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METHOD AND PROGRAM FOR FORMING IMAGE, RECORDING MEDIUM, IMAGE FORMATION DEVICE, AND VECTOR DIAGRAM OF INCLINE commons

Patent code P04P001621
File No. Y2003-P073
Posted date Feb 1, 2005
Application number P2003-157490
Publication number P2004-362087A
Patent number P4276473
Date of filing Jun 3, 2003
Date of publication of application Dec 24, 2004
Date of registration Mar 13, 2009
Inventor
  • (In Japanese)中村 貴子
Applicant
  • (In Japanese)国立研究開発法人科学技術振興機構
Title METHOD AND PROGRAM FOR FORMING IMAGE, RECORDING MEDIUM, IMAGE FORMATION DEVICE, AND VECTOR DIAGRAM OF INCLINE commons
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming an image which provides a clear line structure including valley lines and ridge lines while also making it possible to distinguish between mountains, plains and terrace cliffs and to provide for a clear distinction of topographical differences.
SOLUTION: To simultaneously express spatial distributions of the direction and amount of inclination, the normal vector of an incline is associated with points on a Wulff's net described on the bottom face of an HSI cone color model to create a vector diagram of the incline. The diagram is capable of singly expressing the direction and amount of inclination and geographical changes and is suited to extract topographic features such as line structures. Further, a stereoscopic pair of the vector diagram of the incline is created to provide a stereoscopic view to enable topographic features such as faults and annular structures to be easily extracted.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


地形図から断裂帯や環状構造などを抽出する(例えば、非特許文献1及び2)とき,地表面の傾斜は重要な情報を提供する。線形構造をはじめとする特徴的地形を把握するために標高図を眺めることや空中写真を立体視することは、以前から知られている有効な手段である。最近では、コンピュータの発達に伴ってデジタル標高モデル(DEM:Digital Elevation Model)の整備が進み、それらを用いた地形解析(例えば、非特許文献3、4参照)も活発に行われている。それは、地形情報がアナログからデジタルに変化したことにより、地形の変化量の数値解析や、空間情報の表示システムであるGIS(Geographic Information System)を利用した解析結果の管理・表示が容易に行えるようになったからである。



ところで、一般的な色は、光の3原色である赤(R)、緑(G)、青(B)と、それらの補色であるシアン(C)、マゼンダ(M)、黄(Y)、および、黒(K)、白(W)の6点を頂点とするRGB立方体内の一点として表される。今、黒Kと白Wを結ぶ直線をI軸として、この立方体のR、Y、G、C、B、Mを、白Wを含みI軸に直交する平面に投影すると、正六角形ができる。この正六角形を円に変換し、その円を底面とし、黒Kを頂点とした円錐をHSI円錐カラーモデルという。HSI円錐カラーモデルは、色相H、彩度S、明度Iで色を表現する。他の表現によると円錐側面の表面の色を底面に投影することでHSI円錐カラーモデルの各明度Iにおける色相H及び彩度Sの色の断面図が得られる。



【非特許文献1】
羽坂・渡辺・池田(1991)地形数値データを基にしたリニアメントの抽出-2万5千分の1地形図「余市岳」での応用例-,地質調査所月報,vol.42,no.1,pp.11-17.
【非特許文献2】
田中・幾志・熊谷(1985)三宅島の傾斜分布図.国立防災科学技術センター研究速報,vol.69,pp.17-27.
【非特許文献3】
岩橋(1992)ディジタルフィルタを用いた数値地形モデルの地形解析,情報地質,vol.3,no.1,pp.31-37.
【非特許文献4】
神谷・黒木・田中(2000)傾斜量図を用いた地形・地質の判読,情報地質、vol.11,no.1,pp.11-24.

Field of industrial application (In Japanese)


本発明は、画像作成装置、画像作成方法及びプログラム及び記録媒体、斜面ベクトル図に係り、特に、特徴的地形抽出のための斜面ベクトルのカラー表示を可能とし、また、その立体視を可能とする画像作成装置、画像作成方法及びプログラム及び記録媒体、斜面ベクトル図に関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
特徴的地形抽出のための画像作成方法であって、
主制御部は、地図上の格子点の位置を識別する位置識別子に対応して格子点における標高値を記憶した標高モデルファイルを参照して、各格子点の位置識別子に基づき、該当する格子点の位置識別子における標高値と、該格子点の周りの複数の格子点の位置識別子における標高値を読み取り、これら標高値に基づき該格子点における斜面の傾斜方向θと傾斜角φを表す斜面ベクトルデータを求めるステップと、
主制御部は、傾斜角の最大値及び/又は最小値を入力するステップと、
主制御部は、入力部又は記憶部から明度値I0を入力するステップと、
主制御部は、求められた斜面ベクトルデータ及び明度値I0に基づき、以下の式により、色相H、彩度S及び明度Iを求めるステップと、
H=θ
S=tan((90-φ)/2)
I=I0+(1-I0)S (0≦I0≦1.0)
主制御部は、求められた彩度Sを入力された最大値及び/又は最小値により値域幅を伸張して変換するステップと、
主制御部は、入力部により、(a)傾斜ベクトル図、(b)傾斜方位図、(c)傾斜量図の形成処理のうち、いずれかを選択するステップと、
(a)傾斜ベクトル図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、求められた色相H、彩度S及び明度Iに基づき、HSI円錐カラーモデルからRGBカラーモデルに変換するステップと、
主制御部は、変換されたRGBカラーモデルの各原色を表す色画像データを、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は、色画像ファイルから各位置識別子に基づいて色画像データを読み取り、該色画像データを地図上の位置識別子が示す格子点に対応させることにより斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力するステップと、
を含み、

(b)傾斜方位図の形成処理が選択された場合
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜方向θを読み取り、該傾斜方向θに基づきHSI円錐カラーモデルの断面図又はRGBカラーモデルの断面図の外周近傍の色に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は、該色画像データを用いることにより傾斜方位図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力ステップと
を含み、
(c)傾斜量図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜角φを読み取り、該傾斜角φに基づき濃淡に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は該色画像データを用いることにより傾斜量図を表示部に表示又は出力部に出力するステップと、
を含む
画像作成方法。

【請求項2】
 
主制御部は、さらに、色画像ファイルから読み取った色画像データに基づき、立体視対の画像データを求め、位置識別子に対応して該画像データを立体視画像ファイルに記憶し、該画像データにより立体視対の斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力する請求項1に記載の画像作成方法。

【請求項3】
 
前記斜面ベクトルデータを求めるステップは、周りの格子点の標高値から近似平面を求め該近似平面の法線ベクトルの傾斜方向θ及び傾斜角φを求める請求項1に記載の画像作成方法。

【請求項4】
 
主制御部は、傾斜方向θ及び傾斜角φに基づき斜面ベクトルの彩度色相円への投影点を求め、その投影点の色に従い格子点の色画像データを求める請求項1に記載の画像作成方法。

【請求項5】
 
主制御部は、各格子点の斜面ベクトルデータに基づき、傾斜角の最大値及び/又は最小値を算出し、算出された最大値及び/又は最小値を使用する指示を入力する、又は、最大値及び/又は最小値を入力するステップと、
主制御部は、求められた彩度Sを算出された最大値及び/又は最小値により値域幅を伸張して変換するステップと
をさらに含む請求項1に記載の画像作成方法。

【請求項6】
 
主制御部は、使用する色相及び/又は色相の変化幅を調整するステップをさらに含む請求項1に記載の画像作成方法。

【請求項7】
 
特徴的地形抽出のための画像作成プログラムであって、
主制御部は、地図上の格子点の位置を識別する位置識別子に対応して格子点における標高値を記憶した標高モデルファイルを参照して、各格子点の位置識別子に基づき、該当する格子点の位置識別子における標高値と、該格子点の周りの複数の格子点の位置識別子における標高値を読み取り、これら標高値に基づき該格子点における斜面の傾斜方向θと傾斜角φを表す斜面ベクトルデータを求めるステップと、
主制御部は、傾斜角の最大値及び/又は最小値を入力するステップと、
主制御部は、入力部又は記憶部から明度値I0を入力するステップと、
主制御部は、求められた斜面ベクトルデータ及び明度値I0に基づき、以下の式により、色相H、彩度S及び明度Iを求めるステップと、
H=θ
S=tan((90-φ)/2)
I=I0+(1-I0)S (0≦I0≦1.0)
主制御部は、求められた彩度Sを入力された最大値及び/又は最小値により値域幅を伸張して変換するステップと、
主制御部は、入力部により、(a)傾斜ベクトル図、(b)傾斜方位図、(c)傾斜量図の形成処理のうち、いずれかを選択するステップと、
(a)傾斜ベクトル図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、求められた色相H、彩度S及び明度Iに基づき、HSI円錐カラーモデルからRGBカラーモデルに変換するステップと、
主制御部は、変換されたRGBカラーモデルの各原色を表す色画像データを、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は、色画像ファイルから各位置識別子に基づいて色画像データを読み取り、該色画像データを地図上の位置識別子が示す格子点に対応させることにより斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力するステップと、
を含み、

(b)傾斜方位図の形成処理が選択された場合
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜方向θを読み取り、該傾斜方向θに基づきHSI円錐カラーモデルの断面図又はRGBカラーモデルの断面図の外周近傍の色に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は、該色画像データを用いることにより傾斜方位図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力ステップと
を含み、
(c)傾斜量図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜角φを読み取り、該傾斜角φに基づき濃淡に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は該色画像データを用いることにより傾斜量図を表示部に表示又は出力部に出力するステップと、
を含む、
前記ステップをコンピュータに実行させるため画像作成プログラム。

【請求項8】
 
特徴的地形抽出のための画像作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
主制御部は、地図上の格子点の位置を識別する位置識別子に対応して格子点における標高値を記憶した標高モデルファイルを参照して、各格子点の位置識別子に基づき、該当する格子点の位置識別子における標高値と、該格子点の周りの複数の格子点の位置識別子における標高値を読み取り、これら標高値に基づき該格子点における斜面の傾斜方向θと傾斜角φを表す斜面ベクトルデータを求めるステップと、
主制御部は、傾斜角の最大値及び/又は最小値を入力するステップと、
主制御部は、入力部又は記憶部から明度値I0を入力するステップと、
主制御部は、求められた斜面ベクトルデータ及び明度値I0に基づき、以下の式により、色相H、彩度S及び明度Iを求めるステップと、
H=θ
S=tan((90-φ)/2)
I=I0+(1-I0)S (0≦I0≦1.0)
主制御部は、求められた彩度Sを入力された最大値及び/又は最小値により値域幅を伸張して変換するステップと、
主制御部は、入力部により、(a)傾斜ベクトル図、(b)傾斜方位図、(c)傾斜量図の形成処理のうち、いずれかを選択するステップと、
(a)傾斜ベクトル図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、求められた色相H、彩度S及び明度Iに基づき、HSI円錐カラーモデルからRGBカラーモデルに変換するステップと、
主制御部は、変換されたRGBカラーモデルの各原色を表す色画像データを、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は、色画像ファイルから各位置識別子に基づいて色画像データを読み取り、該色画像データを地図上の位置識別子が示す格子点に対応させることにより斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力するステップと、
を含み、

(b)傾斜方位図の形成処理が選択された場合
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜方向θを読み取り、該傾斜方向θに基づきHSI円錐カラーモデルの断面図又はRGBカラーモデルの断面図の外周近傍の色に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は、該色画像データを用いることにより傾斜方位図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力ステップと
を含み、
(c)傾斜量図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜角φを読み取り、該傾斜角φに基づき濃淡に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶するステップと、
主制御部は該色画像データを用いることにより傾斜量図を表示部に表示又は出力部に出力するステップと、
を含む、
前記ステップをコンピュータに実行させるため画像作成プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【請求項9】
 
地図上の格子点の位置を識別する位置識別子に対応して格子点における標高値を記憶した標高モデルファイルと、
格子点の位置識別子に対応して格子点におけるRGBカラーモデルの各原色の値を表す色画像データを記憶した色画像ファイルと、
各々の前記ファイルをアクセスし、斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力するための主制御部と、
を備えた特徴的地形抽出のための画像作成装置であって、
主制御部は、地図上の格子点の位置を識別する位置識別子に対応して格子点における標高値を記憶した標高モデルファイルを参照して、各格子点の位置識別子に基づき、該当する格子点の位置識別子における標高値と、該格子点の周りの複数の格子点の位置識別子における標高値を読み取り、これら標高値に基づき該格子点における斜面の傾斜方向θと傾斜角φを表す斜面ベクトルデータを求め、
主制御部は、傾斜角の最大値及び/又は最小値を入力し、
主制御部は、入力部又は記憶部から明度値I0を入力し、
主制御部は、求められた斜面ベクトルデータ及び明度値I0に基づき、以下の式により、色相H、彩度S及び明度Iを求め、
H=θ
S=tan((90-φ)/2)
I=I0+(1-I0)S (0≦I0≦1.0)
主制御部は、求められた彩度Sを入力された最大値及び/又は最小値により値域幅を伸張して変換し、
主制御部は、入力部により、(a)傾斜ベクトル図、(b)傾斜方位図、(c)傾斜量図の形成処理のうち、いずれかを選択し、
(a)傾斜ベクトル図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、求められた色相H、彩度S及び明度Iに基づき、HSI円錐カラーモデルからRGBカラーモデルに変換し、
主制御部は、変換されたRGBカラーモデルの各原色を表す色画像データを、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶し、
主制御部は、色画像ファイルから各位置識別子に基づいて色画像データを読み取り、該色画像データを地図上の位置識別子が示す格子点に対応させることにより斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力すること、
を含み、
(b)傾斜方位図の形成処理が選択された場合
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜方向θを読み取り、該傾斜方向θに基づきHSI円錐カラーモデルの断面図又はRGBカラーモデルの断面図の外周近傍の色に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶し、
主制御部は、該色画像データを用いることにより傾斜方位図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力すること、
を含み、
(c)傾斜量図の形成処理が選択された場合、
主制御部は、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜角φを読み取り、該傾斜角φに基づき濃淡に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶し、
主制御部は該色画像データを用いることにより傾斜量図を表示部に表示又は出力部に出力すること、
を含む、
画像作成装置。

【請求項10】
 
予め定められた明度IにおけるHSI円錐カラーモデルの断面図における点により、色相Hで斜面の傾斜方向を表し、彩度Sで斜面の傾斜角を表した特徴的地形抽出のための斜面ベクトル図であって、前記斜面ベクトル図は、
主制御部により、地図上の格子点の位置を識別する位置識別子に対応して格子点における標高値を記憶した標高モデルファイルを参照して、各格子点の位置識別子に基づき、該当する格子点の位置識別子における標高値と、該格子点の周りの複数の格子点の位置識別子における標高値を読み取り、これら標高値に基づき該格子点における斜面の傾斜方向θと傾斜角φを表す斜面ベクトルデータを求め、
主制御部により、傾斜角の最大値及び/又は最小値を入力し、
主制御部により、入力部又は記憶部から明度値I0を入力し、
主制御部により、求められた斜面ベクトルデータ及び明度値I0に基づき、以下の式により、色相H、彩度S及び明度Iを求め、
H=θ
S=tan((90-φ)/2)
I=I0+(1-I0)S (0≦I0≦1.0)
主制御部により、求められた彩度Sを入力された最大値及び/又は最小値により値域幅を伸張して変換し、
主制御部により、入力部により、(a)傾斜ベクトル図、(b)傾斜方位図、(c)傾斜量図の形成処理のうち、いずれかを選択し、
(a)傾斜ベクトル図の形成処理が選択された場合、
主制御部により、求められた色相H、彩度S及び明度Iに基づき、HSI円錐カラーモデルからRGBカラーモデルに変換し、
主制御部により、変換されたRGBカラーモデルの各原色を表す色画像データを、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶し、
主制御部により、色画像ファイルから各位置識別子に基づいて色画像データを読み取り、該色画像データを地図上の位置識別子が示す格子点に対応させることにより斜面ベクトル図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力すること、
を含み、
(b)傾斜方位図の形成処理が選択された場合
主制御部により、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜方向θを読み取り、該傾斜方向θに基づきHSI円錐カラーモデルの断面図又はRGBカラーモデルの断面図の外周近傍の色に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶し、
主制御部により、該色画像データを用いることにより傾斜方位図を作成し、表示部に表示又は出力部に出力すること、
を含み、
(c)傾斜量図の形成処理が選択された場合、
主制御部により、各位置識別子に基づき斜面ベクトルデータ中の傾斜角φを読み取り、該傾斜角φに基づき濃淡に対応する色画像データを求め、位置識別子に対応して色画像ファイルに記憶し、
主制御部は該色画像データを用いることにより傾斜量図を表示部に表示又は出力部に出力すること、を含む、
ことにより作成された前記斜面ベクトル図。

【請求項11】
 
立体視対の画像を含む請求項10に記載の斜面ベクトル図。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2003157490thum.jpg
State of application right Registered
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