction of the contour lines simultaneously with the altitude values.
(3)凹凸感の生成により擬似的に立体感を得る方法
(a)2次元平面上では、標高値の情報に基づいて立体感を得ることは、一定距離間の標高値の変化の情報によるのみではむずかしい。しかし、一定距離間の標高値の変化の情報と凹凸を判定する情報とを組み合わせて立体感を得る手法が、最近開発されている。地形の凹凸の情報を得る手法としては、任意の方向に光源を設定して生じた陰影で地表面の起伏を表現する方法、凸部や凹部の一定距離間における地上(地下)見通し角をあらわす地上(地下)開度を算出する方法がある。また、起伏のある地形に対して交差するような傾向面を発生させ、その面と地表面との標高差の正負を算出し凹部と凸部を判別して可視化する方法がある。
(3) Method of obtaining a three-dimensional effect in a pseudo manner by generating unevenness (a) On a two-dimensional plane, obtaining a three-dimensional effect based on information on altitude values is based on information on changes in altitude values over a certain distance. It is difficult to do alone. However, a technique for obtaining a stereoscopic effect by combining information on changes in altitude values over a certain distance and information for determining unevenness has recently been developed. As a method to obtain information on unevenness of topography, a method of expressing the undulations of the ground surface with shading caused by setting a light source in an arbitrary direction, and expressing the ground (underground) line-of-sight angle between a certain distance of convex parts and concave parts There is a method for calculating the above-ground (underground) opening. In addition, there is a method of generating a trend surface that intersects the undulating terrain, calculating the positive / negative of the difference in elevation between the surface and the ground surface, and distinguishing and visualizing the concave portion and the convex portion.
(b)これらの方法に基づいて2次元平面上で立体感を表現した図としては、一定方向に光源をおいて作成した陰影起伏図がある。また、非特許文献2には、地表面の起伏にローパスフィルタをかけた値と実際の標高値との差分を色相と彩度に割り当て、垂直方向の光源によって生じる反射輝度を明度に割り当てて透過合成した陰陽図が示されている。 (B) As a diagram expressing a three-dimensional effect on a two-dimensional plane based on these methods, there is a hillshade diagram created with a light source in a certain direction. Further, in Non-Patent Document 2, the difference between the value obtained by applying a low-pass filter to the undulation of the ground surface and the actual elevation value is assigned to hue and saturation, and the reflection luminance generated by the light source in the vertical direction is assigned to lightness and transmitted. A synthesized Yin Yang diagram is shown.
ところで、地形を立体的に表現することについては、例えば、特許文献1には、航空写真などの画像データに、当該撮像地域の標高データと陰影付地図データを融合させて、地形を起伏表現することが記載されている。 By the way, with regard to expressing the terrain three-dimensionally, for example, Patent Document 1 discloses that the terrain is expressed by fusing the altitude data and the shaded map data of the imaging area to image data such as aerial photographs. It is described.
地形判読の手法において、前記(1)仮想的立体を視覚的に再現する方法においては、立体を視覚内に構築することは同時に遠近感を得ることになり、視野内に均一な縮尺が得られないため、直接定量的な計測を行うことはむずかしい、という問題があった。 In the method of terrain interpretation, in (1) the method of visually recreating a virtual solid, constructing the solid in the visual sense simultaneously gives a sense of perspective, and a uniform scale is obtained in the field of view. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform quantitative measurement directly.
また、非特許文献1に示されているような(2)地形判読に必要な情報を個別に提示する方法においては、一般的には、2次元平面において標高値および一定距離間における標高値の変化量の可視化によってのみ立体感を得ることは困難である。たとえば傾斜図では、傾斜角のみでは傾斜方向が表せないため、上昇する斜面か下降する斜面かを区分することができず、その情報だけでは完全な凹凸感は得られない。 In addition, in (2) the method of individually presenting information necessary for terrain interpretation as shown in Non-Patent Document 1, in general, the elevation value and the elevation value between a certain distance on a two-dimensional plane are indicated. It is difficult to obtain a stereoscopic effect only by visualizing the amount of change. For example, in an inclined view, since the inclination direction cannot be expressed only by the inclination angle, it is not possible to discriminate between an ascending slope and a descending slope, and it is not possible to obtain a complete uneven feeling only by the information.
一般的に知られている等高線による地形図の場合でも同様である。等高線は、その向きにより斜面方位、その描画間隔の粗密により傾斜の度合いを同時に表現している。しかしながら、傾斜の度合いだけでは、上昇斜面か下降斜面かを見分けられず、斜面方位にも反転を防止する効果はないため、尾根と谷を見誤ることも多い。 The same applies to the case of topographic maps using generally known contour lines. The contour lines simultaneously represent the slope direction by the direction and the degree of slope by the density of the drawing interval. However, the ridge and valley are often mistaken because it is not possible to distinguish whether the slope is ascending or descending only by the degree of slope, and the slope orientation has no effect of preventing inversion.
またラプラシアン図の場合には、鋭い傾斜変化を明瞭に表すことができ、凹型斜面や凸型斜面を識別することができるが、傾斜の変化が一定の場合は谷部や尾根部のどこでも同じ表現になるため、谷線や尾根線の位置を特定することができない場合がある。このように、前記(2)の方法においても、地形判読を精度良く行うことができないという問題があった。 In the case of a Laplacian diagram, sharp slope changes can be clearly expressed, and concave slopes and convex slopes can be identified. However, if the slope change is constant, the same expression can be used anywhere in the valley or ridge. Therefore, the position of the valley line or the ridge line may not be specified. As described above, the method (2) also has a problem that the topographic interpretation cannot be performed with high accuracy.
さらに、非特許文献2に示されているような(3)凹凸感の生成により擬似的に立体感を得る方法、においても、標高値自体を示す情報を欠くために、標高差が大きい地域における局所的領域間の高低差が把握できず、局所的な凹凸感は得られても、全体としての高低の位置関係を含んだ十分な立体感を得ることはできないという問題があった。 Further, in (3) the method of obtaining a three-dimensional effect by generating unevenness as shown in Non-Patent Document 2, since the information indicating the altitude value itself is lacking, There is a problem that even if a level difference between local regions cannot be grasped and local unevenness is obtained, a sufficient three-dimensional effect including the overall height positional relationship cannot be obtained.
前記特許文献1に記載されている地形図においては、対象とする地域の起伏の状態は視覚的にある程度判断できる構成としている。しかしながら、対象とする地域における傾斜の度合いの細部や、標高差については視覚的に判断が困難という問題があった。 In the topographic map described in Patent Document 1, the undulation state of the target area can be visually judged to some extent. However, there is a problem that it is difficult to visually determine the details of the degree of inclination in the target area and the elevation difference.
本発明は、上記課題を解決するものであって、地形の特徴を判読識別するための手段として、地形の起伏および谷地形・尾根地形、分布位置・高度を2次元平面状で、同時にかつそれぞれ明瞭に識別できる構成とした、カラー標高傾斜図作成システムおよびカラー標高傾斜図作成方法の提供を目的とする。 The present invention solves the above-mentioned problems, and as means for interpreting and identifying features of the terrain, the terrain undulation and valley terrain / ridge terrain, distribution position / altitude are two-dimensionally planar, simultaneously and respectively. It is an object of the present invention to provide a color elevation slope map creation system and a color elevation slope map creation method that can be clearly identified.
そのために本発明のカラー標高傾斜図作成システムは、DEMデータを格納するデータ記憶手段と、
前記データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて標高値に色を割り当て、標高値に応じて色が遷移するグラデーションカラーで表現したカラー標高図を作成するカラー標高図作成手段と、
前記データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて傾斜値を算出するとともに傾斜値に濃度を割り当て、傾斜値を濃淡で表現したグレースケール傾斜図を作成するグレースケール傾斜図作成手段と、
前記カラー標高図作成手段により作成されたカラー標高図と、前記グレースケール傾斜図作成手段により作成されたグレースケール傾斜図と、を合成してカラー標高傾斜図を作成するカラー標高傾斜図作成手段と、を有し、
前記カラー標高傾斜図作成手段は、前記カラー標高図の不透明度と前記グレースケール傾斜図の不透明度とを異なる不透明度とするとともに、前記グレースケール傾斜図の不透明度に比して前記カラー標高図の不透明度を小さい値として、前記カラー標高図と前記グレースケール傾斜図とを合成することを特徴とする。
For this purpose, the color elevation inclination map creating system of the present invention comprises data storage means for storing DEM data,
The assignment of colors to the data storage altitude value based on the DEM data stored in the unit, the color elevation view creating means color according to elevation values to create a color elevation view expressed in gradation color transition,
And gray-scale gradient diagram creating means for creating the allocation of the concentration gradient value to calculate a slope value based on the DEM data stored in the data storage means, the gray scale gradient diagram representing the slope value by shading,
Color elevation slope map creation means for creating a color elevation slope map by combining the color elevation map created by the color elevation map creation means and the gray scale slope map created by the gray scale slope map creation means; Have
The color elevation slope map creating means sets the opacity of the color elevation map and the opacity of the gray scale tilt map to be different from each other, and the color elevation map is compared with the opacity of the gray scale tilt map. The color elevation map and the gray scale slope map are combined with a small opacity value .
また、前記カラー標高図作成手段は、強調する標高部分に対してストレッチ幅を調整し得るカラー強調手段を有することを特徴とする。 Further, the color elevation map creating means includes color enhancement means capable of adjusting a stretch width with respect to an elevation portion to be enhanced .
前記グレースケール傾斜図作成手段は、強調する傾斜部分に対してストレッチ幅を調整し得る傾斜強調手段を有することを特徴とする。 The gray-scale tilt diagram creating means includes a tilt emphasizing means capable of adjusting a stretch width for a tilted portion to be emphasized .
本発明のカラー標高傾斜図作成方法は、カラー標高図作成手段により、データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて標高値に色を割り当て、標高値に応じて色が遷移するグラデーションカラーで表現したカラー標高図を作成する段階と、
グレースケール傾斜図作成手段により、前記データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて傾斜値を算出するとともに傾斜値に濃度を割り当て、傾斜値を濃淡で表現したグレースケール傾斜図を作成する段階と、
カラー標高傾斜図作成手段により、前記カラー標高図の不透明度と前記グレースケール傾斜図の不透明度とを異なる不透明度とするとともに、前記グレースケール傾斜図の不透明度に比して前記カラー標高図の不透明度を小さい値として、前記カラー標高図と前記グレースケール傾斜図とを合成する段階と
によってカラー標高傾斜図を作成することを特徴とする。
According to the color elevation slope map creation method of the present invention, the color elevation map creation means assigns a color to the elevation value based on the DEM data stored in the data storage means, and is expressed by a gradation color in which the color changes according to the elevation value. Creating a colored elevation map,
A step of calculating a slope value based on the DEM data stored in the data storage means, assigning a density to the slope value, and creating a gray scale slope chart expressing the slope value in shades by a gray scale slope map creating means; ,
The color elevation slope map creating means makes the opacity of the color elevation map different from the opacity of the grayscale slope map, and the color elevation map has an opacity different from that of the gray scale slope map. Combining the color elevation map and the gray scale slope map with a small opacity value;
A color elevation slope map is created by
さらに、カラー強調手段により、強調する標高部分に対してストレッチ幅を調整し得る段階を有することを特徴とする。 Further, the present invention is characterized by having a step of adjusting the stretch width with respect to the altitude portion to be emphasized by the color emphasizing means .
さらに、傾斜強調手段により、強調する傾斜部分に対してストレッチ幅を調整し得る段階を有することを特徴とする。 Furthermore, it has the step which can adjust a stretch width with respect to the inclination part to emphasize by inclination emphasis means, It is characterized by the above-mentioned .
以上のように、本発明によれば、計測対象とする地域における傾斜の度合いをグレースケールで、標高差をカラー段彩、例えば虹色で表示するので、視覚的に明確に判断できる。 As described above, according to the present invention, the degree of inclination in the area to be measured is displayed in gray scale, and the difference in elevation is displayed in color gradation, for example, rainbow color, so that it can be clearly determined visually.
また、本発明で作成されるカラー標高傾斜図を用いることにより、任意の地点の標高と斜面の傾斜の度合い、または傾斜の変化などについて、個別の情報の意味を失うことなく、同時に、かつ面的に連続的に把握できる。このため、尾根・谷の反転や高度位置関係の錯誤なく、地形の起伏を把握することができる。また、標高と傾斜の数値は個別に保存され、それぞれ数値データとしても取り出すことができる。 In addition, by using the color elevation slope map created in the present invention, it is possible to simultaneously detect the elevation of an arbitrary point and the degree of slope slope, or the change in slope, without losing the meaning of individual information at the same time. Can be grasped continuously. Therefore, it is possible to grasp the undulations of the terrain without the inversion of ridges and valleys and the error of the altitude position relationship. Also, altitude and slope values are stored separately and can be retrieved as numerical data.
最初に、本発明の基本的な構成原理について説明する。一つの2次元平面上では、傾斜やラプラシアンなどの標高値の変化に基づく個別の情報のみによって地形の起伏を直感的に正しく認識することは簡単ではない。また凹凸感の生成により擬似的に立体感を得る方法では、相対的に広範囲の高低差を直感的に得ることができず、地形判読に必要な情報としては十分ではない。 First, the basic configuration principle of the present invention will be described. On one two-dimensional plane, it is not easy to intuitively correctly recognize the undulations of terrain only by individual information based on changes in elevation values such as slope and Laplacian. In addition, the method of obtaining a three-dimensional effect in a pseudo manner by generating an uneven feeling cannot intuitively obtain a relatively wide difference in height, and is not sufficient as information necessary for interpretation of topography.
しかしながら、地形判読には必ずしも立体感が必要ではなく、斜面の向きの変化と傾斜の変化との組み合わせの3次元空間における連続性が、斜面の傾斜の度合い、傾斜の度合いの変化、傾斜の向き、斜面の走向、地点の高度、地点の平面的位置、多点間の距離・位置関係などの情報から正しく認識できればよい。 However, terrain interpretation does not necessarily require a three-dimensional effect, and the continuity in the three-dimensional space of the combination of the change in slope direction and the change in slope is the degree of slope slope, change in slope degree, slope direction. It is only necessary to be able to recognize correctly from information such as the strike of the slope, the altitude of the point, the planar position of the point, and the distance / positional relationship between multiple points.
そこで本発明では、地形判読に必要な個別の情報を選択合成して提示するという方法に基づいて、標高値と傾斜度を合成し、2次元平面上において地形の特徴を直感的に把握するとともに、歪みのない正射投影画像上で定量的な地形量として表示する具体的な手法を提示する。 Therefore, in the present invention, based on the method of selectively combining and presenting individual information necessary for terrain interpretation, the elevation value and the slope are synthesized, and the features of the terrain are intuitively grasped on a two-dimensional plane. A specific method for displaying a quantitative topographic amount on an orthographic projection image without distortion is presented.
すなわち、本発明においては、数値標高データから色相などに割り当てた標高データ(高度段彩図)と濃度に割り当てた傾斜度データ(傾斜図)を透過合成してカラー標高傾斜図を作成する。このような、カラー標高傾斜図は、汎用のコンピュータシステムおよびGIS(Geographic Information System)ソフトウェアを用いて作成するものである。 That is, in the present invention, a color elevation slope map is created by transmitting and synthesizing elevation data (altitude chart) assigned to hues and the like from numerical elevation data and gradient data (slope chart) assigned to density. Such a color elevation inclination map is created using a general-purpose computer system and GIS (Geographic Information System) software.
図4〜図18は、本発明の実施形態に係る具体的なカラー標高傾斜図作成を示す説明図である。図4において、データ作成Aでは、航空機によるレーザスキャニングで地形計測を行なう(Aa)。レーザスキャニングで得られた地形計測Aaを基にして、DEM(Digital Elevation Model)データを作成する(Ab)。なお、DEMデータは既存のデータを用いることもできる。 4 to 18 are explanatory diagrams showing specific color elevation slope map creation according to the embodiment of the present invention. In FIG. 4, in data creation A, terrain is measured by laser scanning with an aircraft (Aa). DEM (Digital Elevation Model) data is created based on the topographical measurement Aa obtained by laser scanning (Ab). Note that existing data can be used as the DEM data.
図5は、図4のレーザスキャニングによる地形計測Aaを詳細に示すものである。図5に示されているように、航空機23は、IMU(慣性計測装置)とGPS人工衛星21、およびGPS地上基準局22によりX、Y、Z3軸方向の位置と姿勢が正確に追跡される。計測対象地域をレーザスキャニング24し、地表面の位置データ25を取得するとともにデジタル画像を取得する。 FIG. 5 shows the terrain measurement Aa by laser scanning in FIG. 4 in detail. As shown in FIG. 5, the position and attitude of the aircraft 23 in the X, Y, and Z3 axis directions are accurately tracked by the IMU (Inertial Measurement Device), the GPS artificial satellite 21, and the GPS ground reference station 22. Laser scanning 24 is performed on the measurement target area, and position data 25 on the ground surface is acquired and a digital image is acquired.
図5に示されているような、航空機による地形のレーザ計測は、地表面の高度を直接示す測定点が数m〜1m以下の間隔に1点程度と、高密度かつ面的に得られる特徴がある。さらに、反射距離の違いによって、近傍の一群の測定点の中から樹木や建物等から反射したものと地面から反射したものを区別するフィルタリング処理を行い、条件が良い場合には、樹木下の地盤高に極めて近似した詳細地形モデルを作成することができる。その結果、従来の大縮尺地形図やデータ間隔の粗い数値標高地形モデルでは表現できなかった詳細な地形を再現することができるようになった。また、空中写真判読では定量的表現が容易でなかった微小地形をわかりやすく可視化することができるようになった。 As shown in FIG. 5, the laser measurement of the landform by the aircraft is characterized in that the measurement point directly indicating the altitude of the ground surface is obtained at a high density and surface, with about one point at intervals of several meters to 1 m or less. There is. Furthermore, depending on the difference in the reflection distance, a filtering process is performed to distinguish the one reflected from the tree or building from the group of nearby measurement points and the one reflected from the ground. A detailed terrain model very close to the height can be created. As a result, it has become possible to reproduce detailed terrain that could not be represented by conventional large-scale topographic maps and numerical elevation terrain models with coarse data intervals. In addition, it became possible to visualize minute terrain that was difficult to quantitatively express by aerial photo interpretation.
さらに、このような高密度の三次元数値データは、鳥瞰図化や、縮倍比の変更、陰影の付加、地形情報の定量的計測が容易に行なえる。また、目的に合わせた地形表現の加工が容易であるという利点があり、地形解析の良い基礎データとなる。 Furthermore, such high-density three-dimensional numerical data can be easily converted into a bird's eye view, a reduction ratio can be changed, a shadow can be added, and terrain information can be quantitatively measured. Moreover, there is an advantage that the processing of the terrain expression according to the purpose is easy, and the basic data is good for terrain analysis.
図4のBでは、DEMデータに対して、可視化のために一次加工(標高・傾斜の可視化)を行なう。地形判読の際には、標高と傾斜が重要な要素となっているので、Bの処理では、カラー標高図の作成(Ba)と、グレースケール傾斜図の作成(Bb)を行なう。この例では、ある火山付近の地形図を作成している。カラー標高図は、異なる標高を異なる色の段彩で表現するものである。 In FIG. 4B, primary processing (elevation / inclination visualization) is performed on the DEM data for visualization. Since altitude and slope are important factors when interpreting the topography, in the process B, a color elevation map is created (Ba) and a gray scale slope map is created (Bb). In this example, a topographic map around a certain volcano is created. The color elevation map represents different elevations with different color steps.
カラー標高図は、例えば、標高の高い部分Bxを赤色で、中間の標高の部分Byを黄色で、標高の低い火口底Bzを青色とし、その間の標高を赤〜黄〜青に遷移するグラデーションカラーで表示する。一次加工で作成されたカラー標高図に対して、標高帯、傾斜帯を強調表示する二次加工Cを行なう。この処理は、標高帯、傾斜帯を強調表示したカラー標高図Caを作成する。二次加工は、一次加工で作成されたカラー標高図において、標高に応じて着色されたところの色相、彩度、明度などのレンジを変えて、視覚による地形判読を容易にするためになされる。たとえば、標高の高い部分の着色を赤から他の色に変えるような、着色の変更処理も行われる。なお、二次加工は、状況に応じて省略することもできる。 The color elevation map is, for example, a gradation color where the high elevation portion Bx is red, the intermediate elevation portion By is yellow, the low elevation crater bottom Bz is blue, and the elevation between them is red-yellow-blue Is displayed. Secondary processing C for emphasizing and displaying the altitude zone and the slope zone is performed on the color elevation map created by the primary processing. This process creates a color elevation map Ca in which the altitude zone and the slope zone are highlighted. Secondary processing is done to facilitate visual interpretation of the terrain by changing the range of hue, saturation, brightness, etc. that are colored according to the elevation in the color elevation map created by the primary processing. . For example, a color changing process is performed in which the color of a high altitude portion is changed from red to another color. Note that the secondary processing can be omitted depending on the situation.
カラー標高傾斜図の合成Dでは、一次加工B、または二次加工Cで得られたカラー標高図Baと、グレースケール傾斜図Bbとを合成する。グレースケール傾斜図Bbでは、傾斜が急峻な地形、例えばBrの部分で濃度が濃く表現される。前記のように、カラー標高図と、グレースケール傾斜図とを合成した結果として、カラー標高傾斜図Daが作成される。 In the color elevation slope map synthesis D, the color elevation map Ba obtained by the primary process B or the secondary process C and the gray scale slope map Bb are synthesized. In the gray scale inclination map Bb, the density is expressed deeply in a terrain having a steep inclination, for example, a portion of Br. As described above, the color elevation slope map Da is created as a result of combining the color elevation chart and the gray scale slope chart.
このカラー標高傾斜図Daは、対象とする地形、この例では火山付近の地形が、標高と傾斜とを有彩色と無彩色、例えば3原色のみならず、中間色も含めた虹色のカラーとグレースケールとで表示しているので、従来のようなモノクロ、あるいは単色の地形図よりも、視覚により地形の特徴を明確に把握できる。そのため、地形判読の専門家でない場合でも、標高や傾斜の変化が直感的に判読できる。 This altitude slope map Da shows the target topography, in this example, the topography near the volcano, where the altitude and slope are chromatic and achromatic, for example, not only the three primary colors, but also the rainbow colors and gray including the intermediate colors. Since the scale is displayed, the features of the terrain can be clearly grasped visually compared to the conventional monochrome or single-color terrain map. Therefore, even if you are not an expert in terrain interpretation, you can intuitively interpret changes in elevation and slope.
図6は、図4とは異なる対象地域について、カラー標高傾斜図を作成する例を示す説明図である。図6において、データ作成Aでは、航空機によるレーザスキャニングで地形計測を行なう(Ac)。この例では、山間部の地形判読を行なうものとする。レーザスキャナの地形計測Aaを基にしてDEMデータを作成する(Ad)。DEMデータAdを基にして、陰影起伏図Aeと等高線図Afを作成する。 FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of creating a color elevation slope map for a target area different from that in FIG. 4. In FIG. 6, in data creation A, terrain is measured by laser scanning with an aircraft (Ac). In this example, it is assumed that mountainous landform interpretation is performed. DEM data is created based on the topographic measurement Aa of the laser scanner (Ad). Based on the DEM data Ad, a hillshade map Ae and a contour map Af are created.
図6のBでは、DEMデータに対して、一次加工(標高・傾斜の可視化)を行なう。この処理では、図4の例と同様にカラー標高図の作成(Ba)と、グレースケール傾斜図の作成(Bb)を行なう。カラー段彩標高図Ba標高の高い山の部分を赤色(Bx)で、中間の標高の部分を黄色(By)で、標高の低い河川を青色(Bz)の連続的な段彩で表示している。グレースケール傾斜図Bbでは、傾斜の急峻な部分(Bw)の濃度を濃くしている。グレースケール傾斜図Bbから、地上開度図Bc、地下開度図Bd、ラプラシアン図Be、傾斜区分図Bfを作成する。これらの各図の詳細は、後述する。図6では、カラー標高図Baに対する二次加工Cは行なわずに、カラー標高図Baとグレースケール傾斜図Bbにより、カラー標高傾斜図の合成Cを行なう。 In B of FIG. 6, primary processing (elevation / inclination visualization) is performed on the DEM data. In this process, a color elevation map (Ba) and a gray scale slope map (Bb) are created as in the example of FIG. Color stage altitude map Ba The high altitude mountain area is displayed in red (Bx), the middle altitude area in yellow (By), and the low altitude river in blue (Bz). Yes. In the gray scale inclination diagram Bb, the density of the steep portion (Bw) is increased. From the gray scale inclination chart Bb, a ground opening figure Bc, an underground opening figure Bd, a Laplacian figure Be, and an inclination division chart Bf are created. Details of these figures will be described later. In FIG. 6, the secondary processing C is not performed on the color elevation map Ba, but the color elevation slope map synthesis C is performed using the color elevation map Ba and the gray scale slope map Bb.
前記処理Cで作成されたカラー標高傾斜図Caは、対象とする地形の、例えば、標高をカラー段彩で、傾斜を0〜50度を範囲とするグレースケールで表示している。Eの処理で、各種地形解析図との合成を行なう。すなわち、前記カラー標高図Baと、陰影起伏図Ae、地上開度図Bc、地下開度図Bd、ラプラシアン図Be、傾斜区分図Bfを適宜組み合わせて合成する。この処理により、例えば、標高+傾斜帯強調図Ea、標高+ラプラシアン図Ebを作成する。Fの処理は、地形判読図Faを作成する。地形判読図Faは、カラー標高傾斜図Caと、前記標高+傾斜帯強調図Ea、標高+ラプラシアン図Ebなどにより作成する。この地形判読図Faは、斜面の傾斜、斜面の方向などから、成因に応じた地形種を判断し、地すべりのあとなどを判読した結果を記入したものである。地形判読図Faの詳細については後述する。 The color elevation slope map Ca created in the process C displays the target terrain in, for example, a gray scale in which the elevation is a color gradation and the slope is in the range of 0 to 50 degrees. In the process E, it is combined with various topographical analysis maps. That is, the color elevation map Ba, the hillshade map Ae, the ground opening map Bc, the underground opening map Bd, the Laplacian map Be, and the slope division map Bf are combined as appropriate. By this process, for example, elevation + slope band emphasis map Ea and elevation + Laplacian diagram Eb are created. In the process F, a terrain interpretation map Fa is created. The terrain interpretation map Fa is created by using the color elevation slope map Ca, the elevation + tilt zone enhancement chart Ea, the elevation + Laplacian chart Eb, and the like. This terrain interpretation map Fa is obtained by determining the type of terrain according to the cause from the slope of the slope, the direction of the slope, and the like, and the result of interpretation after the landslide is entered. Details of the topographic interpretation map Fa will be described later.
図7は、図6の一次加工Bにおいて作成される傾斜区分図Bfの例を示す説明図である。傾斜区分図Bfは、前記DEMデータから傾斜角度を計算し、角度別に色分け表現したものである。傾斜区分図Bfは、地形の傾斜角度に応じて段階的な色分けを行なっている。 FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of an inclined section diagram Bf created in the primary processing B of FIG. The inclination division diagram Bf is calculated by calculating the inclination angle from the DEM data and color-coding the angle. The slope division map Bf performs stepwise color coding according to the slope angle of the terrain.
図8〜図16は、図6のDEMデータに基づいて作成される各種地形解析図を示しており、図6のカラー標高図Baと同じ地形を異なる主題で表示している。この中で、図8〜図10の例は陰影起伏図、傾斜図など地形量の数値を濃淡や色彩によって表現したもの、あるいはそれらと他の地形量を組み合わせたものである。 8 to 16 show various terrain analysis maps created based on the DEM data in FIG. 6, and the same terrain as the color elevation map Ba in FIG. 6 is displayed with different themes. Among these, the examples in FIGS. 8 to 10 are numerical values of terrain quantities such as shaded relief maps and slope maps, which are expressed by shading or color, or a combination of these with other terrain quantities.
図8は、陰影起伏図Aeを示している。陰影起伏図Aeは、三次元の地形に対して、ある方向から光源をあてた場合に、地形の起伏に応じた陰影が表現されるので、そのような状態を示した図である。陰影起伏図は、地質・地形を判読する際に判り易く、直感的に把握することが容易である。また、リニアメントなどがはっきり認識できるという利点がある。図9は、等高線図Afを示している。 FIG. 8 shows a hillshade map Ae. The shaded relief map Ae is a diagram showing such a state because a shade corresponding to the relief of the topography is expressed when the light source is applied to the three-dimensional topography from a certain direction. Shaded relief maps are easy to understand when interpreting geology and topography, and are easy to understand intuitively. In addition, there is an advantage that the lineament can be clearly recognized. FIG. 9 shows a contour map Af.
図10は、傾斜図Bb(0〜50度)を示している。傾斜図Bbは、地形の傾斜の度合いを示したものであり、傾斜が大きければ大きいほど濃い色で示される。すなわち、数値で表された地形の傾斜の度合いを濃淡に変換して表示する方法である。このように、傾斜図は、数値データであることを活かし、直感的にわかりにくい微妙な変化について濃淡のレンジを選択調整して,表現したい傾斜区分に合わせて見やすく可視化ができる。 FIG. 10 shows an inclination view Bb (0 to 50 degrees). The slope map Bb shows the degree of slope of the terrain, and the greater the slope, the darker the color. That is, it is a method of displaying the degree of inclination of the terrain represented by a numerical value converted into shades. In this way, by utilizing the fact that the slope map is numerical data, the range of shading can be selected and adjusted for subtle changes that are difficult to understand intuitively, and can be easily visualized in accordance with the slope category to be expressed.
図11は、傾斜帯強調図Eaを示している。傾斜帯強調図Eaは、カラー標高傾斜図にグレースケール傾斜図を重ねたものであるが、図10に示された前記傾斜図Bbを用いて、30度以上の傾斜部分を、標高に用いた色と彩度・明度の異なる色相を選択し強調した図である。 FIG. 11 shows an inclined band emphasis diagram Ea. The slope band emphasis diagram Ea is a color altitude tilt map superimposed with a gray scale tilt map. Using the tilt map Bb shown in FIG. 10, a tilt portion of 30 degrees or more was used for the altitude. It is the figure which selected and emphasized the hue from which color, saturation, and brightness differ.
図12〜図15は開度図を示している。図12は、地上開度図Bc(距離100m)、図13は地上開度図Bc'(距離20m)の例である。地上開度図は、着目する地点から距離Lの範囲内で見える空の広さを表しているもので、一般に周囲から突出している地点ほど大きくなり、山頂や尾根で大きな値、くぼ地や谷底では小さい値を示し、突出した山頂や尾根が強調される。 12 to 15 show opening diagrams. FIG. 12 is an example of the ground opening degree diagram Bc (distance 100 m), and FIG. 13 is an example of the ground opening degree diagram Bc ′ (distance 20 m). The opening of the ground represents the size of the sky that can be seen within a distance L from the point of interest. Generally, the point that protrudes from the surrounding area becomes larger, with larger values at the summit and ridge, The bottom of the valley shows a small value, and the protruding peaks and ridges are emphasized.
図14は、地下開度図Bd(距離100m)、図15は地下開度図Bd'(距離20m)の例である。地下開度図は、地上開度図とは逆に、空が地表に遮られる度合いをあらわす指標で、谷地形の発達状況や河川の分布・密度などがよく表現される。地下開度図は、地表面から地下を見渡す時、距離Lの範囲における地下の広さを表しており、一般に地下にくい込んでいる地点ほど大きくなり、くぼ地や谷底で大きな値、山頂や尾根では小さい値を示し、くぼ地や谷地が強調される。 FIG. 14 is an example of the underground opening diagram Bd (distance 100 m), and FIG. 15 is an example of the underground opening diagram Bd ′ (distance 20 m). The underground opening map is an index that represents the degree to which the sky is blocked by the ground surface, contrary to the ground opening map, and expresses the development of valley topography and the distribution and density of rivers. The underground opening map shows the area of the basement in the range of distance L when looking at the basement from the ground surface. In general, it becomes larger at the point where it is difficult to get into the basement. The ridge shows a small value and emphasizes depressions and valleys.
図16、図17は、ラプラシアン図を示している。ラプラシアン図は、傾斜の変化率を表し、くぼんだ地形で正、突出した地形で負となり、一般的に地形の変化が大きいところで絶対値が大きくなる。図16のラプラシアン図Beは、凸部(尾根など)を赤く(Br)、凹部(谷部など)が青く(Bs)なるように作成してある。また、図17のラプラシアン図Gbは、凸部(尾根など)を白く(Bu)、凹部(谷部など)が黒く(Bv)なるように作成してある。ラプラシアン図は、陰影図とは異なり、強調される方向はないが、傾斜変化の鋭いエッジが抽出されるため、山ひだの様子やリニアメントが表現できる。 16 and 17 show Laplacian diagrams. The Laplacian diagram represents the rate of change of slope, and is positive for concave terrain and negative for protruding terrain. In general, the absolute value increases at large terrain changes. The Laplacian diagram Be in FIG. 16 is created so that the convex portion (ridge, etc.) is red (Br) and the concave portion (valley, etc.) is blue (Bs). Further, the Laplacian diagram Gb of FIG. 17 is created so that the convex portion (ridge, etc.) is white (Bu) and the concave portion (valley, etc.) is black (Bv). Unlike the shaded figure, the Laplacian diagram has no direction to be emphasized, but a sharp edge with a tilt change is extracted, so that it is possible to express the state of mountain folds and a lineament.
図18、図19には、カラー標高傾斜図を用いて作成した地形判読図の例が示されている。図18は、等高線図を背景とした地形判読図Fxを示しており、図19は、図6と同じカラー標高傾斜図Fbを背景とした地形判読図を示している。図18、図19においては、(a)遷急線、(b)崩壊跡地、(c)滑落崖、(d)沖積錐、(e)土石流堆、(f)崖錐ガリー、地すべり土塊、(g)段丘面、の位置をそれぞれ記号で表示している。 18 and 19 show examples of topographic interpretation maps created using color elevation slope maps. 18 shows a topographic interpretation map Fx with a contour map as the background, and FIG. 19 shows a topographic interpretation map with the same color elevation slope map Fb as in FIG. 18 and 19, (a) a rapid line, (b) a collapsed site, (c) a sliding cliff, (d) an alluvial cone, (e) a debris deposit, (f) a cliff cone gully, a landslide mass, ( g) The position of the terrace surface is indicated by a symbol.
図18、図19から、当該地域の地形特性は、次のようなものであると判読される。(イ)全体として緩傾斜な山間地の斜面にも、侵食の程度が異なる渓流が分布している。(ロ)大きな河川沿いには、渓床から30m前後の高さに遷急線(後氷期浸食前線)が明瞭に存在し、直下の斜面は土砂移動が活発である。(ハ)中央の地すべり地形は、3つの小ブロックに分かれる。(ニ)中央の地すべり地形は、不明瞭な滑落崖を伴う。 From FIG. 18 and FIG. 19, the topographic characteristics of the area are interpreted as follows. (B) Mountain streams with different degrees of erosion are distributed on the slopes of mountainous areas with a gentle slope as a whole. (B) Along the large river, there is a clear transition line (post-glacial erosion front) at a height of about 30m from the bed, and sediment movement is active on the slope immediately below. (C) The landslide topography in the center is divided into three small blocks. (D) The landslide topography in the center is accompanied by unclear sliding cliffs.
このように、地形特性から、災害発生の形態を判読することができる。地形図から判読される災害発生形態は、(イ)遷急線直下からの浸食→斜面崩壊、(ロ)浸食の著しい谷からの崩壊土砂の流下、(ハ)地すべりによる緩慢な土砂移動、などである。 Thus, it is possible to interpret the form of disaster occurrence from the topographic characteristics. The types of disaster occurrence that can be interpreted from the topographic map are: (a) Erosion from directly under the rapid line → Slope failure, (b) Flow of collapsed sediment from a highly eroded valley, (c) Slow sediment movement due to landslides, etc. It is.
図18では、標高が等高線で表されているが直感的にはわかりにくい。これに対して、図19の例では、地形図の標高、傾斜を複数色、例えば虹色のカラー表示としている。このため、対象地域における災害要因となる地形状況の把握が視覚的に的確に行なえるという利点がある。 In FIG. 18, the altitude is represented by contour lines, but it is difficult to understand intuitively. On the other hand, in the example of FIG. 19, the elevation and inclination of the topographic map are displayed in a plurality of colors, for example, rainbow colors. For this reason, there is an advantage that it is possible to visually grasp the terrain situation that causes a disaster in the target area.
図1は、本発明の実施形態を示すブロック図で、図4の処理に相当する。図1において、カラー標高傾斜図作成システムの制御部1は、航空機などに搭載したレーザスキャナ2でスキャニングされた計測データ、または予め用意されている等高線地形図3、または航空写真のステレオ画像計測4(ステレオ画像マッチング)とを用いて、DEM(Digital Elevation Model)データ作成部5で、DEMデータ(数値標高モデル)を作成する。 FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and corresponds to the processing of FIG. In FIG. 1, the control unit 1 of the color altitude inclination map creation system includes measurement data scanned by a laser scanner 2 mounted on an aircraft or the like, or a contour map 3 prepared in advance, or a stereo image measurement 4 of an aerial photograph. The DEM (Digital Elevation Model) data creation unit 5 creates DEM data (numerical elevation model) using (stereo image matching).
作成されたDEMデータから、対象とする地域の傾斜、および標高を算出して表示する。DEMデータは既存のDEMデータ6を用いることもできる。傾斜算出部7は、標高値の差分化により傾斜を算出する。算出された傾斜を用いて、傾斜度表示画像作成部8で、グレースケールの輝度調整がなされた傾斜図が作成される。 From the created DEM data, the inclination and altitude of the target area are calculated and displayed. The existing DEM data 6 can also be used as the DEM data. The inclination calculation unit 7 calculates the inclination by differentiating the altitude values. Using the calculated slope, the slope display image creation unit 8 creates a slope chart in which grayscale brightness adjustment has been performed.
一方、標高表示部9では、標高を色相などに割り当てたカラー段彩図が作成される。このカラー段彩図は、標高強調画像作成部10で適切な色相が選択され、さらに彩度、明度の調整がなされる。グレースケールの輝度調整がなされた傾斜図と、色の調整がなされたカラー標高図は、画像合成部11で透過合成される。透過合成された画像は、表示部12においてカラー標高傾斜図(Elevation and Slope Angle:ELSA)が表示される。 On the other hand, the altitude display unit 9 creates a color stage chart in which the altitude is assigned to a hue or the like. In the color stage chroma chart, an appropriate hue is selected by the altitude-enhanced image creation unit 10 and the saturation and brightness are adjusted. The image composition unit 11 transmits and synthesizes the slope map in which the grayscale brightness is adjusted and the color elevation map in which the color is adjusted. A color elevation gradient (Elevation and Slope Angle: ELSA) is displayed on the display unit 12 for the image that has been transmitted and synthesized.
次に、出力部13でカラー標高傾斜図が出力される。本発明のカラー標高傾斜図は、ELSAマップ(Elevation and Slope Angle Map)と略称することができる。なお、図4で説明したように、二次加工としての標高帯、傾斜帯の強調表示を省略することも可能である。この場合には、標高強調画像作成部10は、適切な色相、彩度、明度の調整を行なう標高画像作成部として機能する。 Next, a color elevation inclination map is output by the output unit 13. The color elevation slope map of the present invention can be abbreviated as ELSA map (Elevation and Slope Angle Map). In addition, as demonstrated in FIG. 4, it is also possible to abbreviate | omit the highlight display of the altitude zone and inclination zone as secondary processing. In this case, the altitude-enhanced image creating unit 10 functions as an altitude image creating unit that adjusts appropriate hue, saturation, and brightness.
DEMデータを用いて、図8〜図16で説明した二次加工データである、陰影起伏図、傾斜区分図、地上開度図、地下開度図、ラプラシアン図のいずれか、またはそれらの複数を表示、出力する構成とすることは、任意に選択できる。図1では、カラー標高傾斜図をプリントアウトする出力部13を設けているが、出力部13は必須の構成ではない。表示部12も広義の出力手段であり、カラー標高傾斜図を表示させることで足りる場合もある。 Using DEM data, the secondary processing data described in FIGS. 8 to 16 is one of a hillshade map, an inclination map, a ground opening map, an underground opening map, a Laplacian map, or a plurality of them. The configuration for displaying and outputting can be arbitrarily selected. In FIG. 1, the output unit 13 that prints out the color elevation slope map is provided, but the output unit 13 is not an essential configuration. The display unit 12 is also an output means in a broad sense, and it may be sufficient to display a color elevation slope map.
図2は、本発明の実施形態に係るカラー標高傾斜図作成システムの概略構成を示すブロック図である。図2において、当該システム50は、各種の演算、処理を実行するCPU51、キーボードやマウスなどの入力部52、図4〜図17で説明した各種の地形解析図を二次元で表示する出力部(ディスプレイ)53を有している。出力部53として、当該地形図をカラーやモノクロで記録紙にプリントする、プリンターを設けることもできる。 FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the color elevation inclination map creating system according to the embodiment of the present invention. 2, the system 50 includes a CPU 51 that executes various operations and processes, an input unit 52 such as a keyboard and a mouse, and an output unit that displays the various topographic analysis maps described with reference to FIGS. Display) 53. As the output unit 53, a printer that prints the topographic map in color or monochrome on recording paper may be provided.
また、画像空間のデータが格納されるRAM54を有している。この画像空間のデータは、DEMデータを用いてラスタ・データ・モデルを作成するもので、微小な分割領域セル(またはピクセル)からなる二次元配列である。前記画像空間のデータは、RAM54の実世界座標空間に変換される。さらに、RAM54の実世界座標空間の情報は、出力部(ディスプレイ)53の二次元面に表示される。また、システムを動作させるプログラムが格納されているROM55、DEMデータが格納されているメモリ56を有している。 It also has a RAM 54 for storing image space data. The data in the image space is a two-dimensional array composed of minute divided area cells (or pixels) for creating a raster data model using DEM data. The image space data is converted into the real world coordinate space of the RAM 54. Further, information on the real world coordinate space of the RAM 54 is displayed on the two-dimensional surface of the output unit (display) 53. Further, it has a ROM 55 storing a program for operating the system and a memory 56 storing DEM data.
図3は、本発明の実施形態に係るカラー標高傾斜図作成方法の処理手順を示すフローチャートである。図3において、判読対象・DEMデータ取得方法の選択を行なう(S1)。次に、ステレオ画像マッチング(S2)、等高線データ(S3)、対称地域のレーザスキャナ計測データ(S4)によりDEMデータを作成する(S6)。また、既存のDEMデータを取り出す(S5)。 FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of the color elevation inclination map creating method according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the interpretation target / DEM data acquisition method is selected (S1). Next, DEM data is created by stereo image matching (S2), contour data (S3), and laser scanner measurement data (S4) in a symmetrical area (S6). Also, existing DEM data is extracted (S5).
対象地域の標高値を表示する(S7)。この処理では、標高値に対応してカラー段彩を施しており、カラーは、例えば虹色のように複数色とするが、単一の色相を選択することもできる。次に、標高帯表示色相のレンジ調整を行なう(S8)。この処理は、標高値に対応して彩色される色相が視覚と適合するように色相、彩度を調整するものである。 The altitude value of the target area is displayed (S7). In this process, color gradation is applied corresponding to the altitude value, and the color is a plurality of colors such as rainbow, but a single hue can also be selected. Next, the altitude zone display hue range is adjusted (S8). In this process, the hue and saturation are adjusted so that the hue to be colored corresponding to the altitude value matches the vision.
強調標高帯表示適合性を判定する(S9)。表示適合性あり(Y)と判定した場合には次の処理に移行する。検討結果の判定が表示適合性なし(N)の場合には、再度標高帯表示色相のレンジ調整を行なう。ここで、通常の処理では、例えば、標高が高い地形を赤色で、標高が低い地形を青色で、中間の標高の地形を黄色で連続的に表示すると高低差が明確に視覚で判断できる。したがって、標高が高いところから低いところに向けて順次、赤色、黄色、青色の連続色でレンジ調整を行なう。 The emphasis elevation band display suitability is determined (S9). If it is determined that there is display suitability (Y), the process proceeds to the next process. If the determination of the examination result is no display suitability (N), the altitude zone display hue range is adjusted again. Here, in normal processing, for example, if the topography with a high elevation is displayed in red, the topography with a low elevation in blue, and the topography with an intermediate elevation in yellow, the difference in elevation can be clearly determined visually. Therefore, the range is adjusted in order of red, yellow, and blue in order from high to low.
ところで、標高の高い山では樹木の緑で覆われているので、標高の高いところは視覚では緑色のイメージがある。また、低地の道路、グランドなどは視覚では茶色のイメージがある。そこで、強調標高帯表示適合性を判定する(S9)処理においては、当初、高い標高を赤色で表示していたところを、緑色に置き換え、低地を青色から茶色に置き換えてレンジ調整を行なうようにすることもできる。以上の処理により、自然な感覚を加えた地形の立体情報が得られるカラー標高図が作成される(S11)。 By the way, the high altitude mountain is covered with green trees, so there is a visual green image at high altitude. Low roads and grounds are visually brown. Therefore, in the processing for determining the suitability for display of the emphasized altitude zone (S9), the range where the high altitude is initially displayed in red is replaced with green, and the lowland is replaced with blue to brown. You can also Through the above processing, a color elevation map is obtained from which three-dimensional information of the terrain with a natural feeling is obtained (S11).
一方、DEMデータに基づき、対象とする地域の傾斜度を算出する(S12)。次に、グレースケール輝度で傾斜度を表示する(S13)。続いて、傾斜度表示グレースケールの輝度のレンジ調整を行なう(S14)。傾斜度についても、強調傾斜帯表示適合性を判定する(S15)。この判定結果がNの場合には、S14の処理に戻り再度傾斜度表示グレースケールの輝度のレンジ調整を行なう。S15の判定結果がYの場合には、強調グレースケール傾斜図の作成を行なう(S17)。 On the other hand, based on the DEM data, the slope of the target area is calculated (S12). Next, the inclination is displayed with gray scale luminance (S13). Subsequently, the brightness range of the gradient display gray scale is adjusted (S14). With regard to the slope, the emphasized slope band display suitability is determined (S15). When the determination result is N, the process returns to S14 and the brightness range of the gradient display gray scale is adjusted again. If the determination result in S15 is Y, an enhanced grayscale tilt diagram is created (S17).
強調カラー標高図と強調グレースケール傾斜図により、カラー標高傾斜図(ELSA)を合成する(S18)。次に、カラー標高傾斜図(ELSA)をディスプレイに表示する(S19)。続いて、カラー標高傾斜図を出力して記録紙にプリントする(S20)。なお、なお、図4で説明したように、二次加工としての標高帯、傾斜帯の強調表示の処理を省略することも可能である。この場合には、強調標高帯表示適合性を判定する(S9)処理、および強調傾斜帯表示適合性を判定する(S15)処理は行わない。 A color elevation slope map (ELSA) is synthesized from the enhanced color elevation chart and the enhanced grayscale slope chart (S18). Next, a color elevation gradient (ELSA) is displayed on the display (S19). Subsequently, a color elevation inclination map is output and printed on a recording sheet (S20). Note that, as described with reference to FIG. 4, it is possible to omit the highlighting process of the altitude band and the inclined band as the secondary processing. In this case, the processing for determining the enhanced altitude zone display suitability (S9) and the processing for determining the emphasized slope band suitability (S15) are not performed.
本発明では、高度段彩図と傾斜量図を透過合成した図が、地形判読に有効であることを見出して、カラー標高図と傾斜図を透過合成する具体的方法を開示した。前記カラー標高図と傾斜図との透過合成の具体的方法は、次の通りである。 In the present invention, it has been found that a figure obtained by transparently synthesizing an altitude step color chart and an inclination amount map is effective for terrain interpretation, and has disclosed a specific method for transparently synthesizing a color elevation map and an inclination map. A specific method for the transmission composition of the color elevation map and the slope map is as follows.
(1)透過合成手法
傾斜図は単独でも地形判読に使うことが可能であるが、尾根谷が反転して見えることもあるのが弱点である。そこで、標高値をカラー段彩図として合成することにより、その弱点を補うことができる。従来においては、数種類の画像を不透明度100%で乗算合成しているため、原色に近い、濃い色合いになる傾向があった。
(1) Transmission composition method The tilt map can be used alone for terrain interpretation, but the weakness is that the ridge valley may appear to be reversed. Therefore, the weak point can be compensated by synthesizing the altitude value as a color stage chart. Conventionally, since several types of images are multiplied and synthesized with an opacity of 100%, there has been a tendency to have a darker hue close to the primary color.
本発明のカラー標高傾斜図は、不透明度を100%に調整した傾斜図( グレースケールの濃淡) の上に、虹色で表示した高度段彩図の不透明度を50%などに減じ、合成して表示している。傾斜図の不透明度を減ずることも可能であるが、その場合は全体的に淡い色合いになる。標高よりも傾斜の変化が地形判読には重要であるため、視覚的に明瞭に認識できるように、通常は傾斜図に不透明度の調整は行なわない。標高図の透過性を増加させることにより、原色に近い色合いから、透明感のあるきれいな色調の画像を作成することができる。 The color elevation slope map of the present invention is displayed by combining the slope map (greyscale shading) with opacity adjusted to 100%, reducing the opacity of the high-level chromatic chart displayed in rainbow colors to 50%, etc. is doing. It is also possible to reduce the opacity of the tilt view, but in that case, the overall color becomes pale. Since changes in slope rather than elevation are more important for terrain interpretation, opacity is usually not adjusted in the slope map so that it can be clearly recognized visually. By increasing the transparency of the elevation map, it is possible to create a clear and clear color tone image from a hue close to the primary color.
(2)カラー標高傾斜図作成に使うプログラム
従来の地形判読図は、一般向けの画像処理専用ソフトを使って作成されている。一般向けの画像処理専用ソフトで2種類の画像(例えばカラー標高図と傾斜図)を乗算合成する場合、片方の不透明度を下げることができない。本発明のカラー標高傾斜図は、GISソフトのラスタ透過機能を用いて作成した。これを使うことにより、不透明度を0〜100%の範囲で好みに応じて調整することが可能となった。
(2) Programs used to create color elevation slope maps Conventional terrain interpretation maps are created using general-purpose image processing software. When two types of images (for example, a color elevation map and a slope map) are multiplied and synthesized by general image processing dedicated software, the opacity of one cannot be lowered. The color elevation slope map of the present invention was created using the raster transmission function of GIS software. By using this, it became possible to adjust the opacity in the range of 0 to 100% according to preference.
(3)高度段彩の表現
本発明は、高低差の表現を細かく行なうため、基本的に七色の色相を選択しているが、好みに応じ、画像処理ソフトを使ってカラー標高図の色相や彩度、明度を変えることも可能である。例えば、低所を赤色、高所を緑色でストレッチ表現したカラー標高図を傾斜図と透過合成すると、自然な地形の立体感が得られ、地形判読に詳しくない人でも地形を理解することが容易となる。
(3) Representation of altitude gradation In the present invention, seven hues are basically selected in order to finely express the difference in elevation, but depending on the preference, the hue of the color elevation map can be selected using image processing software. It is also possible to change the saturation and brightness. For example, a color elevation map that expresses the low part in red and the high part in green can be transparently combined with the slope map to obtain a natural three-dimensional appearance of the terrain, making it easy for people who are not familiar with terrain interpretation to understand the terrain. It becomes.
(4)傾斜の表現
本発明は、傾斜の度合いの表現には基本的に濃淡(グレースケール)を選択しているが、必要に応じて、画像処理ソフトを使って濃度の端点を変えることも可能である。例えば、緩傾斜部分を細かく表現したい場合は、その部分に濃淡のストレッチ幅を調整すると、人間の視覚には認識しにくい微小な傾斜変化を可視化することができる。
(4) Expression of inclination In the present invention, shade (grayscale) is basically selected for expression of the degree of inclination. However, if necessary, the end point of density can be changed using image processing software. Is possible. For example, when it is desired to finely express a gently inclined portion, a slight change in inclination that is difficult to be recognized by human vision can be visualized by adjusting the light and shade stretch width to that portion.
(5)定量的数値データの表示
本発明のカラー標高傾斜図は、画像として透過合成されたものである。したがって、起伏感を出すものではないので、標高値と傾斜量は数値データとしてそれぞれ個別に保存されており、必要に応じて画像としても数値データとしても単独に取り出すことができる。
(5) Display of Quantitative Numerical Data The color elevation slope map of the present invention is a transmission composite as an image. Therefore, since it does not give an undulating feeling, the altitude value and the amount of inclination are individually stored as numerical data, and can be independently extracted as an image or numerical data as necessary.
(6)傾斜量図以外の図との透過合成
不透明度100%の図には傾斜量図以外の画像も使用できる。尾根・谷の傾斜変換部が強調されるラプラシアンを、グレースケールなどの濃淡で表現することも可能である。ラプラシアンは、一般的に侵食域と堆積域の相違を示す指標と言われている。このため、カラー標高図と透過合成することにより、両区域の高度分布が把握でき、砂防・治山事業、道路防災事業等の防災分野に利用できる。
(6) Transmission composition with a diagram other than the gradient diagram An image other than the gradient diagram can be used for a diagram with 100% opacity. It is also possible to express the Laplacian that emphasizes the slope conversion part of the ridge / valley with shades such as gray scale. Laplacian is generally said to be an indicator of the difference between an erosion zone and a sedimentation zone. For this reason, it is possible to grasp the altitude distribution in both areas by transmitting and synthesizing with the color elevation map, and it can be used in the field of disaster prevention such as sabo / land conservation projects and road disaster prevention projects.
次に、本発明のカラー標高傾斜図のその他の有効利用について説明する。本発明によるカラー標高傾斜図は、地形判読だけではなく、標高情報の厳密さを要求する事項に有効活用できる。洪水や津波の災害危険予測図(ハザードマップ)では、浸水域の把握や、現在生活している地域の標高を把握することができる。 Next, other effective use of the color elevation inclination map of the present invention will be described. The color elevation slope map according to the present invention can be effectively used not only for terrain interpretation but also for matters requiring strict elevation information. With the disaster risk prediction map (hazard map) of floods and tsunamis, it is possible to grasp the flooded area and the altitude of the area where you currently live.
また、都市部では建物の高度に応じたカラー標高傾斜図を作成できる。この場合のカラー標高傾斜図は、都市計画など建物の高さ情報に基づいて実施される事業に利用可能である。さらに、津波の避難対策として避難ビルが提唱されているが、浸水域に対して、どのビルが高く安全なビルであるか検討するとともに、平面上でビジュアルに可視化することも可能である。 In urban areas, color elevation slope maps can be created according to the altitude of buildings. The color elevation slope map in this case can be used for projects implemented based on building height information such as city planning. Furthermore, evacuation buildings have been proposed as tsunami evacuation measures, but it is also possible to examine which buildings are high and safe for flooded areas and visualize them visually on a plane.
以上、本発明の実施形態について説明した。本発明は、これらの実施形態に限定されず、種々の形態で実施することができる。 The embodiment of the present invention has been described above. The present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various forms.
以上説明したように、本発明によれば、計測対象とする地域における傾斜の度合いや標高差を視覚的に明確に判断できる構成とした、カラー標高傾斜図作成システムおよびカラー標高傾斜図作成方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the color elevation slope map creation system and the color elevation slope map creation method are configured so that the degree of slope and the difference in elevation in the area to be measured can be visually determined clearly. Can be provided.
1・・・カラー標高傾斜図作成システムの制御部、2・・・レーザスキャナ、3・・・等高線地形図、4・・・ステレオ画像マッチング(ソフト)、5・・・DEM(Digital Elevation Model)データ作成部、6・・既存のDEMデータ、7・・・傾斜算出部、8・・・傾斜度表示画像作成部、9・・・標高表示部、10・・・標高強調画像作成部、11・・・画像合成部、12・・・表示部、13・・・(カラー標高傾斜図:ELSA)出力部、50・・・カラー標高傾斜図作成システム、51・・・CPU、52・・・入力部、53・・・出力部、54・・・RAM、55・・・ROM、56・・・メモリ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Control part of color elevation inclination map creation system, 2 ... Laser scanner, 3 ... Contour topographic map, 4 ... Stereo image matching (software), 5 ... DEM (Digital Elevation Model) Data creation unit, 6 ... existing DEM data, 7 ... inclination calculation unit, 8 ... inclination display image creation unit, 9 ... elevation display unit, 10 ... elevation emphasized image creation unit, 11 ... Image compositing section, 12... Display section, 13... (Color elevation slope map: ELSA) output section, 50... Color elevation slope map creation system, 51. Input unit, 53 ... output unit, 54 ... RAM, 55 ... ROM, 56 ... memory.
Claims (6)
前記データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて標高値に色を割り当て、標高値に応じて色が遷移するグラデーションカラーで表現したカラー標高図を作成するカラー標高図作成手段と、
前記データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて傾斜値を算出するとともに傾斜値に濃度を割り当て、傾斜値を濃淡で表現したグレースケール傾斜図を作成するグレースケール傾斜図作成手段と、
前記カラー標高図作成手段により作成されたカラー標高図と、前記グレースケール傾斜図作成手段により作成されたグレースケール傾斜図と、を合成してカラー標高傾斜図を作成するカラー標高傾斜図作成手段と、を有し、
前記カラー標高傾斜図作成手段は、前記カラー標高図の不透明度と前記グレースケール傾斜図の不透明度とを異なる不透明度とするとともに、前記グレースケール傾斜図の不透明度に比して前記カラー標高図の不透明度を小さい値として、前記カラー標高図と前記グレースケール傾斜図とを合成することを特徴とするカラー標高傾斜図作成システム。 Data storage means for storing DEM data;
The assignment of colors to the data storage altitude value based on the DEM data stored in the unit, the color elevation view creating means color according to elevation values to create a color elevation view expressed in gradation color transition,
And gray-scale gradient diagram creating means for creating the allocation of the concentration gradient value to calculate a slope value based on the DEM data stored in the data storage means, the gray scale gradient diagram representing the slope value by shading,
Color elevation slope map creation means for creating a color elevation slope map by combining the color elevation map created by the color elevation map creation means and the gray scale slope map created by the gray scale slope map creation means; Have
The color elevation slope map creating means sets the opacity of the color elevation map and the opacity of the gray scale tilt map to be different from each other, and the color elevation map is compared with the opacity of the gray scale tilt map. The color elevation slope map creating system characterized in that the color elevation chart and the gray scale slope chart are synthesized with the opacity of the image as a small value .
グレースケール傾斜図作成手段により、前記データ記憶手段に記憶されたDEMデータに基づいて傾斜値を算出するとともに傾斜値に濃度を割り当て、傾斜値を濃淡で表現したグレースケール傾斜図を作成する段階と、A step of calculating a slope value based on the DEM data stored in the data storage means, assigning a density to the slope value, and creating a gray scale slope chart expressing the slope value in shades by a gray scale slope map creating means; ,
カラー標高傾斜図作成手段により、前記カラー標高図の不透明度と前記グレースケール傾斜図の不透明度とを異なる不透明度とするとともに、前記グレースケール傾斜図の不透明度に比して前記カラー標高図の不透明度を小さい値として、前記カラー標高図と前記グレースケール傾斜図とを合成する段階とThe color elevation slope map creating means makes the opacity of the color elevation map different from the opacity of the grayscale slope map, and the color elevation map has an opacity different from that of the gray scale slope map. Combining the color elevation map and the gray scale slope map with a small opacity value;
によってカラー標高傾斜図を作成することを特徴とするカラー標高傾斜図作成方法。A method for creating a color elevation slope map, comprising:
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