地表面画像データの生成方法および生成装置
【課題】衛星画像データ中に含まれる雲画像データを雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに比較的高い精度で修正することができる地表面画像データの生成方法及び生成装置を提供する。
【解決手段】生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データを取得し、次いで、各画素が地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定して部分画像データと欠損領域を設定し、この後、前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される他の撮像日時において画素値から地表面を反映したものと判定された画素により前記欠損領域が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより補間画像データを生成して地表面画像データの生成方法を構成する。
【解決手段】生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データを取得し、次いで、各画素が地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定して部分画像データと欠損領域を設定し、この後、前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される他の撮像日時において画素値から地表面を反映したものと判定された画素により前記欠損領域が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより補間画像データを生成して地表面画像データの生成方法を構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地表面画像データの生成方法および生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星画像データにおいて地表面画像データの一部を隠すようにして写り込む雲画像データを除去し、雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに修正するものとしては、従来、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この従来例は、雲画像を含む衛星画像と、この衛星画像と同一領域を撮影した雲画像を含まない参照用画像とを用意しておき、両画像間のＤＮ（ディジタルナンバー）値の関係式に基づき、土地被覆分類を考慮した上で、参照用画像における上記雲画像に対応する領域のＤＮ値から雲画像に代替する地表面画像を算出する。
【０００３】
また、特許文献２には、同一衛星画像中に含まれる地表面画像と雲画像の画素濃度値を比較し、雲画像の画素濃度値を下げる処理をすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４３０５４号公報
【特許文献２】特開２０００−３２２５６２号公報（第２頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら以上の従来例は、日影を考慮しないために、雲画像データに代替する地表面画像データの精度が低くなりやすいという欠点がある。
【０００６】
すなわち、日影は、日における時刻、例えば時間帯により変化する太陽位置と、地表面の地点により異なる凹凸状態とが相まって発生状況が大きく変化する。例えば、地表面が凹凸である場合には、日影は時刻よって大きくも小さくもなり、また、その位置も変化するし、一方、地表面が平坦である場合においては、太陽位置に関わらず日影は原則として発生しない。これに対し上述した従来例は、雲画像データに代替する地表面画像データを得るために、単に異なる時間の画素値を参考にしたり、異なる地点の画素値を参考にしたりするものに過ぎず、日における時刻や地点の違いによる日影の変化によって、得られる地表面画像データの精度が乱されてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は以上の欠点を解消すべくなされたものであって、日影を考慮することにより、衛星画像データ中に含まれる雲画像データを雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに比較的高い精度で修正することができる地表面画像データの生成方法及び生成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば上記目的は、
生成基準日を設定した後、
静止衛星画像データ１に撮像日時データを対応づけて格納する画像データベース２を参照して前記生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データ１の所定領域を基準画像データ３として取得し、
次いで、画素値と所定の閾値とを比較して前記基準画像データ３の各画素が地表面を反映したもの４か雲を反映したもの５かを判定し、地表面を反映したもの４と判定された画素を抽出して部分画像データ６として保存するとともに、残余の画素により特定される前記基準画像データ３上の領域を欠損領域７として設定し、
この後、所定の判定基準に従って前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される他の撮像日時の静止衛星画像データ１において前記欠損領域７に対応する画像データを参考画像データ８として前記画像データベース２を参照して取得した上で、参考画像データ８の各画素の画素値を所定の閾値と比較して地表面を反映したもの４か雲を反映したもの５かを判定し、地表面を反映したもの４と判定された画素により前記欠損領域７が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより、地表面を反映したもの４と判定された画素で欠損領域７を埋めて構成される補間画像データ９を生成し、
前記部分画像データ６と補間画像データ９とを合成して地表面画像データを生成する地表面画像データの生成方法を提供することにより達成される。
【０００９】
本発明によれば、基準画像データ３中の雲画像データ５は参考画像データ８中の地表面画像データ４に置き換えられる。参考画像データ８の撮像日時は基準画像データ３の撮像日時に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するタイミングが選択され、また、基準画像データ３中の雲画像データ５に置き換えられる参考画像データ８中の地表面画像データ４は、参考画像データ８中において基準画像データ３の雲画像データ５に対応する領域から取得される。
【００１０】
したがって、雲画像データ５に置き換えられる地表面画像データ４は、置き換えられる雲画像５の撮像時における太陽位置と近似する太陽位置のときに撮像されたものにされ、且つ、雲画像５と同一地点のものにされることから、日影の発生状況がほぼ共通し、雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像４と極めて高い精度で一致することができる。
【００１１】
また、上記基準画像データ３や参考画像データ８には静止衛星画像データ１が用いられる。静止衛星は撮像地点に対する相対位置が変わらないため、ここから撮像することにより、撮像地点に対する撮像方向を常に一定に維持することができる。また、このように撮像地点に対する撮像方向が維持されることにより、撮像条件として時刻のみを異ならせた繰り返しの撮像を周回衛星を用いた場合に比べて極めて短時間で行うことができるなど時間に対する融通性を高めることができ、例えば１時間以下などの短い時間間隔での繰り返しの撮像や、連続する日の同一時刻での撮像など、太陽位置のあまり変わらない条件での撮像を短期間で行うことができる。
【００１２】
上記基準画像データ３は、撮像日時を所定時刻、すなわち時や分などの単位で特定されることにより、太陽位置をより正確に特定することができるようにされる。この場合において、上記所定時刻として基準画像データ３の撮像領域についての南中時刻を用いた場合には、撮像領域の地表面が凹凸であっても日影が画像上に生じることを防止することができ、地表面をより正確に把握することが可能になる。また、南中時刻に静止衛星から撮像することで、図４に概念的に示すように、撮像領域、静止衛星、太陽の配置が一直線上に近いものになることから、日影を避けた最適の精度で地表面を撮像することができる。なお、図４において３０は地表面、３１は雲、３２は太陽、３３は太陽の軌跡、３４は静止衛星を概念的に示すものである。
【００１３】
なお、基準画像データ３においてなされる雲画像データ５の判別は、上述した従来例同様、画素値を所定の閾値に比較して行えば足り、この閾値についても従来例同様に適宜決定することが可能である。
【００１４】
また、基準画像データ３の撮像領域が広い経度に及ぶ場合、南中時刻を撮像領域の中心位置の経度に基づいて決定することも可能であるが、基準画像データ３を静止衛星画像データ１上で南中時刻と判断できる所定領域を切り出して取得すれば足り、このようにして取得される基準画像データ３の複数を関連づければ、図３に示すように精度を維持してより広い経度に及ぶ複合的な静止衛星画像データ１を得ることができる。
【００１５】
一方、上記参考画像データ８は、基準画像データ３とは撮像タイミングを異ならせることにより、その間に雲が移動して基準画像データ３の雲画像データ５に対応する領域で地表面画像データ４が得られる可能性に基づいて取得されるもので、基準画像データ３の雲画像データ５に対応する領域の静止衛星画像データ１が用いられ、静止衛星の最小撮像時間間隔に応じ、例えば基準画像データ３に対して撮像タイミングを１５分遅らせたもので構成することができる。この参考画像データ８には、雲画像データ５に対応する領域の地表面画像データ４を得られるものであるか否かを判定するために、上述した基準画像データ３におけると同様に画素毎に地表面画像データ４か雲画像データ５かの判別が行われ、地表面に対応する画素が基準画像データ３の雲の画素の代替として採用される。したがって仮に雲画像データ５が含まれている場合には、当該雲画像データ５に対応する画素の地表面画像データ４は得られず、この場合には、新たに他の参考画像データ８を取得して当該画素の地表面画像データ４の取得が試みられる。
【００１６】
このように参考画像データ８が場合によっては複数必要となることに対応し、参考画像データ８を決定する際の優先順位、すなわち、参考画像データ８の撮像日時の優先順位が予め設定される。この優先順位は、基準画像データ３の撮像日時におけるときと太陽位置の違いが少ないタイミングであることのほか、基準画像データ３に含まれている雲５が移動していることを期待できるタイミングであることなどを考慮して適宜設定することが可能で、例えば、静止衛星の現時点での最小撮影時間間隔を考慮すると、基準画像データ３の撮像時刻に最も近い時刻、次に基準画像データ３の撮像日に最も近い日における同時刻、さらにその次にこの同時刻に最も近い時刻の順にすることができる。なお、基準画像データ３が画像データベース２において最新の撮影日時のものである場合、優先順位はより過去の撮影日時にのみ限られるが、基準画像データ３よりもさらに未来の撮影日時がある場合には、これらのいずれか一方を他方に比べてより優先するように設定すれば足りる。また、上述したように撮像日時の異なる基準画像データ３を結合した場合には、参考画像データ８も各基準画像データ３の撮像日時を考慮した撮像日時の異なるものを複数用意するようにすれば精度を維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、日影を考慮することにより、衛星画像データ中に含まれる雲画像データを雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに比較的高い精度で修正する地表面画像の生成方法及び生成装置を提供することができ、静止衛星画像の広域性、反復容易性という利点を活用し、また、同時性という利点をほとんど損ねることなく、地表面を良好に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のフローチャートである。
【図２】本発明のブロック図である。
【図３】基準画像データの複数からなる静止衛星画像データを示す図である。
【図４】南中時刻の様子を示す図である。
【図５】部分画像データの保存、欠損領域の設定ステップについての詳細なフローチャートである。
【図６】参考画像データの取得、補間画像データの設定ステップについての詳細なフローチャートである。
【図７】撮影時刻の異なる静止衛星画像データを示す図で、（ａ）は図３において２点鎖線で囲む領域に対応するもので、基準画像データの要部を示す図、（ｂ）は参考画像データが取得される静止衛星画像データの要部を示す図、（ｃ）は他の参考画像データが取得される静止衛星画像データの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に本発明に係る地表面画像データの生成の全体的な処理手順を、図２にこの処理手順を実行するコンピュータのブロック図を示す。このコンピュータは、図示しないマウスやキーボード、記憶媒体の読み取り装置、インターネット等へのインターフェイスなどで構成される入力部２０と、画像データベース２を格納する記憶部２１と、演算部２２と、図外のモニタ等に演算結果を出力する出力部２３とを備えて構成される。上記画像データベース２は入力部２０を介して日本気象協会等から取得した静止衛星画像データ１を蓄積したものであり、静止衛星画像データ１とともに取得される撮像日時データにより静止衛星画像データ１をその撮像日時で検索可能に構成される。この画像データベース２には、静止衛星の撮像時間間隔に応じて例えば１５分間隔で撮像された静止衛星画像データ１、１、・・が数年単位の期間に渡って蓄積される。また、上記静止衛星画像データ１は、撮像日時データとともにいわゆるアノテーションデータとして取得される経度および緯度の座標データにより画像上の任意の位置の緯度、経度を特定することができるようにされる。
【００２０】
また、上記記憶部２１には領域データファイル２４も格納される。この領域データファイル２４は、地球上で太陽の南中時刻に相当する領域（以下「南中領域」という）を特定するための領域データを格納するもので、各領域データは、上述した静止衛星画像データ１についての座標データで南中領域を特定できるように、例えば東経ｘ度からｙ度の範囲として構成される。南中領域は時間とともに変化するため、この領域データは、上述した静止衛星画像の各撮像日時と南中領域とを一対一対応して特定し、このため、その領域の広さは、静止衛星の撮像時間間隔に応じて設定される。すなわち、南中時刻は、一般に経度が１度違うと４分変化するため、その精度を最大限高めるために静止衛星の撮像時間間隔である１５分単位で南中時刻に相当する領域を切り分けて判断すると、３度７５分の経度範囲を所定の撮影時刻において南中時刻に相当する領域に決定することができる。したがって以上によれば、日時を特定することにより、画像データベース２と領域データファイル２４とに基づいて当該日時に撮影された静止衛星画像データ１を得ることができ、また、該静止衛星画像データ１において当該日時の南中領域を特定することができる。
【００２１】
上述した記憶部２１内のデータを利用して地表面画像データを生成する演算部２２は、図２に示すように、生成基準日設定手段１１、基準画像データ取得手段１２、画像切り分け手段１３、補間画像データ生成手段１４、画像合成手段１５を有する。上記生成基準日設定手段１１は、例えば入力部２０のキーボード等から特定の日が入力されたときに、この日の時点に相当する地表面画像を生成対象に設定にする。この生成基準日設定手段１１は、特定の日ではなく特定の月が入力されたときには、この月に含まれる各々の日の時点に相当する地表面画像の複数を生成対象に設定するように構成することが望ましい。
【００２２】
上記基準画像データ取得手段１２は、このように日が特定されたときに、この日において南中領域を写す静止衛星画像データ１について、この日を代表する地表面画像データの候補としての基準画像データ３を取得する。具体的には、日が特定されることにより、画像データベース２を検索して当該日に属する撮像日時データの複数が特定され、この撮影日時データに対応する静止衛星画像データ１の複数が特定されるとともに、領域データファイル２４により各撮影日時の静止衛星画像データ１上における南中領域が特定される。これにより、南中領域を含む各静止衛星画像データ１から南中領域に関する画像データを切り出して基準画像データ３として取得することができる。この基準画像データ３は、図３に示すように、画像データベース２に蓄積される静止衛星画像データ１の撮像領域全域が同図の上段に示すものであるときには、同図の下段に示すように、この撮像領域を上述したように３度７５分の経度範囲で分割した各々のサイズになる。すなわち、各々の経度範囲における基準画像データ３は、当該基準画像データ３が写す南中領域が南中時刻とされるタイミングで撮像された静止衛星画像データ１、すなわち画像データベース２においてそれぞれ異なる撮像日時データに対応する静止衛星画像データ１から切り出されたものである。上述した特定の日に属する撮影日時の静止衛星画像データ１の複数から基準画像データ３を各々切り出すことにより、切り出した基準画像データ３を領域データの座標情報に従って並べると、図３に示すように静止衛星画像データ１の全域が基準画像データ３で構成され、言い換えれば複数の基準画像データ３を連結した拡大基準画像データ１０を得ることができる。
【００２３】
上記画像切り分け手段１３は、上述した南中画像データに雲画像データ５が含まれている場合に、該雲画像データ５と地表面画像データ４とを切り分けるもので、これにより切り分けられた雲画像データ５に対応する領域を欠損領域７として設定する欠損領域設定手段２５を有して構成される。画像切り分け手段１３による切り分けは、上述した従来例等と同様、画素値を所定の閾値と比較して各画素が地表面を反映したもの４か、あるいは雲を反映したもの５かを判別して画素単位で行われ、上記閾値は従来例同様、経験則等により適宜設定される。切り分けられて地表面と判別された画素は部分画像データ６として保存され、雲と判別された画素に対応する領域は、欠損領域設定手段２５により地表面画像の欠損領域７に設定される。
【００２４】
上記補間画像データ生成手段１４は、上述したように画像切り分け手段１３により設定された欠損領域７を補間する補間画像データ９を生成するもので、参考画像データ取得手段２６と、補間領域判定手段２７とを有して構成される。上記参考画像データ取得手段２６は、欠損領域７を補間するための候補となる画像データを画像データベース２から参考画像データ８として取得するもので、この参考画像データ８は、上述した基準画像データ３の撮像日時とは異なる撮像日時の静止衛星画像データ１における上述した欠損領域７に対応する領域のもので構成される。異なる撮像日時の静止衛星画像データ１における欠損領域７に対応する領域においても雲がある可能性もあるため、上述した参考画像データ８を取得するための静止衛星画像データ１の撮像日時は、後述する補間領域判定手段２７により基準画像データ３の欠損領域７が地表面画像により完全に補間できるまで所定の優先順位に従って順次変更するように設定される。この優先順位は、この実施の形態においては、大まかに言えば、基準画像データ３の撮像日時の前後の時刻、日を前後にした同時刻、その前後の時刻、さらに日を前後して同じように繰り返すというもので、具体的には、例えば４月１日１２時０分が基準画像データ３の撮像日時であるとすれば、参考画像データ８の撮像日時としては、例えば、第１に４月１日１１時４５分、第２に４月１日１２時１５分、第３に３月３１日１２時０分、第４に４月２日１２時０分、第５に３月３１日１１時４５分、第６に３月３１日１２時１５分、第７に４月２日１１時４５分、第８に４月２日１２時１５分、第９に３月３０日１２時０分、第１０に４月３日１２時０分といったようになる。
【００２５】
また、補間領域判定手段２７は、上述したように参考画像データ８が取得されると、画像切り分け手段１３におけると同様に、参考画像データ８を対象にして、画素値を所定の閾値と比較して各画素が地表面を反映したもの４か、あるいは雲を反映したもの５かを判別し、地表面と判別された画素を補間画像データ９として保存して当該画素についての欠損領域７の設定を解除し、一方、雲と判別された画素については、欠損領域７の設定を維持される。
【００２６】
したがって以上の補間画像データ生成手段１４は、先ず、基準画像データ３に設定されている欠損領域７に従って参考画像データ取得手段２６が参考画像データ８を取得し、次いで、取得された参考画像データ８を対象にして補間領域判定手段２７が画素毎に地表面４か否かを判定し、地表面４と判定された画素を補間画像データ９として保存するとともに、この画素についての基準画像データ３における欠損領域７の設定を解除する。これにより欠損領域７に設定された画素が欠損領域７の設定を解除される、すなわち欠損領域７が解消すれば、欠損領域７に対応する地表面画像データが得られて処理が完了したことを示し、また、欠損領域７が残存していれば、この後、参考画像データ取得手段２６により、残存する欠損領域７を対象にして他の参考画像データ８が取得され、さらにこの後、補間領域判定手段２７による補間画像データ９の補充および欠損領域７の設定の解除、あるいは維持が繰り返される。
【００２７】
上記画像合成手段１５は、上述した部分画像データ６と補間画像データ９とを合成し、基準画像データ３の欠損領域７を補間画像データ９で補間して地表面画像データのみで構成された特定の経度範囲についての特定の日を代表する画像データを生成する。また、上述したように領域が連続する複数の基準画像データ３のそれぞれからこのような画像データが取得されるため、画像合成手段１５は、これらの画像データをさらに領域データに従って結合して静止衛星画像データ１と同じサイズに生成する。このようにして生成された画像データは、出力部２３を介してモニタに表示される。
【００２８】
以上のコンピュータによる処理動作を図１に従って説明する。先ず、入力部２０からの入力に基づき、生成基準日設定手段１１により生成基準日が設定されるステップ（ステップＳ１）が実行された後、設定された生成基準日に従って基準画像データ取得手段１２により生成基準日の南中画像データが基準画像データ３として取得されるステップ（ステップＳ２）が実行される。この基準画像データ３は図３に示すように領域的に連続する複数の画像データで構成される。
【００２９】
次いで、画像切り分け手段１３により各基準画像データ３から地表面を表すと思われる画素が部分画像データ６として保存されるとともに、雲を表すと思われる画素に対応する各基準画像データ３上の領域が欠損領域設定手段２５により欠損領域７に設定されるステップ（ステップＳ３）が実行される。この後、欠損領域７が設定された各基準画像データ３に対しては、参考画像データ取得手段２６により、その撮影日時の直前の撮像日時の静止衛星画像データ１において欠損領域７に対応する領域から参考画像データ８が取得され、次いで、補間領域判定手段２７により、取得した参考画像データ８から地表面を表すと思われる画素を補間画像データ９として保存するとともに、基準画像データ３において対応する画素の欠損領域７の設定を解除することで、基準画像データ３において欠損領域７に設定される画素がなくなるまで、参考画像データ取得手段２６により取得する参考画像データ８の撮影日時を順次変更して補間領域判定手段２７による処理を繰り返すことにより、基準画像データ３の欠損領域７の全域について地表面を表すと思われる画素で埋めた補間画像データ９が生成されるステップ（ステップＳ４）が実行される。
【００３０】
ここで、以上のステップＳ３とＳ４について、図５ないし図７を用いてより詳細に説明する。上述したステップ３においては、ステップ２により取得された各基準画像データ３に対し、先ず、画素値を所定の閾値と比較して各画素が表す画像が判定され（ステップＳ３ー１）、画素が表す画像が地表面か否かが判断され（ステップＳ３−２）、これにより地表面ではないとされたときには当該画素が欠損領域７に設定され（ステップＳ３−３）、反対に地表面４であると判断されたときには当該画素が部分画像データ６として保存される（ステップＳ３−４）。次いで、以上の処理が基準画像データ３内の全ての画素に対してなされるようにし（ステップＳ３−５）、また、複数ある基準画像データ３の全てに対してなされるようにする（ステップＳ３−６）。
【００３１】
一方、ステップＳ４においては、ステップＳ３で処理された各基準画像データ３に対し、先ず、欠損領域７が設定されているかを確認し（ステップＳ４−１）、欠損領域７があるときには、次いで、当該基準画像データ３の撮影日時との間で太陽位置が近似するものとして初期設定されているその直前の撮影日時の静止衛星画像データ１から当該基準画像データ３に設定されている欠損領域７に対応する画像データを参考画像データ８として取得し（ステップＳ４−２）、この参考画像データ８に対して、画素値を所定の閾値と比較して各画素が表す画像が判定され（ステップＳ４ー３）、画素が表す画像が地表面か否かが判断され（ステップＳ４−４）、これにより地表面ではないとされたときには当該画素に対応する基準画像データ３の欠損領域７が維持され（ステップＳ４−５）、反対に地表面であると判断されたときには当該画素が補間画像データ９として保存されるとともに、当該画素に対応する基準画像データ３の画素の欠損領域７の設定が解除される（ステップＳ４−６）。次いで、以上の処理が参考画像データ８内の全ての画素に対してなされるようにする（ステップＳ４−７）。またこの後、上述した画素に対する欠損領域７の設定の解除により、当該基準画像データ３から欠損領域７がなくなっているかが判定され（ステップＳ４−８）、なくなっていない場合には、ステップＳ４−２において初期設定されている撮影日時条件を変更して（ステップＳ４−９）、以上のステップＳ４−２からステップＳ４−７までの処理を繰り返す。一方、欠損領域７がなくなっている場合には、当該基準画像データ３の処理については終了となるが、基準画像データ３の全てに対して以上の処理を行わせるようにする（ステップＳ４−１０）。
【００３２】
図７は、ステップＳ４ー９の結果、例えば、基準画像データ３の撮像日時に対して、１５分前後にずれた静止衛星画像データ１から取得した参考画像データ８により欠損領域７が解除される様子を表したもので、図７（ａ）は基準画像データ３であり、（ｂ）は基準画像データ３撮影の１５分前に撮像された静止衛星画像データ１、（ｃ）は基準画像データ３撮影の１５分後に撮像された静止衛星画像データ１であり、各図において２８は陸地、５は雲を示す。図７（ａ）の基準画像データ３において雲に対応する領域は欠損領域７であり、図７（ｂ）では欠損領域７の内、ハッチングして示す領域が地表面４になっていて補間画像データ９に採用され、図７（ｃ）では同様にハッチングして示す領域が、新たに地表面になっていて補間画像データ９に採用される。
【００３３】
以上のようにステップＳ３、Ｓ４が終了すると、最後に、画像合成手段１５により、このようにして生成された補間画像データ９と部分画像データ６とを合成して地表面４画像データのみで構成された合成画像データを生成し、また、所定経度範囲毎に生成される合成画像データの複数を領域データに従って結合するステップ（ステップＳ５）が実行されて処理動作が完了する。
【００３４】
なお、以上の実施の形態においては、１５分の時間間隔で撮像された静止衛星画像データ１を前提としたが、静止衛星画像データ１の撮像能力、画像データベース２に格納する静止衛星画像データ１の撮像時間間隔に応じて適宜に時間間隔、南中領域を変更することができる。また、添付の図面において例示した画像の縮尺は説明を分かりやすくするために選択したもので、画像中に地物等を含むような縮尺の静止衛星画像データ１においても適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 静止衛星画像データ
２ 画像データベース
３ 基準画像データ
４ 地表面を反映したもの
５ 雲を反映したもの
６ 部分画像データ
７ 欠損領域
８ 参考画像データ
９ 補間画像データ
１０ 拡大基準画像データ
１１ 生成基準日設定手段
１２ 基準画像データ取得手段
１３ 画像切り分け手段
１４ 補間画像生成手段
１５ 画像合成手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は地表面画像データの生成方法および生成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛星画像データにおいて地表面画像データの一部を隠すようにして写り込む雲画像データを除去し、雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに修正するものとしては、従来、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。この従来例は、雲画像を含む衛星画像と、この衛星画像と同一領域を撮影した雲画像を含まない参照用画像とを用意しておき、両画像間のＤＮ（ディジタルナンバー）値の関係式に基づき、土地被覆分類を考慮した上で、参照用画像における上記雲画像に対応する領域のＤＮ値から雲画像に代替する地表面画像を算出する。
【０００３】
また、特許文献２には、同一衛星画像中に含まれる地表面画像と雲画像の画素濃度値を比較し、雲画像の画素濃度値を下げる処理をすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１４３０５４号公報
【特許文献２】特開２０００−３２２５６２号公報（第２頁）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら以上の従来例は、日影を考慮しないために、雲画像データに代替する地表面画像データの精度が低くなりやすいという欠点がある。
【０００６】
すなわち、日影は、日における時刻、例えば時間帯により変化する太陽位置と、地表面の地点により異なる凹凸状態とが相まって発生状況が大きく変化する。例えば、地表面が凹凸である場合には、日影は時刻よって大きくも小さくもなり、また、その位置も変化するし、一方、地表面が平坦である場合においては、太陽位置に関わらず日影は原則として発生しない。これに対し上述した従来例は、雲画像データに代替する地表面画像データを得るために、単に異なる時間の画素値を参考にしたり、異なる地点の画素値を参考にしたりするものに過ぎず、日における時刻や地点の違いによる日影の変化によって、得られる地表面画像データの精度が乱されてしまうおそれがある。
【０００７】
本発明は以上の欠点を解消すべくなされたものであって、日影を考慮することにより、衛星画像データ中に含まれる雲画像データを雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに比較的高い精度で修正することができる地表面画像データの生成方法及び生成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば上記目的は、
生成基準日を設定した後、
静止衛星画像データ１に撮像日時データを対応づけて格納する画像データベース２を参照して前記生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データ１の所定領域を基準画像データ３として取得し、
次いで、画素値と所定の閾値とを比較して前記基準画像データ３の各画素が地表面を反映したもの４か雲を反映したもの５かを判定し、地表面を反映したもの４と判定された画素を抽出して部分画像データ６として保存するとともに、残余の画素により特定される前記基準画像データ３上の領域を欠損領域７として設定し、
この後、所定の判定基準に従って前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される他の撮像日時の静止衛星画像データ１において前記欠損領域７に対応する画像データを参考画像データ８として前記画像データベース２を参照して取得した上で、参考画像データ８の各画素の画素値を所定の閾値と比較して地表面を反映したもの４か雲を反映したもの５かを判定し、地表面を反映したもの４と判定された画素により前記欠損領域７が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより、地表面を反映したもの４と判定された画素で欠損領域７を埋めて構成される補間画像データ９を生成し、
前記部分画像データ６と補間画像データ９とを合成して地表面画像データを生成する地表面画像データの生成方法を提供することにより達成される。
【０００９】
本発明によれば、基準画像データ３中の雲画像データ５は参考画像データ８中の地表面画像データ４に置き換えられる。参考画像データ８の撮像日時は基準画像データ３の撮像日時に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するタイミングが選択され、また、基準画像データ３中の雲画像データ５に置き換えられる参考画像データ８中の地表面画像データ４は、参考画像データ８中において基準画像データ３の雲画像データ５に対応する領域から取得される。
【００１０】
したがって、雲画像データ５に置き換えられる地表面画像データ４は、置き換えられる雲画像５の撮像時における太陽位置と近似する太陽位置のときに撮像されたものにされ、且つ、雲画像５と同一地点のものにされることから、日影の発生状況がほぼ共通し、雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像４と極めて高い精度で一致することができる。
【００１１】
また、上記基準画像データ３や参考画像データ８には静止衛星画像データ１が用いられる。静止衛星は撮像地点に対する相対位置が変わらないため、ここから撮像することにより、撮像地点に対する撮像方向を常に一定に維持することができる。また、このように撮像地点に対する撮像方向が維持されることにより、撮像条件として時刻のみを異ならせた繰り返しの撮像を周回衛星を用いた場合に比べて極めて短時間で行うことができるなど時間に対する融通性を高めることができ、例えば１時間以下などの短い時間間隔での繰り返しの撮像や、連続する日の同一時刻での撮像など、太陽位置のあまり変わらない条件での撮像を短期間で行うことができる。
【００１２】
上記基準画像データ３は、撮像日時を所定時刻、すなわち時や分などの単位で特定されることにより、太陽位置をより正確に特定することができるようにされる。この場合において、上記所定時刻として基準画像データ３の撮像領域についての南中時刻を用いた場合には、撮像領域の地表面が凹凸であっても日影が画像上に生じることを防止することができ、地表面をより正確に把握することが可能になる。また、南中時刻に静止衛星から撮像することで、図４に概念的に示すように、撮像領域、静止衛星、太陽の配置が一直線上に近いものになることから、日影を避けた最適の精度で地表面を撮像することができる。なお、図４において３０は地表面、３１は雲、３２は太陽、３３は太陽の軌跡、３４は静止衛星を概念的に示すものである。
【００１３】
なお、基準画像データ３においてなされる雲画像データ５の判別は、上述した従来例同様、画素値を所定の閾値に比較して行えば足り、この閾値についても従来例同様に適宜決定することが可能である。
【００１４】
また、基準画像データ３の撮像領域が広い経度に及ぶ場合、南中時刻を撮像領域の中心位置の経度に基づいて決定することも可能であるが、基準画像データ３を静止衛星画像データ１上で南中時刻と判断できる所定領域を切り出して取得すれば足り、このようにして取得される基準画像データ３の複数を関連づければ、図３に示すように精度を維持してより広い経度に及ぶ複合的な静止衛星画像データ１を得ることができる。
【００１５】
一方、上記参考画像データ８は、基準画像データ３とは撮像タイミングを異ならせることにより、その間に雲が移動して基準画像データ３の雲画像データ５に対応する領域で地表面画像データ４が得られる可能性に基づいて取得されるもので、基準画像データ３の雲画像データ５に対応する領域の静止衛星画像データ１が用いられ、静止衛星の最小撮像時間間隔に応じ、例えば基準画像データ３に対して撮像タイミングを１５分遅らせたもので構成することができる。この参考画像データ８には、雲画像データ５に対応する領域の地表面画像データ４を得られるものであるか否かを判定するために、上述した基準画像データ３におけると同様に画素毎に地表面画像データ４か雲画像データ５かの判別が行われ、地表面に対応する画素が基準画像データ３の雲の画素の代替として採用される。したがって仮に雲画像データ５が含まれている場合には、当該雲画像データ５に対応する画素の地表面画像データ４は得られず、この場合には、新たに他の参考画像データ８を取得して当該画素の地表面画像データ４の取得が試みられる。
【００１６】
このように参考画像データ８が場合によっては複数必要となることに対応し、参考画像データ８を決定する際の優先順位、すなわち、参考画像データ８の撮像日時の優先順位が予め設定される。この優先順位は、基準画像データ３の撮像日時におけるときと太陽位置の違いが少ないタイミングであることのほか、基準画像データ３に含まれている雲５が移動していることを期待できるタイミングであることなどを考慮して適宜設定することが可能で、例えば、静止衛星の現時点での最小撮影時間間隔を考慮すると、基準画像データ３の撮像時刻に最も近い時刻、次に基準画像データ３の撮像日に最も近い日における同時刻、さらにその次にこの同時刻に最も近い時刻の順にすることができる。なお、基準画像データ３が画像データベース２において最新の撮影日時のものである場合、優先順位はより過去の撮影日時にのみ限られるが、基準画像データ３よりもさらに未来の撮影日時がある場合には、これらのいずれか一方を他方に比べてより優先するように設定すれば足りる。また、上述したように撮像日時の異なる基準画像データ３を結合した場合には、参考画像データ８も各基準画像データ３の撮像日時を考慮した撮像日時の異なるものを複数用意するようにすれば精度を維持することができる。
【発明の効果】
【００１７】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、日影を考慮することにより、衛星画像データ中に含まれる雲画像データを雲がなければ現れるはずであったと思われる地表面画像データに比較的高い精度で修正する地表面画像の生成方法及び生成装置を提供することができ、静止衛星画像の広域性、反復容易性という利点を活用し、また、同時性という利点をほとんど損ねることなく、地表面を良好に把握することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のフローチャートである。
【図２】本発明のブロック図である。
【図３】基準画像データの複数からなる静止衛星画像データを示す図である。
【図４】南中時刻の様子を示す図である。
【図５】部分画像データの保存、欠損領域の設定ステップについての詳細なフローチャートである。
【図６】参考画像データの取得、補間画像データの設定ステップについての詳細なフローチャートである。
【図７】撮影時刻の異なる静止衛星画像データを示す図で、（ａ）は図３において２点鎖線で囲む領域に対応するもので、基準画像データの要部を示す図、（ｂ）は参考画像データが取得される静止衛星画像データの要部を示す図、（ｃ）は他の参考画像データが取得される静止衛星画像データの要部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に本発明に係る地表面画像データの生成の全体的な処理手順を、図２にこの処理手順を実行するコンピュータのブロック図を示す。このコンピュータは、図示しないマウスやキーボード、記憶媒体の読み取り装置、インターネット等へのインターフェイスなどで構成される入力部２０と、画像データベース２を格納する記憶部２１と、演算部２２と、図外のモニタ等に演算結果を出力する出力部２３とを備えて構成される。上記画像データベース２は入力部２０を介して日本気象協会等から取得した静止衛星画像データ１を蓄積したものであり、静止衛星画像データ１とともに取得される撮像日時データにより静止衛星画像データ１をその撮像日時で検索可能に構成される。この画像データベース２には、静止衛星の撮像時間間隔に応じて例えば１５分間隔で撮像された静止衛星画像データ１、１、・・が数年単位の期間に渡って蓄積される。また、上記静止衛星画像データ１は、撮像日時データとともにいわゆるアノテーションデータとして取得される経度および緯度の座標データにより画像上の任意の位置の緯度、経度を特定することができるようにされる。
【００２０】
また、上記記憶部２１には領域データファイル２４も格納される。この領域データファイル２４は、地球上で太陽の南中時刻に相当する領域（以下「南中領域」という）を特定するための領域データを格納するもので、各領域データは、上述した静止衛星画像データ１についての座標データで南中領域を特定できるように、例えば東経ｘ度からｙ度の範囲として構成される。南中領域は時間とともに変化するため、この領域データは、上述した静止衛星画像の各撮像日時と南中領域とを一対一対応して特定し、このため、その領域の広さは、静止衛星の撮像時間間隔に応じて設定される。すなわち、南中時刻は、一般に経度が１度違うと４分変化するため、その精度を最大限高めるために静止衛星の撮像時間間隔である１５分単位で南中時刻に相当する領域を切り分けて判断すると、３度７５分の経度範囲を所定の撮影時刻において南中時刻に相当する領域に決定することができる。したがって以上によれば、日時を特定することにより、画像データベース２と領域データファイル２４とに基づいて当該日時に撮影された静止衛星画像データ１を得ることができ、また、該静止衛星画像データ１において当該日時の南中領域を特定することができる。
【００２１】
上述した記憶部２１内のデータを利用して地表面画像データを生成する演算部２２は、図２に示すように、生成基準日設定手段１１、基準画像データ取得手段１２、画像切り分け手段１３、補間画像データ生成手段１４、画像合成手段１５を有する。上記生成基準日設定手段１１は、例えば入力部２０のキーボード等から特定の日が入力されたときに、この日の時点に相当する地表面画像を生成対象に設定にする。この生成基準日設定手段１１は、特定の日ではなく特定の月が入力されたときには、この月に含まれる各々の日の時点に相当する地表面画像の複数を生成対象に設定するように構成することが望ましい。
【００２２】
上記基準画像データ取得手段１２は、このように日が特定されたときに、この日において南中領域を写す静止衛星画像データ１について、この日を代表する地表面画像データの候補としての基準画像データ３を取得する。具体的には、日が特定されることにより、画像データベース２を検索して当該日に属する撮像日時データの複数が特定され、この撮影日時データに対応する静止衛星画像データ１の複数が特定されるとともに、領域データファイル２４により各撮影日時の静止衛星画像データ１上における南中領域が特定される。これにより、南中領域を含む各静止衛星画像データ１から南中領域に関する画像データを切り出して基準画像データ３として取得することができる。この基準画像データ３は、図３に示すように、画像データベース２に蓄積される静止衛星画像データ１の撮像領域全域が同図の上段に示すものであるときには、同図の下段に示すように、この撮像領域を上述したように３度７５分の経度範囲で分割した各々のサイズになる。すなわち、各々の経度範囲における基準画像データ３は、当該基準画像データ３が写す南中領域が南中時刻とされるタイミングで撮像された静止衛星画像データ１、すなわち画像データベース２においてそれぞれ異なる撮像日時データに対応する静止衛星画像データ１から切り出されたものである。上述した特定の日に属する撮影日時の静止衛星画像データ１の複数から基準画像データ３を各々切り出すことにより、切り出した基準画像データ３を領域データの座標情報に従って並べると、図３に示すように静止衛星画像データ１の全域が基準画像データ３で構成され、言い換えれば複数の基準画像データ３を連結した拡大基準画像データ１０を得ることができる。
【００２３】
上記画像切り分け手段１３は、上述した南中画像データに雲画像データ５が含まれている場合に、該雲画像データ５と地表面画像データ４とを切り分けるもので、これにより切り分けられた雲画像データ５に対応する領域を欠損領域７として設定する欠損領域設定手段２５を有して構成される。画像切り分け手段１３による切り分けは、上述した従来例等と同様、画素値を所定の閾値と比較して各画素が地表面を反映したもの４か、あるいは雲を反映したもの５かを判別して画素単位で行われ、上記閾値は従来例同様、経験則等により適宜設定される。切り分けられて地表面と判別された画素は部分画像データ６として保存され、雲と判別された画素に対応する領域は、欠損領域設定手段２５により地表面画像の欠損領域７に設定される。
【００２４】
上記補間画像データ生成手段１４は、上述したように画像切り分け手段１３により設定された欠損領域７を補間する補間画像データ９を生成するもので、参考画像データ取得手段２６と、補間領域判定手段２７とを有して構成される。上記参考画像データ取得手段２６は、欠損領域７を補間するための候補となる画像データを画像データベース２から参考画像データ８として取得するもので、この参考画像データ８は、上述した基準画像データ３の撮像日時とは異なる撮像日時の静止衛星画像データ１における上述した欠損領域７に対応する領域のもので構成される。異なる撮像日時の静止衛星画像データ１における欠損領域７に対応する領域においても雲がある可能性もあるため、上述した参考画像データ８を取得するための静止衛星画像データ１の撮像日時は、後述する補間領域判定手段２７により基準画像データ３の欠損領域７が地表面画像により完全に補間できるまで所定の優先順位に従って順次変更するように設定される。この優先順位は、この実施の形態においては、大まかに言えば、基準画像データ３の撮像日時の前後の時刻、日を前後にした同時刻、その前後の時刻、さらに日を前後して同じように繰り返すというもので、具体的には、例えば４月１日１２時０分が基準画像データ３の撮像日時であるとすれば、参考画像データ８の撮像日時としては、例えば、第１に４月１日１１時４５分、第２に４月１日１２時１５分、第３に３月３１日１２時０分、第４に４月２日１２時０分、第５に３月３１日１１時４５分、第６に３月３１日１２時１５分、第７に４月２日１１時４５分、第８に４月２日１２時１５分、第９に３月３０日１２時０分、第１０に４月３日１２時０分といったようになる。
【００２５】
また、補間領域判定手段２７は、上述したように参考画像データ８が取得されると、画像切り分け手段１３におけると同様に、参考画像データ８を対象にして、画素値を所定の閾値と比較して各画素が地表面を反映したもの４か、あるいは雲を反映したもの５かを判別し、地表面と判別された画素を補間画像データ９として保存して当該画素についての欠損領域７の設定を解除し、一方、雲と判別された画素については、欠損領域７の設定を維持される。
【００２６】
したがって以上の補間画像データ生成手段１４は、先ず、基準画像データ３に設定されている欠損領域７に従って参考画像データ取得手段２６が参考画像データ８を取得し、次いで、取得された参考画像データ８を対象にして補間領域判定手段２７が画素毎に地表面４か否かを判定し、地表面４と判定された画素を補間画像データ９として保存するとともに、この画素についての基準画像データ３における欠損領域７の設定を解除する。これにより欠損領域７に設定された画素が欠損領域７の設定を解除される、すなわち欠損領域７が解消すれば、欠損領域７に対応する地表面画像データが得られて処理が完了したことを示し、また、欠損領域７が残存していれば、この後、参考画像データ取得手段２６により、残存する欠損領域７を対象にして他の参考画像データ８が取得され、さらにこの後、補間領域判定手段２７による補間画像データ９の補充および欠損領域７の設定の解除、あるいは維持が繰り返される。
【００２７】
上記画像合成手段１５は、上述した部分画像データ６と補間画像データ９とを合成し、基準画像データ３の欠損領域７を補間画像データ９で補間して地表面画像データのみで構成された特定の経度範囲についての特定の日を代表する画像データを生成する。また、上述したように領域が連続する複数の基準画像データ３のそれぞれからこのような画像データが取得されるため、画像合成手段１５は、これらの画像データをさらに領域データに従って結合して静止衛星画像データ１と同じサイズに生成する。このようにして生成された画像データは、出力部２３を介してモニタに表示される。
【００２８】
以上のコンピュータによる処理動作を図１に従って説明する。先ず、入力部２０からの入力に基づき、生成基準日設定手段１１により生成基準日が設定されるステップ（ステップＳ１）が実行された後、設定された生成基準日に従って基準画像データ取得手段１２により生成基準日の南中画像データが基準画像データ３として取得されるステップ（ステップＳ２）が実行される。この基準画像データ３は図３に示すように領域的に連続する複数の画像データで構成される。
【００２９】
次いで、画像切り分け手段１３により各基準画像データ３から地表面を表すと思われる画素が部分画像データ６として保存されるとともに、雲を表すと思われる画素に対応する各基準画像データ３上の領域が欠損領域設定手段２５により欠損領域７に設定されるステップ（ステップＳ３）が実行される。この後、欠損領域７が設定された各基準画像データ３に対しては、参考画像データ取得手段２６により、その撮影日時の直前の撮像日時の静止衛星画像データ１において欠損領域７に対応する領域から参考画像データ８が取得され、次いで、補間領域判定手段２７により、取得した参考画像データ８から地表面を表すと思われる画素を補間画像データ９として保存するとともに、基準画像データ３において対応する画素の欠損領域７の設定を解除することで、基準画像データ３において欠損領域７に設定される画素がなくなるまで、参考画像データ取得手段２６により取得する参考画像データ８の撮影日時を順次変更して補間領域判定手段２７による処理を繰り返すことにより、基準画像データ３の欠損領域７の全域について地表面を表すと思われる画素で埋めた補間画像データ９が生成されるステップ（ステップＳ４）が実行される。
【００３０】
ここで、以上のステップＳ３とＳ４について、図５ないし図７を用いてより詳細に説明する。上述したステップ３においては、ステップ２により取得された各基準画像データ３に対し、先ず、画素値を所定の閾値と比較して各画素が表す画像が判定され（ステップＳ３ー１）、画素が表す画像が地表面か否かが判断され（ステップＳ３−２）、これにより地表面ではないとされたときには当該画素が欠損領域７に設定され（ステップＳ３−３）、反対に地表面４であると判断されたときには当該画素が部分画像データ６として保存される（ステップＳ３−４）。次いで、以上の処理が基準画像データ３内の全ての画素に対してなされるようにし（ステップＳ３−５）、また、複数ある基準画像データ３の全てに対してなされるようにする（ステップＳ３−６）。
【００３１】
一方、ステップＳ４においては、ステップＳ３で処理された各基準画像データ３に対し、先ず、欠損領域７が設定されているかを確認し（ステップＳ４−１）、欠損領域７があるときには、次いで、当該基準画像データ３の撮影日時との間で太陽位置が近似するものとして初期設定されているその直前の撮影日時の静止衛星画像データ１から当該基準画像データ３に設定されている欠損領域７に対応する画像データを参考画像データ８として取得し（ステップＳ４−２）、この参考画像データ８に対して、画素値を所定の閾値と比較して各画素が表す画像が判定され（ステップＳ４ー３）、画素が表す画像が地表面か否かが判断され（ステップＳ４−４）、これにより地表面ではないとされたときには当該画素に対応する基準画像データ３の欠損領域７が維持され（ステップＳ４−５）、反対に地表面であると判断されたときには当該画素が補間画像データ９として保存されるとともに、当該画素に対応する基準画像データ３の画素の欠損領域７の設定が解除される（ステップＳ４−６）。次いで、以上の処理が参考画像データ８内の全ての画素に対してなされるようにする（ステップＳ４−７）。またこの後、上述した画素に対する欠損領域７の設定の解除により、当該基準画像データ３から欠損領域７がなくなっているかが判定され（ステップＳ４−８）、なくなっていない場合には、ステップＳ４−２において初期設定されている撮影日時条件を変更して（ステップＳ４−９）、以上のステップＳ４−２からステップＳ４−７までの処理を繰り返す。一方、欠損領域７がなくなっている場合には、当該基準画像データ３の処理については終了となるが、基準画像データ３の全てに対して以上の処理を行わせるようにする（ステップＳ４−１０）。
【００３２】
図７は、ステップＳ４ー９の結果、例えば、基準画像データ３の撮像日時に対して、１５分前後にずれた静止衛星画像データ１から取得した参考画像データ８により欠損領域７が解除される様子を表したもので、図７（ａ）は基準画像データ３であり、（ｂ）は基準画像データ３撮影の１５分前に撮像された静止衛星画像データ１、（ｃ）は基準画像データ３撮影の１５分後に撮像された静止衛星画像データ１であり、各図において２８は陸地、５は雲を示す。図７（ａ）の基準画像データ３において雲に対応する領域は欠損領域７であり、図７（ｂ）では欠損領域７の内、ハッチングして示す領域が地表面４になっていて補間画像データ９に採用され、図７（ｃ）では同様にハッチングして示す領域が、新たに地表面になっていて補間画像データ９に採用される。
【００３３】
以上のようにステップＳ３、Ｓ４が終了すると、最後に、画像合成手段１５により、このようにして生成された補間画像データ９と部分画像データ６とを合成して地表面４画像データのみで構成された合成画像データを生成し、また、所定経度範囲毎に生成される合成画像データの複数を領域データに従って結合するステップ（ステップＳ５）が実行されて処理動作が完了する。
【００３４】
なお、以上の実施の形態においては、１５分の時間間隔で撮像された静止衛星画像データ１を前提としたが、静止衛星画像データ１の撮像能力、画像データベース２に格納する静止衛星画像データ１の撮像時間間隔に応じて適宜に時間間隔、南中領域を変更することができる。また、添付の図面において例示した画像の縮尺は説明を分かりやすくするために選択したもので、画像中に地物等を含むような縮尺の静止衛星画像データ１においても適用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１ 静止衛星画像データ
２ 画像データベース
３ 基準画像データ
４ 地表面を反映したもの
５ 雲を反映したもの
６ 部分画像データ
７ 欠損領域
８ 参考画像データ
９ 補間画像データ
１０ 拡大基準画像データ
１１ 生成基準日設定手段
１２ 基準画像データ取得手段
１３ 画像切り分け手段
１４ 補間画像生成手段
１５ 画像合成手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生成基準日を設定した後、
静止衛星画像データに撮像日時データを対応づけて格納する画像データベースを参照して前記生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データの所定領域を基準画像データとして取得し、
次いで、画素値と所定の閾値とを比較して前記基準画像データの各画素が地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素を抽出して部分画像データとして保存するとともに、残余の画素により特定される前記基準画像データ上の領域を欠損領域として設定し、
この後、所定の判定基準に従って前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される他の撮像日時の静止衛星画像データにおいて前記欠損領域に対応する画像データを参考画像データとして前記画像データベースを参照して取得した上で、参考画像データの各画素の画素値を所定の閾値と比較して地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素により前記欠損領域が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより、地表面を反映したものと判定された画素で欠損領域を埋めて構成される補間画像データを生成し、
前記部分画像データと補間画像データとを合成して地表面画像データを生成する地表面画像データの生成方法。
【請求項２】
前記撮像日時データには当該日時を南中時刻とする静止衛星画像データ上の領域データが関連づけられ、
前記基準画像データは、静止衛星画像データから前記領域データに対応する領域を切り出して取得される請求項１記載の地表面画像データの生成方法。
【請求項３】
前記撮像日時データに含まれる日データに基づいて、生成基準日に撮像された複数の静止衛星画像データから基準画像データを取得し、前記領域データに従って関連づけることにより拡大基準画像データが生成され、
前記参考画像データは、拡大基準画像データに含まれる複数の基準画像データの中で欠損領域が設定された基準画像データの各々について、該基準画像データの各々の撮像日時を基準にして所定の判定基準に従って太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される撮像日時の静止衛星画像データから取得される請求項２記載の地表面画像データの生成方法。
【請求項４】
前記優先順位として先ず基準画像データの撮像日時に最も近い時刻、次に最も近い日における同時刻、さらにその次には該同時刻に最も近い時刻が設定される請求項１ないし３のいずれかに記載の地表面画像データの生成方法。
【請求項５】
生成基準日を設定する生成基準日設定手段と、
静止衛星画像データに撮像日時データを対応づけて格納する画像データベースを参照して前記生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データの所定領域を基準画像データとして取得する基準画像データ取得手段と、
画素値と所定の閾値とを比較して前記基準画像データの各画素が地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素を抽出して部分画像データとして保存するとともに、残余の画素により特定される前記基準画像データ上の領域を欠損領域として設定する画像切り分け手段と、
所定の判定基準に従って前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定とされる他の撮像日時の静止衛星画像データにおいて前記欠損領域に対応する画像データを参考画像データとして前記画像データベースを参照して取得した上で、参考画像データの各画素の画素値を所定の閾値と比較して地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素により前記欠損領域が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより、地表面を反映したものと判定された画素で欠損領域を埋めて構成される補間画像データを生成する補間画像生成手段と、
前記部分画像データと補間画像データとを合成して地表面画像データを生成する画像合成手段とを有する地表面画像データの生成装置。
【請求項１】
生成基準日を設定した後、
静止衛星画像データに撮像日時データを対応づけて格納する画像データベースを参照して前記生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データの所定領域を基準画像データとして取得し、
次いで、画素値と所定の閾値とを比較して前記基準画像データの各画素が地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素を抽出して部分画像データとして保存するとともに、残余の画素により特定される前記基準画像データ上の領域を欠損領域として設定し、
この後、所定の判定基準に従って前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される他の撮像日時の静止衛星画像データにおいて前記欠損領域に対応する画像データを参考画像データとして前記画像データベースを参照して取得した上で、参考画像データの各画素の画素値を所定の閾値と比較して地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素により前記欠損領域が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより、地表面を反映したものと判定された画素で欠損領域を埋めて構成される補間画像データを生成し、
前記部分画像データと補間画像データとを合成して地表面画像データを生成する地表面画像データの生成方法。
【請求項２】
前記撮像日時データには当該日時を南中時刻とする静止衛星画像データ上の領域データが関連づけられ、
前記基準画像データは、静止衛星画像データから前記領域データに対応する領域を切り出して取得される請求項１記載の地表面画像データの生成方法。
【請求項３】
前記撮像日時データに含まれる日データに基づいて、生成基準日に撮像された複数の静止衛星画像データから基準画像データを取得し、前記領域データに従って関連づけることにより拡大基準画像データが生成され、
前記参考画像データは、拡大基準画像データに含まれる複数の基準画像データの中で欠損領域が設定された基準画像データの各々について、該基準画像データの各々の撮像日時を基準にして所定の判定基準に従って太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定される撮像日時の静止衛星画像データから取得される請求項２記載の地表面画像データの生成方法。
【請求項４】
前記優先順位として先ず基準画像データの撮像日時に最も近い時刻、次に最も近い日における同時刻、さらにその次には該同時刻に最も近い時刻が設定される請求項１ないし３のいずれかに記載の地表面画像データの生成方法。
【請求項５】
生成基準日を設定する生成基準日設定手段と、
静止衛星画像データに撮像日時データを対応づけて格納する画像データベースを参照して前記生成基準日における所定時刻の静止衛星画像データの所定領域を基準画像データとして取得する基準画像データ取得手段と、
画素値と所定の閾値とを比較して前記基準画像データの各画素が地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素を抽出して部分画像データとして保存するとともに、残余の画素により特定される前記基準画像データ上の領域を欠損領域として設定する画像切り分け手段と、
所定の判定基準に従って前記生成基準日の所定時刻に対して太陽位置との関係で密接な時間的関連性を有するものと判定とされる他の撮像日時の静止衛星画像データにおいて前記欠損領域に対応する画像データを参考画像データとして前記画像データベースを参照して取得した上で、参考画像データの各画素の画素値を所定の閾値と比較して地表面を反映したものか雲を反映したものかを判定し、地表面を反映したものと判定された画素により前記欠損領域が埋められるまで前記他の撮像日時を所定の優先順位に従って順次追加して処理を繰り返すことにより、地表面を反映したものと判定された画素で欠損領域を埋めて構成される補間画像データを生成する補間画像生成手段と、
前記部分画像データと補間画像データとを合成して地表面画像データを生成する画像合成手段とを有する地表面画像データの生成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２１８４３４（Ｐ２０１０−２１８４３４Ａ）
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６６７７１（Ｐ２００９−６６７７１）
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【特許番号】特許第４３６５８８７号（Ｐ４３６５８８７）
【特許公報発行日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００１３５７７１）株式会社パスコ (102)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１８日（２００９．３．１８）
【特許番号】特許第４３６５８８７号（Ｐ４３６５８８７）
【特許公報発行日】平成２１年１１月１８日（２００９．１１．１８）
【出願人】（０００１３５７７１）株式会社パスコ (102)
【Ｆターム（参考）】
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