(57)【要約】【課題】水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索することにある。【解決手段】開発支援装置１０は、緯度データ、経度データ、及び標高データを含む地形データにより構成される画像中の対象エリア内から河川中の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部と、高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳してモニタ１９に表示する表示制御部１７と、地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出する勾配算出部３３と、算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて河川中の取水地点、放水地点を取得する地点取得部３４と、を備え、表示制御部１７は、取水地点、放水地点、及び両者を結ぶ導水路ルートを画像に重畳して表示する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
緯度データ、経度データ、及び標高データを含む地形データにより構成される画像中の対象エリア内から河川中の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出手段と、
前記高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳して表示する表示制御手段と、
前記地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出する勾配算出手段と、
前記算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて前記河川中の取水地点、放水地点を取得する地点取得手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記取水地点、前記放水地点、及び前記取水地点と前記放水地点を結ぶ導水路ルートを前記画像に重畳して表示することを特徴とする水力発電所開発支援装置。
【請求項２】
前記取水地点における集水面積を描画する集水面積描画手段と、
前記集水面積に基づいて、前記取水地点における使用水量を算出する使用水量算出手段と、
前記取水地点の標高から前記放水地点の標高を減算して、総落差を算出する総落差算出手段と、
前記使用水量と前記総落差に基づいて、電力出力を算出する電力出力算出手段と、を備えることを特徴とする請求項１記載の水力発電所開発支援装置。
【請求項３】
前記高輝度領域抽出手段は、
前記対象エリア内の画像からノイズ成分を除去するノイズ成分除去手段と、
前記対象エリア内の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出手段と、
前記高輝度領域の外形における長手方向の距離を算出する距離算出手段と、を備え、
前記表示制御手段は、前記長手方向の距離が距離基準値よりも大きい高輝度領域を前記対象エリアの画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１記載の水力発電所開発支援装置。
【請求項４】
前記距離算出手段は、
ある第１高輝度領域と当該第１高輝度領域に最も近い第２高輝度領域との間に存在する低輝度領域の前記長手方向の距離が基準距離よりも短い場合に、前記第１高輝度領域、及び前記第２高輝度領域を連続した高輝度領域として１つに結合することを特徴とする請求項３記載の水力発電所開発支援装置。
【請求項５】
前記高輝度領域抽出手段は、
前記対象エリア内の画像からノイズ成分を除去するノイズ成分除去手段と、
前記対象エリア内の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出手段と、
前記対象エリア内の画像を一定の面積でメッシュ状の区画に分割する区画分割手段と、
前記分割された対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長いか否かを判定する距離判定手段と、を備え、
前記表示制御手段は、対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長い高輝度領域を前記対象エリアの画像に重畳して表示することを特徴とする請求項１記載の水力発電所開発支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水力発電所に適する地点を発掘するのに好適な水力発電所開発支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水力発電所に適する地点（ポテンシャル地点）を発掘する場合、長年の経験と高度な技術を有する水力技術者が以下の手順で検討を行っていた。
（１）国土地理院等、公的機関が発行している地形図（一般に紙媒体に印刷されている）を基に、検討対象とする河川を選定する。
（２）地形図により識別できる特徴（等高線の分布、川幅、川の規模等）から、水力発電に適する河川区間を概略設定する。
（３）概略設定区間において作成した河川縦断面図を基に、河川のこう配が急な区間を特定し、それを基に取水地点・放水地点の設定、落差の算定、導水路ルートの設定、電力出力（ｋＷ)・年間発電電力量（ｋＷｈ）の算定等、基本条件の策定を行う。
【０００３】
（４）取水地点から放水地点の区間について現地調査を行い、地形、地質、河川周辺の自然・社会環境ならびに、取水ダム、導水路、発電所のレイアウト等を検討する。
（５）取水ダム、導水路、発電所等に係る概略設計を行い、概略設計図に基づいて水力発電所建設に係る工事費を算定する。
（６）開発規模（発電取水量）を種々変化させて、それぞれの工事費と発電電力量等から経済性（発電所の建設単価＝工事費／発電電力量）を検討することにより、最も経済性に優れる（＝最も建設単価が安い）最適開発規模を決定する。
（７）最適開発規模における当該水力発電所の開発可能性を判定する。
【０００４】
特許文献１には、人工衛星から送信された地表データを発電プロジェクトの支援システムに利用して、発電プロジェクト・計画策定の効率化を図ることを目的として、発電プロジェクト計画策定に必要なデータの全項目にわたるデータベースを作成し、発電プロジェクト計画策定に必要な調査と計画立案に必要なデータを選択し、人工衛星から送信された発電所建設候補地関連の地表データに、データベースから選択されたデータを重合わせて、調査と計画立案に必要な地表データとする発電プロジェクト支援システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１９２０９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、水力発電に適する河川区間を概略設定するためには、河川沿いの等高線の分布（等高線が密→急こう配、疎→緩こう配）、河川の線形（蛇行している度合）、河川の規模や川幅等、水力技術者の高度な経験・技術力ならびに多大な検討時間を要していた。
さらに、取水地点、放水地点の設定から工事費の算定までの工程にあっては、導水路ルートの決定、総落差・発電使用水量の決定、最大電力出力・発電電力量の算定、工事費の算定という多くのステップを踏む必要があることから、これについても高度な経験・技術力ならびに多大な検討時間を要していた。
本発明の一実施形態は、上記に鑑みてなされたもので、その目的は、水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、緯度データ、経度データ、及び標高データを含む地形データにより構成される画像中の対象エリア内から河川中の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出手段と、前記高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳して表示する表示制御手段と、前記地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出する勾配算出手段と、前記算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて前記河川中の取水地点、放水地点を取得する地点取得手段と、を備え、前記表示制御手段は、前記取水地点、前記放水地点、及び前記取水地点と前記放水地点を結ぶ導水路ルートを前記画像に重畳して表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る開発支援システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る開発支援装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図７に示すフローチャートのステップでの処理を説明するための河川の画像を示す図（その１）である。
【図４】図７に示すフローチャートのステップでの処理を説明するための画像及びグラフ図（その２）である。
【図５】図７に示すフローチャートのステップでの処理を説明するための画像及びグラフ図（その３）である。
【図６】図７に示すフローチャートのステップでの処理を説明するための画像及びグラフ図（その４）である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る開発支援装置の動作について説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理について説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の第１実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理により処理される画像であり、（ａ）はノイズ除去画像、（ｂ）は高輝度領域画像、（ｃ）はエッジ画像、（ｄ）はラベルを付与されたエッジ画像で示す図である。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理により処理される高輝度領域画像で示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理について説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理により処理される画像であり、（ａ）は複数の高輝度領域に結合ラベルを付与したことを示す図であり、（ｂ）は結合結果である各高輝度領域を示す図であり、（ｃ）はラベルを付与したことを示す図である。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る開発支援装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理について説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第３実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理により処理される画像であり、（ａ）は複数のメッシュ状の区画で分割されたエッジ画像であり、（ｂ）はフラグを有する高輝度領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の水力発電所開発支援装置は、緯度データ、経度データ、及び標高データを含む地形データにより構成される画像中の対象エリア内から河川中の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出手段と、高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳して表示する表示制御手段と、地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出する勾配算出手段と、算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて河川中の取水地点、放水地点を取得する地点取得手段と、を備え、表示制御手段は、取水地点、放水地点、及び取水地点と放水地点を結ぶ導水路ルートを画像に重畳して表示することを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索することができる。
上記記載の本発明の特徴について、以下の図面を用いて詳細に解説する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
上記の本発明の特徴に関して、以下、図面を用いて詳細に説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
＜開発支援システム＞
次に、本発明の実施形態に係わる開発支援システム１について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る開発支援システムの機能構成を示すブロック図である。
図１に示すように、開発支援システム１は、人工衛星３、通信アンテナ５、地理情報センタ７、ＧＩＳサーバ９、ネットワークＮ、開発支援装置(水力発電所開発支援装置)１０を備えている。
人工衛星３は、例えば特定の静止軌道、周回軌道上に存在し、ステレオペアカメラを搭載してステレオペア画像を含む通信信号を通信アンテナ５の方向に送信する。
通信アンテナ５は、人工衛星３の方向に向くように自動制御され、地理情報センタ７と人工衛星３との間の衛星通信に介在するアンテナである。
地理情報センタ７は、人工衛星３からステレオペア画像を受信して、ステレオペア画像をデジタルステレオ図化処理を用いて標定し、立体視計測により得られた等高線と地形図の等高線との比較を行い標高データの精度を向上して、地形データをＧＩＳサーバ９に出力する。
ＧＩＳサーバ９は、３次元的な空間座標がデータベース化されており、座標データ（緯度、経度、標高）、航空写真（画像取得日）、国名、都市名、国境、県境等が記憶されている。
【００１２】
開発支援装置１０は、主制御部１１、操作部１３、通信制御部１５、表示制御部１７、モニタ１９、データベースＤＢ２１を備えている。
主制御部１１は、ＣＰＵ（central processing unit）１１ａ、ＨＤＤ(hard disk drive)１１ｂ、ＲＡＭ（random access memory）１１ｃ、タイマ１１ｄを有し、ＨＤＤからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、ＨＤＤからプログラム（処理モジュール）を読み出し、各種処理を実行する。ＨＤＤには、アプリケーションソフトウエアとして、情報を整理するために用いる文書作成ソフト、表計算ソフトが記憶されている。
【００１３】
操作部１３は、操作ボタン、キーボード、マウス等のユーザの操作を受け付ける手段である。
通信制御部１５は、ＧＩＳサーバ９から通信ネットワークＮを介して地図に係るパケットデータを通信する。
表示制御部１７は、主制御部１１から出力されるメッセージテキストからメッセージ画像を生成してモニタ１９に表示するとともに、地図画像を描画してモニタ上に表示する。
データベースＤＢ２１は、主制御部１１により実行された処理に応じて各種データテーブル、各種マスタテーブルを記憶する。
【００１４】
＜機能ブロック図＞
図２は、本発明の第１実施形態に係る開発支援装置の機能構成を示すブロック図である。
図１に示す主制御部１１に設けられたＣＰＵ１１ａは、ＨＤＤ１１ｂからオペレーティングシステムＯＳを読み出してＲＡＭ１１ｃ上に展開してＯＳを起動し、ＯＳ管理下において、ＨＤＤ１１ｂからアプリケーションソフトウエアのプログラム（処理モジュール）を読み出し、各種処理を実行することで、図２に示す主制御部１１を実現する。
主制御部１１は、高輝度領域抽出部３１、勾配算出部３３、集水面積描画部３５、使用水量算出部３７、総落差算出部３９、電力出力算出部４１を備えている。
高輝度領域抽出部３１は、緯度データ、経度データ、及び標高データを含む地形データにより構成される画像における対象エリア内から長手形状の高輝度領域を抽出する。
【００１５】
さらに、高輝度領域抽出部３１は、ノイズ成分除去部３１ａ、高輝度領域抽出部３１ｂ、距離算出部３１ｃを備えている。
ノイズ成分除去部３１ａは、対象エリア内の画像からノイズ成分を除去する。
高輝度領域抽出部３１ｂは、対象エリア内の画像中の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出する。
距離算出部３１ｃは、高輝度領域の外形における長手方向の距離を算出する。
【００１６】
距離算出部３１ｃは、ある第１高輝度領域と当該第１高輝度領域に最も近い第２高輝度領域との間に存在する低輝度領域の長手方向の距離が基準距離よりも短い場合に、第１高輝度領域、第２高輝度領域、及び低輝度領域を連続した高輝度領域として１つに結合する。
距離算出部３１ｃは、ある高輝度領域の中心点を含む所定の半径の領域を対象領域とし、当該高輝度領域の面積が当該対象領域の面積の所定の基準割合以上である場合に、当該高輝度領域を正規の高輝度領域として算出する。
【００１７】
勾配算出部３３は、地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出する。
地点取得部３４は、勾配算出部３３により算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて河川中の取水地点、放水地点を取得する。
集水面積描画部３５は、取水地点における標高以上の稜線により形成される領域である集水面積を描画する。
使用水量算出部３７は、集水面積に基づいて、取水地点における使用水量を算出する。
総落差算出部３９は、取水地点の標高から放水地点の標高を減算して、総落差を算出する。
電力出力算出部４１は、使用水量と総落差に基づいて、電力出力を算出する。
【００１８】
表示制御部１７は、高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳して表示する。
表示制御部１７は、勾配が勾配基準値を超えた場合に、取水地点、放水地点、及び取水地点と放水地点を結ぶ導水路ルートを画像に重畳して表示する。
表示制御部１７は、長手方向の距離が距離基準値よりも大きい高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示する。
【００１９】
＜河川の画像＞
図３は、図７に示すフローチャートのステップＳ１での処理を説明するための河川の画像を示す図である。
ＧＩＳサーバ９から取得した地形データを開発支援装置１０のモニタの画面ＣＤ１に表示させ、マウス操作によりズームイン、ズームアウトすることで、所望の対象エリアの地形データのみをモニタ１９に表示させることができる。
ＧＩＳサーバ９から取得した地形データ（航空写真）においては、「白波が立っているかどうか」を目視確認することで、水力発電に適する河川区間（流れが急流か否か）を一目瞭然で識別できる。
図３において、領域５１ａ、５１ｃは、河川の流れが急な地点が連続しており、急流や早瀬において白波が立っていることが確認できる。領域５１ｂ、５１ｄは河川の流れが穏やかな地点が連続しており、白波が立っていないことが確認できる。
【００２０】
＜画像及びグラフ図＞
図４は、図７に示すフローチャートのステップＳ２０での処理を説明するための画像及びグラフ図である。
モニタ１９の画面ＣＤ３上に河川を表示しておき、ユーザが、マウス操作により選択された河川の各位置をＲＡＭ１１ｃに記憶するとともに、各位置を結ぶ折れ線で対象箇所を表す。
Ｇ３は、ある位置から次に位置までを結ぶ折れ線上の距離Ｘｎとその標高Ｈｎを示すグラフ図である。なお、距離Ｘ、間隔Ｈは任意に設定可能である。また、ユーザが、マウス操作により選択された取水地点、放水地点も任意に設定可能である。
【００２１】
＜画像及びグラフ図＞
図５は、図７に示すフローチャートのステップＳ２５での処理を説明するための画像及びグラフ図である。
Ｇ５は、上述したＧ３に取水地点と放水地点を設定したグラフ図であり、図５に示す「▲」マークが取水地点、「▼」マークが放水地点である。
【００２２】
＜画像及びグラフ図＞
図６は、図７に示すフローチャートのステップＳ３０での処理を説明するための画像及びグラフ図である。
抽出した河川の始まりの地点（上流側）から、一定の間隔Ｙで河川の終点までの河川こう配を算定する。河川こう配ｄｎは、Ｈを地点標高、ｎを０〜Ｎの自然数とすると、
河川こう配ｄｎ＝（（Ｈｎ＋１−Ｈｎ）／Ｙ）            （１）
河川こう配ｄｎを並べ、河川こう配が例えば５％未満の地点を取・放水候補地点とする。図６において「↓」が候補地点を示す。
直近の取水候補地点と放水候補地点の間に、河川こう配が例えば５％以上の地点がある場合、もしくは連続する場合、候補地点をそれぞれ取水地点、放水地点と設定する。図６に示す「▼」マークが取水地点、「▽」マークが放水地点である。
設定した取水地点、放水地点で再度、河川こう配を算出し、例えば５％以上であれば、次のステップＳ４０に進む。
【００２３】
＜開発支援装置の動作説明＞
図７は、本発明の第１実施形態に係る開発支援装置の動作について説明するためのフローチャートである。
ステップＳ１では、主制御部１１は、ＧＩＳサーバ９からネットワークＮを介して取得した地形データを表示制御部１７に転送し、対象エリアをモニタ１９上に表示する。この結果、図３に示すように、モニタ１９の画面ＣＤ１に地形データが表示される。
ステップＳ５では、主制御部１１は、当該対象エリアの画像である地形データをＲＡＭ１１ｃ上に取得する。
ステップＳ１０では、主制御部１１は、高輝度領域抽出処理を行うため、当該処理のサブルーチン（Ｓ１００）をコールする。
【００２４】
ステップＳ１５では、主制御部１１は、表示制御部１７により、分析対象とする河川の細部の選択を促すメッセージを表示する。例えば、「河川上で白波が立っている箇所を結ぶ折れ線を描いて下さい」というメッセージをモニタ１９上に表示する。
ステップＳ２０では、主制御部１１は、選択された河川の各位置をＲＡＭ１１ｃに記憶する。
図４に示すように、モニタ１９の画面ＣＤ３上に河川を表示しておき、ユーザが、マウス操作により選択された河川の各位置をＲＡＭ１１ｃに記憶するとともに、各位置を結ぶ折れ線で対象箇所を表す。
ステップＳ２５では、主制御部１１は、表示制御部１７により、当該対象エリアの画像から河川縦断図を描画する。
図５に示すように、Ｇ５には、マウス操作に応じて取水地点と放水地点が設定される。
【００２５】
ステップＳ３０では、勾配算出部３３は、河川の各位置を含む地点での勾配を算出する。
図６に示すグラフ図において、抽出した河川の始まりの地点（上流側）から、一定の間隔Ｙで、河川の終点までの河川こう配を算出する。
すなわち、河川こう配ｄｎは、
ｄｎ＝（（Ｈｎ＋１−Ｈｎ）／Ｙ                          （２）
となる。ここで、Ｈは地点標高、ｎ＝０〜Ｎの自然数である。
ステップＳ３５では、勾配算出部３３は、勾配がα％以上か否かを判定する。勾配算出部３３は、勾配がα％以上である場合はステップＳ４０に進み、一方、勾配がα％以上ではない場合はステップＳ１５に戻る。
【００２６】
ステップＳ４０では、主制御部１１は、表示制御部１７により、取水地点、放水地点、及び両者を結ぶ導水路ルートを描画する。
これにより、水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索することができる。
ステップＳ４５では、集水面積描画部３５は、周知の手法に従って、取水地点における標高以上の稜線により形成される領域である集水面積Ｓを描画する。
ステップＳ５０では、使用水量算出部３７は、使用水量Ｑとして、平均流入量を算出する。
Ｑ＝０．５×年間平均雨量×集水面積／（２４×３６５×３６００）    （３）
【００２７】
ステップＳ５５では、総落差算出部３９は、総落差Ｈ（ｍ）を算出する。
Ｈ＝取水地点標高−放水地点標高                        （４）
ステップＳ６０では、電力出力算出部４１は、電力出力Ｐ（ｋＷ）を算出する。発電機で発生する電力出力Ｐ（ｋＷ）の大きさは、水車に流れ込む水の流量Ｑ（ｍ３／ｓ）と総落差Ｈ（ｍ）の積に比例し、さらに、効率０．８５の積で表される。
Ｐ＝９．８×Ｈ×Ｑ×０．８５                          （５）
ステップＳ６５では、主制御部１１は、発掘結果として得られた、水力ポテンシャルごとに、取水地点の緯度・経度、発電所地点の緯度・経度、電力出力Ｐ（ｋＷ）、使用水量Ｑ（ｍ３／ｓ）、総落差Ｈ（ｍ）、導水路長Ｌ（ｍ）、比Ｈ／Ｌ等の結果データを結果テーブル（表１）にまとめ、データベースＤＢ２１に記憶する。
これにより、探索した導水路ルートにおける電力出力を効率よく算出することができる。
【００２８】
【表１】
2020052606.tif 000003
【００２９】
ステップＳ７０では、主制御部１１は、対象エリア内の河川を全て検討したか否かを判定する。主制御部１１は、対象エリア内の河川を全て検討した場合は処理を終了し、一方、対象エリア内の河川を全て検討していない場合はステップＳ１５に戻る。
【００３０】
＜高輝度領域抽出処理＞
図８は、本発明の第１実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理について説明するためのフローチャートである。
図７に示すメインルーチンによりステップＳ１００に移行する。高輝度領域抽出部３１は、高輝度領域抽出処理のサブルーチン処理を実行する。
ステップＳ１０１では、高輝度領域抽出部３１は、ノイズ成分除去部３１ａにより、対象エリアの画像を走査し、低域フィルタによりノイズ成分を除去し、対象エリアの低域画像をＲＡＭ１１ｃに記憶する。例えば、図３に示す領域５１ｃに対して、ノイズ除去処理を行うと、図９（ａ）に示すノイズ除去画像５３ｃが生成される。
【００３１】
ステップＳ１０５では、高輝度領域抽出部３１は、低域画像のうち輝度が高い領域を抽出し、対象エリア内の高輝度領域をＲＡＭ１１ｃに記憶する。すなわち、図９（ａ）に示すノイズ除去画像５３ｃに対して、２５５レベル中２４０レベルを超える高輝度領域を抽出すると、図９（ｂ）に示す高輝度領域画像５５ｃが生成される。さらに、図９（ｂ）に示す高輝度領域画像５５ｃに対して、エッジ抽出処理を行うと、図９（ｃ）に示すエッジ画像５７ｃが生成される。
ステップＳ１１０では、高輝度領域抽出部３１は、対象エリア内の高輝度領域の個数Ａを計数する。この際、高輝度領域抽出部３１は、各高輝度領域に対して、図９（ｄ）に示すように、ラベルＥ１〜Ｅ１１を付与する。
ステップＳ１１５では、高輝度領域抽出部３１は、カウンタｋ＝１として、ｋ値を初期化する。
【００３２】
ステップＳ１２０では、高輝度領域抽出部３１は、距離算出部３１ｃにより、ｋ番目の高輝度領域ＥＨの外形上の最も長い距離Ｌ（長手方向）を算出する。
ステップＳ１２５では、高輝度領域抽出部３１は、最も長い距離Ｌ＞ＬＭＡＸｒｅｆｍとなる高輝度領域ｋに対してフラグＦ＝１を設定する。例えば、ＬＭＡＸｒｅｆｍ＝５００ｍとすると、５００ｍを超える長さの距離Ｌを有する高輝度領域にフラグＦ＝１が立つ。高輝度領域抽出部３１は、カウンタｋ、最も長い距離Ｌ、フラグＦ、ラベル、座標群を関連付けてテーブル（表２）に記憶する。
【００３３】
【表２】
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【００３４】
ステップＳ１３０では、高輝度領域抽出部３１は、ｋ＝ｋ＋１を算出する。すなわち、高輝度領域抽出部３１は、ｋを１つインクリメントする。
ステップＳ１３５では、高輝度領域抽出部３１は、ｋ＝Ａ＋１か否かを判定する。すなわち、高輝度領域抽出部３１は、ステップＳ１１０において計数した対象エリア内の高輝度領域の個数Ａに１を加えた数値までカウンタｋが到達したか否かを判定する。カウンタｋがＡ＋１に到達した場合にはステップＳ１４０に進み、カウンタｋがＡ＋１に到達していない場合にはステップＳ１２０に戻る。
ステップＳ１４０では、高輝度領域抽出部３１は、高輝度領域ｋとフラグＦを関連付けてテーブル（表３）に記憶する。
【００３５】
【表３】
2020052606.tif 000005
【００３６】
ステップＳ１４５では、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、テーブルをモニタ上に表示する。
ステップＳ１５０では、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、フラグＦ＝１を有する高輝度領域のみ枠付けして対象エリアの画像に重畳して表示する。
この結果、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、フラグＦ＝１を有する高輝度領域のみ、図１０（ａ）に示すように、ラベルＥ２〜Ｅ４を付与してモニタに表示する。
これにより、長手方向の距離が距離基準値よりも大きい高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る開発支援装置は、第１実施形態において説明した図１〜図５に示す技術的事項に適用することとする。
＜高輝度領域抽出処理＞
図１１は、本発明の第２実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理について説明するためのフローチャートである。
図７に示すメインルーチンによりステップＳ２００に移行する。高輝度領域抽出部３１は、高輝度領域抽出処理のサブルーチン処理を実行する。
ステップＳ２０１では、高輝度領域抽出部３１は、対象エリアの画像を走査し、低域フィルタによりノイズ成分を除去し、対象エリアの低域画像をＲＡＭ１１ｃに記憶する。
【００３８】
ステップＳ２０５では、高輝度領域抽出部３１は、低域画像のうち輝度が高い領域を抽出し、対象エリア内の高輝度領域ＥＨをＲＡＭ１１ｃに記憶する。
ステップＳ２１０では、高輝度領域抽出部３１は、低域画像のうち輝度が低い領域を抽出し、対象エリア内の低輝度領域ＥＬをＲＡＭ１１ｃに記憶する。
ステップＳ２１５では、高輝度領域抽出部３１は、対象エリア内の高輝度領域ＥＨの個数Ａを計数する。
ステップＳ２２０では、高輝度領域抽出部３１は、カウンタｋ＝１として、ｋ値を初期化する。
【００３９】
ステップＳ２２５では、高輝度領域抽出部３１は、距離算出部３１ｃにより、ｋ番目の高輝度領域ＥＨの外形上の最も長い距離Ｌ（長手方向）を算出する。
ステップＳ２３０では、高輝度領域抽出部３１は、距離算出部３１ｃにより、ｋ番目の高輝度領域ＥＨと、その長手方向に最も近い高輝度領域ＥＨとの間に存在する低輝度領域ＥＬの当該長手方向の距離ＬＮを算出する。
ステップＳ２３５では、高輝度領域抽出部３１は、距離算出部３１ｃにより、低輝度領域ＥＬの当該長手方向の距離ＬＮが基準距離Ｌｒｅｆよりも小さいか否かを判定する。ここで、高輝度領域抽出部３１は、距離ＬＮが基準距離Ｌｒｅｆよりも小さい場合はステップＳ２４０に進み、一方、距離ＬＮが基準距離Ｌｒｅｆ以上である場合はステップＳ２４５に進む。
【００４０】
ステップＳ２４０では、高輝度領域抽出部３１は、２つの領域が連続している領域と見なし、さらに、これら２つの領域を高輝度領域ＥＨとして結合する。この際、高輝度領域抽出部３１は、複数の高輝度領域Ｅを結合して、結合ラベルＣを生成し、テーブル（表４）に記憶する。
なお、図１２（ａ）は、複数の高輝度領域Ｅに結合ラベルＣを付与したことを示す図である。また、図１２（ｂ）は、結合結果である各高輝度領域を示す図である。
【００４１】
【表４】
2020052606.tif 000006
【００４２】
ステップＳ２４５では、高輝度領域抽出部３１は、最も長い距離Ｌ＞ＬＭＡＸｒｅｆｍとなる高輝度領域ｋに対してフラグＦ＝１を設定する。
ステップＳ２５０では、高輝度領域抽出部３１はｋ＝ｋ＋１を算出する。すなわち、高輝度領域抽出部３１は、ｋを１つインクリメントする。
【００４３】
ステップＳ２５５では、高輝度領域抽出部３１は、ｋ＝Ａ＋１か否かを判定する。すなわち、高輝度領域抽出部３１は、ステップＳ２５５において計数した対象エリア内の高輝度領域の個数Ａに１を加えた数値までカウンタｋが到達したか否かを判定する。カウンタｋがＡ＋１に到達した場合にはステップＳ２６０に進み、カウンタｋがＡ＋１に到達していない場合にはステップＳ２２５に戻る。
ステップＳ２６０では、高輝度領域抽出部３１は、高輝度領域ｋとフラグＦを関連付けてテーブルに記憶する。
ステップＳ２６５では、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、テーブルを表示する。
ステップＳ２７０では、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、フラグＦ＝１を有する高輝度領域のみ枠付けして対象エリアの画像に重畳して表示する。
この結果、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、フラグＦ＝１を有する高輝度領域のみ、図１２（ｃ）に示すように、ラベルＣ１、Ｃ３を付与してモニタに表示する。
これにより、高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
【００４４】
＜第３実施形態＞
＜機能ブロック図＞
図１３は、本発明の第３実施形態に係る開発支援装置の機能構成を示すブロック図である。
なお、図１３に示す符号のうち、図２に示す符号と同一のものについては同様の構成であるので、その説明を省略する。
区画分割部３１ｄは、対象エリア内の画像を一定の面積でメッシュ状の区画に分割する。
距離判定部３１ｅは、分割された対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長いか否かを判定する。
表示制御部１７は、対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長い高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示する。
【００４５】
＜高輝度領域抽出処理＞
図１４は、本発明の第３実施形態に係る開発支援装置による高輝度領域抽出処理について説明するためのフローチャートである。なお、本実施形態では、図１０に示すステップＳ１０１〜Ｓ１５０までの処理は、第１実施形態における図８に示すフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１５０と同様の内容であるので、その説明を省略する。
ステップＳ３０５では、高輝度領域抽出部３１は、区画分割部３１ｄにより、対象エリアを一定面積（Ｌ１×Ｌ１）のメッシュ状の区画に分割する。この結果、図１５（ａ）に示すように、Ｌ１間隔で縦罫線及び横罫線が描画され、複数のメッシュ状の区画が得られる。この際、Ｌ１を例えば４００ｍとすればよく、また、２００ｍ、３００ｍ、４００ｍ、５００ｍ、６００ｍ程度であればよい。
ステップＳ３１０では、高輝度領域抽出部３１は、対象エリア内の分割後の区画数Ｂを計数する。
ステップＳ３１５では、高輝度領域抽出部３１は、カウンタｊ＝１として、ｊ値を初期化する。
ステップＳ３２０では、高輝度領域抽出部３１は、距離判定部３１ｅにより、ｊ番目の区画内の高輝度領域ＥＨの外形上の最も長い距離Ｌ（長手方向）を算出する。
【００４６】
ステップＳ３２５では、高輝度領域抽出部３１は、距離判定部３１ｅにより、ｊ番目の区画内の最も長い距離Ｌ＞基準値距離ＬＭＡＸｒｅｆｍとなる高輝度領域ｊに対してフラグＦ＝１を設定する。例えば、Ｌ１（例えば４００ｍ）よりも短いＬＭＡＸｒｅｆｍ＝３００ｍとすると、３００ｍを超える長さの距離Ｌを有する高輝度領域にフラグＦ＝１が立つ。高輝度領域抽出部３１は、カウンタｊ、最も長い距離Ｌ、フラグＦ、ラベル、座標群を関連付けてテーブル（表５）に記憶する。
【００４７】
【表５】
2020052606.tif 000007
【００４８】
ステップＳ３３０では、高輝度領域抽出部３１は、ｊ＝ｊ＋１を算出する。すなわち、高輝度領域抽出部３１は、ｊを１つインクリメントする。
ステップＳ３３５では、高輝度領域抽出部３１は、ｊ＝Ｂ＋１か否かを判定する。すなわち、高輝度領域抽出部３１は、ステップＳ３１０において計数した対象エリア内の高輝度領域の個数Ｂに１を加えた数値までカウンタｊが到達したか否かを判定する。カウンタｊがＢ＋１に到達した場合にはステップＳ３４０に進み、カウンタｊがＢ＋１に到達していない場合にはステップＳ３２０に戻る。
ステップＳ３４０では、高輝度領域抽出部３１は、高輝度領域ｊとフラグＦを関連付けてテーブル（表６）に記憶する。
【００４９】
【表６】
2020052606.tif 000008
【００５０】
この結果、高輝度領域抽出部３１は、表示制御部１７により、フラグＦ＝１を有する高輝度領域のみ、図１５（ｂ）に示すように、ラベルＺ１２、Ｚ２４、Ｚ２５、Ｚ４９を付与してモニタに表示する。
これにより、対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長い高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
【００５１】
＜本実施形態による効果＞
本実施形態によれば、汎用のＧＩＳサーバから取得した地図データを用いれば自動的に各指標を算定できるので、従来、経済性の検討に必要であった各設備の設計、工事費の算定、及び発電電力量の算定を繰り返し行う必要もなく、多大な労力と時間を削減することができる。
また、本発明の開発支援装置を利用することで、開発可能性の高い水力発電ポテンシャル地点を机上において、広範囲に（多くの地点を）、短時間で、誰でも発掘することができ、地形データが十分整備されていない開発途上国等での案件発掘に大きな効果を発揮することができる。
なお、本実施形態にあっては、東南アジアでの水力ポテンシャル地点に適用して河川こう配の判定基準を適用した場合の結果であり、他の地域では個別に河川こう配の判定基準を検討する必要である。
【００５２】
＜本実施形態の態様例の作用、効果のまとめ＞
＜第１態様＞
本態様の開発支援装置(水力発電所開発支援装置)１０は、緯度データ、経度データ、及び標高データを含む地形データにより構成される画像中の対象エリア内から河川中の高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部と、高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳してモニタ１９に表示する表示制御部１７と、
地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出する勾配算出部３３と、算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて河川中の取水地点、放水地点を取得する地点取得部３４と、を備え、表示制御部１７は、取水地点、放水地点、及び取水地点と放水地点を結ぶ導水路ルートを画像に重畳して表示することを特徴とする。
本態様によれば、地形データにより構成される画像中の対象エリア内から河川中の高輝度領域を抽出し、高輝度領域を対象エリア内の画像に重畳して表示し、地形データに基づいて、ユーザの操作に応じて選択された河川の複数の高輝度領域を含む地点間の勾配を算出し、算出されたいずれかの勾配が勾配基準値を超えた場合に、ユーザの操作に応じて河川中の取水地点、放水地点を取得し、取水地点、放水地点、及び取水地点と放水地点を結ぶ導水路ルートを画像に重畳して表示する。
これにより、水力発電所に適する地点を容易に、効率良く探索することができる。
【００５３】
＜第２態様＞
本態様の開発支援装置１０は、取水地点における集水面積を描画する集水面積描画部３５と、集水面積に基づいて、取水地点における使用水量を算出する使用水量算出部３７と、取水地点の標高から放水地点の標高を減算して、総落差を算出する総落差算出部３９と、使用水量と総落差に基づいて、電力出力を算出する電力出力算出部４１と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、取水地点における集水面積を描画し、集水面積に基づいて、取水地点における使用水量を算出し、取水地点の標高から放水地点の標高を減算して、総落差を算出し、使用水量と総落差に基づいて、電力出力を算出する。
これにより、探索した導水路ルートにおける電力出力を効率よく算出することができる。
【００５４】
＜第３態様＞
本態様の高輝度領域抽出部３１は、対象エリア内の画像からノイズ成分を除去するノイズ成分除去部３１ａと、対象エリア内の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部３１ｂと、高輝度領域の外形における長手方向の距離を算出する距離算出部３１ｃと、を備え、表示制御部１７は、長手方向の距離が距離基準値よりも大きい高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することを特徴とする。
本態様によれば、対象エリア内の画像からノイズ成分を除去し、対象エリア内の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出し、高輝度領域の外形における長手方向の距離を算出し、長手方向の距離が距離基準値よりも大きい高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示する。
これにより、長手方向の距離が距離基準値よりも大きい高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
【００５５】
＜第４態様＞
本態様の距離算出部３１ｃは、ある第１高輝度領域と当該第１高輝度領域に最も近い第２高輝度領域との間に存在する低輝度領域の長手方向の距離が基準距離よりも短い場合に、第１高輝度領域、及び第２高輝度領域を連続した高輝度領域として１つに結合することを特徴とする。
本態様によれば、ある第１高輝度領域と当該第１高輝度領域に最も近い第２高輝度領域との間に存在する低輝度領域の長手方向の距離が基準距離よりも短い場合に、第１高輝度領域、及び第２高輝度領域を連続した高輝度領域として１つに結合することができる。
これにより、高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
【００５６】
＜第５態様＞
本態様の高輝度領域抽出部３１は、対象エリア内の画像からノイズ成分を除去するノイズ成分除去部３１ａと、対象エリア内の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出する高輝度領域抽出部３１ｂと、対象エリア内の画像を一定の面積でメッシュ状の区画に分割する区画分割部３１ｄと、分割された対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長いか否かを判定する距離判定部３１ｅと、を備え、表示制御部１７は、対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長い高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することを特徴とする。
本態様によれば、対象エリア内の画像からノイズ成分を除去し、対象エリア内の画素の輝度値が輝度基準値よりも大きい高輝度領域を抽出し、対象エリア内の画像を一定の面積でメッシュ状の区画に分割し、分割された対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長いか否かを判定しておき、対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長い高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
これにより、対象エリア内の各区画内にある高輝度領域の縦方向又は横方向の長さが基準値距離よりも長い高輝度領域を対象エリアの画像に重畳して表示することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１…開発支援システム、３…人工衛星、５…通信アンテナ、７…地理情報センタ、９…ＧＩＳサーバ、１０…開発支援装置、１１…主制御部、１１ａ…ＣＰＵ、１１ｂ…ＨＤＤ、１１ｃ…ＲＡＭ、１１ｄ…タイマ、１３…制御部、１３…操作部、１５…通信制御部、１５…表示制御部、１７…表示制御部、１９…モニタ、２１…データベースＤＢ、３１…高輝度領域抽出部、３１ａ…ノイズ成分除去部、３１ｂ…高輝度領域抽出部、３１ｃ…距離算出部、３１ｄ…区画分割部、３１ｅ…距離判定部、３３…勾配算出部、３４…地点取得部、３５…集水面積描画部、３７…使用水量算出部、３９…総落差算出部、４１…電力出力算出部、５３ｃ…ノイズ除去画像、５５ｃ…高輝度領域画像、５７ｃ…エッジ画像
【図１】
2020052606.tif 000009
【図２】
2020052606.tif 000010
【図３】
2020052606.tif 000011
【図４】
2020052606.tif 000012
【図５】
2020052606.tif 000013
【図６】
2020052606.tif 000014
【図７】
2020052606.tif 000015
【図８】
2020052606.tif 000016
【図９】
2020052606.tif 000017
【図１０】
2020052606.tif 000018
【図１１】
2020052606.tif 000019
【図１２】
2020052606.tif 000020
【図１３】
2020052606.tif 000021
【図１４】
2020052606.tif 000022
【図１５】
2020052606.tif 000023