(57)【要約】【課題】  同一の地域を異なる時点に撮影した空撮画像群において相違している地点をより正確に特定する技術を提供し、空撮画像群を比較観察して撮影地域の変遷を把握する作業を支援する。【解決手段】  同一の地域を異なる時点に撮影した空撮画像群を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する装置であり、この解析支援装置は、第１の空撮画像を記憶している第１記憶手段と、第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶している第２記憶手段と、第１記憶手段が記憶している第１空撮画像の日影範囲を特定する第１特定手段と、第２記憶手段が記憶している第２空撮画像の日影範囲を特定する第２特定手段と、第１特定手段が特定した日影範囲と、第２特定手段が特定した日影範囲の一方のみに含まれる範囲を特定する第３特定手段と、第３特定手段が特定した範囲を表示する表示手段を備えている。【選択図】図１
2006011832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する装置であり、
第１の空撮画像を記憶している第１記憶手段と、
第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶している第２記憶手段と、
第１記憶手段が記憶している第１空撮画像の日影範囲を特定する第１特定手段と、
第２記憶手段が記憶している第２空撮画像の日影範囲を特定する第２特定手段と、
第１特定手段が特定した日影範囲と、第２特定手段が特定した日影範囲の、一方のみに含まれる範囲を特定する第３特定手段と、
第３特定手段が特定した範囲を表示する表示手段と、
を備える支援装置。
【請求項２】
前記第３特定手段は、前記第１特定手段が特定した日影範囲のみに含まれている範囲と、前記第２特定手段が特定した日影範囲のみに含まれている範囲とを区別して特定し、
前記表示手段は、第３特定手段が区別して特定した範囲を、区別して表示することを特徴とする請求項１に記載の支援装置。
【請求項３】
前記第１特定手段または／および前記第２特定手段が特定する日影範囲は、第１空撮画像の撮影時点の太陽高度と第２空撮画像の撮影時点の太陽高度に基づいて修正されていることを特徴とする請求項１または２に記載の支援装置。
【請求項４】
同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する方法であり、
第１の空撮画像を記憶しておく第１記憶工程と、
第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶しておく第２記憶工程と、
第１記憶工程で記憶した第１空撮画像の日影範囲と、第２記憶工程で記憶した第２空撮画像の日影範囲の、一方のみに含まれる範囲を特定する特定工程と、
特定工程で特定した範囲を表示する表示工程と、
を備える支援方法。
【請求項５】
同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援するプログラムであり、電子計算機に、
第１の空撮画像を記憶している第１記憶手段と、第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶している第２記憶手段にアクセスし、
第１空撮画像の日影範囲を特定する第１特定処理と、
第２空撮画像の日影範囲を特定する第２特定処理と、
第１特定処理で特定した日影範囲と、第２特定処理で特定した日影範囲の、一方のみに含まれる範囲を特定する第３特定処理と、
第３特定処理で特定した範囲を表示する表示処理と、
を実行させる支援プログラム。
【請求項６】
同一の地域を異なる時点に撮影した第１の空撮画像と第２の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する画像であり、
第１の空撮画像の日影範囲と、第２の空撮画像の日影範囲の、一方のみに含まれる範囲が抽出して表示されている画像。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する過程を支援する技術に関し、特に一対の空撮画像の相違点を抽出することによって解析する作業を支援する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば市街化地域における土地利用の変化や、自然災害発生地域の地形変化を解析するために、その地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像（例えば航空写真や衛星画像）を比較観察し、相違している地点を抽出して、撮影地域の変遷を解析する技術が知られている。
空撮画像群を比較観察して相違点を抽出する作業は、作業者による手作業に依存しており、例えば一対の空撮画像を左右の目で独立して観察する特殊技能を身につけた専門家等が活躍している。換言すれば、一対の空撮画像から細かな相違点を抽出していく作業は極めて難儀であり、多大な手間と時間を必要とする。
そこで、画像処理技術を利用し、空撮画像群において相違している地点を抽出する技術が開発されている。例えば特許文献１には、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像から建造物が撮影されている範囲を特定し、建造物が撮影されている範囲の変化を抽出することによって、建造物の新設、消失、変形等の変化があった地点を特定する技術が記載されている。この技術では、建造物に対応する色や明度の条件を設定し、その条件を満たす範囲に建造物が撮影されていると判断する。
【特許文献１】特開２０００−２２２５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
空撮画像には様々な色や形の建造物が撮影されており、さらには気象条件等の違いによって、同一の建造物が異なる色調で撮影されることもある。そのことから、建造物を色や明度で特定する方式では、すべての建造物を特定しうる条件を設定することはできず、より多くの建造物を特定するために緩い条件を設定してしまうと、建造物以外のノイズが多く含まれてしまう。空撮画像上の建造物を正確に特定することができず、建造物が変化した地点を正確に特定することができない。
また、例えば山岳地帯等の自然地形では、樹木や土壌等の色が季節や気候で大きく変化することから、その色や明度の変化を地形の変化に対応付けることができない。
本発明は、上記の問題を解決する。本発明により、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像において相違している地点をより正確に特定する技術を提供し、一対の空撮画像を比較観察して撮影地域の変遷を解析する作業を支援する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する装置を提供する。本発明が提供する解析支援装置は、第１の空撮画像を記憶している第１記憶手段と、第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶している第２記憶手段と、第１記憶手段が記憶している第１空撮画像の日影範囲を特定する第１特定手段と、第２記憶手段が記憶している第２空撮画像の日影範囲を特定する第２特定手段と、第１特定手段が特定した日影範囲と、第２特定手段が特定した日影範囲の一方のみに含まれる範囲を特定する第３特定手段と、第３特定手段が特定した範囲を表示する表示手段を備えている。
空撮画像とは、例えば航空写真や衛星画像、あるいは鉄塔に設けられたカメラから地表を撮影した画像のように高所から撮影した画像を意味している。
【０００５】
空撮画像には建造物等と共にそれらが形成する日影が撮影されており、例えば建造物等が新設されると日影も新たに形成され、建造物等が消失すれば日影も消失する。また、建造物等が変形すれば日影も変形し、日影が投影されている地形が変形しても日影は変形する。従って、同一の地域を異なる時点に撮影した空撮画像群から日影が撮影されている範囲を特定し、日影が撮影されている範囲の変化を抽出することによって、例えば建造物や地形等に変化のあった地点を特定することができる。
この装置では、建造物等が撮影されている範囲を特定することに代えて、建造物等が形成する日影が撮影されている範囲を特定する。空撮画像では、日影範囲と他の範囲（日向範囲）とに十分な明度差があり、日影範囲を他の範囲と区別して正確に特定することができる。また、建造物が高さ方向に変形した場合、建造物等が撮影されている範囲に変化はないが、その日影が撮影されている範囲は変化する。建造物等が撮影されている範囲を特定する方式ではその変化を抽出できないが、この装置ではその変化を抽出することができる。また、山岳地帯等の自然地形においても、日影範囲は特定することが可能である。
この装置によると、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像において相違している地点をより正確に特定して表示することができ、一対の空撮画像を比較観察して撮影地域の変遷を解析する作業を支援することができる。
【０００６】
前記第３特定手段は前記第１特定手段が特定した日影範囲のみに含まれている範囲と、前記第２特定手段が特定した日影範囲のみに含まれている範囲とを区別して特定し、前記表示手段は第３特定手段が区別して特定した範囲を区別して表示することが好ましい。
例えば第１空撮画像よりも第２空撮画像の方が後に撮影されており、第１空撮画像に撮影されていた影が、第２空撮画像に撮影されていなければ、第１空撮画像の撮影時から第２空撮画像の撮影時までの間に、その影を形成していた建造物や地形等が消失したと推測できる。また第１空撮画像に撮影されていない影が、第１空撮画像に撮影されていれば、第１空撮画像の撮影時と第２空撮画像の撮影時までの間に、その影を形成していた建造物や地形等が新設されたと推測できる。あるいは第１空撮画像よりも第２空撮画像の方が先に撮影されていれば、その逆を推測することができる。
第１空撮画像の日影範囲のみに含まれている範囲と、第１空撮画像の日影範囲のみに含まれている範囲とを区別することにより、第１空撮画像の撮影時から第１空撮画像までの間の建造物や地形等の変遷を把握することができる。
【０００７】
前記第１特定手段または／および前記第２特定手段が特定する日影範囲は、第１空撮画像の撮影時点の太陽高度と第２空撮画像の撮影時点の太陽高度に基づいて修正されていることが好ましい。
建造物等が形成する日影は、太陽の方角や高度（水平面からの仰角）によって変化する。撮影時点の時刻によって建造物等が照明される方角が変化し、撮影時点の暦によって建造物等が照明される高度が変化するので、厳密に言えば、例えば同一の建造物であっても同一の日影を形成するのは１年に一度しかない。
本発明者は、太陽の方角の変化幅に比して、太陽高度の変化幅が小さいことに着目し、太陽の方角によって影は複雑に変形するものの、太陽高度の変化による影の変形は単純であり、修正可能であること見出した。
特定した日影範囲を、第１空撮画像と第２空撮画像の撮影時点の太陽高度に基づいて修正すれば、空撮画像群の撮影時点の暦が異なることが許容される。空撮画像の撮影時点に対する条件が大きく緩和され、より多くの空撮画像を利用することが可能となる。
【０００８】
また本発明は、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する新規で有用な方法を提供する。この方法は、第１の空撮画像を記憶しておく第１記憶工程と、第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶しておく第２記憶工程と、第１記憶工程で記憶した第１空撮画像の日影範囲と、第２記憶工程で記憶した第２空撮画像の日影範囲の一方のみに含まれる範囲を特定する特定工程と、特定工程で特定した範囲を表示する表示工程を備えている。
この方法によると、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像において相違している地点をより正確に特定して表示することができ、一対の空撮画像を比較観察して撮影地域の変遷を解析する作業が支援される。
【０００９】
本発明が創作した技術は、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援するプログラムにも具現化される。この支援プログラムは、電子計算機に、第１の空撮画像を記憶している第１記憶手段と、第１の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した第２の空撮画像を記憶している第２記憶手段にアクセスし、第１空撮画像の日影範囲を特定する第１特定処理と、第２空撮画像の日影範囲を特定する第２特定処理と、第１特定処理で特定した日影範囲と、第２特定処理で特定した日影範囲の一方のみに含まれる範囲を特定する第３特定処理と、第３特定処理で特定した範囲を表示する表示処理を実行させるプログラムである。
このプログラムを電子計算機に実行させることにより、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像において相違している地点をより正確に特定して表示することができ、空撮画像群を比較観察して撮影地域の変遷を解析する作業が支援される。
【００１０】
本発明に技術によって、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像を比較観察し、撮影地域の変遷を解析する作業を支援する画像が提供される。その画像には、第１の空撮画像の日影範囲と、第２の空撮画像と同一の地域を異なる時点に撮影した他の空撮画像の日影範囲の、一方のみに含まれる範囲が抽出して表示されている。
一対の空撮画像を比較観察して撮影地域の変遷を解析する作業をする際に、この画像と併せて比較観察することにより、撮影地域の変遷を解析する作業が支援される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、同一の地域を異なる時点に撮影した一対の空撮画像において相違している地点をより正確に特定する技術が提供され、一対の空撮画像を比較観察して撮影地域の変遷を解析する作業が支援される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
最初に、以下に説明する実施例の主要な特徴を列記する。
（形態１）  支援装置は、印画紙等に印刷媒体に印刷された画像等を電子情報化して読み取るイメージスキャナを備えている。
（形態２）  支援装置は、画素の明度に基づいて画像を二値化する画像処理部を備えている。
（形態３）  支援装置は、日時と太陽位置（方角と高度）との関係を記憶している記憶部を備えている。
（形態４）  支援装置は、印画紙等に印刷媒体に画像等を印刷するプリンタを備えている。
【実施例】
【００１３】
（実施例１）  以下、本発明を具現化した一実施例について図面を参照して説明する。
本実施例は、本発明の技術を利用し、同一の位置を異なる時点に撮影された一対の空撮画像を比較観察して、建造物や地形等の変化を解析する作業を支援する装置を具現化した例である。なお、ここでいう空撮画像とは、例えば航空写真、衛星画像あるいは鉄塔等の高所に設置されたカメラ等で撮影された地表面を高所から撮影した画像を意味する。
また画像とは、ディスプレイ等に表示される画像や、印刷媒体に印刷された印刷物や写真等を含む。
図１は、本実施例の支援装置１０の構成を示している。支援装置１０は、記憶部２０、処理部３０、印画紙等の印刷媒体に印刷されている画像等を電子情報化して読み取るイメージスキャナ１２、支援装置１０の利用者に各種の情報を表示する表示装置１４、印画紙等の印刷媒体に画像等を印刷するプリンタ１６等を備えている。支援装置１０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータ、汎用のイメージイメージスキャナ、汎用のプリンタ等を利用して構成することができる。本実施例では、汎用のパーソナルコンピュータを利用しており、図示省略しているが、例えばキーボードやマウス等の入力インターフェースや、光ディスクドライブ等の電子情報を入出力する装置等を備えている。
【００１４】
記憶部２０は、第１画像情報記憶部２１と第２画像情報記憶部２２等を備えている。第１、第２画像情報記憶部２１、２２は、例えば電子情報化された空撮画像を記憶することができる。第１、第２画像情報記憶部２１、２２は、画素毎に色彩情報を記述するカラー画像情報を記憶することができる。なお、支援装置１０の第１、第２画像情報記憶部２１、２２は、画素毎に明度情報のみを記述するモノクロ画像情報を記憶することでも足りる。第１、第２画像情報記憶部２１、２２は、記憶している空撮画像の撮影日時を併せて記憶することができる。また記憶部２０は、処理部２０が後述する処理で生成する画像情報等を記憶することができる。
【００１５】
処理部３０は、入力処理部３２と、二値化処理部３４と、影修正処理部３６と、比較処理部３８と、出力処理部４０等を備えている。
入力処理部３２は、利用者が用意した空撮画像やその空撮画像の撮影日時等を、支援装置１０に入力するための処理を行う。二値化処理部３４は、記憶部２０に記憶されている空撮画像情報から、その空撮画像に撮影されている日影範囲を特定する処理を行う。影修正処理部３６は、二値化処理部３４によって特定された日影範囲を、撮影日時の太陽高度に基づいて修正する処理を行う。比較処理部３８は、２つの空撮画像から特定され、必要に応じて修正された日影範囲を比較し、一方の日影範囲のみに含まれる範囲等を抽出する処理を行う。出力処理部４０は、比較処理部３８によって抽出された範囲等を表示装置１４に表示し、あるいはプリンタ１６に指令して印刷媒体に印刷して表示する処理を行う。
【００１６】
次に、支援装置１０の動作について詳細に説明する。以下では、支援装置１０を利用して、同一の位置を異なる時点で撮影された２枚の空撮画像を比較観察し、建造物や地形等の変遷を特定する作業を例に挙げて説明する。図２は、支援装置１０の動作の流れを示すフローチャートである。以下の説明では、利用者が用意した２枚の空撮画像について、先に撮影された空撮画像を第１空撮画像といい、後に撮影された空撮画像を第２空撮画像という。
【００１７】
図２のステップＳ２では、利用者が第１空撮画像を支援装置１０に教示する。支援装置１０の入力処理部は３２、例えばイメージスキャナ１２を動作させるためのドライバ等を備えており、イメージスキャナ１２によって第１空撮画像を電子情報化して読み取り、第１空撮画像の画像情報を第１画像情報記憶部２１に記憶させる。このとき、第１空撮画像をカラー画像によって記憶してもよいし、モノクロ画像によって記憶してもよい。画素毎に明度が記述されていればよい。なお入力処理部３２は、例えば光ディスクドライブ等を動作させるためのドライバ等も備えており、光ディスク等の記録媒体に記述されている画像情報を読み込んで、記憶部２０に記憶させることもできる。従って、利用者が用意する空撮画像は、印画紙等に印刷された空撮画像でもよいし、すでに電子情報化された空撮画像でもよい。
図３に、第１画像情報記憶部２１に記憶されている第１空撮画像５０を例示する。図３に示すように、第１空撮画像５０には、例えばＴ字路５２が撮影されている。また、廃棄物処理工場５４とその影５４ａが撮影されている。また、廃棄物処理工場５４の煙突５６とその影５６ａが撮影されている。また、平屋建ての住宅６２とその影６２ａ等が撮影されている。また、建設中のビル６０とその影６０ａが撮影されている。なお、第１空撮画像５０は、例えば「平成１１年４月１日午後１時３０分」に撮影されたものとする。
ステップＳ４では、第１空撮画像５０の撮影日時を利用者が入力する。撮影日時は、例えばキーボード等の入力インターフェースを利用して入力することができる。このとき利用者は、例えば「平成１１年４月１日午後１時３０分」等と入力する。入力処理部３２は、入力された撮影日時を第１画像情報記憶部２１に記憶させる。
【００１８】
ステップＳ６では、ステップＳ２と同様にして、第２空撮画像を支援装置１０に教示する。
図４に、第２画像情報記憶部２１に記憶されている第２空撮画像７０を例示する。図４に示すように、第２空撮画像７０は第１空撮画像５０と同一の地域を撮影したものであり、例えばＴ字路５２が撮影されている。また、廃棄物処理工場５４とその影５４ａが撮影されている。また、廃棄物処理工場５４の煙突５６とその影５６ａが撮影されている。また、廃棄物工場５４の図面下方には山積みされた廃棄物群５８が撮影されており、煙突５６の影５６ａが廃棄物群５８まで伸びている。また、ビル６１とその影６１ａが撮影されている。また、二階建ての住宅６３とその影６３ａが撮影されている。また、分譲住宅７２、７４、７６と、それらの影７２ａ、７４ａ、７６ａが撮影されている。なお、第２空撮画像７０は、例えば「平成１６年６月１日午後１時３０分」に撮影されたものとする。
ステップＳ８では、ステップＳ４と同様にして、第２空撮画像７０の撮影日時を利用者が入力する。このとき利用者は、例えば「平成１６年６月１日午後１時３０分」等と入力する。
【００１９】
ステップＳ１０では、二値化処理部３４の処理によって、第１空撮画像５０に撮影されている日影範囲を特定する処理が行われる。このステップＳ１０の処理について説明する。
二値化処理部３４は、第１画像情報記憶部２１に記憶されている第１空撮画像５０の画素毎の明度を算出する。次に、算出した画素の明度を、日影範囲の明度に相当する閾値と比較する。即ち閾値処理を行う。このとき用いられる閾値は、二値化処理部３４が予め記憶している値を用いることもできるし、例えば支援装置１０の利用者が設定することもできる。利用者が日影範囲の明度に相当する閾値を設定する場合、例えば支援装置１０が第１空撮画像５０を表示装置１４に表示し、表示されている画像上の日影範囲を利用者がマウス等で指示すると、その位置の明度が閾値として設定されるようにしてもよい。二値化処理部３４は、その比較結果に基づいて画素毎に「０（ゼロ）」または「１」の値を割り当てる。例えば画素の明度が閾値よりも大きければ「０」を割り当て、画素の明度が所定の閾値よりも小さければ「１」を割り当てる。それにより、日向範囲に位置する画素には「０」が割り当てられ、日影範囲に位置する画素には「１」が割り当てられる。図３に示す第１空撮画像５０では、廃棄物処理工場５４の影５４ａ、廃棄物処理工場５４の煙突５６の陰５６ａ、また、建設中のビル６０の影６０ａ、住宅６２の影６２ａ等が撮影されている範囲に位置する画素には「１」が割り当てられ、その他の範囲に位置する画素には「０」が割り当てられる。このステップＳ１０の処理により、図５に示す二値化画像８１が生成される。図５では「１」が割り当てられている画素の範囲をハッチングで示しており、図３に示す第１空撮画像５０の影の範囲と対応する。二値化画像８１は、第１空撮画像５０から日影範囲のみを記述する画像である。なお、図５では建造物等が破線で示されているが、これは図示の明瞭化を目的としており、二値化画像８１には記述されていない。以下、この二値化画像８１を第１日影画像８１という。空撮画像では、日向範囲の明度と日影範囲の明度に大きな差が生じているので、明度に対して閾値処理を行うことにより、日向範囲と日影範囲を正しく区別することができる。
以下、第１日影画像８１において（ｉ行，ｊ列）に位置する画素の値をＡ（ｉ，ｊ）と記述することがある。上述から明らかなように、Ａ（ｉ，ｊ）は「０」または「１」の値となる。Ａ（ｉ，ｊ）＝１であれば、第１空撮画像５０の（ｉ行，ｊ列）に位置する画素は日影範囲に位置していることを意味する。
【００２０】
ステップＳ１２では、第２空撮画像に撮影されている日影範囲が特定される。このステップＳ１２では、ステップＳ１０と略同様の処理が行われ、図６に示す第２の二値化画像８２が生成される。図６に示すように、第２二値化画像８２において「１」が割り当てられている画素の範囲（図６中ハッチング部）は、図４に示す第２空撮画像７０の影の範囲と対応する。図６に示す二値化画像８２は、第２空撮画像７０の日影範囲のみを記述する画像である。以下、この二値化画像８２を第２日影画像８２という。
以下、第２日影画像８２において（ｉ行，ｊ列）に位置する画素の値をＢ（ｉ，ｊ）と記述することがある。上述から明らかなように、Ｂ（ｉ，ｊ）は「０」または「１」の値となる。Ｂ（ｉ，ｊ）＝１であれば、第２空撮画像７０の（ｉ行，ｊ列）に位置する画素は日影範囲に位置していることを意味する。
【００２１】
ステップＳ１４では、影修正処理部３６の処理によって、ステップＳ１０で特定された第１空撮画像５０の日影範囲と、ステップＳ１２で特定された第２空撮画像の日影範囲について、撮影時の太陽高度の差異に基づく誤差を修正する処理が行われる。例えば第１空撮画像５０は４月に撮影されており、第２空撮画像７０は６月に撮影されているので、同一の時刻であっても、第１空撮画像５０の撮影時よりも第２空撮画像７０の撮影時の方が太陽の高度が高い（ここでは北半球を基準とする）。そのことから、第１空撮画像５０よりも第２空撮画像７０の方が、同じ高さの建造物に対して影が短く形成されている。このステップＳ１４では、この太陽高度の違いによる誤差を消去する。
このステップＳ１４の処理について、図７を用いて説明する。図７は、廃棄物処理工場５４やその煙突５６を、図３に示す矢印Ｘ方向から眺めた矢視図である。矢印Ｘ方向は、水平方向であって太陽の方角に垂直な方向である。図７の図面右方が太陽の方角であり、煙突５６の影５６ａが地表面４に投影されている。図７において、矢印１は第１空撮画像５０の撮影時の太陽光線の入射方向を示している。矢印１と水平面３がなす角度θ１は、第１空撮画像５０の撮影時の太陽高度を示している。矢印２は第２空撮画像７０の撮影時の太陽光線の入射方向を示している。矢印２と水平面３がなす角度θ２は、第２空撮画像７０の撮影時の太陽高度を示している。
【００２２】
図７に示すように、太陽高度が角度θ１であり、煙突５６の影５６ａの長さがＬ１である場合、煙突５６の高さをＨとすると、
Ｈ＝Ｌ１・ｔａｎθ１    ・・・（１）；
と表される。ここでいう影の長さとは、一般的に解されるように、影が太陽の方角と反対の方向に伸びる長さを意味する。
一方、煙突５６の高さがＨであり、太陽高度が角度θ２である場合、そのときに形成される影５６ａの長さをＬ２とすると、
Ｌ２＝Ｈ／ｔａｎθ２    ・・・（２）；
と表される。上記の（１）、（２）式から、
Ｌ２＝Ｌ１・（ｔａｎθ１／ｔａｎθ２）    （３）；
と表される。上記の（３）式から、第１空撮画像５０に撮影されている煙突５６の影５６ａの長さＬ１と、第１空撮画像５０の撮影時の太陽高度θ１と、第２空撮画像７０の撮影時の太陽高度θ２から、第１空撮画像５０の撮影時における煙突５６を、第２空撮画像７０の撮影時の太陽が照らした時に形成される影５６ａの長さＬ２を算出することができる。影修正処理部３６は、このアルゴリズムを利用する。
【００２３】
影修正処理部３６は、第１、第２画像情報記憶部２１、２２から第１、第２空撮画像５０、７０の撮影日時を読み取り、予め記憶している日時と太陽位置（方角と太陽高度）の関係に照会して、第１、第２空撮画像５０、７０の撮影時における太陽位置（方角３と太陽高度θ１、θ２）を特定する。次に影修正処理部３６は、例えば第１日影画像８１に記述されている日影範囲（Ａ（ｉ，ｊ）＝１の範囲）を、特定した太陽の方角と反対方向に（ｔａｎθ１／ｔａｎθ２）倍に伸縮し、第３の二値化画像を生成する。以下、この第３の二値化画像を第１修正日影画像という。
図８に、第１修正日影画像８６を例示する。図５に示す第１日影画像８１の日影範囲の長さＬ１と、図８に示す第１修正日影画像８６の日影範囲の長さＬ２は、Ｌ２／Ｌ１＝（ｔａｎθ１／ｔａｎθ２）の関係となる。第１修正日影画像８６は、第１空撮画像５０の撮影時の状態の建造物や地形等を、第２空撮画像７０の撮影時の太陽が照らした時に形成される影を記述している。このステップＳ１４の処理によって、第１空撮画像５０の撮影時と第２空撮画像７０の撮影時において、太陽高度が相違すること（即ち撮影時の暦が異なること）が許容される。
上記の処理は、例えば第２日影画像８２に対して行ってもよいし、例えば太陽高度の基準値を定めておき、その基準高度に基づいて第１、第２日影画像８１、８２の双方に対して行ってもよい。
以下、第１修正日影画像８６において（ｉ行，ｊ列）に位置する画素の値をＣ（ｉ，ｊ）と記述することがある。上述から明らかなように、Ｃ（ｉ，ｊ）は「０」または「１」の値となる。Ｃ（ｉ，ｊ）＝１であれば、第１空撮画像５０の（ｉ行，ｊ列）に位置する画素は、第１空撮画像５０の撮影時の状態の建造物や地形等を、第２空撮画像７０の撮影時の太陽が照らした時に形成される日影範囲に位置していることを意味する。
【００２４】
続くステップＳ１６、Ｓ１８、Ｓ２０、Ｓ２２、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２８では、比較処理部３６によって、第１修正日影画像８６の記述する日影範囲と、第２日影画像８２が記述する日影範囲が比較され、それらの範囲の一方のみに含まれる範囲等が抽出される。これらのステップＳ１６〜ステップＳ２８の処理について説明する。
ステップＳ１６では、画素の位置（ｉ行，ｊ列）を定め、第１修正日影画像８６の値Ｃ（ｉ，ｊ）と、第２日影画像８２の値Ｂ（ｉ，ｊ）を比較し、両者が等しければステップＳ１８へと進み、両者が相違していればステップＳ２０へと進む。
ステップＳ１８では、第１修正日影画像８６の値Ｃ（ｉ，ｊ）が、「０」であるか否かが判別される。第１修正日影画像８６の値Ｃ（ｉ，ｊ）が「０」であればステップＳ２２に進み、そうでなければステップＳ２４に進む。
ステップＳ２２では、画素の位置（ｉ行，ｊ列）に対して値「０」が割り当てられて記憶部２０に記憶される。ステップＳ２４では、画素の位置（ｉ行，ｊ列）に対して値「１」が割り当てられて記憶部２０に記憶される。
【００２５】
一方、先のステップＳ１６からステップＳ２０に進むと、第１修正日影画像８６の値Ｃ（ｉ，ｊ）が、「１」であるか否かが判別される。第１修正日影画像８６の値Ｃ（ｉ，ｊ）が「１」であればステップＳ２６に進み、そうでなければステップＳ２８に進む。
ステップＳ２６では、画素の位置（ｉ行，ｊ列）に対して値「２」が割り当てられて記憶部２０に記憶される。ステップＳ２８では、画素の位置（ｉ行，ｊ列）に対して値「３」が割り当てられて記憶部２０に記憶される。
上記のステップＳ１６〜ステップＳ２８の処理は、すべての画素位置に対して行われる。それにより、記憶部２０には、画素の位置（ｉ行，ｊ列）に対して、「０」、「１」、「２」、「３」のいずれかの値が記述されている四値化された画像情報が生成される。図９に、これらのステップＳ１６〜ステップＳ２８の処理によって生成される四値化画像８８を示す。図９中において点列パターンが記されている範囲Ｐは、値「１」が割り当てられている範囲を示している。図９中の横縞が記されている範囲Ｑは、値「２」が割り当てられている範囲を示している。図９中の縦縞が記されている範囲Ｒ（Ｒ１〜Ｒ５）は、値「３」が割り当てられている範囲を示している。図９中の白ヌキの範囲は、値「０」が割り当てられている範囲を示している。この四値化画像８８を、日影変遷画像８８という。
以下、日影変遷画像８８において（ｉ行，ｊ列）に位置する画素の値をＤ（ｉ，ｊ）と記述することがある。上述から明らかなように、Ｄ（ｉ，ｊ）は「０」、「１」、「２」、「３」のいずれかの値となる。
【００２６】
日影変遷画像８８においてＤ（ｉ，ｊ）＝０であれば、第１修正日影画像８６においてＣ（ｉ，ｊ）＝０であり、第２日影画像８２においてＢ（ｉ，ｊ）＝０であることを意味する。これは、図９中の白ヌキで示される範囲は、第１修正日影画像８６が記述する日影範囲に含まれておらず、第２日影画像８２が記述する日影範囲に含まれていないことを意味する。即ち、図９中の白ヌキで示される範囲は、第１空撮画像５０の修正された日影範囲に含まれておらず、第２空撮画像７０の日影範囲にも含まれていないことを意味する。
また、日影変遷画像８８おいてＤ（ｉ，ｊ）＝１であれば、第１修正日影画像８６においてＣ（ｉ，ｊ）＝１であり、第２日影画像８２においてＢ（ｉ，ｊ）＝１であることを意味する。即ち、図９に示す範囲Ｐは、第１空撮画像５０の修正された日影範囲に含まれており、第２空撮画像７０の日影範囲にも含まれている範囲を示している。
一方、日影変遷画像８８においてＤ（ｉ，ｊ）＝２である場合、第１修正日影画像８６においてＣ（ｉ，ｊ）＝１であり、第２日影画像８２においてＢ（ｉ，ｊ）＝０であることを意味する。即ち、図９に示す範囲Ｑは、第１空撮画像５０の修正された日影範囲に含まれているが、第２空撮画像７０の日影範囲には含まれていない範囲を示している。このことは、日影変遷画像８８の範囲Ｑが示す位置の近傍において、第１空撮画像５０の撮影時に存在していた建造物等が、第２空撮画像７０の撮影時には存在していないことを示している。あるいは日影変遷画像８８の範囲Ｑが示す位置において、第１空撮画像５０の撮影時と第２空撮画像７０の撮影時の間に地表面等が変形したこと（建造物等が新設されたことも含む）を示している。
また、日影変遷画像８８においてＤ（ｉ，ｊ）＝３である場合、第１修正日影画像８６においてＣ（ｉ，ｊ）＝０であり、第２日影画像８２においてＢ（ｉ，ｊ）＝１であることを意味する。即ち、図９に示す範囲Ｒは、第１空撮画像５０の修正された日影範囲に含まれてないが、第２空撮画像７０の日影範囲には含まれている範囲を示している。このことは、日影変遷画像８８の範囲Ｒが示す位置の近傍において、第１空撮画像５０の撮影時には存在していない建造物等が、第２空撮画像７０の撮影時に存在していることを示す。あるいは日影変遷画像８８の範囲Ｑが示す位置において、第１空撮画像５０の撮影時と第２空撮画像７０の撮影時の間に地表面等が変形したことを示している。
【００２７】
続くステップＳ３０、Ｓ３２では、出力処理部４０の処理によって、以上のステップによる処理結果が利用者等に対して観察可能に表示される。
ステップＳ３０では、支援装置１０に表示させる範囲を利用者が指示する。例えば利用者は、第１空撮画像５０と第２空撮画像７０において、日影範囲から日向範囲へと変遷した範囲（図９中の範囲Ｑ）や、日向範囲から日影範囲へと変遷した範囲（図９中の範囲Ｒ）や、両者において共に日影範囲である範囲（図９中の範囲Ｐ）や、両者において共に日向範囲である範囲（図９中の白ヌキの範囲）等の範囲の、一つあるいは複数を同時に表示するように指示することができる。また、複数の範囲を同時に表示する場合には、各範囲をすべて区別して表示するのか、複数の範囲を区別せずに表示するのか等を指示することもできる。ここでは、例えば第１空撮画像５０と第２空撮画像７０において、例えば日影範囲から日向範囲へと変化した範囲と、日向範囲から日影範囲へと変化した範囲と、両者において日影範囲である範囲を、区別して表示すると指定したとする。
ステップＳ３２では、ステップＳ３０における作業者の指示に基づいて、出力処理部４０が記憶部２０に記憶されている日影変遷画像８８をディスプレイ１４に表示する。あるいはプリンタ１６によって印刷媒体に印刷して表示する。出力処理部４０は日影変遷画像８８を表示する際、それぞれの画素の値（ここでは「０」〜「３」）に対して表示色を設定し、例えば４色の画像で表示することができる。また、例えば異なる画素の値に対して同一の色を設定し、日影変遷画像８８を例えば単色画像や２色画像として表示することもできる。ここでは先のステップＳ３０の指示に基づいて、（ｉ行，ｊ列）に位置する画素に対し、Ｄ（ｉ，ｊ）＝０であれば第１の色を設定し、Ｄ（ｉ，ｊ）＝１であれば第２の色を設定し、Ｄ（ｉ，ｊ）＝２であれば第３の色を設定し、Ｄ（ｉ，ｊ）＝３であれば第４の色を設定する。このとき、第１〜第４の色として互いの色調がより異なる色を（例えば反対色等）を採用すると、作業者が表示された画像を観察しやすい。表示される画像は、例えば図９に示す日影変遷画像８８が４色で表現された画像となる。このとき、例えば第２空撮画像７０の上に日影変遷画像８８を重ね合わせるように合成して表示するのもよい。このように表示すると、第２空撮画像７０上に日影範囲が変遷した範囲が色分けされて表示され、作業者は観察しやすい。
【００２８】
図９に示す日影変遷画像８８が表示されると、作業者は第１空撮画像５０と第２空撮画像７０において、日影範囲が変化している位置を容易に特定することができる。日影範囲が変化している位置が特定できると、その近傍において建造物や地形等になんらかの変化があったことを知ることができる。例えば、図９に示す日影変遷画像８８において範囲Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３が表示されていることに着目し、第１空撮画像５０と第２空撮画像７０を比較観察すると、分譲住宅７２、７４、７６が新設されていることを容易に見出すことができる。また、日影変遷画像８８に範囲Ｒ４が表示されていることに着目して第１、第２空撮画像５０、７０を比較観察すると、平屋建ての住宅６２が二階建ての住宅６３へと変化していることを容易に見出すことができる。平屋建ての住宅６２に二階部分が増築されたことを推測することができる。また、日影変遷画像８８に範囲Ｒ５が表示されていることに着目して第１、第２空撮画像５０、７０を比較観察すると、建設中のビル６０が完成したビル６１へと変遷していることを容易に見出すことができる。このように、建造物等の高さ方向が変化していることも、容易に見出すことができる。
一方、日影変遷画像８８に範囲Ｑが表示されていることに着目して第１、第２空撮画像５０、７０を比較観察すると、廃棄物処理工場５４の近傍に廃棄物群５８が山積みされていることを容易に見出すことができる。このように、影を形成する煙突５６に変化がなくても、煙突５６の影５６ａの変化から、その影５６ａが投影される地形等の変化を見出すことができる。
以上のように、同一の位置を異なる時点に撮影された一対の空撮画像を比較観察して、建造物や地形等の変遷を把握する作業の際に、本実施例の支援装置１０を利用すると、２枚の空撮画像の間で変化している建造物や地形等を容易に見出すことができる。
【００２９】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
上述の実施例では、市街地の建造物等の変化を特定する場合を例に挙げて説明したが、本実施例の支援装置１０は、例えば山岳地帯の崖崩れ等を特定することにも有効である。
また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】支援装置の構成を示す図。
【図２】支援装置の動作の流れを示すフローチャート。
【図３】第１空撮画像を示す図。
【図４】第２空撮画像を示す図。
【図５】第１日影抽出画像を示す図。
【図６】第２日影抽出画像を示す図。
【図７】第１修正日影画像を示す図。
【図８】太陽高度と形成される影の長さの関係を示す図。
【図９】日影変遷画像を示す図。
【符号の説明】
【００３１】
１０・・支援装置
１２・・イメージスキャナ
１４・・表示装置
１６・・プリンタ
２０・・記憶部
２１・・第１画像情報記憶部
２２・・第２画像情報記憶部
３０・・処理部
５０・・第１空撮画像
７０・・第２空撮画像
８１・・第１日影画像
８２・・第２日影化画像
８６・・第１修正日影画像
８８・・日影変遷画像
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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