(57)【要約】【課題】グリッド型のＧＩＳデータを使用する場合に比べて、流出予測精度を向上可能な地表面のデータを、簡易に作成すること。【解決手段】コンピュータ（１１）を、水涯線を特定する水涯線データと橋を含む道路を特定する道路データとを含む地図データを記憶する地図データの記憶手段（Ｍ１）、水涯線（２３）が含まれている街区を河道（２６）として抽出する河道抽出手段（Ｍ５）、河道（２６）に隣接して配置された橋（２４）を、河道（２６）に架かる橋（２４）として抽出する橋抽出手段（Ｍ６）、河道抽出手段（Ｍ５）で抽出された河道（２６）と橋抽出手段（Ｍ６）で抽出された橋（２７）とに基づいて橋（２７）で寸断された河道（２６）を接続して連続した河道（２９）を生成する連続河道生成手段（Ｍ７）、として機能させるポリゴン型地表面地物データ作成プログラム（ＡＰ１）。【選択図】図６
2018018302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンピュータを、
地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データと、地図上における橋を含む道路を特定する道路データと、を少なくとも含む地図データを記憶する地図データの記憶手段、
前記道路データおよび水涯線データに基づいて、水涯線が含まれ橋により分断される領域を河道として抽出する河道抽出手段、
前記道路データに基づいて、前記河道抽出手段で抽出された前記河道に架かる橋を抽出する橋抽出手段、
前記河道抽出手段で抽出された河道と、前記橋抽出手段で抽出された橋とに基づいて、橋で寸断された河道を接続して、連続した河道を生成する連続河道生成手段、
として機能させることを特徴とするポリゴン型地表面地物データ作成プログラム。
【請求項２】
コンピュータを、
前記道路データに基づいて、道路の交差部と単路部とを分離すると共に、単路部を予め設定された長さに応じた道路要素に分割する道路要素生成手段、
として機能させることを特徴とする請求項１に記載のポリゴン型地表面地物データ作成プログラム。
【請求項３】
コンピュータを、
地図上における建物の境界を特定する建物外周線データと、地図上における土地の状況を特定する地図記号データと、を含む前記地図データを記憶する地図データの記憶手段、
道路で囲まれた街区において、前記建物外周線データに基づいて、建物の支配領域である敷地を生成する敷地生成手段、
前記地図記号データに基づいて、前記敷地生成手段で生成された敷地に、土地の状況を特定する属性情報を付与する属性付与手段、
として機能させることを特徴とする請求項１または２に記載のポリゴン型地表面地物データ作成プログラム。
【請求項４】
地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データと、地図上における橋を含む道路を特定する道路データと、を少なくとも含む地図データを記憶する地図データの記憶手段、
前記道路データ、および、地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データに基づいて、水涯線が含まれ橋により分断される領域を河道として抽出する河道抽出工程と、
前記道路データに基づいて、前記河道抽出手段で抽出された前記河道に架かる橋を抽出する橋抽出工程と、
前記河道抽出手段で抽出された河道と、前記橋抽出手段で抽出された橋とに基づいて、橋で寸断された河道を接続して、連続した河道を生成する連続河道生成工程と、
を実行することを特徴とするポリゴン型地表面地物データ作成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＧＩＳ（Geographic Information System：地理情報システム）のように入手可能な地図データに基づいてポリゴン型地表面地物データを作成するポリゴン型地表面地物データ作成方法およびポリゴン型地表面地物データ作成プログラムに関し、特に、河川の氾濫や豪雨時の浸水の解析に好適に使用可能なポリゴン型地表面地物データを作成するポリゴン型地表面地物データ作成方法およびポリゴン型地表面地物データ作成プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、特に大都市圏の都市流域ではゲリラ豪雨などの集中豪雨による内水氾濫や中小河川からの溢水による浸水被害が頻発しており、これら水害に対する対策が急務となっている。こうした現状から集中豪雨による洪水流出・氾濫を精度よく予測することが行政・市民両サイドから切望されている。雨水流出や氾濫予測には、雨水流出過程をモデル化したデータを活用することが一般的である。
このような雨水流出や氾濫予測をする技術として、以下の特許文献１〜３に記載の技術が従来公知である。
【０００３】
特許文献１としての特開２０１１−７５３８６号公報には、指定された地域について、地表面を四方の格子（メッシュ状）に分けた区画毎に、地形データに基づいた傾斜方向や傾斜角度から地表流出係数及び地中流出係数を決定して、土壌雨量指数のデータを単位時間ごとに蓄積し、区画ごとの土壌雨量指数と各流出係数から、区画ごとの危険度を単位時間ごとに算出して表示する技術が記載されている。
【０００４】
特許文献２としての特開２０１６−２９５３３号公報や特許文献３としての特開２０１５−１２９６８９号公報には、観測地域をメッシュ状（格子状）に複数の区画に分割して、区画ごとの降雨量から、土砂災害を予測するシステムが記載されている。特許文献２、３に記載の技術では、各区画の中を河川が通過する場合には、河川区画として扱い、河川区画以外の通常区画から河川区画に水が流入し、河川区画に流入した後は、全ての水が河川を流れるとされている。また、特許文献２、３に記載の技術では、区画ごとの標高値から、降った雨の流れる方向が設定され、山や樹林、耕地、河川等の土地の特性を考慮して設定された流出係数に応じて、流量が計算される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−７５３８６号公報（「００１２」〜「００１６」、図３、図５〜図８）
【特許文献２】特開２０１６−２９５３３号公報（「００２４」〜「００４０」、図６〜図１０）
【特許文献３】特開２０１５−１２９６８９号公報（「００１４」〜「００３７」、図４〜図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
（従来技術の問題点）
特許文献１〜３に記載されているように、従来のモデルでは、入手可能なＧＩＳ（地理情報システム）データが流域を格子状に分割したラスタ形状のグリッド型に限られていたため、流域のモデル化もグリッド型で行ったものが大半であった。特に、グリッド型のＧＩＳデータでは、河川については、区画の一部を河川が通過している場合は、その区画全体が河川とされている。よって、その区画の大半（例えば９０％以上）を河川が占めていても、ごく一部（例えば、５％未満）を河川が占めていたとしても、同じ河川区画として扱われることとなる。また、グリッド型のモデルの場合、水が土壌に浸透する割合（浸透率）や浸透しない割合（不浸透率）について、１つの区画に建物や田畑が混在していてもＸ％といった概算値で扱われる。よって、従来技術のようなグリッド型を採用した水流出解析モデルでは、流出予測精度の向上には限界があるという問題がある。
特に、グリッド型のＧＩＳデータでは、都市流域の複雑な土地被覆や建物などの地物や、雨水排出経路、河川との関係を精度よく表現することは極めて困難であり、精度が低下しやすい問題がある。
【０００７】
また、グリッド型のＧＩＳデータは主として、都市計画においての利用を目的として作成されたものであり、宅地、工業地帯といった都市計画上の区分がされたＧＩＳデータについては徐々に整備されつつある状況である。しかしながら、雨水流出の解析において重要な役割を演じる土地被覆の浸透・不浸透、すなわち、雨水が地面に浸透するか、浸透せずに地表面を流れるかに関する情報は与えられていない。このため、水流出解析モデルを構築する場合には、国土地理院の数値地図など入手可能なＧＩＳデータを元に、航空写真などから個々の地物を作りこむ必要があり、この作業には膨大な時間と労力が必要となる問題もある。こうした技術については、モデル開発に関する研究と比較して、その研究事例が少なく、技術的蓄積が不十分であるのが現状である。
【０００８】
本願は、グリッド型のＧＩＳデータを使用する場合に比べて、流出予測精度を向上可能な地表面のデータを、簡易に作成することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記技術的課題を解決するために、請求項１に記載の発明のポリゴン型地表面地物データ作成プログラムは、
コンピュータを、
地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データと、地図上における橋を含む道路を特定する道路データと、を少なくとも含む地図データを記憶する地図データの記憶手段、
前記道路データおよび水涯線データに基づいて、水涯線が含まれ橋により分断される領域を河道として抽出する河道抽出手段、
前記道路データに基づいて、前記河道抽出手段で抽出された前記河道に架かる橋を抽出する橋抽出手段、
前記河道抽出手段で抽出された河道と、前記橋抽出手段で抽出された橋とに基づいて、橋で寸断された河道を接続して、連続した河道を生成する連続河道生成手段、
として機能させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のポリゴン型地表面地物データ作成プログラムにおいて、
コンピュータを、
前記道路データに基づいて、道路の交差部と単路部とを分離すると共に、単路部を予め設定された長さに応じた道路要素に分割する道路要素生成手段、
として機能させることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のポリゴン型地表面地物データ作成プログラムにおいて、
コンピュータを、
地図上における建物の境界を特定する建物外周線データと、地図上における土地の状況を特定する地図記号データと、を含む前記地図データを記憶する地図データの記憶手段、
道路で囲まれた街区において、前記建物外周線データに基づいて、建物の支配領域である敷地を生成する敷地生成手段、
前記地図記号データに基づいて、前記敷地生成手段で生成された敷地に、土地の状況を特定する属性情報を付与する属性付与手段、
として機能させることを特徴とする。
【００１２】
前記技術的課題を解決するために、請求項４に記載の発明のポリゴン型地表面地物データ作成方法は、
地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データと、地図上における橋を含む道路を特定する道路データと、を少なくとも含む地図データを記憶する地図データの記憶手段、
前記道路データ、および、地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データに基づいて、水涯線が含まれ橋により分断される領域を河道として抽出する河道抽出工程と、
前記道路データに基づいて、前記河道抽出手段で抽出された前記河道に架かる橋を抽出する橋抽出工程と、
前記河道抽出手段で抽出された河道と、前記橋抽出手段で抽出された橋とに基づいて、橋で寸断された河道を接続して、連続した河道を生成する連続河道生成工程と、
を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１，４に記載の発明によれば、グリッド型のＧＩＳデータを使用する場合に比べて、流出予測精度を向上可能な地表面のデータを、簡易に作成することができる。
請求項２に記載の発明によれば、道路要素を生成しない場合に比べて、水が道路を流れる様子を精度よく解析することができる。
請求項３に記載の発明によれば、街区を敷地に細分化して属性情報を付与しない場合に比べて、水の浸透特性に応じた解析を精度よく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の実施例１の流出解析システムの説明図である。
【図２】図２は実施例１のコンピュータ本体１２の機能ブロック図である。
【図３】図３は実施例１の地図データの一例の説明図である。
【図４】図４は図３に示す地図データの一例における道路のみを抽出した説明図である。
【図５】図５は河道を抽出する過程の説明図であり、図５Ａは図３に示す地図データの一例における河道の部分を抽出した説明図、図５Ｂは河道として抽出されない池や湖の一例の説明図、図５Ｃは河道として抽出されない海岸線の一例の説明図、図５Ｄは橋ポリゴンの作成方法の説明図である。
【図６】図６は図５に示す河道のデータから生成された連続河道の説明図である。
【図７】図７は図３に示す地図データに基づいて抽出された街区ポリゴンの説明図である。
【図８】図８は道路要素に分割する一例を説明する説明図であり、図８Ａは分割前の道路の説明図、図８Ｂは交差部と単路部とを分離した状態の説明図、図８Ｃは単路部を予め設定された道路要素に分割した状態の説明図である。
【図９】図９は街区ポリゴンの一例の説明図であり、図９Ａは街区に複数の建物が存在する場合の説明図、図９Ｂは図９Ａにおいてバッファを発生させた場合の説明図、図９Ｃは面ボロノイ分割法によって街区を分割した場合の説明図、図９Ｄは各建物の支配領域である敷地の境界が生成された状態の説明図である。
【図１０】図１０は地図記号に基づいて属性を付与する一例の説明図であり、図１０Ａは地図記号が付与された敷地の一例の説明図、図１０Ｂは図１０Ａに示す敷地を点ボロノイ分割法で分割する途中の説明図、図１０Ｃは図１０Ｂの点ボロノイ分割法で分割された結果の説明図である。
【図１１】図１１は実施例１のポリゴン型地表面地物データ作成処理のフローチャートの説明図である。
【図１２】図１２は実施例の変更例の説明図であり、図１２Ａは街区ポリゴンの一例において分割前の状態の説明図、図１２Ｂは面ボロノイ分割を行った状態の説明図、図１２Ｃはバッファを発生させた状態の説明図、図１２Ｄは敷地を生成した状態の説明図である。
【図１３】図１３は変更例の説明図であり、図１３Ａは図１２Ａとは別の一例において面ボロノイ分割を行った状態の説明図、図１３Ｂは図１３Ａの一例においてバッファを発生させた場合の説明図、図１３Ｃは図１３Ａ、図１３Ｂの結果から敷地を生成した状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（以下、実施例と記載する）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【実施例１】
【００１６】
図１は本発明の実施例１の流出解析システムの説明図である。
図１において、実施例１の流出解析システムＳは、解析を行う作業者が利用可能な情報処理装置の一例としてのパーソナルコンピュータ１１を有する。パーソナルコンピュータ１１は、コンピュータ本体１２と、表示器の一例としてのディスプレイ１３と、入力装置の一例としてのキーボード１４およびマウス１５と、を有する。
実施例１のパーソナルコンピュータ１１は、公衆回線の一例としてのインターネットワーク２１に接続されている。パーソナルコンピュータ１１は、インターネットワーク２１を介して、情報処理装置の一例としての複数のサーバー２２との間で情報の送受信が可能になっている。
なお、実施例１では、コンピュータ本体１２は、インターネットワーク２１に対してケーブルを介して有線接続されているが、これに限定されず、無線通信の一例としての無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）、携帯電話回線等、任意の通信技術を利用して、無線接続することも可能である。
【００１７】
（実施例１のコンピュータの制御部の説明）
図２は実施例１のコンピュータ本体１２の機能ブロック図である。
図２において、実施例１のコンピュータ本体１２は、外部との信号の入出力および入出力信号レベルの調節等を行うＩ／Ｏ（入出力インターフェース）、必要な起動処理を行うためのプログラムおよびデータ等が記憶されたＲＯＭ（リードオンリーメモリ）、必要なデータ及びプログラムを一時的に記憶するためのＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、ＲＯＭ等に記憶された起動プログラムに応じた処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）ならびにクロック発振器等を有するコンピュータ装置により構成されており、前記ＲＯＭ及びＲＡＭ等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
前記コンピュータ本体１２には、基本動作を制御する基本ソフト、いわゆる、図示しないオペレーティングシステムＯＳ、アプリケーションプログラムの一例としてのポリゴン型地表面地物データ作成プログラムＡＰ１、アプリケーションプログラムの一例としての流出解析プログラムＡＰ２、その他の図示しないソフトウェアが記憶されている。
【００１８】
（実施例１のコンピュータ本体１２に接続された要素）
コンピュータ本体１２には、キーボード１４やマウス１５等の信号出力要素からの出力信号が入力されている。
また、実施例１のコンピュータ本体１２は、ディスプレイ１３等の被制御要素へ制御信号を出力している。
【００１９】
（コンピュータ本体１２の機能）
実施例１のポリゴン型地表面地物データ作成プログラムＡＰ１は、下記の機能手段（プログラムモジュール）Ｍ１〜Ｍ１４を有する。
【００２０】
図３は実施例１の地図データの一例の説明図である。
地図データの記憶手段Ｍ１は、台風や集中豪雨等での水の流出を解析する対象の地域の地図データを記憶する。実施例１では、地図データの一例として、GISデータを記憶する。GISデータは、例えば、「東京都縮尺２５００分の１地形図標準データファイル」のような、地形図データに加えて、建物や等高線などの地図情報や地図記号といった土地利用情報も含む地図データといった、従来公知の地図データを使用可能である。また、実施例１の地図データには、地図上における陸部と水部との境界である水涯線を特定する水涯線データと、地図上における橋を含む道路を特定する道路データと、地図上における建物の境界を特定する建物外周線データと、地図上における土地の状況を特定する地図記号データと、が含まれている。
【００２１】
図４は図３に示す地図データの一例における道路のみを抽出した説明図である。
道路縁の抽出手段Ｍ２は、地図データに含まれる道路データに基づいて、道路の縁を抽出する。図３、図４において、道路縁の抽出手段Ｍ２は、道路２１の縁２１ａを抽出する。
街区・河道の生成手段Ｍ３は、道路の縁２１ａで囲まれた領域に基づいて、街区または河道の領域である街区・河道領域２２として生成する。実施例１では、街区・河道領域２２は、周囲を道路で囲まれた多角形状（ポリゴン状）の図形で生成される。なお、図３、図４において、街区・河道領域２２は、理解の容易のために、四角形状のものを図示しているが、三角形状や五角形状、あるいは、半円状と多角形状が接合された不定形状となる場合もある。本願明細書および特許請求の範囲では、多角形状や不定形状のものを総称して「ポリゴン型」、「ポリゴン状」と説明する。
街区・河道の抽出手段Ｍ４は、生成された街区・河道ポリゴンを、図３に示す地図データから切り取って、図４に示す道路のみのデータを作成する。すなわち、地図データから道路ポリゴンのみのデータを抽出し、残った部分が街区・河道ポリゴン（街区・河道領域）２２となる。
【００２２】
図５は河道を抽出する過程の説明図であり、図５Ａは図３に示す地図データの一例における河道の部分を抽出した説明図、図５Ｂは河道として抽出されない池や湖の一例の説明図、図５Ｃは河道として抽出されない海岸線の一例の説明図、図５Ｄは橋ポリゴンの作成方法の説明図である。
河道抽出手段Ｍ５は、道路で囲まれた街区・河道ポリゴン２２に対して、水涯線２３が含まれている街区・河道ポリゴン２２を、河道２６として抽出する。図５Ａにおいて、実施例１の河道抽出手段Ｍ５は、街区・河道ポリゴン２２の内部に、並行する一対の水涯線２３が存在し、各水涯線２３の両端が街区・河道ポリゴン２２に連結されている場合に、街区・河道ポリゴン２２を河道（河道ポリゴン）２６と特定（抽出）する。地図上では、水涯線２３は、実際に水の流れる範囲に沿って付与されており、高水敷２３ａに相当する部分が通常は存在するため、街区・河道ポリゴン２２の外周（＝道路２１の縁２１ａ）と、水涯線２３との間には地図上で隙間が存在する。したがって、実施例１では、街区・河道ポリゴン２２の内部に水涯線２３が存在する場合、河道そのものだけでなく高水敷２３ａの部分も含めた街区・河道ポリゴン２２の全体を河道ポリゴン２６として抽出する。
【００２３】
また、図５Ｂに示すように、街区・河道ポリゴン２２の内部に池や湖が存在する場合は、水涯線が閉じた円形、多角形、不定形となり、一対（２本）の水涯線２３が並行したり、両端が街区・河道ポリゴン２２に接続（すなわち、閉じない）したりしなくなる。また、図５Ｃに示すように、海岸線が存在する場合は、水涯線２３は一本のみとなり、並行する一対の水涯線２３が存在しない。よって、実施例１の河道抽出手段Ｍ５では、池や湖、海岸線と、河道２６との区別も行われ、河道２６のみが高い精度で抽出される。
なお、図５に示すように、１つの河川は、地図上では、橋２４で分断、寸断された複数の領域（河道２６）として表現されており、実施例１の河道抽出手段Ｍ５は、橋２４で寸断された各領域（河道２６）を抽出していく。
【００２４】
橋抽出手段Ｍ６は、道路ポリゴンデータに基づいて、河道抽出手段Ｍ５で抽出された河道２６に隣接する橋２４を河道２６に架かる橋として抽出する。実施例１の橋抽出手段Ｍ６は、抽出された河道２６において、河道２６に隣接する橋２４を、河道橋ポリゴン２７として抽出する。この時、図５Ｄに示すように、橋２４の縁を構成する一対の線分２４ａについて、線分の一端と他端とを、一例として、反時計回り方向に接続する線分２４ｂを導出し、線分２４ａ，２４ｂで囲まれた領域（多角形）を、河道橋ポリゴン２７として抽出する。なお、実施例１では、線分２４ａ，２４ｂから河道橋ポリゴン２７を抽出する手法を例示したが、これに限定されない。例えば、地図データにおいて、仮に、川に架かる橋（河道橋）であることを識別する情報が付与されている場合は、この付与情報に基づいて、河道橋ポリゴン２７を抽出することも可能である。
【００２５】
図６は図５に示す河道のデータから生成された連続河道の説明図である。
連続河道生成手段Ｍ７は、河道抽出手段Ｍ５で抽出された河道２６と、橋抽出手段Ｍ６で抽出された橋２４とに基づいて、橋２４で寸断された河道２６を接続して、連続した河道（連続河道ポリゴン）２９を生成する。実施例１の連続河道生成手段Ｍ７は、具体的には、河道ポリゴン２６と河道橋ポリゴン２７とを接続することで、連続河道ポリゴン２９を生成する。
【００２６】
図７は図３に示す地図データに基づいて抽出された街区ポリゴンの説明図である。
街区抽出手段Ｍ８は、街区・河道の抽出手段Ｍ４で抽出された街区・河道ポリゴン２２と、連続河道生成手段Ｍ７で生成された連続河道２９とに基づいて、街区ポリゴンを抽出（生成）する。実施例１の街区抽出手段Ｍ８は、街区・河道ポリゴン２２から連続河道２９が切り抜かれて（除去されて）、残った部分が、図７に示すように、街区ポリゴン３０として抽出（生成）される。
【００２７】
図８は道路要素に分割する一例を説明する説明図であり、図８Ａは分割前の道路の説明図、図８Ｂは交差部と単路部とを分離した状態の説明図、図８Ｃは単路部を予め設定された道路要素に分割した状態の説明図である。
道路要素生成手段Ｍ９は、道路ポリゴンデータに基づいて、道路の交差部と単路部とを分離すると共に、単路部を予め設定された長さに応じた道路要素に分割する。図８において、図８Ａに示す交差する道路３１に対して、道路要素生成手段Ｍ９は、道路３１を、交差（や分岐）のない部分である単路部３２と、複数の単路部３２どうしが交差（や分岐、合流）する交差部３３とに分割する。そして、各単路部３２に対して、単路部３２の延びる方向に沿って、予め設定された長さＬ１に応じた道路要素３２ａに分割する。
【００２８】
なお、実施例１の道路要素生成手段Ｍ９は、各単路部３２の幅方向に対して、幅が予め設定された幅Ｌ２以上の場合、単路部３２を幅方向の中央で道路要素３２ａにさらに分割する。したがって、各道路要素３２ａにおいて、隣接する道路要素３２ａや街区３０から流れ込んだ水を分析することが可能となる。また、実施例１の道路要素生成手段Ｍ９は、連続河道ポリゴン２９においても、予め設定された長さＬ１に応じて河道要素に分割する。これは、各河道要素に対して、道路要素３２ａから流れ込む雨水だけでなく上流側の河道要素から流れ込む河川水量も合わせて計算、分析することが可能となる。
【００２９】
街区分割手段Ｍ１０は、地図データに基づいて、街区ポリゴン３０の内部の領域を分割する。実施例１の街区分割手段Ｍ１０は、街区ポリゴン３０の内部に、植生界、耕地界、区域界、柵や塀といった境界線データが含まれている場合は、境界線データに基づいて、各街区ポリゴン３０の内部を、植生や耕地等の利用状況に応じて分割する。なお、街区ポリゴン３０に境界線データが含まれていない場合は、街区ポリゴン３０の分割は行われない。
【００３０】
図９は街区ポリゴンの一例の説明図であり、図９Ａは街区に複数の建物が存在する場合の説明図、図９Ｂは図９Ａにおいてバッファを発生させた場合の説明図、図９Ｃは面ボロノイ分割法によって街区を分割した場合の説明図、図９Ｄは各建物の支配領域である敷地の境界が生成された状態の説明図である。
建物ポリゴン生成手段Ｍ１１は、地図データに含まれる建物外周線データに基づいて、建物ポリゴン３６を生成する。図９において、建物ポリゴン生成手段Ｍ１１は、街区分割手段Ｍ１０で処理後の各街区ポリゴン３０の内部の領域において、建物の外周線を特定する建物外周線データで囲まれる多角形である建物ポリゴン３６を生成する。
【００３１】
支配領域抽出手段Ｍ１２は、建物ポリゴン３６の支配領域である敷地を生成する。図９Ａ、図９Ｂにおいて、実施例１の支配領域抽出手段Ｍ１２は、各建物ポリゴン３６から概ね５ｍのバッファ３７ａを発生させて、バッファ３７ａで囲まれた多角形の領域をバッファポリゴン３７として生成する。したがって、バッファポリゴン３７は、建物ポリゴン３６に対して、一回り大きなポリゴンとなる。よって、建物ポリゴン３６の形状が入り組んだ形状となっていたり、小さな物置のような構造物が建物に近接して存在している場合は、それらを包括、包絡する領域がバッファポリゴン３７として生成される。
【００３２】
敷地生成手段Ｍ１３は、街区抽出手段Ｍ８で抽出された街区３０において、建物外周線データに基づいて、建物の支配領域である敷地を生成する。敷地生成手段Ｍ１３は、図９Ｂ〜図９Ｄに示すように、建物外周線データに基づく建物ポリゴン３６を使用して支配領域抽出手段Ｍ１２で生成されたバッファポリゴン３７を使用して、面ボロノイ分割法を利用して支配領域である敷地３８を生成する。ここで、ボロノイ分割法は、ティーセン法とも呼ばれる公知の領域分割法であり、ボロノイ分割法（点ボロノイ分割法）は、複数の点に対して、点どうしを結ぶ線分の垂直二等分線をその点の支配領域（敷地）の境界とする分割法である。面ボロノイ分割法は、図９Ｃに示すように、点ではなく面（ポリゴン）３７どうしにおいて、最短の距離となる線分４１の垂直二等分線を敷地３８の境界３８ａとして、敷地３８を生成する。
なお、実施例１では、面ボロノイ分割法を行う際に、建物ポリゴン３６が小さすぎると、面ボロノイ分割の精度が悪化する場合があり、支配領域抽出手段Ｍ１２でバッファ３７ａを生成させることで、面ボロノイ分割の対象となる面（ポリゴン）が、ある程度の大きさを必ずもつようにした。したがって、面ボロノイ分割とは異なる方法で領域の分割を行う場合は、バッファ３７ａを生成することは必須ではなく、必要に応じて行うことが可能である。
【００３３】
属性付与手段Ｍ１４は、地図記号判別手段Ｍ１４ａと、敷地分割手段Ｍ１４ｂと、を有し、地図記号データに基づいて、敷地生成手段Ｍ１３で生成された敷地３８に、土地の状況を特定する属性情報を付与する。
【００３４】
図１０は地図記号に基づいて属性を付与する一例の説明図であり、図１０Ａは地図記号が付与された敷地の一例の説明図、図１０Ｂは図１０Ａに示す敷地を点ボロノイ分割法で分割する途中の説明図、図１０Ｃは図１０Ｂの点ボロノイ分割法で分割された結果の説明図である。
地図記号判別手段Ｍ１４ａは、地図記号データに基づいて、地図記号が付与されている位置および地図記号の種別を判別する。図１０Ａに示す一例では、地図記号判別手段Ｍ１４ａは、敷地３８の内部に、広葉樹林（緑地）を特定する地図記号５１，５２，５４やグラウンドを特定する地図記号５３の位置、および、内容（緑地やグララウンド）を判別する。なお、地図記号は、例示したものに限定されず、使用されている任意のものについて判別可能である。例えば、緑地に関する地図記号として、「広葉樹林」、「針葉樹林」、「竹林」、「はい松地」、「篠地」、「ヤシ科樹林」などが挙げられる。
【００３５】
領域内に複数の異なる地図記号が含まれている場合には、点ボロノイ分割法で敷地３８を細分化する。
図１０Ｂにおいて、実施例１の敷地分割手段Ｍ１４ｂでは、各地図記号５１〜５４の位置を点５１〜５４として、点ボロノイ分割を行う際に、点５１〜５４どうしを結ぶ線分５６，５７，５８が生成される。実施例１の敷地分割手段Ｍ１４ｂでは、複数の地図記号を含む敷地３８の領域を対象として、地図記号５１〜５４を頂点とする不整三角形網を構築するように、ポリライン（線分５６〜５８、ＴＩＮライン）を生成する。なお、含まれる地図記号（点）が２つのみの場合は、２点間を結ぶポリラインを生成する。ここで線分の発生は、すべての地図記号間で発生させる方法と、たとえば点５１−点５３間のような、地図記号の属性が異なる場合にのみ行い、点５１−点５２のように同種の地図記号間では線分発生を行わない方法とすることも可能である。
【００３６】
実施例１の敷地分割手段Ｍ１４ｂでは、線分５６〜５８が建物ポリゴン３６を通過する場合には、線分５６，５７と建物ポリゴン３６との交点５９を、点ボロノイ分割用の点５９ａ，５９ｂ，５９ｃ，５９ｄとして生成する。このとき、交点５９は、線分５６，５７に沿って近い端（点５１，５２，５４）と同一の属性の点５９に設定する。具体的には、図１０Ｂにおいて、交点５９ａは、点５１と同一の属性である「緑地」と設定され、交点５９ｂは点５３と同一の属性である「グラウンド」と設定される。同様にして、交点５９ｃは、点５２と同一の属性である「緑地」と設定され、交点５９ｄは点５３と同一の属性である「グラウンド」と設定される。このように、交点５９ａ〜５９ｄを発生させ且つ属性を付与して点ボロノイ分割を行うことで、建物が土地利用の明確な境界となり、地図記号の影響が建物を跨いで及ばないようにすることが可能である。
【００３７】
また、実施例１の敷地分割手段Ｍ１４ｂでは、緑地の影響範囲を考慮した分割を行う。ここで、土地利用の情報をもつ地図記号には、グラウンドなど街区の土地利用を代表するものと広葉樹林など植生を示すものが混在している。植生を示す地図記号は複数の地図記号の分布によって領域の土地利用を表現しており、例えば、グラウンドの周囲に植樹帯があるような場合には、緑地に対応した地図記号がライン状に分布している。このため、植樹を示す地図記号とその他の地図記号を等価なものとして扱って点ボロノイ分割を行うと緑地が過大に抽出される。この問題を解決するために緑地の影響範囲を考慮した分割を行うこととする。具体的には、航空写真などの目視から緑地の地図記号がもつ影響範囲は概ね５ｍ程度と判断されたことから、ＴＩＮライン５８上に、緑地の地図記号５４から影響範囲の２倍である１０ｍの位置に緑地でない側（ＴＩＮライン５８の緑地５４とは反対側の端であるグラウンド５３）の属性をもつ点６１を発生させる。ここで、影響範囲の２倍としたのは、点ボロノイ分割を行った際に、２点間の中間、すなわち、影響範囲の位置に分割線（境界線）が引かれるようにするためである。
【００３８】
このようにして生成された各点５１〜５４，５９ａ〜５９ｄ，６１に基づいて、図１０Ｂに示すように、点ボロノイ分割、すなわち、各点を結ぶ線の垂直二等分線を境界とする線分６２を生成する。そして、線分６２や建物ポリゴン３６で分割された領域６３ａ〜６３ｋに対して、その領域６３ａ〜６３ｋに含まれる各点５１〜５４，５９ａ〜５９ｄ，６１の属性に応じた属性が付与される。そして、隣接する領域の属性が同一の場合は、領域が連結されて１つの領域となる。よって、図１０Ｂにおいて、領域６３ａ〜６３ｄについては、全て「緑地」となるので、図１０Ｃに示すように、領域６３ａ′に統合される。同様に、図１０Ｂにおいて、領域６３ｆ〜６３ｈ，６３ｊは、隣接し且つ全て「グラウンド」となるので、図１０Ｃに示すように、領域６３ｆ′に統合される。なお、領域６３ｅ，６３ｉは、建物ポリゴン３６と線分６２で囲まれる範囲には、結果として地図記号がないので、地図記号が無い領域であることを特定する「間地」の属性が付与される。
【００３９】
流出解析プログラムＡＰ２は、ポリゴン型地表面地物データ作成プログラムＡＰ１で作成されたポリゴン型地表面地物データに基づいて、降雨時の水の流れや、河川の氾濫といった水の流出に関する解析を行う。なお、流出解析プログラムＡＰ２は、グリッド型の地図データを使用する特許文献１〜３に記載された従来の流出解析プログラムにおいて、ポリゴン型地表面地物データを使用する点が異なるだけで、同様の流出解析プログラムを使用することが可能である。
なお、流出解析プログラムＡＰ２において、水の流れを判別する場合には、ポリゴン型地表面地物データにおいて、各属性（道路や建物、緑地、グラウンド等）に応じて水の浸透特性データを対応付けて、水の浸透度合いを割りつける必要がある。また、各街区３０や道路要素３２ａや交差部３３に標高データを割りつけて、水の流れる方向（標高の高い側から低い側）を判別、設定する必要もある。なお、標高に関しては、５ｍ四方のメッシュ状の標高データマップが存在しているため、ポリゴン型地表面地物データに対してオーバーラップする（層を重ねる）ように適用することで、割りつけることが可能である。このとき、標高は、一例として、道路要素３２ａや河道ポリゴン２６、建物ポリゴン３６、敷地の各領域６３ａ′，６３ｅ，６３ｉ，６３ｆ′，６３ｋの図心（重心）に対応する標高を採用することが可能である。
【００４０】
（実施例１の流れ図の説明）
次に、実施例１のコンピュータ本体１２における制御の流れを流れ図、いわゆるフローチャートを使用して説明する。
【００４１】
（コンピュータ本体１２におけるポリゴン型地表面地物データ作成処理センサ配置設定処理のフローチャートの説明）
図１１は実施例１のポリゴン型地表面地物データ作成処理のフローチャートの説明図である。
図１１のフローチャートの各ステップＳＴの処理は、コンピュータ本体１２に記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理はコンピュータ本体１２の他の各種処理と並行して実行される。
図１１に示すフローチャートは、ポリゴン型地表面地物データ作成プログラムＡＰ１が起動された場合に開始される。
【００４２】
図１１のＳＴ１において、ポリゴン型地表面地物データを作成する対象の地域のＧＩＳデータを取得する。そして、ＳＴ２に進む。
ＳＴ２において、ＧＩＳデータから道路の縁２１ａを抽出する。そして、ＳＴ３に進む。
ＳＴ３において、道路の縁２１ａで囲まれた領域から街区・河道ポリゴン２２を生成する。そして、ＳＴ４に進む。
ＳＴ４において、街区・河道ポリゴン２２をＧＩＳデータから切り抜いて、道路ポリゴン２１を作成する。そして、ＳＴ５に進む。
ＳＴ５において、各街区・河道ポリゴン２２の中から、橋と水涯線で囲まれた領域を河道ポリゴン２６として抽出する。そして、ＳＴ６に進む。
【００４３】
ＳＴ６において、道路ポリゴン２１の中から河道ポリゴン２６で挟まれた領域を河道橋ポリゴン２７として抽出する。そして、ＳＴ７に進む。
ＳＴ７において、河道ポリゴン２６と河道橋ポリゴン２７とを連結して、連続河道ポリゴン２９を作成する。そして、ＳＴ８に進む。
ＳＴ８において、街区・河道ポリゴン２２から連続河道ポリゴン２９が除外された街区ポリゴン３０を作成する。そして、ＳＴ９に進む。
ＳＴ９において、次の処理（１），（２）を実行して、ＳＴ１０に進む。
（１）道路３１を単路部３２と交差部３３とに分割する。
（２）分割された単路部３２を予め設定された長さＬ１に応じて、道路要素３２ａに分割する。
【００４４】
ＳＴ１０において、各街区ポリゴン３０において、境界線データに基づいて、街区ポリゴンを分割する。そして、ＳＴ１１に進む。
ＳＴ１１において、建物外周線から建物ポリゴン３６を生成する。そして、ＳＴ１２に進む。
ＳＴ１２において、建物ポリゴン３６にバッファ領域３７を生成する。そして、ＳＴ１３に進む。
ＳＴ１３において、街区３０から境界線データに基づいて分割された領域を、建物ポリゴン３６に基づいて、面ボロノイ法で分割して、敷地３８を生成する。そして、ＳＴ１４に進む。
ＳＴ１４において、地図データから地図記号５１〜５４の位置および内容を抽出する。そして、ＳＴ１５に進む。
【００４５】
ＳＴ１５において、各敷地３８に対して、地図記号５１〜５４に基づいて、点ボロノイ法で領域を分割する。そして、ＳＴ１６に進む。
ＳＴ１６において、敷地３８の分割領域６３に対して、地図記号５１〜５４に基づいて、属性を付与する（なお、このとき、同一属性の隣接領域を統合する）。そして、ポリゴン型地表面地物データ作成処理を終了する。
【００４６】
（実施例１の作用）
前記構成を備えた実施例１の流出解析システムＳでは、ポリゴン型地表面地物データ作成プログラムＡＰ１が起動されると、ＧＩＳデータに基づいて、ＧＩＳデータが取得され、道路ポリゴン２１、街区・河道ポリゴン２２が生成される。そして、河道ポリゴン２６や河道橋ポリゴン２７が自動的に抽出され、連続河道ポリゴン２９が生成される。また、道路２１に対して、単路部３２と交差部３３に分離された後、単路部３２が道路要素３２ａに分割される。そして、街区ポリゴン３０では、まず境界線データに基づいてそのポリゴンを分割した後に、建物ポリゴン３６に応じて、敷地３８が生成される。また、敷地３８が、地図記号５１〜５４に基づいて分割され且つ属性の付与がされる。このようにして、連続河道ポリゴン２９を有し、建物ポリゴン３６や地図記号５１〜５４に応じて領域が細分化され且つ属性が付与されたポリゴン型地表面地物データが、自動的に作成される。そして、作成されたポリゴン型地表面地物データを使用して、流出解析が行われる。
【００４７】
したがって、特許文献１〜３に記載されているように、グリッド型の地図を使用して流出解析を行う場合に比べて、連続河道ポリゴン２９を自動生成する実施例１の流出解析システムＳでは、河道の部分のみが正確に連続河道ポリゴン２９として表現される。よって、グリッド型の地図を使用する従来の場合に比べて、実施例１では、水の流出解析を精度よく行うことが可能である。特に、実施例１では、連続河道ポリゴン２９が自動的に生成されており、河道を手作業で判定していた従来技術に比べて、手間や時間を大幅に省くことができる。
【００４８】
また、実施例１では、道路２１が道路要素３２ａに分割され、標高データと関連付けられて流出解析が行われる。したがって、降雨時や河川の氾濫時等に、水が、街区３０から道路２１を通じて連続河道ポリゴン２９まで流れる様子を、解析することができる。特に、従来のグリッド型の地図を使用する場合は、各グリッドに、水の浸透率の低い道路だけでなく、比較的浸透率の高い緑地や田畑、森林等も含まれていることがある。よって、従来のグリッド型の地図では、グリッド全体を通じて平均的に流れる水の量といったおおよその形でしか解析ができず、水の正確な流れについては解析が困難であった。これに対して、実施例１では、水の流れを精度よく解析、シミュレートすることができる。
なお、道路要素３２ａに分割されずに、１つの道路ポリゴン２１のままでは、道路のどちらからどちらに向けて水が流れるのか判定することが困難であるが、実施例１では、道路要素３２ａに分割することで、道路２１を流れる水の解析が容易かつ精度よく可能である。
【００４９】
さらに、実施例１では、街区３０の中でも、建物ポリゴン３６の敷地３８を生成して、街区３０の中も細分化するとともに、各敷地３８の内部を地図記号５１〜５４に基づいてさらに細分化し且つ属性を付与している。したがって、従来のグリッド型の地図のようにおおよその形でしか水の解析ができない場合に比べて、実施例１では、実際の土地の利用状況（道路、緑地、グラウンド、田畑、森林等）に応じて、精度よく解析を行うことが可能である。
【００５０】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ06）を下記に例示する。
（Ｈ01）前記実施例において、ポリゴン型地表面地物データ作成プログラムＡＰ１や流出解析プログラムＡＰ２は、１つのパーソナルコンピュータ１１に組み込まれた形態を例示したがこれに限定されない。すなわち、１つの情報端末で集中処理する構成に限定されず、各手段Ｍ１〜Ｍ１４を、インターネットワークで接続された複数の情報端末に配置して、分散処理を行う構成とすることも可能である。例えば、地図データの記憶手段Ｍ１は、官公庁のサーバにあるものを利用したり、流出解析プログラムＡＰ２は、自治体の端末に組み込む等、任意の変更が可能である。
【００５１】
（Ｈ02）前記実施例において、例示した具体的な地図データや地図記号の種類、位置、個数等は、適用される地図データの地域（都市部や地方部等）や縮尺、要求される解析の精度等に応じて、適宜変更可能である。
（Ｈ03）前記実施例において、道路要素３２ａを生成する処理を行ったり、地図記号に基づいて領域を細分化し且つ属性を付与する処理を行ったりすることが望ましいが、これに限定されない。例えば、要求される流出解析の精度によって、連続河道ポリゴン２９を生成するだけで精度が満たされるのであれば、連続河道ポリゴン２９のみを生成し、それ以外の処理は行わず、道路２１や街区に関しては、従来のようなグリッド型の領域を有するポリゴン型地表面地物データとすることも可能である。
【００５２】
（Ｈ04）前記実施例において、作成されたポリゴン型地表面地物データを洪水流出解析に適用する場合を例示したが、これに限定されない。洪水流出解析では、地下に浸透した水については考慮されないため、例えば、ポリゴン型地表面地物データを、地下水浸透涵養解析に適用して、地下に染みこんだ水の流れや、屋根に降った雨を地下の貯留施設に流す場合の解析に使用することも可能である。他にも、地物毎の蒸発散解析に適用して、地物の有無や土壌がどれだけ湿っているかで蒸発のしやすさを解析して、気温への影響やヒートアイランド現象の精密な分析等にも使用することが可能である。
（Ｈ05）前記実施例において、街区ポリゴン３０や敷地３８を分割する際に、ボロノイ法を使用して分割する構成を例示したが、これに限定されない。例えば、建物の長手方向の線分に平行な線分敷地３８内を分割する等、分割の仕方は任意に変更可能である。
【００５３】
図１２は実施例の変更例の説明図であり、図１２Ａは街区ポリゴンの一例において分割前の状態の説明図、図１２Ｂは面ボロノイ分割を行った状態の説明図、図１２Ｃはバッファを発生させた状態の説明図、図１２Ｄは敷地を生成した状態の説明図である。
図１３は変更例の説明図であり、図１３Ａは図１２Ａとは別の一例において面ボロノイ分割を行った状態の説明図、図１３Ｂは図１３Ａの一例においてバッファを発生させた場合の説明図、図１３Ｃは図１３Ａ、図１３Ｂの結果から敷地を生成した状態の説明図である。
【００５４】
（Ｈ06）前記実施例において、敷地３８の生成や分割の際に、バッファ３７ａを使用することを例示したが、例示した構成に限定されない。例えば、バッファ３７ａを使用しない（すなわち、バッファ＝０［ｍ］）とすることも可能である。したがって、建物ポリゴン３６の外周線に基づいて、面ボロノイ分割を行うことも可能である。他にも、建物同士が近接している住宅密集地では、バッファ３７ａを設定しようとすると、バッファ３７ａどうしが重なり合ったり、バッファ３７ａが街区ポリゴン３０の外部にはみ出したりする場合がある。このような場合に対応して、例えば、図１２、図１３に示すようにして敷地３８を生成することが可能である。すなわち、まず、図１２Ａ、図１２Ｂに示すように、バッファ３７ａを発生させずに面ボロノイ分割を行う。次に、図１２Ｃに示すように、予め設定された距離（建物の最大影響距離）に基づいて、バッファ３７ａを発生させる。そして、図１２Ｄに示すように、面ボロノイ分割とバッファ３７ａとの重複部、具体的には、街区３０の縁３０ａと、図１２Ｂの面ボロノイ分割の線３０ｂと、図１２Ｃのバッファ３７ａの縁３７ｂとで囲まれた領域を、各建物ポリゴン３６の敷地３８として生成する。このようにした場合、図１３に示すような住宅密集地においても、比較的現実的、実態に近い敷地の分割が可能となる。なお、敷地３８として判定されなかった街区ポリゴン３０の内部の領域３８′は、建物３６を含まない敷地として、建物３６を含む敷地３８の属性付与手段Ｍ１４を同様に適用して属性の付与を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１１…コンピュータ、
２１…道路、
２３…水涯線、
２４，２７…橋、
２６…河道、
２７…河道に架かる橋、
２９…連続した河道、
３０…街区、
３２…単路部、
３２ａ…道路要素、
３３…交差部、
３６…建物、
３８…敷地、
５１〜５４…地図記号、
ＡＰ１…ポリゴン型地表面地物データ作成プログラム、
Ｌ１…予め設定された長さ、
Ｍ１…地図データの記憶手段、
Ｍ５…河道抽出手段、
Ｍ６…橋抽出手段、
Ｍ７…連続河道生成手段、
Ｍ９…道路要素生成手段、
Ｍ１３…敷地生成手段、
Ｍ１４…属性付与手段。
【図１】
2018018302.tif 000003
【図２】
2018018302.tif 000004
【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】
2018018302.tif 000009
【図８】
2018018302.tif 000010
【図９】
2018018302.tif 000011
【図１０】
2018018302.tif 000012
【図１１】
2018018302.tif 000013
【図１２】
2018018302.tif 000014
【図１３】
2018018302.tif 000015