(57)【要約】  地理空間モデル化システム（５０’）は、地理空間モデルデータ記憶装置（５１’）と、地理空間モデルデータ記憶装置と協働して、地理空間領域の地理空間データセット（２２０’）の空所（２２１’）内に、継ぎ目が平滑化された空所充填データを修復するプロセッサ（５２’）とを含み得る。プロセッサ（５２’）は、地理空間データセット（２２０’）から未加工の空所充填データを選択し、且つ空所領域と地理空間領域の隣接部分との間の対応する界面に沿ったデータに基づく境界条件を用いて、未加工の空所充填データにポアソン方程式を適用することによって、継ぎ目が平滑化された空所充填データを生成し得る。
2011524025.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地理空間モデルデータ記憶装置；及び
前記地理空間モデルデータ記憶装置と協働して、地理空間領域の地理空間データセットの空所内に、継ぎ目が平滑化された空所充填データを修復するプロセッサ；
を有し、
前記プロセッサは、前記地理空間データセットから未加工の空所充填データを選択し、且つ前記空所の領域と前記地理空間領域の隣接部分との間の対応する界面に沿ったデータに基づく境界条件を用いて、前記未加工の空所充填データにポアソン方程式を適用することによって、前記継ぎ目が平滑化された空所充填データを生成する、
地理空間モデル化システム。
【請求項２】
前記プロセッサは前記未加工の空所充填データにポアソン方程式を反復的に適用する、請求項１に記載の地理空間モデル化システム。
【請求項３】
前記プロセッサは、前記空所の全体を一度で埋めるように、前記継ぎ目が平滑化された空所充填データを修復する、請求項１に記載の地理空間モデル化システム。
【請求項４】
前記地理空間データセットは数値標高モデル（ＤＥＭ）データセットを有する、請求項１に記載の地理空間モデル化システム。
【請求項５】
前記地理空間データセットはライダー（ＬＩＤＡＲ）データセットを有する、請求項１に記載の地理空間モデル化システム。
【請求項６】
地理空間領域の地理空間データセットを与えるステップであり、該地理空間データセットは空所を有する、与えるステップ；
前記地理空間データセットから未加工の空所充填データを選択するステップ；
前記地理空間データセットの前記空所内に、前記未加工の空所充填データを修復するステップ；及び
前記空所の領域と前記地理空間領域の隣接部分との間の対応する界面に沿ったデータに基づく境界条件を用いて、前記未加工の空所充填データにポアソン方程式を適用することによって、前記未加工の空所充填データの継ぎ目を平滑化するステップ；
を有する地理空間モデル化方法。
【請求項７】
前記平滑化するステップは前記未加工の空所充填データにポアソン方程式を反復的に適用することを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記修復するステップは、前記空所の全体を一度で埋めるように、前記未加工の空所充填データを修復する、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記地理空間データセットは数値標高モデル（ＤＥＭ）データセットを有する、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記地理空間データセットはライダー（ＬＩＤＡＲ）データセットを有する、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データのモデル化分野に関し、より具体的には、例えば地理空間モデル化システムなどのモデリングシステム及びその関連方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地理的領域の地形モデルは数多くの用途で使用され得る。例えば、地形モデルは飛行シミュレータにて使用されることがあり、また、軍事的なミッションのために使用されることもある。さらに、人工構造（例えば、都市）の地形モデルは、例えば携帯電話アンテナの配備、都市計画、災害対策及び災害分析、及び地図の作製などの用途において極めて役立つものとなり得る。
【０００３】
現在、様々な種類の地形モデル及びその作製方法が用いられている。１つの一般的な地形モデルは数値標高モデル（digital  elevation  model；ＤＥＭ）である。ＤＥＭは、地理的領域の標本化されたマトリクス表現であり、コンピュータによって自動的に生成され得る。ＤＥＭにおいて、座標点は標高値と一致するように作成される。ＤＥＭは、典型的に、異なる高度間の推移（例えば、谷、山など）が１つの高度から次の高度へと概して滑らかになるように地形をモデル化するために用いられる。すなわち、基本的なＤＥＭは典型的に、地形を複数の曲面としてモデル化し、故に、それらの間の不連続はそれらにまたがって“平滑化”される。
【０００４】
１つの特に有利な３Ｄサイトモデル化製品は、本発明の譲受人であるハリスコーポレーションからのリアルサイト（ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標））である。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）は、関心ある地理的領域の重なり画像群を整合（レジストレーション）し、立体視及び天底（nadir）視の技術を用いて高解像度のＤＥＭを抽出するように用いられ得る。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）は、地理的領域（都市を含む）の、正確な構造及び構造境界を有する３次元（３Ｄ）地形モデルを作成する半自動的な処理を提供する。また、ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）モデルは、地理空間的に正確である。すなわち、モデル内の如何なる所与の点の位置も、非常に高い精度で、地理的領域内の正確な位置に対応する。ＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）モデルを生成するために使用されるデータは、例えば、航空写真及び衛星写真、電気光学、赤外線、並びにライダー（light  detection  and  ranging；ＬＩＤＡＲ）を含み得る。
【０００５】
ハリスコーポレーションからの別の同様のシステムにライトサイト（ＬｉｔｅＳｉｔｅ（登録商標））がある。ＬｉｔｅＳｉｔｅ（登録商標）モデルは、ＬＩＤＡＲ及び合成開口レーダ（Synthetic  Aperture  Radar；ＳＡＲ）／インターフェロメトリックＳＡＲ（ＩＦＳＡＲ）の画像からの地面、群葉、及び都市の数値標高モデル（ＤＥＭ）の自動抽出を提供する。ＬｉｔｅＳｉｔｅ（登録商標）は、建造物及び地形の、手頃で、地理空間的に正確で、高解像度の３Ｄモデルを作成するために用いられることができる。
【０００６】
やはり本発明の譲受人に成就されたＲａｈｍｅｓ等への米国特許第６６５４６９０号（特許文献１）は、ランダムに離隔された標高−位置データに基づいて地形及び建造物を含む領域の地形モデルを作成する自動化方法を開示している。なお、その全体をここに援用する。その方法は、所定の位置格子（グリッド）に適合するグリッド化標高−位置データを生成するように、ランダムに離隔されたデータを処理することと、地形データから建造物データを区別するようにグリッド化データを処理することと、地形及び建造物を含む領域の地形モデルを生成するように、建造物データに関して多角形抽出を実行することとを含んでいる。
【０００７】
多くの場合、地理空間モデル又はその他のモデルを生成するために使用されるデータには空所又は隙間が存在する。空所は、得られるモデルの品質に悪影響を及ぼすため、可能であれば、データを処理しながらそれらの空所を補償することが望ましい。一般的に、データフィールド内の欠損データを埋めるために、様々な補間技術が使用される。１つのそのような技術は、信号が帯域制限されていることを仮定するシンク補間である。この手法は通信信号及び音声信号によく適しているが、３Ｄデータモデルにはあまり適していないことがある。他の一手法は多項式補間である。この手法は時折、実行するのが困難である。何故なら、所望の精度を実現するのに必要となり得る高次の多項式では、計算オーバヘッドが過度に厄介なものとなり得るためである。
【０００８】
１つの更なる補間法はスプライン補間である。この手法は比較的高い再構成精度を提供し得るが、３Ｄデータモデルでの実行では、モデル全体上で広範囲のスプラインを解くことの困難性のため、また、必要なマトリクスが悪い状態になり得るため、問題あるものとなり得る。このような従来技術の１つの更なる欠点は、エッジ部のコンテンツを不鮮明にする傾向にあることであり、これは３Ｄ地形モデルにおいて大きな問題となり得る。
【０００９】
画像内の領域を埋める他の一手法が、Ｃｒｉｍｉｎｉｓｉ等への米国特許第６９８７５２０号（特許文献２）にて説明されている。特許文献２は、画像内の目的領域を置換するための適切な充填素材を特定し、この素材を用いて目的領域を埋める見本ベースの充填システムを開示している。これは、画像内の目的領域を埋めるために必要な手動編集の量を低減あるいは最小化するために行われる。目的領域の近傍又はその他のデータ源からタイル状の画像データが“借用”され、該領域を埋める新たな画像データが生成される。目的領域は、ユーザ入力（例えば、ユーザによる画像領域の選択）によって、あるいはその他の方法（例えば、置換されるべき色又は地物の指定）で指定される。また、目的領域が見本タイル群によって埋められる順序は、一種の等輝度ドリブン画像標本化処理を用いて線形構造及び複合構造の連続性を高めるように設定され得る。
【００１０】
例えばＤＥＭなどの地理空間モデルに関して、空所などに起因する誤った認識及び補正を解決するために様々な手法が試みられてきた。１つのそのような手法が、Ｇｏｕｓｉｅによる論文（非特許文献１）にて説明されている。この論文は、ＤＥＭ内の誤差を視覚化するための２つの手法を提示している。１つの手法は、二乗平均平方根誤差（ＲＭＳＥ）から始め、閾値を超える誤差を包含するＤＥＭ内の領域を強調（ハイライト）する。第２の手法は、局所的な曲率を計算し、ＤＥＭ内の不一致を表示する。これらの視覚化手法は、３次元且つ動的なものであり、任意の角度で任意の箇所を検査するために表面を回転させるオプションを検査者に与える。
【００１１】
他の一例がＧｒｏｈｍａｎ等による論文（非特許文献２）にて説明されている。この論文は、例えばフィル（充填）・アンド・フェザー（境界ぼかし）（Ｆ＆Ｆ）法などの伝統的な手法に対する改善を提供することを意図した、ＳＲＴＭデジタル標高データ内の空所を埋める技術を議論している。Ｆ＆Ｆ法においては、空所は、その空所向けの周囲バイアスを除去して、利用可能な最も正確なデジタル標高源（“フィル”）で置換される。そして、界面が、推移を滑らかにするようＳＲにＴＭへぼかされ、如何なる急激な変化も緩和される。これは、２つの表面が互いに非常に近接し且つ最小地形変化のバイアスだけ隔たっているときに最適に機能する。デルタ表面充填（Delta  Surface  Fill；ＤＳＦ）処理は、空所を、空所界面に見出されるＳＲＴＭ値に調整された充填源ポストで置換する。この処理により、充填は、充填が含む有用なデータを依然として保持しながら、元のＳＲＴＭ表面を一層厳密にまねるようになる。
【００１２】
一定の用途においてこれらの従来手法がもたらす利点にも拘わらず、地理空間モデルデータ及びその他のモデルデータにおける誤差の検出及び補正に関する更なる向上が望まれる。このことは特に、地理空間データセット内の空所、及び２つ以上の地理空間（例えば、ＤＥＭ）データセット部分を融合（マージ）しようとするときに生じ得る継ぎ目に関して当てはまる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第６６５４６９０号明細書
【特許文献２】米国特許第６９８７５２０号明細書
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Gousie、「Digital  Elevation  Model  Error  Detection  and  Visualization」、4th  ISPRS  Workshop  on  Dynamic  &  Multi-dimensional  GIS、2005年、英国、C.Gold編、p.42-46
【非特許文献２】Grohman等、「Filling  SRTM  Voids：The  Delta  Surface  Fill  Method」、Photogrammetric  Engineering  &  Remote  Sensing、2006年3月、p.213-216
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
以上の背景技術に鑑み、本発明は、地理空間モデルデータ内の空所を埋める地理空間モデル化システム及びその関連方法を提供することを１つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記及びその他の課題、特徴及び効果は、地理空間モデルデータ記憶装置と、地理空間モデルデータ記憶装置と協働して、地理空間領域の地理空間データセットの空所内に、継ぎ目が平滑化された空所充填データを修復するプロセッサとを含み得る地理空間モデル化システムによって提供される。また、プロセッサは、地理空間データセットから未加工の空所充填データを選択し、且つ空所領域と地理空間領域の隣接部分との間の対応する界面に沿ったデータに基づく境界条件を用いて、未加工の空所充填データにポアソン方程式を適用することによって、継ぎ目が平滑化された空所充填データを生成し得る。
【００１７】
より具体的には、プロセッサは未加工の空所充填データにポアソン方程式を反復的に適用し得る。また、プロセッサは、空所の全体を一度で埋めるように、継ぎ目が平滑化された空所充填データを修復し得る。例として、地理空間データセットは数値標高モデル（ＤＥＭ）データセットとし得る。地理空間データセットはまた、例えば、ライダー（ＬＩＤＡＲ）データセット、及び相関画像データセットであってもよい。地理空間モデル化システムは更に、修復された継ぎ目が平滑化された空所充填データに基づく地理空間モデル画像を表示するため、プロセッサに結合されたディスプレーを含み得る。
【００１８】
関連する地理空間モデル化方法は、地理空間領域の地理空間データセットを与えるステップであり、該地理空間データセットは空所を有する、与えるステップと、地理空間データセットから未加工の空所充填データを選択するステップとを含み得る。当該方法は更に、地理空間データセットの空所内に、未加工の空所充填データを修復するステップと、空所領域と地理空間領域の隣接部分との間の対応する界面に沿ったデータに基づく境界条件を用いて、未加工の空所充填データにポアソン方程式を適用することによって、未加工の空所充填データの継ぎ目を平滑化するステップとを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に従ったポアソンベースの地理空間データセット融合地物を提供する地理空間モデル化システムを概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明に係るポアソンベースの地理空間データセット融合方法の一態様を例示するフロー図である。
【図３】本発明に係るポアソンベースの地理空間データセット融合方法の一態様を例示するフロー図である。
【図４】図１のシステムの融合処理を例示する概略的な地理空間データセットの図である。
【図５】図１のシステムの融合処理を例示する概略的な地理空間データセットの図である。
【図６】図１のシステムの融合処理を例示する概略的な地理空間データセットの図である。
【図７】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示する数値標高モデル（ＤＥＭ）の図である。
【図８】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図９】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１０】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１１】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１２】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１３】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１４】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１５】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１６】比較目的で従来技術に係る平滑化技術を例示する対応するＤＥＭの図である。
【図１７】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１８】図１のシステムの融合・平滑化処理を例示するＤＥＭの図である。
【図１９】本発明に従ったポアソンベースの地理空間データセット見本修復地物を提供する代替的な地理空間モデル化システムを概略的に示すブロック図である。
【図２０】本発明に係るポアソンベースの地理空間データセット見本修復方法の一態様を例示するフロー図である。
【図２１】本発明に係るポアソンベースの地理空間データセット見本修復方法の一態様を例示するフロー図である。
【図２２】図１９のシステムの修復処理を例示するＤＥＭの図である。
【図２３】比較目的で従来技術に係る修復技術を例示する対応するＤＥＭの図である。
【図２４】図１９のシステムの修復処理を例示するＤＥＭの図である。
【図２５】図１９のシステムの修復処理を例示するＤＥＭの図である。
【図２６】図１９のシステムの修復処理を例示するＤＥＭの図である。
【図２７】図１９のシステムの修復処理を例示するＤＥＭの図である。
【図２８】図１９のシステムの修復処理を例示するＤＥＭの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施形態を示す添付の図面を参照して、本発明をより十分に説明する。しかしながら、本発明は数多くの異なる形態で具現化され得るものであり、ここで説明する実施形態に限定されると解されるべきものではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全なものとなり、当業者に本発明の範囲を十分に伝えるよう提供されるものである。全体を通して、同様の要素には同様の参照符号を付し、代替的な実施形態における同様の要素を指し示すためにプライム（ダッシュ）表記を用いる。
【００２１】
先ず、図１−４を参照して、本発明に係る地理空間モデル化システム５０及びその関連方法の態様を説明する。システム５０は、例示的に、地理空間モデルデータ記憶装置５１及びプロセッサ５２を含んでいる。プロセッサ５２は、例えば、ＰＣ、Ｍａｃ又はその他の計算用ワークステーションの中央処理装置（ＣＰＵ）を含み得る。プロセッサ５２には、更に後述する地理空間モデル画像を表示するために、ディスプレー５３が結合され得る。また、プロセッサ５２とのユーザインタラクションのため、例えばキーボード５４やマウス５５などの様々な入力装置が使用され得る。
【００２２】
ブロック７０にて開始し、プロセッサ５２は有利には、地理空間モデルデータ記憶装置５１と協働し、ブロック７１にて提供される第１及び第２の地理空間領域に対応する第１及び第２の地理空間データセット（geospatial  data  set；ＧＤＳ）６０、６１を融合する。上述のように、第１及び第２の地理空間データセット６０、６１は、例えばＬＩＤＡＲ、光画像、ＳＡＲ／ＩＦＳＡＲなどの好適なソースによって取得され得る。例として、データセット６０、６１は、各データセットが特定の地理的領域又はエリアに対応する数値標高モデル（ＤＥＭ）データセットとし得るが、当業者に認識されるように、その他の地理空間データフォーマットが用いられてもよい。
【００２３】
具体的には、地理空間モデルを作成するときに、関心ある特定の地理的領域の所望のカバレッジ領域をユーザに提供するため、２つ以上のＤＥＭ又はデータセットを融合（マージ）することを必要とする状況が存在する。例えば、一部の用途において、画像（例えば、ＬＩＤＡＲ、ＳＡＲ／ＩＦＳＡＲ、光など）の束が標高抽出処理に取り込まれ、画像群は典型的に、処理の制約のために、扱いやすい断片群又はファイル群に分割される。また、別々の、あるいは異なる収集源（例えば、１つ又は複数の、ＬＩＤＡＲ源、光源、ＳＡＲ／ＩＦＳＡＲ源など）からのＤＥＭは、所望の地理的領域のカバレッジを実現するよう融合される必要があり得る。該領域全体を覆う単一のデータセットは（該領域全体の更なるデータ捕捉を実行する費用を負担することなしでは）入手可能でないことがあるからである。さらに、時折、様々な詳細度（例えば、解像度）を有するＤＥＭ群は、所与の領域内で所望の解像度を有するシーンを作り出すように融合される必要がある。
【００２４】
ハリスコーポレーションからの上述のＬｉｔｅＳｉｔｅ（登録商標）サイトモデル化システムは、有利なことに、異なるＤＥＭ間の継ぎ目を効果的に抑制するように融合領域を平滑化することが可能なＤＥＭ融合アルゴリズム（ＨＤＭＡ）を実装している。しかしながら、その手法は、依然として、整合（レジストレーション）、多解像度融合、及び“境界ぼかし”を必要とし得る。例えば補間アルゴリズムなどのその他の既存の技術は、一般的に、高度値を過度に平滑化し、最終的な出力において所望の詳細度が失われる傾向にある。故に、そのような手順の利点に拘わらず、典型的な自動化された継ぎ目除去／抑制技術の結果は、多くの用途において十分な結果を提供しないことがあり、あるいは使用可能になるように相当量の手動修正を必要とし、時間及び費用をひどく高いものにすることがある。
【００２５】
図示した実施形態において、データセット６０、６１は、図示のようにそれらの境界が互いに重なり合うように位置付けられており、その重なりが、選択された地理空間領域６２（図示の明瞭性のためにストリップ状にして示す）を定めている。例えば整合及び境界ぼかし（一部の実施形態において、これらのステップは依然として用いられてもよい）などの従来技術を用いる代わりに、プロセッサ５２は有利には、ブロック７２にて、選択地理空間領域に対して第１及び第２の地理空間データセットの一方又は双方からのデータにポアソン方程式を適用することによって、第１及び第２の地理空間領域の隣接し合う部分間の対応する選択地理空間領域６２の継ぎ目平滑化地理空間データを生成し得る。第１及び第２のデータセット６０、６１のこれら隣接し合う部分は、それらの重なり合わない部分（すなわち、選択地理空間領域６２の外側の部分）である。継ぎ目の平滑化に使用され得る典型的なポアソン偏微分方程式（ＰＤＥ）は：
【数１】
2011524025.tif 000003
である。
【００２６】
より具体的には、当業者に認識されるように、方程式（１）は、選択地理空間領域と、第１及び第２の地理空間領域６０、６１の隣接部分との間の対応する界面６３ｔ、６３ｂ、６３ｌ、６３ｒに沿ったデータに基づく境界条件を用いて適用される。この例では、やはり当業者に認識されるように、第１及び第２のデータセットの隣接部分の双方からのデータが、ポアソンＰＤＥへの入力として与えられる。他の実施形態において、第１又は第２のデータのみからのデータが用いられてもよい。選択地理空間領域と第１及び第２の地理空間領域６０、６１の隣接部分との間の対応する界面６３ｔ、６３ｂ、６３ｌ、６３ｒは、図４において破線で示している。
【００２７】
継ぎ目平滑化地理空間データは、第１及び第２のデータセット６０及び６１の重なり部分に取って代わり、その後、ブロック７３にて、第１及び第２のデータセットの残りの部分が継ぎ目平滑化地理空間データと然るべく融合され、検出可能あるいは視認可能な継ぎ目を殆どあるいは全く有しない最終地理空間データセットが生成される。そして、図２に示した方法は完了される（ブロック７４）。図３に示す代替的な実施形態においては、ブロック７５’にて、領域６２の継ぎ目平滑化地理空間データを生成するために、ポアソン方程式がデータに繰り返し適用される。得られた最終地理空間データセット（例えば、ＤＥＭ）は、ブロック７６’にて、ディスプレー５３上に表示され得る。
【００２８】
換言すれば、この手法は有利なことに、最終的な出力データセットが見えるべき見え方（すなわち、目標）を数学的に“記述”し、目標とデータの現在状態との間の差が許容可能な閾値の範囲内まで数値的に低減されるまで、選択地理空間領域６２を繰り返し修正する。これは、選択地理空間領域６２の数学的記述に対して、この重なり領域内で等式（１）のポアソンＰＤＥを反復的に解くことによって達成される。ポアソンＰＤＥを用いることは、当業者に認識されるように、重なり領域内の内部変化を、重なり領域を境界する登録された標高に合致させるという効果を有する。
【００２９】
故に、領域６１が関数ｆによって表現され、領域６０が関数ｆ’によって表現され、且つ選択地理空間領域６２が関数ｆ”によって表現される場合、プロセッサ５２は、ポアソンＰＤＥの解が：
Δｆ”＝ｆ＊          （２）
によって与えられるようなｆ”の値を反復的に見出す。ただし、ｆ＊は好適解の数学的記述である。選択地理空間領域６２の上側６３ｔ及び左側６３ｌの境界面はｆ’から取られ、選択地理空間領域６２の下側６３ｂ及び右側６３ｒはｆから取られる。
【００３０】
上述のポアソンＰＤＥ融合技術は有利なことに、選択地理空間領域６２の全体での融合を提供し、同一ソースのデータセットも融合され得るが、異なるソース（例えば、ＬＩＤＡＲ、光画像など）からの地理空間データセットに対してさえも、選択地理空間領域の全体で境界値を合致させ得る。また、この手法は有利なことに、選択地理空間領域６２内の登録された標高同士の間の関係を維持し、ユーザ入力を必要としない（すなわち、完全に、あるいは部分的に自動化され得る）。また、この手法は、本質的に継ぎ目のない融合を提供するので、例えば処理の最後での境界ぼかしなどの更なるステップなしで実行され得る。従って、上述の手法はエッジ部のコンテンツを不鮮明にしにくい。このことは、特に、例えばＤＥＭなどの地理空間データセット内の地勢を保存するために重要となり得る。
【００３１】
図５に見られるように、本手法はまた、第１データセット６０’と第２のデータセット６１’とを重ねることなく使用されてもよい。図示した例において、第１及び第２のデータセット６０’及び６１’は、各々の共通の辺がそれらの間の境界面６４’を定めるように隣接している。故に、ポアソンＰＤＥへの入力は、この境界面６４’と、その何れかの側の第１及び第２のデータセットからのデータとに基づく。このような実施形態における選択地理空間領域６２’は、当業者に認識されるように、境界面６４’の何れかの側に対して一定数のポストや一定の距離などとなるように定められ得る。また、一部の実施形態において、第１のデータセット６０’と第２のデータセット６１’との間に部分的な隙間が存在する（すなわち、それらが互いに直に隣接していない）ことも可能である。更なる他の可能性を図６に示す。図示のように、第１のデータセットと第２のデータセットとが重なっているが、選択地理空間領域６２”は、重なり部分のちょうどより大きくなるように定められている。
【００３２】
以上の事項は、具体的な例を参照することで更に理解されるであろう。第１の具体的な例を図７−１２に提示する。より具体的には、入力ＤＥＭ８０、８１を、それぞれ、図７、８に示す。当業者に認識されるように、ＤＥＭ８０は相関画像から生成されており、ＤＥＭ８１はＬＩＤＡＲデータから生成されている。一部の実施形態において、これらのＤＥＭは、プロセッサ５２によって生成されてもよく、あるいは異なるシステム／アプリケーションによって前もって生成されてもよい。例として、上述のポアソン融合技術は、上述のＲｅａｌＳｉｔｅ（登録商標）／ＬｉｔｅＳｉｔｅ（登録商標）サイトモデル化システムに実装されてもよい。これらのシステムはまた、“未加工（ロー）”のＬＩＤＡＲデータや光データなどからのＤＥＭ生成、及びその他の機能を提供する。しかしながら、当業者に認識されるように、これらの技術はその他のプラットフォーム又はアプリケーションに実装されてもよい。
【００３３】
入力ＤＥＭ８０、８１を単に隣接させることによって（すなわち、更なる平滑化処理なく）生成されたＤＥＭ８２を図９及び１０に示す。ただし、図１０は陰影起伏図である。この場合、得られたＤＥＭ画像内には継ぎ目８３が一目瞭然であり、これは一般的にユーザにとって望ましくないものである。しかしながら、上述のポアソンベースの融合技術を用いて同じＤＥＭ８２’を生成すると、図１１及び１２に示すように、継ぎ目はもはや明白でない。
【００３４】
別の一例を図１３−１８に示す。これらの図は全て陰影起伏ＤＥＭ図である。この例において、入力は相関画像ＤＥＭ９０（図１３）及びＬＩＤＡＲ  ＤＥＭ９１（図１４）である。これら２つの入力ＤＥＭ９０及び９１が、如何なる平滑化もなく単に隣接されて、図１５のＤＥＭ９２が提供されるとき、継ぎ目９３とともに、得られるＤＥＭ画像内の様々な建造物及び構造の地物位置の不一致が明白となる。比較として、上述の従来技術に係るＨＤＭＡアルゴリズム（又は、典型的な従来技術に係る補間アルゴリズム）を用いると、図１６に示す融合ＤＥＭ９２’が提供される。融合ＤＥＭ９２’は、図１６に見られるように、継ぎ目は実質的にないものの、重なり領域において２つの元のＤＥＭ９０及び９１と比較して細部の有意な損失を有する。
【００３５】
上述の基本的なポアソン領域記述を用いると、図１７に示す出力ＤＥＭ９２”が生成される。これは特異な推移（例えば、地表に対する建造物のエッジ）を内部に有する数多くの建造物及び構造を有する特に複雑なシーンであるので、上述の基本的な数学的記述は、完全に満足のいく結果を提供しないことがある。しかしながら、このような用途においては、プロセッサ５２が重なり部において２つのそれぞれの勾配のうちの高い方の勾配を保存する（図３のブロック７２’）ポアソン融合の代替的な実装が用いられ得る。図１８に見られるように、目標又は重なり領域６２のそのような数学的記述は、得られるＤＥＭ９２’’’において基本的なポアソン融合手法より遙かにきれいな地物の融合をもたらし、継ぎ目も除去される。これら２つの手法の適用は、故に、融合されるＤＥＭ内の具体的な地物に依存し得る。また、これら双方の技術が同一の最終ＤＥＭ内で用いられてもよい（例えば、基本的なポアソン融合を用いて２つの地勢ＤＥＭ断片が融合され、上述の代替手法を用いて２つの都市領域が融合される）。
【００３６】
上述のポアソン融合技術はまた、有利なことに、地理空間モデルデータセット内で見本に基づく修復を実行するように実装され得る。このような修復は本質的に、１つの地理空間データセット内からの１つ以上の領域又は区画を、該データセット内の空所内に融合することを伴う。ここで図１９−２５を参照するに、代替的な一実施形態において、プロセッサ５２’は地理空間モデルデータ記憶装置５１’と協働し、或る地理空間領域の地理空間データセット２２０内の１つ以上の空所２２１内に、継ぎ目が平滑化された空所充填データを修復する。図示した例において地理空間領域は山岳領域であるが、当業者に認識されるように、ここで説明する空所充填技術は、様々な種類の地理空間領域又は地理的領域のデータセットにおける空所充填に使用され得る。
【００３７】
より具体的には、ブロック２００で開始し、内部に１つ以上の空所２２１を有する地理空間データセット２２０が与えられると（ブロック２０１）、プロセッサ５２’は、ブロック２０２にて、該地理空間データセット内から未加工の空所充填データを選択する。地理空間モデルデータ内での見本に基づく修復及び空所修復用の未加工空所充填データの選択についての更なる背景は、本発明の譲受人に譲渡された米国出願第１１／８７４２９９号にて提供されている。なお、その全体をここに援用する。
【００３８】
プロセッサ５２’は有利には、ブロック２０３−２０４にて、それぞれの空所２２１内に未加工空所充填データを修復し、且つ空諸領域と地理空間領域の隣接領域との間の対応する界面に沿ったデータに基づく境界条件を用いて、空所充填データにポアソン方程式を適用することによって、新たな空所充填データに継ぎ目平坦化を施す。そして、図２０に示した方法は完了する（ブロック２０５）。より具体的には、空諸領域と隣接領域との間の界面は、空所２２１の輪郭又は境界によって定められる。なお、修復ステップ（ブロック２０３）は例示的に継ぎ目平滑化ステップ（ブロック２０４）の前であるが、当業者に認識されるように、一部の実施形態においては、修復は継ぎ目平滑化処理と同時（あるいは、それより後）に行われてもよい。
【００３９】
この場合も、未加工空所充填データへのポアソンＰＤＥの適用は、一部の用途では単一の繰り返しも可能であり得るが、好ましくは、ブロック２０６’にて上述のように反復的に実行される。得られた地理空間モデル画像は、ブロック２０７’にて、修復された継ぎ目平滑化空所充填データに基づいて表示され得る。
【００４０】
この手法の１つの有意な利点は、一度に全ての見本充填で、すなわち、複数の連続的な充填又は区画ではなく単一の充填又は区画で空所を埋めることで、所望の充填精度を実現することに特に適していることである（ブロック２０３’）。背景として、上述のＬｉｔｅＳｉｔｅ（登録商標）モデル化システムは、所与の空諸領域を埋めるように元の入力データセット内に最上位候補を配置するために統計分析を実行する見本修復アルゴリズムを採用している。見本充填処理においては、一般的に、見本修復空所充填アルゴリズムを、領域全体を一度で同時に埋めることを可能にするモードで実行することが好ましい。区画ベースの方式と比較して、同時充填手法は効率を向上させ且つ不一致の虞を低減する。
【００４１】
とはいえ、潜在的な充填候補の比較的大きいプールを特定し、充填データに変形する能力があっても、一部の実施形態においては同時手法を用いること、ひいては、それを初期設定の手法として用いることは依然として困難であり得る。何故なら、単一の充填ではやはり、埋められた空所領域の境界に沿って、完全にせよ部分的にせよ、継ぎ目が残ることがある。これは、例えば、統計的に最も適合するものと充填標的領域との間に不一致が存在するときに起こり得る。また、充填のその他全ての観点が密接に合致するときであっても、一部の用途において、単一充填修復処理を満足できないものにするその他の問題が生じ得る。
【００４２】
しかしながら、空所領域への最上位候補領域の調整−複製−貼り付けではなく、上述のポアソンベースの修復手法を用いることにより、空所領域への候補領域の実質的にシームレスな融合が実現され得る。比較として、従来技術に係る補間による空所充填の結果を図２３に示す。この場合、空所２２１が修復されたところに、目立つ継ぎ目２２２’が存在している。空所２２１への同時見本充填を用いた場合の同じ地理空間データセット２２０”を、ポアソンＰＤＥによる平滑化の適用の前、後について、それぞれ、図２４、２５に示す。図示のように、図２４に存在する継ぎ目２２２”は、ポアソンＰＤＥの適用後（図２５）、遙かに目立たなくなっている。
【００４３】
別の一例として、より顕著な（故に、より難しい）山岳領域の例を図２６−２８に示す。ＤＥＭ２６０はその内部に不規則な形状の空所２６１を有している。選択された未加工空所充填データの空所２６１内への同時修復後、ＤＥＭ画像（図２７）において継ぎ目２２２’は明白である。しかしながら、上述のポアソンＰＤＥ手法の適用後、図２８に見られるように、ＤＥＭ２６０”において継ぎ目は有意に抑制されている。
【００４４】
ポアソンＰＤＥ見本ベース修復手法は、故に、ポアソンＰＤＥの有利な平滑化の利益とともに、例えば処理速度及び元の地物の細部の保存といった見本修復の利益を有利に活用するものである。当業者に認識されるように、上述の融合手法及び修復手法は何れも、画像空間及びＤＥＭ空間において有利に適用され得る。ポアソン画像編集についての更なる一般的な背景情報は、英国で２００３年にＭｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈによって出版された、Ｐｅｒｅｚ等による「Ｐｏｉｓｓｏｎ  Ｉｍａｇｅ  Ｅｄｉｔｉｎｇ」というタイトルの論文に見出すことができる。なお、その全体をここに援用する。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【国際調査報告】
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