標高モデル生成装置、標高モデル生成方法および標高モデル生成プログラム
【課題】航空機、人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダによって取得した画像データ及び地表面表層データ（地物を含んだ標高）を使って、地物を抽出及び除去して、地表面標高データ（地物を除いた標高）を作成する。
【解決手段】データ格納部１１０は画像データ及び地表面表層データを複数セルに分割して、セル毎に画像データの強度情報と地表表層データの高度情報を記憶装置１９０に格納する。データ選択部１２０は所定の強度以上のセルを抽出する。地物背面セル選択部１３０はデータ取得時の撮像方向を参照して、地物背面セルを選択する。地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が抽出したセルと地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルとをもとに地物の輪郭線を生成する。データ置換部１５０は地物セルの標高データを地物セル周辺の標高データの平均値に置換して地表面標高データを生成する。
【解決手段】データ格納部１１０は画像データ及び地表面表層データを複数セルに分割して、セル毎に画像データの強度情報と地表表層データの高度情報を記憶装置１９０に格納する。データ選択部１２０は所定の強度以上のセルを抽出する。地物背面セル選択部１３０はデータ取得時の撮像方向を参照して、地物背面セルを選択する。地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が抽出したセルと地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルとをもとに地物の輪郭線を生成する。データ置換部１５０は地物セルの標高データを地物セル周辺の標高データの平均値に置換して地表面標高データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、航空機、人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダによって取得した画像データ及び地表面表層データを使って、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置、標高モデル生成方法および標高モデル生成プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の標高モデル生成装置は、航空機レーザー測量によって取得した地物を含む表層の標高を示す地表面表層データ（ＤＳＭ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｅｌ）に対してメッシュによる細分化により地表面のセル化を行い、隣接するセル間の標高差に基づいて傾斜角を算出し、傾斜角が所定値以上の部分に囲まれたセルを地物として判定していた。また、従来の標高モデル生成装置は地物を近似化した多面体モデル（ポリゴンメッシュともいう。以下、地物の多面体モデルを地物ポリゴンとする）を生成し、この地物ポリゴンに基づいて地表面表層データに対する地物のフィルタリング処理を行い、地表面標高データ（ＤＥＭ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）を生成していた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２３６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の標高モデル生成装置が利用している航空機レーザー測量によって取得できる地表面表層データはメッシュ間隔を１〜２ｍとした場合に誤差１５ｃｍ程度という高い精度を持つ標高データを表す。このため、前記従来の標高モデル生成装置は地上の建造物等の地物形状を高精度に抽出することができ、地物をフィルタリングした地表面標高データを生成することができる。
一方、地表面表層データに加えて地表の画像化に用いることができる画像データを取得することが可能な合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）を用いる場合、合成開口レーダによって取得できる地表面表層データは標高精度が数ｍ程度と航空機レーザー測量によって取得できる地表面表層データに比べて低い。加えて、合成開口レーダによる地表面表層データは、平滑化処理を経て生成されるため、輪郭（エッジ）がなまった形状の地物を示す。このため、合成開口レーダによる地表面表層データは、航空機レーザー測量による地表面表層データに比べて、実際と異なる地物形状を示す。
このため、従来の標高モデル生成装置において地表面を画像化するために合成開口レーダにより地表面表層データを取得した場合、地表面表層データから除去する地物を抽出することが難しく、地物ポリゴンの生成が困難であり、高精度の地表面標高データを生成することができなかった。
【０００４】
本発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたもので、合成開口レーダによって取得した地表面表層データから地物を抽出及び除去して地表面標高データを作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の標高モデル生成装置は、電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、地表特定部が画像データの示す地表からの反射波の強度に基づいて地物の輪郭を特定し、標高算出部分特定部が地物の輪郭とレーダ観測時の電磁波の照射方向とに基づいて地物の形成範囲を特定することにより、合成開口レーダによって取得した地表面表層データから地物を抽出及び除去して高精度の地表面標高データを作成することができる。地表面標高データは洪水による被害のシミュレーションやシミュレーションに基づくハザードマップの作成や空港周辺の障害物の検知などに利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における標高モデルの概要を示す図である。
実施の形態１において、後述する標高モデル生成装置１００は、図１（ａ）の標高モデルに示すように地物を含めた表層の標高を示す地表面表層データ（地物の標高データ）と後述する画像データとに基づいて、図１（ｂ）の標高モデルに示すように地物を除いた地表面の標高を示す地表面標高データ（地表面の標高データ）を生成する。
図１（ａ）に示す地表面表層データは、航空機や人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダにより、電磁波（電波または光波）を斜め下方の地表に向けて照射し、地表（地表面または地物）で反射して後方散乱した反射波を受信して観測したレーダ観測データである。合成開口レーダを用いたレーダ観測では、電磁波を照射してから反射波を受信するまでの照射波の往復時間や反射波の電力・振幅を示す反射波の強度などが観測される。そして、合成開口レーダを用いたレーダ観測では、照射波の往復時間が示す合成開口レーダと地表との距離などに基づいて地物の標高データである地表面表層データが生成され、受信した反射波の強度に基づいて地表を画像化した画像データが生成される。合成開口レーダを用いたレーダ観測では、地表で後方散乱した反射波を観測するため、地物の裏側の照射波が届かない陰部分や海、川、湖など照射波が鏡面反射して後方散乱しない鏡面反射部分についての観測精度が落ちる。
【０００８】
以下において、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置１００、標高モデル生成方法、標高モデル生成プログラムについて説明する。
【０００９】
図２は、実施の形態１における標高モデル生成装置１００の構成図である。
図２において、標高モデル生成装置１００はデータ格納部１１０、データ選択部１２０、地物背面セル選択部１３０、地物セル生成部１４０、データ置換部１５０および記憶装置１９０を備える。
データ格納部１１０は、画像データ及び地表面表層データを入力機器から入力し、入力した画像データ及び地表面表層データに対してメッシュによる細分化により地表面をセル化し、セル化した画像データの強度情報と地表面表層データの標高情報とを標高・強度データとして記憶装置１９０に格納する。
データ選択部１２０は標高・強度データから所定の強度以上のセルを地物の輪郭の一部分として抽出する。
地物背面セル選択部１３０は、画像データ及び地表面表層データが取得された際の撮像方向（レーダからの電磁波の照射方向）を入力機器から入力し、入力した撮像方向を参照して地物の陰部分を示す地物背面セルを選択する。
地物セル生成部１４０は、データ選択部１２０が抽出したセルと、地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルとをもとに地物の形成範囲を示す地物の輪郭線を生成する。
データ置換部１５０は地物セル生成部１４０が生成した地物の輪郭線内に位置する地物セルの標高データを地物セル周辺の標高データの平均値に置換して地表面標高データを生成し、生成した地表面標高データを出力機器に出力する。
【００１０】
実施の形態１における標高モデル生成装置１００は、電磁波を斜め下方の地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する装置であり、以下の点を特徴とする。
データ選択部１２０は、前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する。
地物背面セル選択部１３０と地物セル生成部１４０とは、データ選択部１２０の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、データ選択部１２０が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する。
データ置換部１５０は、前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて地物背面セル選択部１３０と地物セル生成部１４０とが特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、地物背面セル選択部１３０と地物セル生成部１４０とが特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する。
【００１１】
図３は、実施の形態における標高モデル生成装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図３において、標高モデル生成装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶装置は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。また、出力データが記憶されている記憶装置は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
【００１２】
通信ボード９１５は、有線または無線により、ＬＡＮ、インターネット、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されている。
【００１３】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００１４】
上記プログラム群９２３には、各実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００１５】
ファイル群９２４には、各実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。画像データ、地表面表層データ、撮像方向データ、標高・強度データ、地表面標高データはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００１６】
また、各実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、標高モデル生成プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００１７】
図４は、実施の形態１における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャートである。
図５〜図１２は、実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図である。
図１３は、実施の形態１における地表面標高データの一例を示す図である。
実施の形態１における標高モデル生成方法として、標高モデル生成装置１００が実行する標高モデル生成処理について、図４〜図１３に基づいて以下に説明する。
各「〜部」は以下に説明する標高モデル生成処理をＣＰＵを用いて実行する。
標高モデル生成プログラムは以下に説明する標高モデル生成方法をコンピュータに実行させる。
【００１８】
＜Ｓ１０１：地表セル化処理＞
図４において、データ格納部１１０は画像データと地表面表層データとに基づいて標高・強度データを生成して記憶装置１９０に格納する。
このとき、データ格納部１１０は、まず、合成開口レーダによって取得された画像データと地表面表層データとを入力機器から入力する。画像データは合成開口レーダが電磁波を地表に向けて照射して観測した地表からの反射波の強度を示す。地表面表層データは地物を含む表層の標高を示す。次に、データ格納部１１０は入力した画像データと地表面表層データとに対してメッシュによる細分化により地表面をセル化する。そして、データ格納部１１０は画像データが示す各セルにおける反射波の強度と地表面表層データが示す各セルにおける地物を含む表層の標高とを標高・強度データ（レーダ観測データの一例）として記憶装置１９０に記憶する。
図５はデータ格納部１１０が生成した標高・強度データの一例を示す。データ格納部１１０は地表面標高データを生成する対象の地表部分を、例えば図５に示すように、縦横５×５のメッシュに分けた２５のセルで表す。図５において、上段はデータ格納部１１０が地表面表層データから抽出した当該セルにおける地物を含む表層の標高をメートル（ｍ）単位で示し、下段はデータ格納部１１０が画像データから抽出した当該セルにおける地表面及び地物からの反射波の強度をデシベル（ｄＢ）単位で示している。
【００１９】
＜Ｓ１０２：地表特定処理＞
図４において、データ選択部１２０は標高・強度データから所定の強度以上のセルを地物輪郭セルとして選択する。
このとき、データ選択部１２０は、まず、記憶装置１９０からデータ格納部１１０が生成した標高・強度データを取得する。そして、データ選択部１２０は取得した標高・強度データにおいて反射波の強度が所定値以上であるセル群を地物の輪郭の一部分を示す地物輪郭セルとして選択する。Ｓ１０２において、データ選択部１２０は地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分を特定している。
図６は図５に示した標高・強度データに対してデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルを太枠で囲って示している。例えば、データ選択部１２０は、「２０ｄＢ」を所定の強度として、反射波の強度が「２０ｄＢ」以上である太枠内のセルを地物輪郭セルとして選択する。一般的に、地物は地表面より反射波の強度が強いため、データ選択部１２０が選択する反射波の強度が所定値以上であるセル群は地物の輪郭の一部分を表していると推定できる。
【００２０】
＜Ｓ１０３〜Ｓ１０４：標高算出部分特定処理＞
＜Ｓ１０３：地物背面セル選択処理＞
図４において、地物背面セル選択部１３０は撮像方向に基づいて標高・強度データから所定の強度以下のセルを地物背面セルとして選択する。
このとき、地物背面セル選択部１３０は、まず、記憶装置１９０から標高・強度データを取得し、入力機器から撮像方向データを入力する。撮像方向データはデータ格納部１１０が入力した画像データと地表面表層データとが生成されたレーダ観測の際に合成開口レーダが電磁波を照射した方向を撮像方向として示す。そして、地物背面セル選択部１３０は、データ選択部１２０が選択した地物輪郭セルと撮像方向データが示す撮像方向との関係に基づいて、標高・強度データから地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群を地物背面セルとして選択する。Ｓ１０３において、地物背面セル選択部１３０はデータ選択部１２０が特定した地物の輪郭の一部分の陰に位置するために電磁波が届かず反射波を観測できない地表部分を特定している。
図７は図５に示した標高・強度データに対して地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルを太枠で囲って示している。例えば、地物背面セル選択部１３０は、「０ｄＢ」を所定の強度として、反射波の強度が「０ｄＢ」以下であり、撮像方向から見て地物の輪郭の背面に位置する太枠内のセルを地物背面セルとして選択する。撮像方向に対して地物が正対する方向を正面とすると、地物の背面は地物によりレーダからの電磁波が遮られるため、地物の背面には反射波の強度が著しく低下したシャドウが形成される。地物背面セル選択部１３０は、このシャドウを地物背面セルとして選択する。
【００２１】
撮像方向を考慮することにより、地物の陰となる地表部分の他にも反射波の強度が所定値以下を示す地表部分（例えば、海、川、湖などの水面）が存在する場合であっても、地物背面セル選択部１３０は地物の陰部分を示す地物背面セルを正しく特定することができる。
データ選択部１２０が選択した地物輪郭セルの形状について、当該形状が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成するいずれの辺に対しても電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向））が直角を成さない「第一の場合」と、当該形状が地物の輪郭の１辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成する１辺に対して電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）が直角を成す「第二の場合」とに分けて、地物背面セル選択部１３０による地物背面セルの特定方法を以下に説明する。
【００２２】
まず、「第一の場合」における地物背面セル選択部１３０による地物背面セルの特定方法について図８に基づいて説明する。
図８は、標高・強度データの一例として、反射波の強度が所定値以上であり地物の輪郭の一部分としてＬ字状に２辺を形成するＢ部分の地物輪郭セルと反射波の強度が所定値以下でありＢ部分の地物輪郭セルを挟んで存在するＡ部分のセルとＣ部分のセルとを示している。図８において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分のいずれの辺に対しても直角を成さないα方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からα方向に広がるＣ部分のセルを地物背面セルと特定する。また、図８において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分のいずれの辺に対しても直角を成さないβ方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からβ方向に広がるＡ部分のセルを地物背面セルと特定する。
【００２３】
次に、「第二の場合」における地物背面セル選択部１３０による地物背面セルの特定方法について図９に基づいて説明する。
図９は、標高・強度データの一例として、反射波の強度が所定値以上であり地物の輪郭の一部分として直線状の１辺を形成するＢ部分の地物輪郭セルと反射波の強度が所定値以下でありＢ部分の地物輪郭セルを挟んで存在するＡ部分のセルとＣ部分のセルとを示している。図９において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分を形成する辺に対して直角を成すα方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からα方向に広がるＣ部分のセルを地物背面セルと特定する。また、図９において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分を形成する辺に対して直角を成すβ方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からβ方向に広がるＡ部分のセルを地物背面セルと特定する。
【００２４】
＜Ｓ１０４：地物セル生成処理＞
図４において、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルと地物背面セル選択部１３０の選択した地物背面セルとに基づいて地物セルを選択する。
このとき、地物セル生成部１４０は、まず、記憶装置１９０から標高・強度データを取得する。次に、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルに基づいて地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルのうち地物を形成するセルを選択する。そして、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルと地物背面セルから選択した地物を形成するセルとを当該地物の形成範囲を示す地物セルとして特定する。
【００２５】
図１０、図１１、図１２は図６に示した地物輪郭セルと図７に示した地物背面セルとに基づいて地物セル生成部１４０が選択した地物セルを太枠で囲って示している。この太枠は地物セル生成部１４０が地物のシャドウにより欠損した地物の輪郭を復元して生成した地物の輪郭線を示している。
例えば、地物セル生成部１４０は、地物がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルを少なくとも１辺とする四角形を形成するように、地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルから地物を形成するセルを選択して地物セルを特定する。この例において地物セル生成部１４０が特定した地物セルを図１０に示す。図１０において、地物セル生成部１４０は、地物が四角形を形成するように、図７に示す地物背面セルの一部を地物セルから除外している。
また例えば、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルの全セルと地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルの全セルとを地物セルと特定する。この例において地物セル生成部１４０が特定した地物セルを図１１に示す。図１１において、地物セル生成部１４０は図７に示す地物背面セルを形成する全てのセルを地物セルとして選択している。
また例えば、地物セル生成部１４０は、地物がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルを少なくとも１辺とする所定の形状を形成するように、所定の形状とのパターンマッチングにより、地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルから地物を形成するセルを選択して地物セルを特定する。所定の形状がＬ字形である場合において地物セル生成部１４０が特定した地物セルを図１２に示す。図１２において、地物セル生成部１４０は、地物が所定の形状であるＬ字形を形成するように、図７に示す地物背面セルの一部を地物セルから除外している。
【００２６】
地物セル生成部１４０は以下のような特徴を有する。
例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも２辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
また例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の１辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも１辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
【００２７】
＜Ｓ１０５：標高算出処理＞
図４において、データ置換部１５０は地物セル周辺の標高に基づいて地物セルの標高を置換する。
このとき、データ置換部１５０は、まず、記憶装置１９０から標高・強度データを取得する。次に、データ置換部１５０は地物セル生成部１４０が選択した地物セルの周辺のセルが示す標高に基づいて地物セル生成部１４０が選択した地物セルの標高を算出する。次に、データ置換部１５０は算出した標高を地物セル生成部１４０が選択した地物セルに設定して地表面標高データを生成する。そして、データ置換部１５０は生成した地表面標高データを出力機器に出力する。地表面標高データは地物を除く地表面の標高を示す。
図１３は図５に示した標高・強度データに対してデータ置換部１５０が生成した地表面標高データを示している。図１３において、太枠で示した地物セルの標高（単位：メートル［ｍ］）がデータ置換部１５０により算出された地物を除く地表面の標高を示している。例えば、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセルが示す標高の平均値を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出する。
【００２８】
ここで、地物セルの周辺のセルとは、地物セルを囲む周囲幅１セルの範囲でもよいし、地物セルを囲む所定のセル数分の範囲でもよい。また、地物セルの周辺のセルは、図１３に示すように、地物セルを囲む全周のセルでなくても構わない。
また、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセルが示す標高の平均値以外の値を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出しても構わない。例えば、データ置換部１５０は地物セルに近いセルの標高ほど重みを与える重み付け計算により地物セルにおける地物を除く地表面の標高を算出してもよい。例えば、地物セルに隣接する周囲のセルの標高が「８０．５ｍ」で、さらにその外側に位置する周囲のセルの標高が「８０．１ｍ」である場合、データ置換部１５０は、「８０．５ｍ」と「８０．１ｍ」の平均値である「８０．３ｍ」ではなく、地物セルに隣接する周囲幅１セルの標高「８０．５ｍ」に近い「８０．４ｍ」を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出する。また例えば、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセル間における標高の変化に応じて地物セルにおける地物を除く地表面の標高を算出しても構わない。例えば、地物セルに隣接する周囲のセルの標高が「８０．５ｍ」で、さらにその外側に位置する周囲のセルの標高が「８０．１ｍ」である場合、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセル間における標高の変化として外側に位置する周囲のセルの標高「８０．１ｍ」に対する地物セルに隣接する周囲のセルの標高「８０．５ｍ」の標高差「０．４ｍ」を算出し、算出した標高差「０．４ｍ」を地物セルに隣接する周囲のセルの標高「８０．５ｍ」に加えた「８０．９ｍ」を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出する。
【００２９】
以上のように、実施の形態１における標高モデル生成装置１００は、合成開口レーダによって取得された地表面表層データから地物を抽出及び除去して、高精度な地表面標高データを作成することができる。
【００３０】
実施の形態１において以下のような標高モデル生成装置１００を説明した。
実施の形態１における標高モデル生成装置１００は、航空機、人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダによって取得した画像データ及び地表面表層データを使って、地物を抽出及び除去して、地表面標高データを作成する。
実施の形態１における標高モデル生成装置１００はデータ格納部１１０、データ選択部１２０、地物背面セル選択部１３０、地物セル生成部１４０、データ置換部１５０を備える。データ格納部１１０は画像データ及び地表面表層データをメッシュに分割して、各セル毎に画像データの強度情報と地表表層データの高度情報を格納する。データ選択部１２０は所定の強度以上のセルを抽出する。地物背面セル選択部１３０はデータ取得時の撮像方向を参照して地物背面セルを選択する。地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が抽出したセルと地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルをもとに地物の輪郭線を生成する。データ置換部１５０は地物セルの標高データを地物セル周辺の標高データの平均値に置換する。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１では地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルと撮像方向との関係に基づいて地物を除く地表面の標高の算出対象とする地物セルを選択する形態について説明した。
実施の形態２では地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルが成す形状に基づいて地物セルを選択する形態について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項については実施の形態１と同様であるものとする。
【００３２】
図１４は、実施の形態２における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャートである。
実施の形態２における標高モデル生成方法として、標高モデル生成装置１００が実行する標高モデル生成処理について、図１４に基づいて以下に説明する。また、実施の形態１で説明した図４、図６、図８、図９を以下の説明において参照する。
各「〜部」は以下に説明する標高モデル生成処理をＣＰＵを用いて実行する。
標高モデル生成プログラムは以下に説明する標高モデル生成方法をコンピュータに実行させる。
【００３３】
＜Ｓ２０１：地表セル化処理＞
図１４において、Ｓ２０１は実施の形態１におけるＳ１０１（図４参照）と同様である。
【００３４】
＜Ｓ２０２：地表特定処理＞
図１４において、Ｓ２０２は実施の形態１におけるＳ１０２（図４参照）と同様である。
【００３５】
＜Ｓ２０３〜Ｓ２０４：標高算出部分特定処理＞
＜Ｓ２０３：地物背面セル選択処理＞
図１４において、Ｓ２０３は実施の形態１におけるＳ１０３（図４参照）に相当する。
Ｓ２０３において、地物背面セル選択部１３０は標高・強度データから地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群を地物背面セルとして選択する。
このとき、地物背面セル選択部１３０は撮像方向を考慮せず、地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下である全てのセルを地物背面セルとして選択する。但し、図８や図９に示したように反射波の強度が所定値以下であるセル群が複数存在し、そのうちのいずれかのセル群のみが地物の陰部分である場合もあるため、実施の形態１に示したように地物背面セル選択部１３０は撮像方向を考慮して地物背面セルを選択するのが好ましい。また、地物背面セル選択部１３０は地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群が複数存在する場合には実施の形態１に示したように撮像方向を考慮して地物背面セルを選択し、地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群が１群のみ存在する場合には撮像方向を考慮せずに当該セル群を地物背面セルとして選択してもよい。
【００３６】
＜Ｓ２０４：地物セル生成処理＞
図１４において、Ｓ２０４は実施の形態１におけるＳ１０４（図４参照）と同様である。
実施の形態２における地物セル生成部１４０は以下のような特徴を有する。
地物セル生成部１４０は地物輪郭セルの形状に基づいて地物セルを特定する。
例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも２辺とする領域を地物セルと特定する。特に、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも２辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
また例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の１辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも１辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
つまり、実施の形態２における地物セル生成部１４０は、図６に示した地物輪郭セルを２辺とする四角形の領域を図１０に示したように地物セルとして選択したり、図６に示した地物輪郭セルを２辺とする所定の形状の領域を図１３に示したように地物セルとして選択したりする。このとき、地物セル生成部１４０は、反射波の強度が所定値以下のセルであるか否かに関わらず、地物輪郭セルを少なくとも２辺とする四角形の領域や所定の形状の領域を形成するセルを地物セルと特定しても構わない。つまり、実施の形態２における標高モデル生成装置１００は地物背面セル選択部１３０による地物背面セル選択処理（Ｓ２０３）を実行しなくても構わない。
【００３７】
＜Ｓ２０５：標高算出処理＞
図１４において、Ｓ２０５は実施の形態１におけるＳ１０５（図４参照）と同様である。
【００３８】
以上のように、実施の形態２における標高モデル生成装置１００は、撮像方向を考慮せずに地物セルを選択しても高精度な地表面標高データを生成することができる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態１や実施の形態２ではデータ選択部１２０が標高・画像データに基づいて反射波の強度が所定値以上である地物輪郭セルを選択し、地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルに基づいて地物の形成範囲を示す地物セルを選択し、データ置換部１５０が地物セル生成部１４０の選択した地物の形成範囲を示す地物セルにおける地表面の標高を算出する形態について説明した。
実施の形態３ではデータ選択部１２０が反射波の強度が地物の存在を示す第一の所定値より小さく反射波の観測がされなかった地表部分を示す第二の所定値より大きい地表面セルを選択し、地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地表面セル以外のセルを地表面の標高の算出対象とする地物セルとして選択し、データ置換部１５０が地物セル生成部１４０の選択した地表面の標高の算出対象である地物セルにおける地表面の標高を算出する形態について説明する。
つまり、実施の形態１や実施の形態２では地物の形成範囲を特定し、地物の形成範囲について地表面の標高を算出したが、実施の形態３では地表面の範囲を特定し、特定した地表面以外の範囲について地表面の標高を算出する。
以下、実施の形態１や実施の形態２と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項については実施の形態１や実施の形態２と同様であるものとする。
【００４０】
図１５は、実施の形態３における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャートである。
図１６、図１７は、実施の形態３における標高・強度データの一例を示す図である。
実施の形態３における標高モデル生成方法として、標高モデル生成装置１００が実行する標高モデル生成処理について、図１５〜図１７に基づいて以下に説明する。また、実施の形態１で説明した図４、図５を以下の説明において参照する。
各「〜部」は以下に説明する標高モデル生成処理をＣＰＵを用いて実行する。
標高モデル生成プログラムは以下に説明する標高モデル生成方法をコンピュータに実行させる。
【００４１】
＜Ｓ３０１：地表セル化処理＞
図１５において、Ｓ３０１は実施の形態１におけるＳ１０１（図４参照）と同様である。
【００４２】
＜Ｓ３０２：地表特定処理＞
図１５において、Ｓ３０２は実施の形態１におけるＳ１０２（図４参照）に相当する。
Ｓ３０２において、データ選択部１２０は標高・強度データから所定の強度範囲のセルを地表面セルとして選択する。
ここで、所定の強度範囲とは、実施の形態１においてデータ選択部１２０が地物輪郭セルを選択する際に基準とした所定の強度（第一の所定値）より小さく、実施の形態１において地物背面セル選択部１３０が地物背面セルを選択する際に基準とした所定の強度（第二の所定値）より大きい反射波の強度を示す。つまり、実施の形態３におけるデータ選択部１２０は地物輪郭セルにも地物背面セルにも相当しないセルを地物が存在しない地表面を示す地表面セルとして特定する。
図１６は図５に示した標高・強度データに対して実施の形態３におけるデータ選択部１２０が選択した地表面セルを太枠で囲って示している。例えば、実施の形態３におけるデータ選択部１２０は、「０ｄＢ（第二の所定値）＜Ｘ＜２０ｄＢ（第一の所定値）」の関係を示すＸを所定の強度範囲として太枠内のセルを地表面セルとして選択する。
【００４３】
＜Ｓ３０３：地物セル生成処理、標高算出部分特定処理＞
図１５において、Ｓ３０３は実施の形態１におけるＳ１０４（図４参照）に相当する。
Ｓ３０３において、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０の選択した地表面セルに基づいて地物セルを選択する。
このとき、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０の選択した地表面セル以外のセルを地物セルとして選択する。
図１７は図５に示した標高・強度データに対して実施の形態３における地物セル生成部１４０が選択した地物セルを太枠で囲って示している。図１７において、反射波の強度（下段の値）が「０ｄＢ」を示すセルは反射波が観測されなかった部分であるため、当該セルが示す標高（上段の値）は周辺の標高に基づいて平滑化処理によって推定されている。このため、当該セルの示す標高が周辺に位置する地物の標高の影響を受けて実際より高い標高を示している場合も考えられる。そこで、実施の形態３における地物セル生成部１４０は地表面セル以外のセルを地物を除く地表面の標高の算出対象とする地物セルとして選択する。
【００４４】
＜Ｓ３０４：標高算出処理＞
図１５において、Ｓ３０４は、実施の形態１におけるＳ１０５（図４参照）と同様に、地物セル生成部１４０の選択した地物セルの地表面の標高を算出して地表面標高データを生成する。
【００４５】
以上のように、実施の形態３における標高モデル生成装置１００は、反射波が観測されず周辺の標高に基づいて推定され周辺の地物の影響を受けて実際より高い標高を示す部分についても高精度に地表面の標高を算出し、高精度の地表面標高データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１における標高モデルの概要を示す図。
【図２】実施の形態１における標高モデル生成装置１００の構成図。
【図３】実施の形態１における標高モデル生成装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図４】実施の形態１における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図６】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図７】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図８】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図９】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１０】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１１】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１２】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１３】実施の形態１における地表面標高データの一例を示す図。
【図１４】実施の形態２における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャート。
【図１５】実施の形態３における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャート。
【図１６】実施の形態３における標高・強度データの一例を示す図。
【図１７】実施の形態３における標高・強度データの一例を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１００ 標高モデル生成装置、１１０ データ格納部、１２０ データ選択部、１３０ 地物背面セル選択部、１４０ 地物セル生成部、１５０ データ置換部、１９０ 記憶装置、９０１ 表示装置、９０２ キーボード、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０６ プリンタ装置、９０７ スキャナ装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、航空機、人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダによって取得した画像データ及び地表面表層データを使って、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置、標高モデル生成方法および標高モデル生成プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の標高モデル生成装置は、航空機レーザー測量によって取得した地物を含む表層の標高を示す地表面表層データ（ＤＳＭ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｄｅｌ）に対してメッシュによる細分化により地表面のセル化を行い、隣接するセル間の標高差に基づいて傾斜角を算出し、傾斜角が所定値以上の部分に囲まれたセルを地物として判定していた。また、従来の標高モデル生成装置は地物を近似化した多面体モデル（ポリゴンメッシュともいう。以下、地物の多面体モデルを地物ポリゴンとする）を生成し、この地物ポリゴンに基づいて地表面表層データに対する地物のフィルタリング処理を行い、地表面標高データ（ＤＥＭ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌ）を生成していた（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２３６０１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記従来の標高モデル生成装置が利用している航空機レーザー測量によって取得できる地表面表層データはメッシュ間隔を１〜２ｍとした場合に誤差１５ｃｍ程度という高い精度を持つ標高データを表す。このため、前記従来の標高モデル生成装置は地上の建造物等の地物形状を高精度に抽出することができ、地物をフィルタリングした地表面標高データを生成することができる。
一方、地表面表層データに加えて地表の画像化に用いることができる画像データを取得することが可能な合成開口レーダ（ＳＡＲ：Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｒａｄａｒ）を用いる場合、合成開口レーダによって取得できる地表面表層データは標高精度が数ｍ程度と航空機レーザー測量によって取得できる地表面表層データに比べて低い。加えて、合成開口レーダによる地表面表層データは、平滑化処理を経て生成されるため、輪郭（エッジ）がなまった形状の地物を示す。このため、合成開口レーダによる地表面表層データは、航空機レーザー測量による地表面表層データに比べて、実際と異なる地物形状を示す。
このため、従来の標高モデル生成装置において地表面を画像化するために合成開口レーダにより地表面表層データを取得した場合、地表面表層データから除去する地物を抽出することが難しく、地物ポリゴンの生成が困難であり、高精度の地表面標高データを生成することができなかった。
【０００４】
本発明は、例えば、上記のような課題を解決するためになされたもので、合成開口レーダによって取得した地表面表層データから地物を抽出及び除去して地表面標高データを作成することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の標高モデル生成装置は、電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、地表特定部が画像データの示す地表からの反射波の強度に基づいて地物の輪郭を特定し、標高算出部分特定部が地物の輪郭とレーダ観測時の電磁波の照射方向とに基づいて地物の形成範囲を特定することにより、合成開口レーダによって取得した地表面表層データから地物を抽出及び除去して高精度の地表面標高データを作成することができる。地表面標高データは洪水による被害のシミュレーションやシミュレーションに基づくハザードマップの作成や空港周辺の障害物の検知などに利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１における標高モデルの概要を示す図である。
実施の形態１において、後述する標高モデル生成装置１００は、図１（ａ）の標高モデルに示すように地物を含めた表層の標高を示す地表面表層データ（地物の標高データ）と後述する画像データとに基づいて、図１（ｂ）の標高モデルに示すように地物を除いた地表面の標高を示す地表面標高データ（地表面の標高データ）を生成する。
図１（ａ）に示す地表面表層データは、航空機や人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダにより、電磁波（電波または光波）を斜め下方の地表に向けて照射し、地表（地表面または地物）で反射して後方散乱した反射波を受信して観測したレーダ観測データである。合成開口レーダを用いたレーダ観測では、電磁波を照射してから反射波を受信するまでの照射波の往復時間や反射波の電力・振幅を示す反射波の強度などが観測される。そして、合成開口レーダを用いたレーダ観測では、照射波の往復時間が示す合成開口レーダと地表との距離などに基づいて地物の標高データである地表面表層データが生成され、受信した反射波の強度に基づいて地表を画像化した画像データが生成される。合成開口レーダを用いたレーダ観測では、地表で後方散乱した反射波を観測するため、地物の裏側の照射波が届かない陰部分や海、川、湖など照射波が鏡面反射して後方散乱しない鏡面反射部分についての観測精度が落ちる。
【０００８】
以下において、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置１００、標高モデル生成方法、標高モデル生成プログラムについて説明する。
【０００９】
図２は、実施の形態１における標高モデル生成装置１００の構成図である。
図２において、標高モデル生成装置１００はデータ格納部１１０、データ選択部１２０、地物背面セル選択部１３０、地物セル生成部１４０、データ置換部１５０および記憶装置１９０を備える。
データ格納部１１０は、画像データ及び地表面表層データを入力機器から入力し、入力した画像データ及び地表面表層データに対してメッシュによる細分化により地表面をセル化し、セル化した画像データの強度情報と地表面表層データの標高情報とを標高・強度データとして記憶装置１９０に格納する。
データ選択部１２０は標高・強度データから所定の強度以上のセルを地物の輪郭の一部分として抽出する。
地物背面セル選択部１３０は、画像データ及び地表面表層データが取得された際の撮像方向（レーダからの電磁波の照射方向）を入力機器から入力し、入力した撮像方向を参照して地物の陰部分を示す地物背面セルを選択する。
地物セル生成部１４０は、データ選択部１２０が抽出したセルと、地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルとをもとに地物の形成範囲を示す地物の輪郭線を生成する。
データ置換部１５０は地物セル生成部１４０が生成した地物の輪郭線内に位置する地物セルの標高データを地物セル周辺の標高データの平均値に置換して地表面標高データを生成し、生成した地表面標高データを出力機器に出力する。
【００１０】
実施の形態１における標高モデル生成装置１００は、電磁波を斜め下方の地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する装置であり、以下の点を特徴とする。
データ選択部１２０は、前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する。
地物背面セル選択部１３０と地物セル生成部１４０とは、データ選択部１２０の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、データ選択部１２０が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する。
データ置換部１５０は、前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて地物背面セル選択部１３０と地物セル生成部１４０とが特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、地物背面セル選択部１３０と地物セル生成部１４０とが特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する。
【００１１】
図３は、実施の形態における標高モデル生成装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図３において、標高モデル生成装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶装置は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。また、出力データが記憶されている記憶装置は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
【００１２】
通信ボード９１５は、有線または無線により、ＬＡＮ、インターネット、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されている。
【００１３】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００１４】
上記プログラム群９２３には、各実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００１５】
ファイル群９２４には、各実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。画像データ、地表面表層データ、撮像方向データ、標高・強度データ、地表面標高データはファイル群９２４に含まれるものの一例である。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００１６】
また、各実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」、「〜手段」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、標高モデル生成プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００１７】
図４は、実施の形態１における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャートである。
図５〜図１２は、実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図である。
図１３は、実施の形態１における地表面標高データの一例を示す図である。
実施の形態１における標高モデル生成方法として、標高モデル生成装置１００が実行する標高モデル生成処理について、図４〜図１３に基づいて以下に説明する。
各「〜部」は以下に説明する標高モデル生成処理をＣＰＵを用いて実行する。
標高モデル生成プログラムは以下に説明する標高モデル生成方法をコンピュータに実行させる。
【００１８】
＜Ｓ１０１：地表セル化処理＞
図４において、データ格納部１１０は画像データと地表面表層データとに基づいて標高・強度データを生成して記憶装置１９０に格納する。
このとき、データ格納部１１０は、まず、合成開口レーダによって取得された画像データと地表面表層データとを入力機器から入力する。画像データは合成開口レーダが電磁波を地表に向けて照射して観測した地表からの反射波の強度を示す。地表面表層データは地物を含む表層の標高を示す。次に、データ格納部１１０は入力した画像データと地表面表層データとに対してメッシュによる細分化により地表面をセル化する。そして、データ格納部１１０は画像データが示す各セルにおける反射波の強度と地表面表層データが示す各セルにおける地物を含む表層の標高とを標高・強度データ（レーダ観測データの一例）として記憶装置１９０に記憶する。
図５はデータ格納部１１０が生成した標高・強度データの一例を示す。データ格納部１１０は地表面標高データを生成する対象の地表部分を、例えば図５に示すように、縦横５×５のメッシュに分けた２５のセルで表す。図５において、上段はデータ格納部１１０が地表面表層データから抽出した当該セルにおける地物を含む表層の標高をメートル（ｍ）単位で示し、下段はデータ格納部１１０が画像データから抽出した当該セルにおける地表面及び地物からの反射波の強度をデシベル（ｄＢ）単位で示している。
【００１９】
＜Ｓ１０２：地表特定処理＞
図４において、データ選択部１２０は標高・強度データから所定の強度以上のセルを地物輪郭セルとして選択する。
このとき、データ選択部１２０は、まず、記憶装置１９０からデータ格納部１１０が生成した標高・強度データを取得する。そして、データ選択部１２０は取得した標高・強度データにおいて反射波の強度が所定値以上であるセル群を地物の輪郭の一部分を示す地物輪郭セルとして選択する。Ｓ１０２において、データ選択部１２０は地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分を特定している。
図６は図５に示した標高・強度データに対してデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルを太枠で囲って示している。例えば、データ選択部１２０は、「２０ｄＢ」を所定の強度として、反射波の強度が「２０ｄＢ」以上である太枠内のセルを地物輪郭セルとして選択する。一般的に、地物は地表面より反射波の強度が強いため、データ選択部１２０が選択する反射波の強度が所定値以上であるセル群は地物の輪郭の一部分を表していると推定できる。
【００２０】
＜Ｓ１０３〜Ｓ１０４：標高算出部分特定処理＞
＜Ｓ１０３：地物背面セル選択処理＞
図４において、地物背面セル選択部１３０は撮像方向に基づいて標高・強度データから所定の強度以下のセルを地物背面セルとして選択する。
このとき、地物背面セル選択部１３０は、まず、記憶装置１９０から標高・強度データを取得し、入力機器から撮像方向データを入力する。撮像方向データはデータ格納部１１０が入力した画像データと地表面表層データとが生成されたレーダ観測の際に合成開口レーダが電磁波を照射した方向を撮像方向として示す。そして、地物背面セル選択部１３０は、データ選択部１２０が選択した地物輪郭セルと撮像方向データが示す撮像方向との関係に基づいて、標高・強度データから地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群を地物背面セルとして選択する。Ｓ１０３において、地物背面セル選択部１３０はデータ選択部１２０が特定した地物の輪郭の一部分の陰に位置するために電磁波が届かず反射波を観測できない地表部分を特定している。
図７は図５に示した標高・強度データに対して地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルを太枠で囲って示している。例えば、地物背面セル選択部１３０は、「０ｄＢ」を所定の強度として、反射波の強度が「０ｄＢ」以下であり、撮像方向から見て地物の輪郭の背面に位置する太枠内のセルを地物背面セルとして選択する。撮像方向に対して地物が正対する方向を正面とすると、地物の背面は地物によりレーダからの電磁波が遮られるため、地物の背面には反射波の強度が著しく低下したシャドウが形成される。地物背面セル選択部１３０は、このシャドウを地物背面セルとして選択する。
【００２１】
撮像方向を考慮することにより、地物の陰となる地表部分の他にも反射波の強度が所定値以下を示す地表部分（例えば、海、川、湖などの水面）が存在する場合であっても、地物背面セル選択部１３０は地物の陰部分を示す地物背面セルを正しく特定することができる。
データ選択部１２０が選択した地物輪郭セルの形状について、当該形状が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成するいずれの辺に対しても電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向））が直角を成さない「第一の場合」と、当該形状が地物の輪郭の１辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成する１辺に対して電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）が直角を成す「第二の場合」とに分けて、地物背面セル選択部１３０による地物背面セルの特定方法を以下に説明する。
【００２２】
まず、「第一の場合」における地物背面セル選択部１３０による地物背面セルの特定方法について図８に基づいて説明する。
図８は、標高・強度データの一例として、反射波の強度が所定値以上であり地物の輪郭の一部分としてＬ字状に２辺を形成するＢ部分の地物輪郭セルと反射波の強度が所定値以下でありＢ部分の地物輪郭セルを挟んで存在するＡ部分のセルとＣ部分のセルとを示している。図８において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分のいずれの辺に対しても直角を成さないα方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からα方向に広がるＣ部分のセルを地物背面セルと特定する。また、図８において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分のいずれの辺に対しても直角を成さないβ方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からβ方向に広がるＡ部分のセルを地物背面セルと特定する。
【００２３】
次に、「第二の場合」における地物背面セル選択部１３０による地物背面セルの特定方法について図９に基づいて説明する。
図９は、標高・強度データの一例として、反射波の強度が所定値以上であり地物の輪郭の一部分として直線状の１辺を形成するＢ部分の地物輪郭セルと反射波の強度が所定値以下でありＢ部分の地物輪郭セルを挟んで存在するＡ部分のセルとＣ部分のセルとを示している。図９において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分を形成する辺に対して直角を成すα方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からα方向に広がるＣ部分のセルを地物背面セルと特定する。また、図９において電磁波の水平面成分の照射方向（撮像方向）がＢ部分を形成する辺に対して直角を成すβ方向の場合、地物背面セル選択部１３０はＢ部分からβ方向に広がるＡ部分のセルを地物背面セルと特定する。
【００２４】
＜Ｓ１０４：地物セル生成処理＞
図４において、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルと地物背面セル選択部１３０の選択した地物背面セルとに基づいて地物セルを選択する。
このとき、地物セル生成部１４０は、まず、記憶装置１９０から標高・強度データを取得する。次に、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルに基づいて地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルのうち地物を形成するセルを選択する。そして、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルと地物背面セルから選択した地物を形成するセルとを当該地物の形成範囲を示す地物セルとして特定する。
【００２５】
図１０、図１１、図１２は図６に示した地物輪郭セルと図７に示した地物背面セルとに基づいて地物セル生成部１４０が選択した地物セルを太枠で囲って示している。この太枠は地物セル生成部１４０が地物のシャドウにより欠損した地物の輪郭を復元して生成した地物の輪郭線を示している。
例えば、地物セル生成部１４０は、地物がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルを少なくとも１辺とする四角形を形成するように、地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルから地物を形成するセルを選択して地物セルを特定する。この例において地物セル生成部１４０が特定した地物セルを図１０に示す。図１０において、地物セル生成部１４０は、地物が四角形を形成するように、図７に示す地物背面セルの一部を地物セルから除外している。
また例えば、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が選択した地物輪郭セルの全セルと地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルの全セルとを地物セルと特定する。この例において地物セル生成部１４０が特定した地物セルを図１１に示す。図１１において、地物セル生成部１４０は図７に示す地物背面セルを形成する全てのセルを地物セルとして選択している。
また例えば、地物セル生成部１４０は、地物がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルを少なくとも１辺とする所定の形状を形成するように、所定の形状とのパターンマッチングにより、地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルから地物を形成するセルを選択して地物セルを特定する。所定の形状がＬ字形である場合において地物セル生成部１４０が特定した地物セルを図１２に示す。図１２において、地物セル生成部１４０は、地物が所定の形状であるＬ字形を形成するように、図７に示す地物背面セルの一部を地物セルから除外している。
【００２６】
地物セル生成部１４０は以下のような特徴を有する。
例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも２辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
また例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の１辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも１辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
【００２７】
＜Ｓ１０５：標高算出処理＞
図４において、データ置換部１５０は地物セル周辺の標高に基づいて地物セルの標高を置換する。
このとき、データ置換部１５０は、まず、記憶装置１９０から標高・強度データを取得する。次に、データ置換部１５０は地物セル生成部１４０が選択した地物セルの周辺のセルが示す標高に基づいて地物セル生成部１４０が選択した地物セルの標高を算出する。次に、データ置換部１５０は算出した標高を地物セル生成部１４０が選択した地物セルに設定して地表面標高データを生成する。そして、データ置換部１５０は生成した地表面標高データを出力機器に出力する。地表面標高データは地物を除く地表面の標高を示す。
図１３は図５に示した標高・強度データに対してデータ置換部１５０が生成した地表面標高データを示している。図１３において、太枠で示した地物セルの標高（単位：メートル［ｍ］）がデータ置換部１５０により算出された地物を除く地表面の標高を示している。例えば、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセルが示す標高の平均値を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出する。
【００２８】
ここで、地物セルの周辺のセルとは、地物セルを囲む周囲幅１セルの範囲でもよいし、地物セルを囲む所定のセル数分の範囲でもよい。また、地物セルの周辺のセルは、図１３に示すように、地物セルを囲む全周のセルでなくても構わない。
また、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセルが示す標高の平均値以外の値を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出しても構わない。例えば、データ置換部１５０は地物セルに近いセルの標高ほど重みを与える重み付け計算により地物セルにおける地物を除く地表面の標高を算出してもよい。例えば、地物セルに隣接する周囲のセルの標高が「８０．５ｍ」で、さらにその外側に位置する周囲のセルの標高が「８０．１ｍ」である場合、データ置換部１５０は、「８０．５ｍ」と「８０．１ｍ」の平均値である「８０．３ｍ」ではなく、地物セルに隣接する周囲幅１セルの標高「８０．５ｍ」に近い「８０．４ｍ」を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出する。また例えば、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセル間における標高の変化に応じて地物セルにおける地物を除く地表面の標高を算出しても構わない。例えば、地物セルに隣接する周囲のセルの標高が「８０．５ｍ」で、さらにその外側に位置する周囲のセルの標高が「８０．１ｍ」である場合、データ置換部１５０は地物セルの周辺のセル間における標高の変化として外側に位置する周囲のセルの標高「８０．１ｍ」に対する地物セルに隣接する周囲のセルの標高「８０．５ｍ」の標高差「０．４ｍ」を算出し、算出した標高差「０．４ｍ」を地物セルに隣接する周囲のセルの標高「８０．５ｍ」に加えた「８０．９ｍ」を地物セルにおける地物を除く地表面の標高として算出する。
【００２９】
以上のように、実施の形態１における標高モデル生成装置１００は、合成開口レーダによって取得された地表面表層データから地物を抽出及び除去して、高精度な地表面標高データを作成することができる。
【００３０】
実施の形態１において以下のような標高モデル生成装置１００を説明した。
実施の形態１における標高モデル生成装置１００は、航空機、人工衛星等の移動プラットフォームに搭載した合成開口レーダによって取得した画像データ及び地表面表層データを使って、地物を抽出及び除去して、地表面標高データを作成する。
実施の形態１における標高モデル生成装置１００はデータ格納部１１０、データ選択部１２０、地物背面セル選択部１３０、地物セル生成部１４０、データ置換部１５０を備える。データ格納部１１０は画像データ及び地表面表層データをメッシュに分割して、各セル毎に画像データの強度情報と地表表層データの高度情報を格納する。データ選択部１２０は所定の強度以上のセルを抽出する。地物背面セル選択部１３０はデータ取得時の撮像方向を参照して地物背面セルを選択する。地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０が抽出したセルと地物背面セル選択部１３０が選択した地物背面セルをもとに地物の輪郭線を生成する。データ置換部１５０は地物セルの標高データを地物セル周辺の標高データの平均値に置換する。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１では地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルと撮像方向との関係に基づいて地物を除く地表面の標高の算出対象とする地物セルを選択する形態について説明した。
実施の形態２では地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルが成す形状に基づいて地物セルを選択する形態について説明する。
以下、実施の形態１と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項については実施の形態１と同様であるものとする。
【００３２】
図１４は、実施の形態２における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャートである。
実施の形態２における標高モデル生成方法として、標高モデル生成装置１００が実行する標高モデル生成処理について、図１４に基づいて以下に説明する。また、実施の形態１で説明した図４、図６、図８、図９を以下の説明において参照する。
各「〜部」は以下に説明する標高モデル生成処理をＣＰＵを用いて実行する。
標高モデル生成プログラムは以下に説明する標高モデル生成方法をコンピュータに実行させる。
【００３３】
＜Ｓ２０１：地表セル化処理＞
図１４において、Ｓ２０１は実施の形態１におけるＳ１０１（図４参照）と同様である。
【００３４】
＜Ｓ２０２：地表特定処理＞
図１４において、Ｓ２０２は実施の形態１におけるＳ１０２（図４参照）と同様である。
【００３５】
＜Ｓ２０３〜Ｓ２０４：標高算出部分特定処理＞
＜Ｓ２０３：地物背面セル選択処理＞
図１４において、Ｓ２０３は実施の形態１におけるＳ１０３（図４参照）に相当する。
Ｓ２０３において、地物背面セル選択部１３０は標高・強度データから地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群を地物背面セルとして選択する。
このとき、地物背面セル選択部１３０は撮像方向を考慮せず、地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下である全てのセルを地物背面セルとして選択する。但し、図８や図９に示したように反射波の強度が所定値以下であるセル群が複数存在し、そのうちのいずれかのセル群のみが地物の陰部分である場合もあるため、実施の形態１に示したように地物背面セル選択部１３０は撮像方向を考慮して地物背面セルを選択するのが好ましい。また、地物背面セル選択部１３０は地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群が複数存在する場合には実施の形態１に示したように撮像方向を考慮して地物背面セルを選択し、地物輪郭セルに隣接し反射波の強度が所定値以下であるセル群が１群のみ存在する場合には撮像方向を考慮せずに当該セル群を地物背面セルとして選択してもよい。
【００３６】
＜Ｓ２０４：地物セル生成処理＞
図１４において、Ｓ２０４は実施の形態１におけるＳ１０４（図４参照）と同様である。
実施の形態２における地物セル生成部１４０は以下のような特徴を有する。
地物セル生成部１４０は地物輪郭セルの形状に基づいて地物セルを特定する。
例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも２辺とする領域を地物セルと特定する。特に、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも２辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
また例えば、地物輪郭セルが地物の輪郭の１辺を形成する場合、地物セル生成部１４０は地物輪郭セルを少なくとも１辺とし地物背面セルを含む領域を地物セルと特定する。
つまり、実施の形態２における地物セル生成部１４０は、図６に示した地物輪郭セルを２辺とする四角形の領域を図１０に示したように地物セルとして選択したり、図６に示した地物輪郭セルを２辺とする所定の形状の領域を図１３に示したように地物セルとして選択したりする。このとき、地物セル生成部１４０は、反射波の強度が所定値以下のセルであるか否かに関わらず、地物輪郭セルを少なくとも２辺とする四角形の領域や所定の形状の領域を形成するセルを地物セルと特定しても構わない。つまり、実施の形態２における標高モデル生成装置１００は地物背面セル選択部１３０による地物背面セル選択処理（Ｓ２０３）を実行しなくても構わない。
【００３７】
＜Ｓ２０５：標高算出処理＞
図１４において、Ｓ２０５は実施の形態１におけるＳ１０５（図４参照）と同様である。
【００３８】
以上のように、実施の形態２における標高モデル生成装置１００は、撮像方向を考慮せずに地物セルを選択しても高精度な地表面標高データを生成することができる。
【００３９】
実施の形態３．
実施の形態１や実施の形態２ではデータ選択部１２０が標高・画像データに基づいて反射波の強度が所定値以上である地物輪郭セルを選択し、地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地物輪郭セルに基づいて地物の形成範囲を示す地物セルを選択し、データ置換部１５０が地物セル生成部１４０の選択した地物の形成範囲を示す地物セルにおける地表面の標高を算出する形態について説明した。
実施の形態３ではデータ選択部１２０が反射波の強度が地物の存在を示す第一の所定値より小さく反射波の観測がされなかった地表部分を示す第二の所定値より大きい地表面セルを選択し、地物セル生成部１４０がデータ選択部１２０の選択した地表面セル以外のセルを地表面の標高の算出対象とする地物セルとして選択し、データ置換部１５０が地物セル生成部１４０の選択した地表面の標高の算出対象である地物セルにおける地表面の標高を算出する形態について説明する。
つまり、実施の形態１や実施の形態２では地物の形成範囲を特定し、地物の形成範囲について地表面の標高を算出したが、実施の形態３では地表面の範囲を特定し、特定した地表面以外の範囲について地表面の標高を算出する。
以下、実施の形態１や実施の形態２と異なる事項を中心に説明し、説明しない事項については実施の形態１や実施の形態２と同様であるものとする。
【００４０】
図１５は、実施の形態３における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャートである。
図１６、図１７は、実施の形態３における標高・強度データの一例を示す図である。
実施の形態３における標高モデル生成方法として、標高モデル生成装置１００が実行する標高モデル生成処理について、図１５〜図１７に基づいて以下に説明する。また、実施の形態１で説明した図４、図５を以下の説明において参照する。
各「〜部」は以下に説明する標高モデル生成処理をＣＰＵを用いて実行する。
標高モデル生成プログラムは以下に説明する標高モデル生成方法をコンピュータに実行させる。
【００４１】
＜Ｓ３０１：地表セル化処理＞
図１５において、Ｓ３０１は実施の形態１におけるＳ１０１（図４参照）と同様である。
【００４２】
＜Ｓ３０２：地表特定処理＞
図１５において、Ｓ３０２は実施の形態１におけるＳ１０２（図４参照）に相当する。
Ｓ３０２において、データ選択部１２０は標高・強度データから所定の強度範囲のセルを地表面セルとして選択する。
ここで、所定の強度範囲とは、実施の形態１においてデータ選択部１２０が地物輪郭セルを選択する際に基準とした所定の強度（第一の所定値）より小さく、実施の形態１において地物背面セル選択部１３０が地物背面セルを選択する際に基準とした所定の強度（第二の所定値）より大きい反射波の強度を示す。つまり、実施の形態３におけるデータ選択部１２０は地物輪郭セルにも地物背面セルにも相当しないセルを地物が存在しない地表面を示す地表面セルとして特定する。
図１６は図５に示した標高・強度データに対して実施の形態３におけるデータ選択部１２０が選択した地表面セルを太枠で囲って示している。例えば、実施の形態３におけるデータ選択部１２０は、「０ｄＢ（第二の所定値）＜Ｘ＜２０ｄＢ（第一の所定値）」の関係を示すＸを所定の強度範囲として太枠内のセルを地表面セルとして選択する。
【００４３】
＜Ｓ３０３：地物セル生成処理、標高算出部分特定処理＞
図１５において、Ｓ３０３は実施の形態１におけるＳ１０４（図４参照）に相当する。
Ｓ３０３において、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０の選択した地表面セルに基づいて地物セルを選択する。
このとき、地物セル生成部１４０はデータ選択部１２０の選択した地表面セル以外のセルを地物セルとして選択する。
図１７は図５に示した標高・強度データに対して実施の形態３における地物セル生成部１４０が選択した地物セルを太枠で囲って示している。図１７において、反射波の強度（下段の値）が「０ｄＢ」を示すセルは反射波が観測されなかった部分であるため、当該セルが示す標高（上段の値）は周辺の標高に基づいて平滑化処理によって推定されている。このため、当該セルの示す標高が周辺に位置する地物の標高の影響を受けて実際より高い標高を示している場合も考えられる。そこで、実施の形態３における地物セル生成部１４０は地表面セル以外のセルを地物を除く地表面の標高の算出対象とする地物セルとして選択する。
【００４４】
＜Ｓ３０４：標高算出処理＞
図１５において、Ｓ３０４は、実施の形態１におけるＳ１０５（図４参照）と同様に、地物セル生成部１４０の選択した地物セルの地表面の標高を算出して地表面標高データを生成する。
【００４５】
以上のように、実施の形態３における標高モデル生成装置１００は、反射波が観測されず周辺の標高に基づいて推定され周辺の地物の影響を受けて実際より高い標高を示す部分についても高精度に地表面の標高を算出し、高精度の地表面標高データを生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】実施の形態１における標高モデルの概要を示す図。
【図２】実施の形態１における標高モデル生成装置１００の構成図。
【図３】実施の形態１における標高モデル生成装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図４】実施の形態１における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャート。
【図５】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図６】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図７】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図８】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図９】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１０】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１１】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１２】実施の形態１における標高・強度データの一例を示す図。
【図１３】実施の形態１における地表面標高データの一例を示す図。
【図１４】実施の形態２における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャート。
【図１５】実施の形態３における標高モデル生成方法を示す標高モデル生成処理のフローチャート。
【図１６】実施の形態３における標高・強度データの一例を示す図。
【図１７】実施の形態３における標高・強度データの一例を示す図。
【符号の説明】
【００４７】
１００ 標高モデル生成装置、１１０ データ格納部、１２０ データ選択部、１３０ 地物背面セル選択部、１４０ 地物セル生成部、１５０ データ置換部、１９０ 記憶装置、９０１ 表示装置、９０２ キーボード、９０３ マウス、９０４ ＦＤＤ、９０５ ＣＤＤ、９０６ プリンタ装置、９０７ スキャナ装置、９１１ ＣＰＵ、９１２ バス、９１３ ＲＯＭ、９１４ ＲＡＭ、９１５ 通信ボード、９２０ 磁気ディスク装置、９２１ ＯＳ、９２２ ウィンドウシステム、９２３ プログラム群、９２４ ファイル群。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、
前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、
前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、
前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部と
を備えたことを特徴とする標高モデル生成装置。
【請求項２】
前記標高算出部分特定部は、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成するいずれの辺に対しても電磁波の水平面成分の照射方向が直角を成さない場合、地物の輪郭の一部分を形成する少なくとも２辺から電磁波の水平面成分の照射方向に広がる領域を当該地物の形成範囲と特定し、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の１辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成する１辺に対して電磁波の水平面成分の照射方向が直角を成す場合、地物の輪郭の一部分を形成する１辺から電磁波の水平面成分の照射方向に広がり前記画像データが所定値以下の反射波の強度を示す領域を当該地物の形成範囲と特定する
ことを特徴とする請求項１記載の標高モデル生成装置。
【請求項３】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、
前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、
前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分が成す形状に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、
前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部と
を備えたことを特徴とする標高モデル生成装置。
【請求項４】
前記標高算出部分特定部は、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物の輪郭の一部分を少なくとも２辺とする領域を当該地物の形成範囲と特定し、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の１辺を形成する場合、地物の輪郭の一部分を１辺とし前記画像データが所定値以下の反射波の強度を示す領域を当該地物の形成範囲と特定する
ことを特徴とする請求項３記載の標高モデル生成装置。
【請求項５】
前記標高算出部分特定部は、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物の輪郭の一部分を少なくとも２辺とする前記領域の中で前記画像データが所定値以下の反射波の強度を示す部分の領域を当該地物の形成範囲と特定する
ことを特徴とする請求項２または請求項４記載の標高モデル生成装置。
【請求項６】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、
前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物が無い地表面範囲として反射波の強度が地物の存在を示す第一の所定値より小さく反射波の観測がされなかった地表部分を示す第二の所定値より大きい地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、
前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地表面範囲以外の地表部分を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、
前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地表部分の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した周辺における表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部と
を備えたことを特徴とする標高モデル生成装置。
【請求項７】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成方法であり、
地表特定部が前記画像データの示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定処理であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定処理を行い、
標高算出部分特定部が前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定処理であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定処理を行い、
標高算出部が前記地表面表層データの示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理を行う
ことを特徴とする標高モデル生成方法。
【請求項８】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成方法であり、
地表特定部が前記画像データの示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定処理であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定処理を行い、
標高算出部分特定部が前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定処理であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分が成す形状に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定処理を行い、
標高算出部が前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理を行う
ことを特徴とする標高モデル生成方法。
【請求項９】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成方法であり、
地表特定部が前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定処理であり、前記画像データに基づいて地物が無い地表面範囲として反射波の強度が地物の存在を示す第一の所定値より小さく反射波の観測がされなかった地表部分を示す第二の所定値より大きい地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定処理を行い、
標高算出部分特定部が前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定処理であり、前記地表特定部が特定した地表面範囲以外の地表部分を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定処理を行い、
標高算出部が前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理であり、前記標高算出部分特定部が特定した地表部分の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した周辺における表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理を行う
ことを特徴とする標高モデル生成方法。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９いずれかに記載の標高モデル生成方法をコンピュータに実行させることを特徴とする標高モデル生成プログラム。
【請求項１】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、
前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、
前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、
前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部と
を備えたことを特徴とする標高モデル生成装置。
【請求項２】
前記標高算出部分特定部は、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成するいずれの辺に対しても電磁波の水平面成分の照射方向が直角を成さない場合、地物の輪郭の一部分を形成する少なくとも２辺から電磁波の水平面成分の照射方向に広がる領域を当該地物の形成範囲と特定し、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の１辺を形成し地物の輪郭の一部分を形成する１辺に対して電磁波の水平面成分の照射方向が直角を成す場合、地物の輪郭の一部分を形成する１辺から電磁波の水平面成分の照射方向に広がり前記画像データが所定値以下の反射波の強度を示す領域を当該地物の形成範囲と特定する
ことを特徴とする請求項１記載の標高モデル生成装置。
【請求項３】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、
前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、
前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分が成す形状に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、
前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部と
を備えたことを特徴とする標高モデル生成装置。
【請求項４】
前記標高算出部分特定部は、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物の輪郭の一部分を少なくとも２辺とする領域を当該地物の形成範囲と特定し、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の１辺を形成する場合、地物の輪郭の一部分を１辺とし前記画像データが所定値以下の反射波の強度を示す領域を当該地物の形成範囲と特定する
ことを特徴とする請求項３記載の標高モデル生成装置。
【請求項５】
前記標高算出部分特定部は、地物の輪郭の一部分が地物の輪郭の少なくとも２辺を形成する場合、地物の輪郭の一部分を少なくとも２辺とする前記領域の中で前記画像データが所定値以下の反射波の強度を示す部分の領域を当該地物の形成範囲と特定する
ことを特徴とする請求項２または請求項４記載の標高モデル生成装置。
【請求項６】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成装置であり、
前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定部であり、前記画像データに基づいて地物が無い地表面範囲として反射波の強度が地物の存在を示す第一の所定値より小さく反射波の観測がされなかった地表部分を示す第二の所定値より大きい地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定部と、
前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定部であり、前記地表特定部が特定した地表面範囲以外の地表部分を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定部と、
前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部であり、前記標高算出部分特定部が特定した地表部分の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した周辺における表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出部と
を備えたことを特徴とする標高モデル生成装置。
【請求項７】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成方法であり、
地表特定部が前記画像データの示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定処理であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定処理を行い、
標高算出部分特定部が前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定処理であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分と電磁波の照射方向との関係に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定処理を行い、
標高算出部が前記地表面表層データの示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理を行う
ことを特徴とする標高モデル生成方法。
【請求項８】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成方法であり、
地表特定部が前記画像データの示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定処理であり、前記画像データに基づいて地物の輪郭の一部分として反射波の強度が所定値以上である地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定処理を行い、
標高算出部分特定部が前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定処理であり、前記地表特定部が特定した地物の輪郭の一部分が成す形状に基づいて当該地物の形成範囲を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定処理を行い、
標高算出部が前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理であり、前記標高算出部分特定部が特定した地物の形成範囲の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した地物の形成範囲の周辺における表層の標高に基づいて地物の形成範囲における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理を行う
ことを特徴とする標高モデル生成方法。
【請求項９】
電磁波を地表に向けて照射して地表からの反射波を観測したレーダ観測データであり、地物を含む表層の標高を示す地表面表層データと地表からの反射波の強度を示す画像データとを含むレーダ観測データに基づいて、地物を除く地表面の標高を示す地表面標高データを生成する標高モデル生成方法であり、
地表特定部が前記画像データが示す地表からの反射波の強度に基づいて当該地表部分における地物の有無を特定する地表特定処理であり、前記画像データに基づいて地物が無い地表面範囲として反射波の強度が地物の存在を示す第一の所定値より小さく反射波の観測がされなかった地表部分を示す第二の所定値より大きい地表部分をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を用いて特定する地表特定処理を行い、
標高算出部分特定部が前記地表特定部の特定結果に基づいて地表面の標高の算出対象となる地表部分を特定する標高算出部分特定処理であり、前記地表特定部が特定した地表面範囲以外の地表部分を地表面の標高の算出対象となる地表部分としてＣＰＵを用いて特定する標高算出部分特定処理を行い、
標高算出部が前記地表面表層データが示す表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高を算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理であり、前記標高算出部分特定部が特定した地表部分の周辺における表層の標高をＣＰＵを用いて前記地表面表層データから抽出し、抽出した周辺における表層の標高に基づいて前記標高算出部分特定部が特定した地表部分における地表面の標高をＣＰＵを用いて算出して前記地表面標高データを生成する標高算出処理を行う
ことを特徴とする標高モデル生成方法。
【請求項１０】
請求項７〜請求項９いずれかに記載の標高モデル生成方法をコンピュータに実行させることを特徴とする標高モデル生成プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−１６４４８１（Ｐ２００８−１６４４８１Ａ）
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３５５３８３（Ｐ２００６−３５５３８３）
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月２８日（２００６．１２．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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