(57)【要約】【課題】  地上面を三次元計測した計測データから、簡易、迅速且つ高精度に、地盤面を抽出する。【解決手段】  区画分割機能２０が、対象地域を複数の区画に分割する。最小標高値探索機能２２が、区画単位で最小標高点を探索し、暫定地盤抽出機能２４が、最小標高点から比高差ΔＨａ範囲内の点データを計測データから抽出し、暫定地盤データ１０ｂとする。フィルタ処理機能２６が、暫定地盤データ１０ｂから第２の比高差ΔＨｂを超える点を除外し、これにより簡易地盤データ１０ｃを生成する。三角網生成機能３８が、簡易地盤データ１０ｃから三角網により基準面を生成する。比較機能３２は、基準面より比高差ΔＨｃだけ高い仮想基準面と計測データ１０ａを比較し、仮想基準面より低い計測データを抽出し、最終地盤１０ｄとする。【選択図】  図１
2008009723.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する方法であって、
当該対象地域を複数の区画に分割する分割ステップ（Ｓ１）と、
当該区画単位で、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、暫定地盤データとする暫定地盤抽出ステップ（Ｓ２〜Ｓ７）と、
当該暫定地盤データから所定勾配以上に高い標高の点データを除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理ステップ（Ｓ８）と、
当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成ステップ（Ｓ９）と、
当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出ステップ（Ｓ１０，Ｓ１１）
とを具備することを特徴とする地盤抽出方法。
【請求項２】
当該抽出ステップは、当該基準面より第２の比高差（ΔＨｃ）だけ高い面より低い点データを、当該計測データから最終地盤データとして抽出することを特徴とする請求項１に記載の地盤抽出方法。
【請求項３】
対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する方法であって、
当該対象地域を構成する第１の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第１の暫定地盤データとする第１の暫定地盤抽出ステップ（Ｓ２〜Ｓ７）と、
当該対象地域を構成する当該第１の区画サイズよりも大きな第２の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第２の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第２の暫定地盤データとする第２の暫定地盤抽出ステップ（Ｓ２１）と、
当該第２の暫定地盤データから生成される暫定地盤基準面から第３の比高差（ΔＨｂ）だけ高い面より高い点を、当該第１の暫定地盤データから除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理ステップ（Ｓ２５）と、
当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成ステップ（Ｓ９）と、
当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出ステップ（Ｓ１０，Ｓ１１）
とを具備することを特徴とする地盤抽出方法。
【請求項４】
当該フィルタ処理ステップが、
当該第２の暫定地盤データから当該第２の区画サイズよりも小さいグリッド間隔のグリッドデータを生成するステップ（Ｓ２２）と、
当該グリッドデータから不定形三角網を形成するステップ（Ｓ２３）
とを具備し、当該不定形三角網の面を当該暫定地盤基準面とすることを特徴とする請求項３に記載の地盤抽出方法。
【請求項５】
当該フィルタ処理ステップが、当該第２の暫定地盤データから不定形三角網を形成するステップを具備し、当該不定形三角網の面を当該暫定地盤基準面とすることを特徴とする請求項３に記載の地盤抽出方法。
【請求項６】
当該抽出ステップが、当該基準面から第４の比高差（ΔＨｃ）だけ高い仮想基準面より低い点データを、当該計測データから抽出することを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載の地盤抽出方法。
【請求項７】
対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する装置であって、
当該対象地域を複数の区画に分割する分割手段（２０）と、
当該区画単位で、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、暫定地盤データとする暫定地盤抽出手段（２２，２４）と、
当該暫定地盤データから所定勾配以上に高い標高の点データを除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理手段（２６）と、
当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成手段（２８）と、
当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出手段（３０，３２）
とを具備することを特徴とする地盤抽出装置。
【請求項８】
当該抽出手段は、当該基準面より第２の比高差（ΔＨｃ）だけ高い面より低い点データを、当該計測データから最終地盤データとして抽出することを特徴とする請求項７に記載の地盤抽出装置。
【請求項９】
対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する装置であって、
当該対象地域を構成する第１の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第１の暫定地盤データとする第１の暫定地盤抽出手段（２０〜２４，Ｓ２〜Ｓ７）と、
当該対象地域を構成する当該第１の区画サイズよりも大きな第２の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第２の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第２の暫定地盤データとする第２の暫定地盤抽出手段（２０〜２４，Ｓ２１）と、
当該第２の暫定地盤データから生成される暫定地盤基準面から第３の比高差（ΔＨｂ）だけ高い面より高い点を、当該第１の暫定地盤データから除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理手段（４２）と、
当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成手段（２８）と、
当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出手段（３０，３２）
とを具備することを特徴とする地盤抽出装置。
【請求項１０】
当該フィルタ処理手段が、
当該第２の暫定地盤データから当該第２の区画サイズよりも小さいグリッド間隔のグリッドデータを生成する手段（Ｓ２２）と、
当該グリッドデータから不定形三角網を形成する手段（Ｓ２３）
とを具備し、当該不定形三角網の面を当該暫定地盤基準面とすることを特徴とする請求項９に記載の地盤抽出装置。
【請求項１１】
当該フィルタ処理手段が、当該第２の暫定地盤データから不定形三角網を形成する手段を具備し、当該不定形三角網の面を当該暫定地盤基準面とすることを特徴とする請求項９に記載の地盤抽出装置。
【請求項１２】
当該抽出手段は、当該基準面より第２の比高差（ΔＨｃ）だけ高い面より低い点データを、当該計測データから最終地盤データとして抽出することを特徴とする請求項９乃至１１の何れか１項に記載の地盤抽出装置。
【請求項１３】
対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出するコンピュータプログラムであって、
当該対象地域を複数の区画に分割する分割機能（２０，Ｓ１）と、
当該区画単位で、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、暫定地盤データとする暫定地盤抽出機能（２２，２４，Ｓ２〜Ｓ７）と、
当該暫定地盤データから所定勾配以上に高い標高の点データを除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理機能（２６，Ｓ８）と、
当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成機能（２８，Ｓ９）と、
当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出機能（３０，３２，Ｓ１０，Ｓ１１）
とを具備することを特徴とする地盤抽出プログラム。
【請求項１４】
当該抽出機能は、当該基準面より第２の比高差（ΔＨｃ）だけ高い面より低い点データを、当該計測データから最終地盤データとして抽出することを特徴とする請求項１３に記載の地盤抽出プログラム。
【請求項１５】
対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出するコンピュータプログラムであって、
当該対象地域を構成する第１の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第１の暫定地盤データとする第１の暫定地盤抽出機能（２０〜２４，Ｓ２〜Ｓ７）と、
当該対象地域を構成する当該第１の区画サイズよりも大きな第２の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第２の比高差（ΔＨａ）範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第２の暫定地盤データとする第２の暫定地盤抽出機能（２０〜２４，Ｓ２１）と、
当該第２の暫定地盤データから生成される暫定地盤基準面から第３の比高差（ΔＨｂ）だけ高い面より高い点を、当該第１の暫定地盤データから除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理機能（４２，４４，Ｓ２５）と、
当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成機能（２８，Ｓ９）と、
当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出機能（３０，３２，Ｓ１０，Ｓ１１）
とを具備することを特徴とする地盤抽出プログラム。
【請求項１６】
当該フィルタ処理機能が、
当該第２の暫定地盤データから当該第２の区画サイズよりも小さいグリッド間隔のグリッドデータを生成する機能（Ｓ２２）と、
当該グリッドデータから不定形三角網を形成する機能（Ｓ２３）
とを具備し、当該不定形三角網の面を当該暫定地盤基準面とすることを特徴とする請求項１５に記載の地盤抽出プログラム。
【請求項１７】
当該フィルタ処理機能が、当該第２の暫定地盤データから不定形三角網を形成する機能を具備し、当該不定形三角網の面を当該暫定地盤基準面とすることを特徴とする請求項１５に記載の地盤抽出プログラム。
【請求項１８】
当該抽出機能が、当該基準面から第４の比高差（ΔＨｃ）だけ高い仮想基準面より低い点データを、当該計測データから抽出することを特徴とする請求項１５乃至１７の何れか１項に記載の地盤抽出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤及び地物の外形を含む３次元位置データから地盤を抽出する方法、装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空レーザ測量により、地盤上の地物の表面形状を三次元計測することができる（特許文献１参照）。最も遠くのレーザ反射点を地盤面と推定している。
【特許文献１】特開２００３−２９６７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
地物の高さを正確に測定するには、地盤面を正確に決定する必要がある。
【０００４】
本発明は、多数のサンプルされた三次元位置データから地盤を精度良く抽出する方法、装置及びプログラムを提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る地盤抽出方法は、対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する方法であって、当該対象地域を複数の区画に分割する分割ステップと、当該区画単位で、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、暫定地盤データとする暫定地盤抽出ステップと、当該暫定地盤データから所定勾配以上に高い標高の点データを除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理ステップと、当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成ステップと、当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出ステップとを具備することを特徴とする。
【０００６】
本発明に係る地盤抽出方法は、対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する方法であって、当該対象地域を構成する第１の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第１の暫定地盤データとする第１の暫定地盤抽出ステップと、当該対象地域を構成する当該第１の区画サイズよりも大きな第２の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第２の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第２の暫定地盤データとする第２の暫定地盤抽出ステップと、当該第２の暫定地盤データから生成される暫定地盤基準面から第３の比高差だけ高い面より高い点を、当該第１の暫定地盤データから除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理ステップと、当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成ステップと、当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出ステップとを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る地盤抽出装置は、対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する装置であって、当該対象地域を複数の区画に分割する分割手段と、当該区画単位で、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、暫定地盤データとする暫定地盤抽出手段と、当該暫定地盤データから所定勾配以上に高い標高の点データを除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理手段と、当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成手段と、当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る地盤抽出装置は、対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出する装置であって、当該対象地域を構成する第１の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第１の暫定地盤データとする第１の暫定地盤抽出手段と、当該対象地域を構成する当該第１の区画サイズよりも大きな第２の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第２の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第２の暫定地盤データとする第２の暫定地盤抽出手段と、当該第２の暫定地盤データから生成される暫定地盤基準面から第３の比高差だけ高い面より高い点を、当該第１の暫定地盤データから除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理手段と、当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成手段と、当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出手段とを具備することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る地盤抽出プログラムは、対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出するコンピュータプログラムであって、当該対象地域を複数の区画に分割する分割機能と、当該区画単位で、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、暫定地盤データとする暫定地盤抽出機能と、当該暫定地盤データから所定勾配以上に高い標高の点データを除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理機能と、当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成機能と、当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出機能とを具備することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る地盤抽出プログラムは、対象地域の地盤面を含む地上を３次元計測した計測データから地盤を抽出するコンピュータプログラムであって、当該対象地域を構成する第１の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第１の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第１の暫定地盤データとする第１の暫定地盤抽出機能と、当該対象地域を構成する当該第１の区画サイズよりも大きな第２の区画サイズの複数の区画のそれぞれにおいて、最小標高点を探索し、当該最小標高点から第２の比高差範囲内の点データを当該計測データから抽出し、第２の暫定地盤データとする第２の暫定地盤抽出機能と、当該第２の暫定地盤データから生成される暫定地盤基準面から第３の比高差だけ高い面より高い点を、当該第１の暫定地盤データから除外し、これにより簡易地盤データを生成するフィルタ処理機能と、当該簡易地盤データから三角網により基準面を生成する基準面生成機能と、当該基準面に従い当該計測データから最終地盤データを抽出する抽出機能とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、地上面を三次元計測した計測データから、簡易、迅速且つ高精度に、地盤面を抽出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の一実施例の概略機能ブロック図を示し、図２は、本実施例の動作フローチャートを示す。
【００１４】
ハードディスク（ＨＤＤ）１０には、航空レーザ測量により三次元測定された地表面の点データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝（以下、計測データという）１０ａが格納されている。ｘ，ｙは、水平面の位置、例えば、所定測地系に基づく経度（又は緯線に沿った距離）と緯度（又は経線に沿った距離）をそれぞれ示し、ｚは標高を示す。
【００１５】
ＣＰＵ１２は、ハードディスク１０に格納されている計測データ１０ａに後述する処理を実行して、地盤面を示す最終的なデータを生成する。ＣＰＵ１２には、キーボード１４、マウス１６、及び映像モニタ１８が接続する。ユーザは、映像モニタ１８に表示される画面に従い、キーボード１４及びマウス１６を操作することで、ＣＰＵ１２に種々の指示を入力でき、計測データ及びこれから得られるデータの処理を対話的にＣＰＵ１２に指示できる。
【００１６】
ＣＰＵ１２のプログラムソフトウエアとしての区画分割機能２０は、計測データ１０ａの地域を複数の小さな区画に分割する（Ｓ１）。区画は、例えば、水平面内のｘ方向（例えば、経度）とｙ方向（例えば、緯度）で区切られたものであり、正方形又は長方形の何れであってもよい。区画の幅又はサイズは、例えば２ｍ乃至５ｍ程度であり、ここでは、区画を２ｍ四方の正方形とする。
【００１７】
特定線に沿った地盤の断面を抽出したい場合、当該特定線に沿って、対象地域を短冊状に区切ればよい。面的に地盤面を抽出する場合には、例えば、正方形の区画とする。区画のサイズは、対象地域の全域で同じである必要は無いが、同じにしておくとコンピュータ処理が容易になる。他方、区画のサイズを、傾斜地では細かくし、平坦地では広くするといったように、地盤面の基本的な形状に従って変更すると、最終的な地盤面に対して必要な精度を確保しつつ、計算処理を少なくすることが可能になる。
【００１８】
図３は、区画分割の一例を示す。横軸は水平方向（例えば、ｘ方向）であり、縦軸は標高を示す。黒丸が計測データ１０ａを示す。破線は、区画を分割する線を示す。
【００１９】
このように分割された各区画内で、暫定地盤を決定する（Ｓ２〜Ｓ７）。第一の区画を選択し（Ｓ２）、ＣＰＵ１２の最小値標高探索機能２２が、選択された区画内で計測データ１０ａから最小標高値を探索する（Ｓ３，Ｓ４）。ＣＰＵ１２の暫定地盤抽出機能２４が、最小標高値に比高差ΔＨａを加算し、選択された区画内で、計測データ１０ａから、（最小標高値＋ΔＨａ）より標高の低い点データを抽出する（Ｓ５）。暫定地盤抽出機能２４は、抽出した点データを暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂとしてＨＤＤ１０に格納する。ΔＨａは、例えば、１０ｃｍ程度であり、この処理により、明らかに地盤面でない点（例えば、建物の屋根、及び樹木の表層等）を計測データ１０ａから除外できる。次の区画を選択し（Ｓ７）、最小値標高探索機能２２による最小標高値の探索（Ｓ３，Ｓ４）と、暫定地盤抽出機能２４による暫定地盤の抽出（Ｓ５）を実行する。
【００２０】
このようにして、全区画について（Ｓ６）、最小値標高探索機能２２による最小標高値の探索（Ｓ３，Ｓ４）と、暫定地盤抽出機能２４による暫定地盤の抽出（Ｓ５）を実行する。
【００２１】
図４は、図３に示す例に対する最小標高の点データを示す。各区画で最小標高を示す点を白丸で図示してある。図５は、暫定地盤抽出機能２４による暫定地盤の抽出結果を示す。図５では、黒丸が暫定地盤を示し、白丸が、除外された点を示す。
【００２２】
樹木又は建物等の地物を多く含む場所では、地盤以外の点が区画内の最小標高点になることがありうる。従って、暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂは、樹木及び建物等を多く含む場所では、地盤以外のデータ、例えば、建物の屋根や庇、及び樹木の表層等を示す点データを含む。これらの点データは、いわば暫定地盤データに含まれるノイズである。ＣＰＵ１２のフィルタ処理機能２６が、区画分割機能２０により分割された区画の制限無しで、空間フィルタ処理により、対象地域の暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂからこのようなノイズを除去する（Ｓ８）。例えば、隣接する点データ間の標高差と水平距離を算出し、その標高差が、所定水平距離における比高差ΔＨｂに相当する値より大きい場合、すなわち、所定勾配以上の変化を示す場合に、標高の高い方の点を除外する。
【００２３】
フィルタ処理機能２６は、暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂから最終的に残った点データを簡易地盤データ｛Ｒｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｃとしてＨＤＤ１０に格納する。この段階では、ユーザがモニタ１８の画面で暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝の標高を確認し、地盤とは思えない点データを除外してもよい。
【００２４】
ＣＰＵ１２の三角網生成機能２８は、簡易地盤データ｛Ｒｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｃから不定形三角網データ（いわゆるＴＩＮデータ）を生成する（Ｓ９）。この三角網データによる面を、最終地盤を決定するための基準面とする。簡易地盤データ｛Ｒｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｃから所定グリッド間隔のグリッドデータを生成し、そのグリッドデータから三角網データを生成しても良い。グリッド間隔は、ある程度、小さいのが好ましく、ここでは、２ｍとした。グリッドデータを介することで、簡単に精度の良い三角網データを生成できる。三角網データでは、座標点を機械的に決定できるので、コンピュータ処理が全体的に簡易になる。
【００２５】
加算器３０は、三角網生成機能２８により生成される基準面に比高差ΔＨｃを加算して、基準面をΔＨｃだけ上げた仮想三角網又は仮想基準面を生成する（Ｓ１０）。即ち、基準面となる三角網をΔＨｃだけ標高を上げた面を仮想基準面とする。ΔＨｃは、例えば、４０ｃｍである。レーザ測量により三次元計測された点データは、標高方向である程度の拡がりがあり、その拡がりは、通常、４０ｃｍの範囲内に収まる。比高差ΔＨｃを４０ｃｍとすれば、このような拡がりを吸収できる。また、計測データの面的な密度から、標高差が４０ｃｍ以内とすれば、隣接するＴＩＮ間で地盤面をもれなく抽出できるからである。
【００２６】
図６は、図５に示す暫定地盤に対する基準面と仮想基準面を示す。基準面を破線で示し、仮想基準面を一点鎖線で示す。図３乃至図５に示す例では、フィルタ処理機能２６により除外される点データが存在しないので、図５に示す暫定地盤が、そのまま簡易地盤となる。
【００２７】
ＣＰＵ１２の比較機能３２は、計測データ｛Ｐｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ａと仮想基準面（加算器３０の出力）とを比較し、仮想基準面より低い位置に位置する計測データを全て抽出し、最終地盤｛Ｓｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝としてＨＤＤ１０に格納する（Ｓ１１）。図７は、図６に示す簡易地盤に対する最終地盤の抽出結果を示す。比較機能３２で抽出される最終地盤を黒丸で示し、計測データ１０ａから除外される点を白丸で示す。図６で仮想基準面より低い位置に存在する計測データが、最終的に地盤と評価されている。図６及び図７を比較すると分かるように、簡易地盤になっていないが、最終地盤に採用される計測データが存在する。
【００２８】
比較機能３２は、仮想基準面（加算器３０の出力）と簡易地盤データ１０ｃとを比較し、簡易地盤データ１０ｃから仮想基準面より低い位置に位置する点データを抽出し、最終地盤としてもよい。
【００２９】
最終的に、抽出精度を高めるために人手で修整する。例えば、所望の線に沿って最終地盤の断面を表示し、高過ぎる点や低すぎる点等の不自然な点を修整する。また、最終地盤データ１０ｄから等高線を作成し、不正又は不自然な等高線をもたらす点を除去する。
【００３０】
暫定地盤１０ｂ、簡易地盤１０ｃ及び最終地盤１０ｄを異なるデータファイルとして生成するように説明したが、これは、データの変遷を理解しやすくするためであり、実質的には、計測データ１０ａに対する属性、又はデータを配置するレイヤで、暫定地盤１０ｂ、簡易地盤１０ｃ及び最終地盤１０ｄの各データを相互に識別する。例えば、暫定地盤１０ｂを抽出する処理は、計測データ１０ａの属性を、暫定地盤を示す値に変更するか、又は、暫定地盤を置くレイヤに計測データ１０ａを移動する処理である。特に、暫定地盤１０ｂ及び簡易地盤１０ｃは中間的に生成されるデータであるので、一時的な保管で済むことは明らかである。
【００３１】
本実施例では、地物を含む地上を３次元計測した計測データから地盤面を高速且つ高精度に抽出することができる。人手による作業を主として特異点の修整作業に割くことができ、効率が格段に向上する。オペレータの経験年数に左右されずに地盤を抽出でき、均一な品質の地盤データ作成が可能になる。
【実施例２】
【００３２】
図８は、本発明の第２実施例の概略構成ブロック図を示す。図１と同じ構成要素には同じ符号を付してある。具体的には、ＣＰＵ４０のフィルタ処理機能４２が、以下に説明するように変更されている。図９は、フィルタ処理機能４２に関わる動作のフローチャートを示す。
【００３３】
ＣＰＵ４０は、区画分割機能２０，最小標高値探索機能２２及び暫定地盤抽出機能２４を使って、暫定地盤データ１０ｂのときよりも大きな区画サイズで、同様の処理（Ｓ１〜Ｓ７）により、第２の暫定地盤データ｛Ｑ２ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂ−２を生成し、ＨＤＤ１０に格納する（Ｓ２１）。ここでは、区画サイズを５ｍとした。区画サイズを大きくすることで、建物や樹木の影響を除外できるが、細かな地盤変動、例えば、傾斜地を見逃しやすくなる。逆に、区画サイズを小さくすると、傾斜地を捉えやすくなるが、建物の屋根等を地盤と誤解しやすくなる。第２の暫定地盤データを生成するときの比高差ΔＨａは、第１の暫定地盤データを生成するときの比高差ΔＨａと等しくなくてもよい。
【００３４】
三角網生成機能４４は、三角網生成機能２８と同じプログラムからなる。三角網生成機能４４は、第１の暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂから地盤以外のデータを除外するための基準面、即ち暫定地盤基準面となる三角網データを、第２の暫定地盤データ｛Ｑ２ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂ−２から生成する（Ｓ２２，Ｓ２３）。具体的には、第２の暫定地盤データ｛Ｑ２ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂ−２から２ｍサイズのグリッドデータを生成し（Ｓ２２）、２ｍサイズのグリッドデータから定形三角網データを生成する（Ｓ２３）。勿論、２ｍサイズのグリッドデータを経由せずに、直接、第２の暫定地盤データ｛Ｑ２ｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂ−２から三角網データを生成しても良い。ここでも、グリッドデータを介することで、簡単に精度の良い三角網データを生成できる。三角網データでは、座標点を機械的に決定できるので、コンピュータ処理が全体的に簡易になる。
【００３５】
フィルタ処理機能４２は、加算器３０に相当する手段を具備する。フィルタ処理機能４２は、三角網生成機能４４により生成される暫定地盤基準面に比高差ΔＨｂを加算して、基準面をΔＨｂだけ上げた仮想基準面を生成する（Ｓ２４）。ΔＨｂは、例えば、１ｍである。ここで、暫定地盤から除外しようとする点データは、建物の表面や庇、樹木の表層を示すデータであり、これらは一般に、地盤よりも１ｍ以上高い位置に位置するからである。
【００３６】
フィルタ処理機能４２は、ステップＳ２４で生成される仮想基準面と第１の暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂとを比較し、第１の暫定地盤データ｛Ｑｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝１０ｂから、仮想基準面より低い標高のデータを抽出する。フィルタ処理機能４２は、抽出した点データを簡易地盤データ｛Ｒｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝としてＨＤＤ１０に格納する。
【００３７】
このようにして得られた簡易地盤データ｛Ｒｉ（ｘ，ｙ，ｚ）｝に対する処理は、図１に示す実施例と同じであるので、その説明を省略する。
【００３８】
第２実施例では、第２の暫定地盤データは、大きな区画サイズで生成されるので、面的に平滑化されるものの、地盤面のみを含む可能性が高い。このような第２の暫定地盤データにより生成される面を第１の暫定地盤データに対する基準面として、第１の暫定地盤データから一定比高差以上の点を除外するので、第１の暫定地盤データから確実且つ効率的にノイズを除去できる。
【００３９】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例の概略機能ブロック図である。
【図２】本実施例の動作フローチャートである。
【図３】計測データ１０ａの分布例を示す模式図である。
【図４】図３に示す例から区画毎の最小標高点を検出した結果例である。
【図５】図４に示す例から得た暫定地盤の例である。
【図６】図４に示す例から簡易地盤、基準面及び仮想基準面の設定例である。
【図７】図６に示す例から得た最終地盤の例である。
【図８】第２実施例の概略機能ブロック図である。
【図９】フィルタ処理機能４２の別の動作のフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１０：ハードディスク
１０ａ：計測データ
１０ｂ：暫定地盤データ
１０ｃ：簡易地盤データ
１０ｄ：最終地盤データ
１２：ＣＰＵ
１４：キーボード
１６：マウス
１８：モニタ
２０：区画分割機能
２２：最小標高探索機能
２４：暫定地盤抽出
２６：フィルタ処理機能
２８：三角網生成機能
３０：加算器
３２：比較機能
４０：ＣＰＵ
４２：フィルタ処理機能
４４：三角網生成機能
【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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