(57)【要約】【課題】対象物の景観の評価を定量的、かつ全域を効率的に行うことができる。【解決手段】景観定量化装置１は、仮想的な三次元空間を用いて、対象物の景観の定量的な値を算出する装置であって、対象物オブジェクトに設定される視点から非対象物オブジェクトを第１仮想スクリーンに投影した第１視点画像を作成する第１視点画像作成手段３０と、前記第１視点画像に描画される前記非対象物オブジェクトのポリゴンを判別する有効計算点判別手段４０と、判別したポリゴンの各々を新たな視点とし、前記新たな視点から前記対象物オブジェクトを第２仮想スクリーンに投影した第２視点画像を作成する第２視点画像作成手段５０と、少なくとも１つの前記新たな視点から前記対象物を観察した場合の景観の定量的な値を算出する定量値算出手段６０と、を備えることを特徴とする景観定量化装置。【選択図】図１
2015133075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想的な三次元空間を用いて、対象物の景観の定量的な値を算出する景観定量化装置であって、
前記対象物の形状を複数のポリゴンで表した対象物オブジェクトおよび前記対象物以外の形状を複数のポリゴンで表した非対象物オブジェクトが記憶される記憶手段と、
前記対象物オブジェクトに設定される視点から前記非対象物オブジェクトを第１仮想スクリーンに投影した第１視点画像を作成する第１視点画像作成手段と、
前記第１視点画像を走査することにより、前記第１視点画像に描画される前記非対象物オブジェクトのポリゴンを判別する有効計算点判別手段と、
前記有効計算点判別手段が判別したポリゴンの各々を新たな視点とし、前記新たな視点から前記対象物オブジェクトを第２仮想スクリーンに投影した第２視点画像を作成する第２視点画像作成手段と、
前記第２視点画像を走査することにより、少なくとも１つの前記新たな視点から前記対象物を観察した場合の景観の定量的な値を算出する定量値算出手段と、
を備えることを特徴とする景観定量化装置。
【請求項２】
前記第２視点画像作成手段は、
所定の視野角で前記対象物オブジェクトのみを前記第２仮想スクリーンに投影した第１の第２視点画像を作成する第１対象画像作成手段と、
前記非対象物なし第２視点画像を作成したのと同一の視野角を用いて、前記対象物オブジェクトおよび前記非対象物オブジェクトを前記第２仮想スクリーンに投影した第２の第２視点画像を作成する第２対象画像作成手段と、をさらに備え、
前記定量値算出手段は、
前記第１の第２視点画像に描画される前記対象物オブジェクトの領域に対する前記第２の第２視点画像に描画される前記対象物オブジェクトの領域の割合を可視率として算出する、
ことを特徴とする請求項１に記載の景観定量化装置。
【請求項３】
前記可視率に基づいて、可視率分布を作成する可視率分布作成手段をさらに備える、
ことを特徴とする請求項２に記載の景観定量化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、仮想的な三次元空間を用いて対象物の景観の定量的な値を算出する景観定量化装置に関し、特に、建設により景観に大きな変化を与える大規模施設の建設地を検討する場合に、この大規模施設の建設後の見え方を仮想的な三次元空間（仮想三次元空間）を用いて定量的な値として算出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地熱発電、メガソーラー、風力発電等の大規模な再生エネルギー施設や大規模な再開発施設（以下、まとめて「大規模施設」と称する）が知られている。この種の大規模施設は、自然環境の中に孤立して建設されることがあり、景観に大きな影響（インパクト）を与える場合が多い。その為、これらの大規模施設は、周辺住民の生活空間から可能な限り見えにくい場所を選定して建設されることが望ましい。したがって、これらの大規模施設の建設地を検討するにあたり、建設後の景観を事前に評価する必要がある。
【０００３】
従来の景観評価は、コンピュータグラフィックス（ＣＧ：Computer Graphics）ソフト等の汎用ソフトウェアで作成されたモデル空間（仮想三次元空間）の中に大規模施設に対応するオブジェクトを配置し、設定した特定の視点（地点）からのオブジェクトの見え方をパース化するものである。ここで、特定の視点は、幹線道路や観光スポット、住居密集地等、大規模施設の見え方が特に「大切そう」な位置を、設計者のカンや試行錯誤で決めている。これにより「観光スポットからは大規模施設が見えるが、住居密集地からは大規模施設が見えない」のように、「ある特定の視点から見た場合の大規模施設の見え方」を定性的に評価することは可能である。しかし、以下のような問題が存在する。
【０００４】
第１に、評価結果の問題がある。上記の通り、従来の景観評価は、設計者が任意に視点を設定し、その見え方をパース化するので、「観光スポットからの大規模施設の見える割合は６０％で、住居密集地からの大規模施設の見える割合は５％」のように、視点ごとに定量的な評価結果を得ることができない。また、設計者が任意に視点を設定するので、景観上重要な視点を見落す虞がある。
【０００５】
第２に、作業時間の問題がある。大規模施設は数キロ先からも見えるため、視点設定の対象となる領域は広範にわたる。その為、従来の方法でこの全域をチェックすることは、視点数も多数になることから膨大な作業時間を要する。
【０００６】
一方、景観評価の従来研究として、経路探索のために、特定の経路上（計算点）での評価対象物の可視率を算出する技術が提案されている（非特許文献１参照）。また、従来研究として、地形を構成するある面上の計算点から、他の地形面（評価対象物）の可視・不可視を解析する技術が提案されている（非特許文献２ないし非特許文献４参照）。これらの技術は、計算点から評価対象物までのライン上に他の地形面や障害物面があるかどうかを判定するものである。なお、非特許文献２ないし非特許文献４に記載された技術は、地形の景観特性の分類・類型化が目的であり、特定の評価対象物の評価とは異なるものである。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】河野亜希、外４名、「景観の可視性を考慮したルート探索システムの提案」、情報科学技術レターズ、社団法人情報処理学会、2007年、第６巻、p.351−p.354
【非特許文献２】合澤憲陵、外３名、「地形と土地利用データを用いた景観構成条件による地区類型に関する研究」、日本建築学会大会学術講演梗概集、一般社団法人日本建築学会、1998年、p.701−p.702
【非特許文献３】李衝馥、外５名、「高密都市空間におけるＣＧを用いた地理的スケールのエリア別景観分析〜ソウル市における地形データの解析〜」、日本建築学会大会学術講演梗概集、一般社団法人日本建築学会、1999年、p.481−p.482
【非特許文献４】姫野由香、外３名、「大規模景観構成要素の視覚構造による景観Potentialに関する研究」、日本建築学会大会学術講演梗概集、一般社団法人日本建築学会、1998年、p.625−p.626
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献１ないし非特許文献４に記載された技術では、上記従来の景観評価の問題点を解決するまでに至らない。すなわち、非特許文献１に記載された技術では、特定経路上（計算点）のみを計算対象としているので、全域を定量的に評価することができない。その為、景観上重要な地点を見落す可能性があり、広域景観の検討には不十分である（評価結果の問題）。
【０００９】
また、非特許文献１ないし特許文献４に記載された技術では、評価対象物をいくつかの代表点に置き換えて、その点が見えるか否かを判定する。ここで、可視率の精度を確保するためには、評価対象物に対して充分に多数の可視・不可視を判定するためのライン（例えば１００本）を生成して計算する必要があり、１つの視点につきその本数分の可視・不可視の判定計算が必要になる。その為、数キロ先からも見える大規模施設を評価対象物として全域の景観評価を行う場合には、計算点が広域（１００万メッシュ以上の地形）となることから、計算負荷（計算所要時間）が膨大となる（作業時間の問題）。
【００１０】
本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであり、対象物の景観の評価を定量的、かつ全域を効率的に行うことができる、景観定量化装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明に係る景観定量化装置は、仮想的な三次元空間を用いて、対象物の景観の定量的な値を算出する景観定量化装置であって、前記対象物の形状を複数のポリゴンで表した対象物オブジェクトおよび前記対象物以外の形状を複数のポリゴンで表した非対象物オブジェクトが記憶される記憶手段と、前記対象物オブジェクトに設定される視点から前記非対象物オブジェクトを第１仮想スクリーンに投影した第１視点画像を作成する第１視点画像作成手段と、前記第１視点画像を走査することにより、前記第１視点画像に描画される前記非対象物オブジェクトのポリゴンを判別する有効計算点判別手段と、前記有効計算点判別手段が判別したポリゴンの各々を新たな視点とし、前記新たな視点から前記対象物オブジェクトを第２仮想スクリーンに投影した第２視点画像を作成する第２視点画像作成手段と、前記第２視点画像を走査することにより、少なくとも１つの前記新たな視点から前記対象物を観察した場合の景観の定量的な値を算出する定量値算出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、対象物オブジェクトは、構造物の形状の他に、構造物以外の形状および三次元ポリゴン化された各種物理量の分布形状も含むものである。
また、景観の定量的な値は、例えば「可視率」である。「可視率」とは、三次元形状モデルを用いて、ある地点（計算点）から評価対象物を観察したときに、障害物（例えば、丘、山、建物、樹木等）が何もないと仮定した場合の評価対象物の見付面積に対する実際の評価対象物の見付面積（障害物があることにより遮蔽される分を差し引いた面積）の割合（％）である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、対象物の景観の評価を定量的、かつ全域を効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る景観定量化装置のブロック図である。
【図２】実施形態に係る景観定量化装置が算出する可視率を説明するための図である。
【図３】実施形態に係る仮想の三次元空間の水平面を区域に分割する処理を説明するための図である。
【図４】実施形態に係る区域で階層化したデータ構造を説明するための図である。
【図５】実施形態に係る景観定量化装置が行う描画判定処理を説明するための図である。
【図６】実施形態に係る景観定量化装置が作成する第１視点画像を例示したものである。
【図７】実施形態に係る景観定量化装置が描画範囲を計算する処理を説明するための図（１）である。
【図８】実施形態に係る景観定量化装置が描画範囲を計算する処理を説明するための図（２）である。
【図９】実施形態に係る景観定量化装置が作成する第２視点画像を説明するための図であり、図９（ａ）は非対象物なし第２視点画像を示し、図９（ｂ）は障害物となる非対象物オブジェクトを示し、図９（ｃ）は非対象物あり第２視点画像を示す。
【図１０】実施形態に係る景観定量化装置が記憶する三次元形状データの例示であり、図１０（ａ）は評価対象領域全域を示し、図１０（ｂ）は評価対象物が配置される近辺の領域（拡大）を示す。
【図１１】実施形態に係る景観定量化装置が作成する可視率分布の例示であり、図１１（ａ）は評価対象領域全域を示し、図１１（ｂ）は評価対象物が配置される近辺の領域（拡大）を示す。
【図１２】実施形態に係る景観定量化方法のフローチャートである。
【図１３】変形例に係る景観定量化装置が記憶する三次元形状データの例示であり、図１３（ａ）は評価対象領域全域を示し、図１３（ｂ）は評価対象物（煙を排出していない状態）が配置される近辺の領域（拡大）を示し、図１３（ｃ）は評価対象物（煙を排出している状態）が配置される近辺の領域（拡大）を示す。
【図１４】変形例に係る景観定量化装置が作成する可視率分布の例示であり、図１４（ａ）は評価対象物（煙を排出していない状態）の評価対象領域全域を示し、図１４（ｂ）は評価対象物（煙を排出している状態）の評価対象領域全域を示す。
【図１５】実施形態に係る景観定量化装置が、複数の区域にまたがるポリゴン（区域の境界上に位置するポリゴン）を別グループとして登録する処理を説明するための図である。
【図１６】実施形態に係る景観定量化装置が、バウンダリーボックスを凸包含境界エリアとして算出する処理を説明するための図であり、図１６（ａ）はオブジェクトの例示であり、図１６（ｂ）はオブジェクトを含む凸包形状の例示であり、図１６（ｃ）はバウンダリーボックスの例示である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施をするための形態を、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示してあるに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、参照する図面において、本発明を構成する部材の寸法は、説明を明確にするために誇張して表現されている場合がある。なお、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００１６】
［実施形態］
≪実施形態に係る景観定量化装置の構成≫
図１は、実施形態に係る景観定量化装置１のブロック図である。
景観定量化装置１は、ＣＧ(Computer Graphics)を用いて、評価対象物（以下、省略して「対象物」と呼ぶ場合がある）である大規模施設等が見える可能性がある範囲（以下、「評価対象領域」と呼ぶ）全域で、評価対象物の景観の定量的な値を算出し、算出した定量的な値を用いて分布図を作成するものである。以下では、景観の定量的な値を計算する各地点を「計算点」と呼ぶ。
【００１７】
また、本実施形態では、景観の定量的な値として「可視率」を用いる。「可視率」は、以下のように定義する。「可視率」とは、三次元形状モデルを用いて、ある地点（計算点）から評価対象物を観察したときに、障害物（例えば、丘、山、建物、樹木等）が何もないと仮定した場合の評価対象物の見付面積に対する実際の評価対象物の見付面積（障害物があることにより遮蔽される分を差し引いた面積）の割合（％）である。
【００１８】
図２を参照して可視率を具体的に説明する。図２では、障害物が何もないと仮定した場合の計算点での評価対象物の見付面積Ａ１に対する実際の見付面積Ａ２の割合である「Ａ２／Ａ１」が可視率となる。「可視率０％」とは、計算点において対象物が全く見えないことを意味する。また、「可視率１００％」とは、計算点において対象物が全て見えることを意味する。また、「可視率５０％」とは、計算点において対象物が半分だけ見えることを意味する。
【００１９】
続いて、実施形態に係る景観定量化装置１の構成について説明する。
景観定量化装置１は、記憶手段１０と、描画用データ構築手段２０と、第１視点画像作成手段３０と、有効計算点判別手段４０と、第２視点画像作成手段５０と、定量値算出手段６０と、可視率分布作成手段７０とを備えて構成される。ここで、記憶手段１０は、図示しないＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成される。また、描画用データ構築手段２０、第１視点画像作成手段３０、有効計算点判別手段４０、第２視点画像作成手段５０、定量値算出手段６０、および可視率分布作成手段７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が図示しないＲＯＭ等に格納されたプログラムをＲＡＭ（Random Access Memory）に展開することにより実現するプログラム実行処理や、専用回路等により実現される。
【００２０】
（記憶手段）
記憶手段１０は、評価対象物である大規模施設の形状データと、評価対象領域全域の地形データと、建物や樹木等の形状データとが記憶されている。本実施形態では、評価対象物の形状データ、地形データおよび建物や樹木等の形状データは、仮想の三次元空間において形状モデリングされたデータである。具体的には、人が見得る表面形状の範囲を複数のポリゴン（例えば、多角形ポリゴン）で示した三次元形状モデル（例えば、サーフェイスモデル）である。
【００２１】
なお、これらのデータは、ポリゴンを用いた三次元形状モデルとして表現できるもので形式は特に限定されない。例えば、三次元形状モデルを表現できる形式として、ＶＲＭＬ(Virtual Reality Modeling Language)、ＯＢＪ（Wavefront OBJ）、ＦＢＸ（Filebox）、３ＤＳ（3ds Max,3D Studio Max）、ＳＴＬ（Stereo Lithography）などがある。
【００２２】
以下では、評価対象物に対して、地形および建物や樹木等の評価対象物以外の物を「非対象物」と呼ぶ場合がある。また、評価対象物の形状データを「対象物オブジェクト」と呼び、非対象物の形状データを「非対象物オブジェクト」と呼ぶ場合がある。非対象物オブジェクトには、ポリゴンの各頂点を可視率の算出を行う計算点となる地形などの計算点オブジェクトと、障害物として扱われる障害物オブジェクトとがある。計算点オブジェクトは、それ自身が障害物にもなる。なお、実際の計算点は、計算点オブジェクトの各頂点に観察点高さのオフセットを加えた位置となる。
【００２３】
（描画用データ構築手段）
描画用データ構築手段２０は、記憶手段１０に記憶される評価対象物の形状データ（対象物オブジェクト）および非対象物の形状データ（非対象物オブジェクト）の投影画像を効率的に作成するために、描画処理用の階層型のデータ構造を構築するものである。描画用データ構築手段２０は、ＣＧソフト、ＢＩＭソフト、３次元ＣＡＤソフト、ソリッドモデリングソフト等の汎用ソフトウェアで実現されてもよい。
【００２４】
描画用データ構築手段２０には、記憶手段１０から対象物の形状データおよび非対象物の形状データが入力される。描画用データ構築手段２０は、仮想の三次元空間のＸＺ平面（水平面）をＭ×Ｎ個の区域に分割する（図３参照）。そして、描画用データ構築手段２０は、入力された対象物の形状データ（対象物オブジェクト）および非対象物の形状データ（非対象物オブジェクト）を構成するポリゴン（多角形平面）を、分割したＸＺ平面の平面的な位置に応じて各区域に振り分ける。複数の区域にまたがるポリゴン（区域の境界上に位置するポリゴン）はいずれかの区域に属させるか、または、別グループとしてもよい。別グループとする場合については、後記する変形例で説明を行う。
【００２５】
続いて、描画用データ構築手段２０は、各区域を親ノードとし、各区域内のポリゴンをその子ノードとして関連付けたシーングラフとして記憶手段１０に登録する（図４参照）。なお、この関連付けは、区域を多段で階層化してもよい。具体的には、一つの区域（例えば、区域「００」）内をさらに複数の区域（例えば、区域「００００」、区域「０００１」、区域「０００２」、区域「０００３」）とし、区域「００」の子ノードとして区域「００００」、区域「０００１」、区域「０００２」、区域「０００３」を関連付けてもよい。
【００２６】
景観定量化装置１は、オブジェクトの描画に際し、描画用データ構築手段２０で登録した区域毎に「ビュー・フラスタム・カリング（ビューカリング）」を行う。「ビュー・フラスタム・カリング（ビューカリング）」は、仮想の三次元空間に配置する視点カメラの視野角内を示す四角錘台（視錘台、フラスタム）に、対象が一部でも含まれていなければ描画しないと判定する描画判定処理である（図５参照）。これにより、視点カメラの視野角に含まれないオブジェクトを描画しないので、描画処理を高速化することができる。
【００２７】
また、描画用データ構築手段２０は、各区域に属するポリゴンにより形成される評価対象物の対象物オブジェクト、および地形、建物や樹木等の非対象物オブジェクトのバウンダリーボックス（バウンディングボックス）を算出する。ここで、バウンダリーボックスとは、オブジェクトを含む、座標軸に沿った直方体エリアのことである。算出したバウンダリーボックスは、各オブジェクトに対応づけて記憶手段１０に登録しておく。これにより、オブジェクトを含む領域をボックスとして扱うことが可能になり、そのオブジェクトの高さや幅が容易に割り出せる。
【００２８】
（第１視点画像作成手段）
第１視点画像作成手段３０は、対象物オブジェクトから周囲（全周）を望んだ画像（第１視点画像）を作成するものである。第１視点画像作成手段３０には、記憶手段１０から対象物の形状データおよび非対象物の形状データが入力される。
【００２９】
最初に、第１視点画像作成手段３０は、計算点オブジェクトを構成する各々のポリゴンに対して特定の色を割り当てる。つまり、ここでは、非対象物オブジェクトの内で計算対象ではない障害物オブジェクト、及び対象物オブジェクトを構成する各々のポリゴンに対して特定の色を割り当てない。ポリゴンに対する色の割り当ては、例えば、ポリゴンのＩＤ番号（「１」以上の整数）とＲＧＢ値（２４ビットの場合の範囲は「１」〜「２の２４乗−１」＝「１６，７７７，２１５」）とを対応付けることにより行う。仮に、ＲＧＢ値として表現可能な色の総数に対してポリゴンの総数が多い場合（表現可能な色の総数＜ポリゴンの総数）には、いくつかのポリゴン（例えば、隣り合うポリゴン）をグループ化して、そのグループに対して特定の色を割り当てるのがよい。なお、計算対象でない障害物オブジェクトおよび対象物オブジェクトには、例えば、ＲＧＢ値として「０（ゼロ）」を設定する。
【００３０】
続いて、第１視点画像作成手段３０は、対象物オブジェクト上に代表点を設定し、この代表点に仮想的な視点カメラ（視点）を配置する。代表点は、周囲から見やすい場所（例えば、バウンダリーボックスの表面など）に設定するのがよい。視点カメラは、評価対象領域全域を撮影可能になるように、視点カメラの仰角、方位角および方向を設定する。各々の方向を向いた複数の視点カメラを代表点に配置するようにしてもよい。そして、第１視点画像作成手段３０は、ＩＤ番号に対応づけたＲＧＢ値で色付けされたポリゴンで表されるオブジェクトを、代表点に配置した視点カメラを用いて撮影する（レンダリング）。
【００３１】
第１視点画像作成手段３０により撮影された第１視点画像Ｐ１を図６に例示する。図６に示す第１視点画像Ｐ１は、オブジェクトを二次元座標の仮想スクリーン（例えば、鉛直の二次元平面）に投影した画像である。なお、図６では、色の表示及び計算点の表示を一部省略している。また、第１視点画像Ｐ１は、パノラマ画像であってもよく、その場合の仮想スクリーンは、対象物オブジェクトを囲む三次元座標のものであってもよい。そして、第１視点画像作成手段３０は、作成した第１視点画像Ｐ１を有効計算点判別手段４０に出力する。
【００３２】
（有効計算点判別手段）
有効計算点判別手段４０は、評価対象領域全域の中から評価対象物が見える可能性がない計算点（可視率が「０％」の計算点）を事前に判別するものである。有効計算点判別手段４０には、第１視点画像作成手段３０から第１視点画像Ｐ１が入力される。
【００３３】
有効計算点判別手段４０は、入力された第１視点画像Ｐ１に描画されているポリゴンを特定し、特定したポリゴンを構成する頂点（計算点）を有効計算点とする。つまり、第１視点画像Ｐ１に描画されていないポリゴンを構成する頂点（計算点）を非計算点とする。ここで、有効計算点は、当該計算点に視点カメラを配置した場合に評価対象物が見える可能性がある地点（可視率「０％」以外）である。一方、非計算点は、当該計算点に視点カメラを配置した場合に評価対象物が見える可能性がない地点（可視率「０％」）である。
【００３４】
具体的には、有効計算点判別手段４０は、入力された第１視点画像Ｐ１のピクセルを全て走査し、ＲＧＢ値として含まれるポリゴンのＩＤ番号を検出する。次に、有効計算点判別手段４０は、検出したＩＤ番号に対応するポリゴンについて、その頂点（計算点）を有効計算点として記憶手段１０に登録する。なお、ある頂点（計算点）に関して、第１のポリゴンの判別では有効計算点とされ、第２のポリゴンの判別では非計算点とされる場合も考えられるが、その場合には、有効計算点とする判別を優先させる。
【００３５】
この有効計算点判別手段４０による有効計算点の判別は、地形が平地であれば可視率を算出する計算点を削減できる効果がそれほど大きくはないが、地形が凹凸のある山岳部や、計算対象地形以外の他の障害物が数多く存在する場合は、計算点を大幅に削減できる。
【００３６】
（第２視点画像作成手段）
第２視点画像作成手段５０は、有効計算点から対象物オブジェクトを観察した画像（第２視点画像）を作成するものである。第２視点画像作成手段５０には、有効計算点が設定された対象物の形状データおよび非対象物の形状データが記憶手段１０から入力される。
【００３７】
第２視点画像作成手段５０は、非対象物オブジェクトを投影する対象とするか否かに応じて二つの手段で構成される。その為、本実施形態における第２視点画像作成手段５０は、対象物オブジェクトのみを投影する対象とし、非対象物オブジェクトを投影する対象としない第１対象画像作成手段５１と、非対象物オブジェクトを含めて投影する対象とする第２対象画像作成手段５２とを備えて構成される。
【００３８】
（第１対象画像作成手段）
第１対象画像作成手段５１は、有効計算点に視点カメラを配置し、対象物オブジェクトの見かけの角度領域を求めることで、描画範囲（描画エリア）を計算する（図７参照）。図８を参照してより具体的に説明すると、第１対象画像作成手段５１は、有効計算点から対象物オブジェクトのバウンダリーボックス（図８（ａ））のコーナー点への仰角、方位角を求め、その最大値および最小値（図８（ｂ））を用いて縦横の視野角とその方向を算出する。そして、第１対象画像作成手段５１は、算出した縦横の視野角とその方向を、その有効計算点に配置した視点カメラを用いて描画する場合のカメラパラメータとする。
【００３９】
なお、対象物オブジェクトの極近傍の有効計算点では、視野角が１８０度近く、あるいは１８０度を超える場合が想定される。その場合、視野角に上限（例えば、１５０度）を設け、上限を超えたものについては、視野角を上限値で統一する処理や、計算から除外して可視率を一律で１００％とする処理などを行うことが考えられる。
【００４０】
続いて、第１対象画像作成手段５１は、対象物オブジェクトのみを特定の色で表し、決定したカメラパラメータ（方向、視野角）で対象物オブジェクトを撮影する（レンダリング）。第１対象画像作成手段５１により撮影された非対象物なし第２視点画像Ｐ２Ａを図９（ａ）に例示する。図９（ａ）に示す第２視点画像Ｐ２Ａは、特定の色で色付けされた対象物オブジェクト（図９（ａ）での斜線部分）を二次元座標の仮想スクリーン（例えば、鉛直の二次元平面）に投影した画像である。そして、第１対象画像作成手段５１は、作成した第２視点画像Ｐ２Ａを定量値算出手段６０に出力する。
【００４１】
（第２対象画像作成手段）
第２対象画像作成手段５２は、第２視点画像Ｐ２Ａを描画したカメラパラメータ（方向、視野角）で決定される視点カメラの視野角内に存在する（障害物となる）非対象物オブジェクトを特定の色以外で表し（図９（ｂ）参照）、対象物オブジェクトおよび非対象物オブジェクトを撮影する（レンダリング）。第２対象画像作成手段５２により撮影された非対象物あり第２視点画像Ｐ２Ｂを図９（ｃ）に例示する。図９（ｃ）に示す第２視点画像Ｐ２Ｂは、特定の色で色付けされた対象物オブジェクト（図９（ｃ）での斜線部分）に特定の色以外で色付けされた非対象物オブジェクトを二次元座標の仮想スクリーン（例えば、鉛直の二次元平面）に重ねて投影した画像である。そして、第２対象画像作成手段５２は、作成した第２視点画像Ｐ２Ｂを定量値算出手段６０に出力する。
【００４２】
（定量値算出手段）
定量値算出手段６０は、有効計算点における可視率を算出するものである。定量値算出手段６０には、第１対象画像作成手段５１から非対象物なし第２視点画像Ｐ２Ａが入力される。また、第２対象画像作成手段５２から非対象物あり第２視点画像Ｐ２Ｂが入力される。
【００４３】
定量値算出手段６０は、第２視点画像Ｐ２Ａ（図９（ａ）参照）に描画されている対象物オブジェクトの領域に対する第２視点画像Ｐ２Ｂ（図９（ｃ）参照）に描画されている対象物オブジェクトの領域の割合を可視率として算出する。具体的には、定量値算出手段６０は、第２視点画像Ｐ２Ａおよび第２視点画像Ｐ２Ｂを走査し、特定の色のピクセルを画像毎にカウントする。次に、定量値算出手段６０は、以下の式（１）により可視率を計算する。
【００４４】
・可視率（％）＝Ｃ２／Ｃ１×１００  ・・・・・・式（１）
ここで、「Ｃ１」は第２視点画像Ｐ２Ａにおける特定の色のピクセル数であり、「Ｃ２」は第２視点画像Ｐ２Ｂにおける特定の色のピクセル数であり、「ＡＰ」は描画範囲（描画エリア）の総ピクセル数である。
そして、定量値算出手段６０は、評価対象領域全域に存在する有効計算点の可視率を全て算出し、有効計算点と可視率とを対応づけた情報を可視率分布作成手段７０に出力する。
【００４５】
（可視率分布作成手段）
可視率分布作成手段７０は、評価対象領域全域における可視率の分布を作成する。可視率分布作成手段７０には、評価対象領域全域に存在する全ての有効計算点の可視率が定量値算出手段６０から入力される。具体的には、可視率分布作成手段７０は、可視率を青〜緑〜赤などの配色のカラーバーにマップし、頂点カラー付三次元形状データ等として出力する。
【００４６】
図１０および図１１を参照して、可視率分布作成手段７０の処理を例示する。
図１０は、三次元形状データの例示であり、図１０（ａ）は評価対象領域全域を示し、図１０（ｂ）は評価対象物が配置される近辺の領域（拡大）を示す。図１０（ａ）の評価対象領域は５ｋｍ四方であり、図１０（ｂ）に示す破線の丸で囲まれているのが評価対象物である。
【００４７】
図１１は、可視率分布の例示であり、図１１（ａ）は評価対象領域全域を示し、図１１（ｂ）は評価対象物が配置される近辺の領域（拡大）を示す。図１１では計算点の間隔を約１０ｍとし、約１３０万の計算点数で可視率を算出している。そして、評価対象物が全て見える可視率１００％を色が濃い領域Ｋ１で表し、評価対象物が約半分見える可視率５０％を色が薄い領域Ｋ２で表し、評価対象物が全く見えない可視率０％を色が無い領域Ｋ３で表している。なお、図１１では、説明の便宜上、可視率を３段階の色の濃さで表示しているが、例えば、「可視率０％」を「青色」で表示し、「可視率２５％」を「水色」で表示し、「可視率５０％」を「緑色」で表示し、「可視率７５％」を「黄色」で表示し、「可視率１００％」を「赤色」で表示することも可能である。
以上で、実施形態に係る景観定量化装置１の構成についての説明を終了する。
【００４８】
≪実施形態に係る景観定量化方法≫
以下では、図１２を参照して、景観定量化装置１を用いた景観定量化方法について説明する。図１２は、景観定量化方法のフローチャートである。
【００４９】
景観定量化装置１は、まず形状データの読み込み処理を行う（ステップＳ１０）。具体的には、描画用データ構築手段２０が、記憶手段１０から評価対象物である大規模施設の形状データ（対象物オブジェクト）と、評価対象領域全域の地形データおよび建物や樹木等の形状データ（非対象物オブジェクト）とを読み込む（ステップＳ１１）。続いて、描画用データ構築手段２０が、仮想の三次元空間のＸＺ平面（水平面）をＭ×Ｎ個の区域に、読み込んだオブジェクトを構成するポリゴンを振り分ける（ステップＳ１２）。そして、描画用データ構築手段２０が、描画用データとして区域と区域内のポリゴンとを関連付けたシーングラフを構築する（ステップＳ１３）。
【００５０】
次に、景観定量化装置１は、計算点事前判別処理を行う（ステップＳ２０）。具体的には、第１視点画像作成手段３０が、各ポリゴンのＩＤ番号をカラー化し、対象物オブジェクトに配置した視点カメラから評価対象領域全域を撮影することで、第１視点画像Ｐ１を描画する（ステップＳ２１）。続いて、有効計算点判別手段４０が、第１視点画像Ｐ１のピクセルを走査し、ＲＧＢ値として含まれるポリゴンのＩＤ番号を検出する（ステップＳ２２）。そして、有効計算点判別手段４０が、検出したＩＤ番号に対応するポリゴンについて、その頂点（計算点）を有効計算点としてマーク（登録）する（ステップＳ２３）。
【００５１】
次に、景観定量化装置１は、対象物の景観を定量化するための計算処理を行う（ステップＳ３０）。具体的には、第２視点画像作成手段５０が、有効計算点に視点カメラを配置して対象物オブジェクトの見かけの角度領域を求めることで、評価対象物のカメラ方向および視野角を計算する（ステップＳ３１）。続いて、第２視点画像作成手段５０が、特定の色で色付けされた対象物オブジェクトを計算した視野角で描画した第２視点画像Ｐ２Ａおよび特定の色で色付けされた対象物オブジェクトに特定の色以外で色付けされた非対象物オブジェクトを計算した視野角で描画した第２視点画像Ｐ２Ｂを作成する。そして、定量値算出手段６０が、それぞれの画像の特定の色のピクセルをカウントする（ステップＳ３２）。
【００５２】
続いて、定量値算出手段６０が、有効計算点における可視率を、「可視率（％）＝Ｃ２／Ｃ１×１００」として算出する（ステップＳ３３）。ここで、「Ｃ１」は第２視点画像Ｐ２Ａにおける特定の色のピクセル数であり、「Ｃ２」は第２視点画像Ｐ２Ｂにおける特定の色のピクセル数であり、「ＡＰ」は描画エリア（描画範囲）の総ピクセル数である。そして、ステップＳ３１〜ステップＳ３３の処理を、全有効計算点の計算が終了するまで繰り返し行う（ステップＳ３４）。
【００５３】
次に、可視率分布作成手段７０が、可視率を「青〜緑〜赤」などの配色のカラーバーにマップし、頂点カラー付三次元形状データ等として可視率分布データを出力する（ステップＳ４１）。
以上で、実施形態に係る景観定量化方法についての説明を終了する。
【００５４】
≪実施形態に係る景観定量化方法の処理速度および可視率の精度について≫
（処理速度）
上記説明した実施形態に係る景観定量化方法の処理速度について説明する。
１つの有効計算点における処理は、ステップＳ３２で説明したように、「（１）対象物オブジェクトの描画処理＋（２）第２視点画像Ｐ２Ａのピクセルカウント＋（３）非対象物オブジェクトの描画処理＋（４）第２視点画像Ｐ２Ｂのピクセルカウント」となる。ここで、有効計算点における処理の中で「（３）非対象物オブジェクトの描画処理」が処理時間の約９割を占めると考えられる。
【００５５】
つまり、データ量とハードウェア性能にもよるが、例えば１秒間に６０回描画することを仮定すると、１００万個の有効計算点で可視度の算出を行う場合に、所要計算時間が約４．６時間となる。なお、実施形態に係る景観定量化方法は、実際には描画処理を可視化する必要がないため、フレーム同期やダブルバッファ処理の必要がない。また、描画エリアを全体よりも小さくすることができる。その為、前記した所要計算時間からさらに短くすることも可能である。その為、実施形態に係る景観定量化方法は、市販のＰＣグラフィックハードウェア上での高速化が期待できる手法である。
【００５６】
（可視率の精度）
次に上記説明した実施形態に係る景観定量化方法の可視率の精度について説明する。
第２視点画像Ｐ２Ａにおける特定の色のピクセル数を「Ｃ１」とし、描画エリア（描画範囲）の総ピクセル数を「ＡＰ」とした場合に、「障害物なしの評価対象物の可視度」は「Ｃ１／ＡＰ」と定義する。また、「障害物ありの評価対象物の可視度」は「Ｃ２／ＡＰ」と定義する。通常、「障害物なしの評価対象物の可視度」は１０％（０．１）を下回ることはほぼ無い。その為、可視率の精度は、概算で下記式（２）を保持できる。
【００５７】
・可視率の精度（％）＝｛１／（ＡＰ×０．１）｝×１００  ・・・・・・式（２）
例えば、描画エリア（描画範囲）の総ピクセル数「ＡＰ」を「１２８×１２８（個）」とし、障害物なしの評価対象物の可視度「Ｃ１／ＡＰ」が「１０（％）」の場合、可視率の精度は、下記式（３）となる。
・可視率の精度（％）＝｛１／（１２８×１２８×０．１）｝×１００＝０．０６１％  ・・・・・・式（３）
【００５８】
以上のように、本実施形態に係る景観定量化装置１は、各ポリゴンのＩＤ番号をカラー化し、対象物オブジェクトに配置した視点カメラから評価対象領域全域を撮影することで第１視点画像Ｐ１を描画する。そして、第１視点画像Ｐ１のピクセルを走査することで、ＲＧＢ値として含まれるポリゴンのＩＤ番号を検出し、検出したＩＤ番号に対応するポリゴンについて、その頂点（計算点）を有効計算点として可視率（景観の定量値）を算出する。
その為、本実施形態に係る景観定量化装置１は、評価対象領域全域の内で評価対象物が見える可能性がない地点（可視率「０％」）を事前に判別することが可能であり、可視率を算出する計算点を大幅に削減することができる（効率的である）。
【００５９】
また、本実施形態に係る景観定量化装置１は、評価対象領域全域のそれぞれ有効計算点に視点カメラを配置し、特定の色で色付けされた対象物オブジェクトを計算した視野角で描画した第２視点画像Ｐ２Ａおよび特定の色で色付けされた対象物オブジェクトに特定の色以外で色付けされた非対象物オブジェクトを計算した視野角で描画した第２視点画像Ｐ２Ｂを描画する。そして、それぞれの第２視点画像Ｐ２Ａ、Ｐ２Ｂの特定の色のピクセルをカウントし、第２視点画像Ｐ２Ａにおける特定の色のピクセル数に対する第２視点画像Ｐ２Ｂにおける特定の色のピクセル数の割合を可視率（景観の定量値）として算出する。
その為、本実施形態に係る景観定量化装置１は、計算点毎に対象物の景観を定量的に評価することができる。
【００６０】
また、本実施形態に係る景観定量化装置１は、評価対象領域全域の可視率を「青〜緑〜赤」などの配色のカラーバーにマップし、頂点カラー付三次元形状データ等として可視率分布データを作成する。
その為、本実施形態に係る景観定量化装置１は、評価対象領域全域の中で見えがかり上インパクトが大きい場所がどこであるかを定量的に評価できる。その結果、どの位置から見たパースを作成して重点検討すればよいか、優先順位を明確化することが可能である。
【００６１】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を変えない範囲で実施することができる。実施形態の変形例を以下に示す。
【００６２】
（評価対象物）
実施形態に係る景観定量化装置１は、評価対象物（対象物オブジェクト）として大規模施設の建物本体を想定していた。しかしながら、評価対象として建物の煙突から排出される煙等も含め、この可視率分布を作成してもよい。つまり、評価対象物（対象物オブジェクト）は、構造物以外の形状および三次元ポリゴン化された各種物理量の分布形状でもよい。図１３および図１４を参照して、評価対象として建物の煙突から排出される煙等も含めた可視率分布の作成について説明する。
【００６３】
図１３は、三次元形状データの例示であり、図１３（ａ）は評価対象領域全域を示し、図１３（ｂ）は評価対象物（煙を排出していない状態）が配置される近辺の領域（拡大）を示し、図１３（ｃ）は評価対象物（煙を排出している状態）が配置される近辺の領域（拡大）を示す。図１３の評価対象領域は１０ｋｍ四方であり、図１３（ａ）に示す破線の丸で囲まれているのが評価対象となる建物である。図１３（ｃ）に示す建物からは、煙Ｓが排出されている。
【００６４】
図１４は、可視率分布の例示であり、図１４（ａ）は評価対象物（煙を排出していない状態）の評価対象領域全域を示し、図１４（ｂ）は評価対象物（煙を排出している状態）の評価対象領域全域を示す。図１４では計算点の間隔を約１０ｍとし、約４３０万の計算点数で可視率を算出している。そして、評価対象物が全て見える可視率１００％を色が濃い領域Ｋ１で表し、評価対象物が約半分見える可視率５０％を色が薄い領域Ｋ２で表し、評価対象物が全く見えない可視率０％を色が無い領域Ｋ３で表している。評価対象物として煙を含めた場合（図１４（ｂ）参照）の方が、煙を含めない場合（図１４（ａ）参照）に比べて、全体的に可視率が高くなっているのが判る。
【００６５】
（計算点）
実施形態に係る景観定量化装置１は、オブジェクトを構成する各ポリゴンの頂点を計算点としていたが、それ以外の点を計算点にしてもよい。例えば、ポリゴンの重心位置を計算点としてもよい。また、地上からの指定高さでの見え方が重要であれば、地上１．５ｍ等の高さを指定した計算点を設定してもよい。
【００６６】
（描画範囲）
実施形態に係る景観定量化装置１は、対象物オブジェクトの見かけの角度領域を求めることで描画範囲（描画エリア）を計算していた。しかしながら、描画範囲を要求される可視率の精度に合わせて決定することもできる（例えば、１２８×１２８ピクセル）。また、実施形態では描画範囲の縦横比を自由に変えていたが、描画範囲を正方形に固定化し、縦横の視野角の大きい方に合わせて描画してもよい。
【００６７】
（可視率分布）
実施形態に係る景観定量化装置１は、可視率を青〜緑〜赤などの配色のカラーバーにマップし、頂点カラー付三次元形状データとして出力していた。しかしながら、可視率を単色の透明度（０〜１００％）として表し、頂点透明度付３次元形状データとして出力してよい。
【００６８】
（複数の区域にまたがるポリゴンに対する処理）
描画用データ構築手段２０が、複数の区域にまたがるポリゴン（区域の境界上に位置するポリゴン）を別グループとして登録する場合を、図１５を参照して説明する。ここでは、複数の区域にまたがる各ポリゴン１０１，１０２，１０３を３つのグループに振り分ける場合を想定する。
【００６９】
描画用データ構築手段２０は、Ｘ座標にまたがらないが、Ｚ座標にまたがるポリゴン１０１を区域「１００ＸＸ」（第１グループ）に振り分ける。ここで、「ＸＸ」はＸ座標の区域インデックスを示し、Ｚ座標の範囲はＺｍｉｎ〜Ｚｍａｘである。第１グループは、仮想の三次元空間のＸＺ平面をＭ×Ｎ個の区域に分割した場合を想定すると、含まれる区域数が「Ｍ」個（例えば、区域「１０００１」〜区域「１０００Ｍ」）となる。
【００７０】
また、描画用データ構築手段２０は、Ｚ座標にまたがらないが、Ｘ座標にまたがるポリゴン１０２を区域「２ＺＺ００」（第２グループ）に振り分ける。ここで、「ＺＺ」はＺ座標の区域インデックスを示し、Ｘ座標の範囲はＸｍｉｎ〜Ｘｍａｘである。第２グループは、仮想の三次元空間のＸＺ平面をＭ×Ｎ個の区域に分割した場合を想定すると、含まれる区域数が「Ｎ」個（例えば、区域「２０１００」〜区域「２０Ｎ００」）となる。
【００７１】
また、描画用データ構築手段２０は、Ｘ座標およびＺ座標にまたがるポリゴン１０３を区域「３００００」（第３グループ）に振り分ける。ここで、Ｘ座標の範囲はＸｍｉｎ〜Ｘｍａｘであり、Ｚ座標の範囲はＺｍｉｎ〜Ｚｍａｘである（全領域）。第３グループは、含まれる区域数が「１」個となる。
【００７２】
つまり、仮想の三次元空間のＸＺ平面をＭ×Ｎ個の区域に分割した場合の合計区域数は、Ｘ座標およびＺ座標を共にまたがないポリゴンが振り分けられる区域の数「Ｍ×Ｎ」（個）と、第１グループに含まれる区域の数「Ｍ」個と、第２グループに含まれる区域の数「Ｎ」個と、第３グループに含まれる区域の数「１」個との合計となる（「（Ｍ×Ｎ）＋Ｍ＋Ｎ＋１」個）。
【００７３】
（バウンダリーボックス）
実施形態に係る景観定量化装置１は、バウンダリーボックスを「オブジェクトを含む、座標軸に沿った直方体エリア」として算出していた。しかしながら、バウンダリーボックスを凸包含境界エリアとして算出してもよい。ここで、凸包含境界エリアとは、オブジェクトを含んだ凸包形状を水平面（ＸＺ平面）において算出し、高さをオブジェクトの最大値で立ち上げたエリアのことである。図１６に示す具体例を参照し、バウンダリーボックスを凸包含境界エリアとして算出する処理について説明する。
【００７４】
図１６（ａ）に示す、３つの構造体が組み合わさってできているオブジェクト２０１のバウンダリーボックスを凸包含境界エリアとして算出する場合を想定する。描画用データ構築手段２０は、オブジェクト２０１を含む凸包形状２０２を水平面（ＸＺ平面）において算出する（図１６（ｂ）参照）。そして、描画用データ構築手段２０は、凸包形状２０２を底面とし、高さをオブジェクト２０１の最大高さとする凸包含境界エリア２０３をバウンダリーボックスとして算出する（図１６（ｃ）参照）。
【００７５】
このように、描画用データ構築手段２０が、バウンダリーボックスを直方体エリアに替えて凸包含境界エリアとして算出すると、次のような効果を奏する。
第１視点画像を撮影する場合に、実施形態に示すように直方体エリアの表面に仮想的な視点カメラ（視点）を配置する代表点を設定するようも、変形例に示すように凸包含境界エリアの表面に代表点を設定した方が、より正確な有効計算点を求めることができる。
【００７６】
また、有効計算点から第２視点画像を撮影する場合に、実施形態に示すように有効計算点から直方体エリアのコーナー点への仰角、方位角の最大値および最小値を用いて視野角の範囲を算出するよりも、変形例に示すように凸包含境界エリアのコーナー点への仰角、方位角の最大値および最小値を用いて視野角の範囲を算出した方が、より正確な描画範囲（描画エリア）を計算することができる。さらに、オブジェクトの極近傍に有効計算点がある場合に、視野角を上限値で統一する処理や計算から除外して可視率を一律で１００％とする処理などを行う場合においても、より正確な処理を行うことができる。
【符号の説明】
【００７７】
１      景観定量化装置
１０    記憶手段
２０    描画用データ構築手段
３０    第１視点画像作成手段
４０    有効計算点判別手段
５０    第２視点画像作成手段
５１    第１対象画像作成手段
５２    第２対象画像作成手段
６０    定量値算出手段
７０    可視率分布作成手段
Ｐ１          第１視点画像
Ｐ２Ａ，Ｐ２Ｂ  第２視点画像
【図１】
2015133075.tif 000003
【図２】
2015133075.tif 000004
【図３】
2015133075.tif 000005
【図４】
2015133075.tif 000006
【図５】
2015133075.tif 000007
【図６】
2015133075.tif 000008
【図７】
2015133075.tif 000009
【図８】
2015133075.tif 000010
【図９】
2015133075.tif 000011
【図１２】
2015133075.tif 000012
【図１５】
2015133075.tif 000013
【図１６】
2015133075.tif 000014
【図１０】
2015133075.tif 000015
【図１１】
2015133075.tif 000016
【図１３】
2015133075.tif 000017
【図１４】
2015133075.tif 000018