(57)【要約】【課題】地形変化の評価を容易且つ正確に行うことができるようにすることを目的とする。【解決手段】評価単位範囲における航空写真画像もしくは衛星画像からエッジ抽出による色情報の変化境界を線分化し、この評価単位範囲の線分を２つの像元４ａ，４ｂに分け、各像元の夫々の線分を夫々合成して２つの合成ベクトル５ａ，６ａを形成し、この２つの合成ベクトル５ａ，６ａのパラメータθ１，θ２，Ｓ１，Ｓ２，θを検出し、パラメータθ１，θ２，Ｓ１，Ｓ２，θの変化量により地形変化を評価するようにしたものである。【選択図】        図１
2004212302.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価単位範囲における航空写真画像もしくは衛星画像からエッジ抽出による色情報の変化境界を線分化し、前記評価単位範囲の線分を２つの像元に分け、各像元の夫々の線分を夫々合成して２つの合成ベクトルを形成し、該２つの合成ベクトルのパラメータを検出し、該パラメータの変化量により地形変化を評価するようにしたことを特徴とする地形変化評価方法。
【請求項２】
請求項１記載の地形変化評価方法において、
前記パラメータは２つの合成ベクトルの夫々の角度及び大きさとこの２つの成分ベクトルの間の角度であることを特徴とする地形変化評価方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の地形変化評価方法において、
前記航空写真画像もしくは衛星画像の画像は森林、緑地等を除いた人工構造物の地域の画像であることを特徴とする地形変化評価方法。
【請求項４】
地物の航空写真画像もしくは衛星画像の色情報の変化境界を線分化し地物線分図形を形成するエッジ抽出処理手段と、
該エッジ抽出処理手段により線分化された地物線分図形を評価単位範囲に分割する評価単位範囲分割手段と、
該評価単位範囲分割手段により得られる評価単位範囲の地物線分図形の線分を第１及び第２の像元の２つの像元に分ける２像元化手段と、
前記第１及び第２の像元の線分を夫々合成し、第１及び第２の合成ベクトルを得る第１及び第２の合成ベクトル形成手段と、
前記第１及び第２の合成ベクトル形成手段よりの第１及び第２の合成ベクトルのパラメータを検出するパラメータ検出手段と、
前記パラメータ検出手段の出力側に得られるパラメータと過去に同じ評価単位範囲で得られたパラメータとを比較するパラメータ比較手段とを有し、
前記パラメータ比較手段の出力により地形変化を評価するようにしたことを特徴とする地形変化評価システム。
【請求項５】
請求項４記載の地形変化評価システムにおいて、
前記パラメータは前記第１及び第２の合成ベクトルの夫々の角度及び大きさと、前記第１及び第２の合成ベクトルの間の角度であることを特徴とする地形変化評価システム。
【請求項６】
請求項４又は５記載の地形変化評価システムにおいて、
前記航空写真画像もしくは衛星画像の画像は森林、緑地等を除いた人工構造物の地域の画像であることを特徴とする地形変化評価システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地物の航空写真画像もしくは衛星画像より地形変化を評価するようにした地形変化評価方法及び地形変化評価システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に地図の更新にあっては、地形変化を評価するのに人的に目視判読による予察を行い地図の更新個所を特定し、図化によって修正を行っていた。
【０００３】
また、例えば、神戸大震災における被害状況を把握するにあたってはこの地形変化を評価するのに人的に航空写真画像や衛星画像による被写体（地物）の変化を判読する如くしていた。
【０００４】
また、従来、線画地図上の地物の変化の確認や更新をする技術として特許文献１が提案されている。
特許文献１には地物の輪郭線を記述する線画地図または地物を上方から撮影した基準線画・画像と、後に同一地点を上方より撮影した対象画像とを用いて、両者間の地物の変化を検出する場合に、基準線画・画像と対象画像とを照合することにより、各地物に関して変化しているか否かを示す変化指標を取得し、その変化指標に基づき、変化があると判断できる地物、または変化があるともないとも判断できない地物については、この基準線画・画像のこの地物を含む領域とこの対象画像のこの地物を含む領域とを対比可能な表示態様で表示するものが記載されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２０６９２５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、人的に目視判読により予察することは、予察が困難である場合があると共にこの予察に手間がかかる不都合がある。
【０００７】
また航空写真画像や衛星画像により被写体（地物）の変化を判読するときは、建物や橋梁、道路といった地物を航空写真画像や衛星画像から特定することが極めて困難であり、判読が困難であった。
【０００８】
また航空写真画像や衛星画像では、地上構造物、全てを正射投影で表現することができず、また過去と現在との２時点で同一地域を同一条件で画像撮影し、正射投影に画像を変換しても、建物の屋上等のセグメントは必ずしも同じ場所に発生せず、地形変化の評価が困難であった。
【０００９】
本発明は斯る点に鑑み、地形変化の評価を容易且つ正確に行なうことができるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明地形変化評価方法は評価単位範囲における航空写真画像もしくは衛星画像からエッジ抽出による色情報の変化境界を線分化し、この評価単位範囲の線分を２つの像元に分け、各像元の夫々の線分を夫々合成して、２つの合成ベクトルを形成し、この２つの合成ベクトルのパラメータを検出し、このパラメータの変位量により地形変化を評価するようにしたものである。
【００１１】
斯る本発明によれば、評価単位範囲の線分を２つの像元に分け、各像元の線分を夫々合成して２つの合成ベクトルとし、この合成ベクトルのパラメータで評価するので、航空写真画像や衛星画像で建物や橋梁、道路等の地物を特定することが困難であっても、また地上構造物全てを正射投影で表現できなくとも、容易に正確に評価することができる。
【００１２】
また本発明地形変化評価システムは地物の航空写真画像もしくは衛星画像の色情報の変化境界を線分化し地物線分図形を形成するエッジ抽出処理手段と、このエッジ抽出処理手段により線分化された地物線分図形を評価単位範囲に分割する評価単位範囲分割手段と、この評価単位範囲分割手段により得られる評価単位範囲の地物線分図形の線分を第１及び第２の像元の２つの像元に分ける２像元化手段と、この第１及び第２の像元の線分を夫々合成し、第１及び第２の合成ベクトルを得る第１及び第２の合成ベクトル形成手段と、この第１及び第２の合成ベクトル形成手段よりの第１及び第２の合成ベクトルのパラメータを検出するパラメータ検出手段と、このパラメータ検出手段の出力側に得られるパラメータと過去に同じ評価単位範囲で得られたパラメータを比較するパラメータ比較手段とを有し、このパラメータ比較手段の出力により地形変化を評価するようにしたものである。
【００１３】
斯る本発明によれば評価単位範囲の線分を２つの像元に分け、各像元の線分を夫々合成して、第１及び第２の合成ベクトルとし、この第１及び第２の合成ベクトルのパラメータで評価するので、航空写真画像や衛星画像で建物や橋梁、道路等の地物を特定することが困難であっても、また地上構造物全てを正射投影で表現できなくとも、容易に正確に評価することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して地形変化評価方法及び地形変化評価システムの実施の形態の例につき説明する。
【００１５】
図１は地形変化評価システムの機能ブロック図を示す。この図１において、１は評価対象地域の航空写真画像もしくは衛星画像が入力される評価対象地域画像入力手段を示し、この評価対象地域画像入力手段１に入力した評価対象地域画像を色情報の変化境界を線分化（セグメンテーション）し、図２Ａに示す如く地物例えば建物２ａ，２ｂ、道路２ｃを線分化し地物線分図形を得るエッジ抽出手段２に供給する。
【００１６】
このエッジ抽出手段２に得られる、図２Ａに示す如き、地物線分図形を評価単位範囲３ａに分割する評価単位範囲分割手段３に供給する。
この評価単位範囲３ａは評価対象即ち変化を捉えたい地物と線分データ（セグメントデータ）の密度との関係で異なるが、建物、道路の地物の変化を評価するときは１０ｍ〜２５ｍ平方が妥当である。この評価対象が平原、森林等ではこの評価単位範囲は１００ｍ平方又はそれ以上であってもよい。
【００１７】
この評価単位範囲分割手段３の評価単位範囲３ａは必要に応じ、評価単位範囲制御信号入力端子３ｂよりの制御信号により任意に可変できる如くする。
【００１８】
またこの評価単位範囲分割手段３に分割した評価単位範囲をいずれかを単位の評価対象として選択する選択信号を入力する選択信号入力端子３ｃを設け、この選択信号入力端子３ｃよりの選択信号により評価対象の評価単位範囲を決定する如くする。
【００１９】
この評価単位範囲分割手段３で複数の評価単位範囲に分割されると共に選択された単位の評価対象の評価単位範囲３ａ内の地物線分図形をこの地物線分図形の線分２ａ１，２ａ２，２ａ３，２ａ４，２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２を図２Ｂに示す如く第１及び第２の像元４ａ及び４ｂの２つの像元に分ける２像元化手段４に供給する。
【００２０】
この場合、図２Ｂに示す如く係数が正（右上がり）の線分２ａ２，２ａ４，２ｂ２，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２を第１像元４ａとし、係数が負（右下がり）の線分２ａ３，２ｂ１，２ｂ３を第２の像元４ｂとする。
【００２１】
この２像元化手段４に得られる第１の像元４ａの線分２ａ２，２ａ４，２ｂ２，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２を合成ベクトルを形成する第１の合成ベクトル形成手段５に供給し、この第１の合成ベクトル形成手段５で図２Ｃに示す如く線分２ａ２，２ａ４，２ｂ２，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２より第１の合成ベクトル５ａを形成する。
【００２２】
また、この２像元化手段４に得られる第２の像元４ｂの線分２ａ３，２ｂ１，２ｂ３を合成ベクトルを形成する第２の合成ベクトル形成手段６に供給し、この第２の合成ベクトル形成手段６で図２Ｃに示す如く線分２ａ３，２ｂ１，２ｂ３より第２の合成ベクトル６ａを形成する。
【００２３】
この第１及び第２の合成ベクトル形成手段５及び６に得られる第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａを特徴量としてのパラメータを検出するパラメータ検出手段７に供給する。このパラメータ検出手段７においては、このパラメータとして、第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａの夫々の基準線からの角度θ１及びθ２と、第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａの夫々の大きさＳ１及びＳ２と、この第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａ間の角度θとを検出する如くする。
【００２４】
このパラメータ検出手段７に得られるパラメータ即ち第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａの夫々の角度θ１，θ２及び大きさＳ１，Ｓ２と、この第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａ間の角度θをパラメータ比較手段８の一方の入力側に供給する。また９は過去に評価単位範囲３ａで検出したパラメータが記憶させている過去のパラメータメモリを示す。
【００２５】
本例においてはこの過去のパラメータメモリ９より、同一地域の評価単位範囲３ａのパラメータ即ち例えば図２Ｄに示す如き第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯの夫々の角度θ１Ｏ，θ２Ｏ及び大きさＳ１Ｏ，Ｓ２Ｏと、この第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯ間の角度θＯをこのパラメータ比較手段８の他方の入力側に供給し、このパラメータ比較手段８で新しく得られたパラメータθ１，θ２，Ｓ１，Ｓ２，θと過去のパラメータθ１Ｏ，θ２Ｏ，Ｓ１Ｏ，Ｓ２Ｏ，θＯとを比較し、判定手段１０でこの新しく得られたパラメータと過去のパラメータとが異同であるのかどうかを判定して地形変化を評価する。
【００２６】
次に図３のフローチャートを参照して本例の動作に付き説明する。
【００２７】
まず、過去におけるパラメータを図１に示す如き構成に従って過去のパラメータメモリ９に記憶しておく如くする。
【００２８】
即ち、評価対象地域の過去の航空写真画像もしくは衛星画像を入力し（ステップＳ１）、この入力した評価対象地域の画像をエッジ抽出手段２で色情報の変化境界を線分化（セグメンテーション）し、図２Ａに示す如く地物例えば建物２ａ，２ｂ、道路２ｃを線分化し、地物線分図形を形成する（ステップＳ２）。
【００２９】
この地物線分図形を評価単位範囲例えば１０ｍ〜２５ｍ平方の複数の評価単位範囲に分割すると共にこの複数の評価単位範囲より評価対象の評価単位範囲３ａを選択決定する（ステップＳ３）。この評価対象の評価単位範囲３ａの地物線分図形を２つの像元に分ける（ステップＳ４）。
【００３０】
この場合図２Ｂに示す如く、係数が正（右上がり）の線分２ａ２，２ａ４，２ｂ２，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２を第１の像元４ａとし、係数が負（右下がり）の線分２ａ３，２ｂ１，２ｂ３を第２の像元４ｂとする如くする。
【００３１】
この第１及び第２の像元４ａ及び４ｂの線分を夫々第１及び第２の合成ベクトル形成手段５及び６に供給し、第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯを形成する（ステップＳ５）。
【００３２】
次にこの第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯをパラメータ検出手段７に供給し、このパラメータ検出手段７で第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯの夫々の基準線からの角度θ１Ｏ及びθ２Ｏと、第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯの夫々の大きさＳ１Ｏ及びＳ２Ｏと、この第１及び第２の合成ベクトル５ａＯ及び６ａＯ間の角度θＯとを検出する（ステップＳ６）。
【００３３】
このパラメータθ１Ｏ，θ２Ｏ，Ｓ１Ｏ，Ｓ２Ｏ及びθＯを過去のパラメータメモリ９に記憶する如くする（ステップＳ７）。このステップＳ４〜Ｓ７を地物線分図形を評価単位範囲３ａに分割した分割数だけ繰り返し行う如くする。
【００３４】
次に評価対象地域を航空写真画像もしくは衛星画像より地形変化を評価する場合につき説明する。
【００３５】
まず航空写真画像もしくは衛星画像の評価対象地域の画像を入力する（ステップＳ１０）。この入力した評価対象地域の画像をエッジ抽出手段２で色情報の変化境界を線分化（セグメンテーション）し、図２Ａに示す如く地物例えば建物２ａ，２ｂ、道路２ｃを線分化し、地物線分図形を形成する（ステップＳ１１）。この場合、建物、道路等の人工構造物の地物は線分で表わすことができる。従って本例においては、航空写真画像もしくは衛星画像として人工構造物の地域とそれ以外の地域（森林、緑地等）を識別するために近赤外センサを使用して得られる画像を使用するを可とする。
【００３６】
この地物線分図形を評価単位範囲例えば１０ｍ〜２５ｍ平方の複数の評価単位範囲に分割すると共にこの複数の評価単位範囲より評価対象の評価単位範囲３ａを選択決定する（ステップＳ１２）。この評価対象の評価単位範囲３ａの地物線分図形を２つの像元に分ける（ステップＳ１３）。
【００３７】
この場合図２Ｂに示す如く、係数が正（右上がり）の線分２ａ２，２ａ４，２ｂ２，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２を第１の像元４ａとし、係数が負（右下がり）の線分２ａ３，２ｂ１，２ｂ３を第２の像元４ｂとする如くする。
【００３８】
この第１及び第２の像元４ａ及び４ｂの線分を夫々第１及び第２の合成ベクトル形成手段５及び６に供給し、第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａを形成する（ステップＳ１４）。
【００３９】
次にこの第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａをパラメータ検出手段７に供給し、このパラメータ検出手段７で第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａの夫々の基準線からの角度θ１及びθ２と、第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａの夫々の大きさＳ１及びＳ２と、この第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａ間の角度θとを検出する（ステップＳ１５）。
【００４０】
次にこの評価対象地域のこの評価単位範囲３ａの図２Ｃに示す如き第１及び第２の合成ベクトルのパラメータθ１，θ２，Ｓ１，Ｓ２及びθと過去の同じ評価対象地域の対応する評価単位範囲の図２Ｄに示す如き第１及び第２の合成ベクトルのパラメータθ１Ｏ，θ２Ｏ，Ｓ１Ｏ，Ｓ２Ｏ及びθＯとを比較し（ステップＳ１６）、このパラメータにより評価し、このパラメータが異なるときは、その評価単位範囲３ａに地形変化があったとする（ステップＳ１７）。
【００４１】
この評価に当ってはステップＳ１３〜Ｓ１７を地物線分図形を評価単位範囲３ａに分割した分割数だけ繰り返して終了する。
【００４２】
斯る本例によれば、評価単位範囲３ａの線分２ａ２，２ａ３，２ａ４，２ｂ１，２ｂ２，２ｂ３，２ｂ４，２ｃ１，２ｃ２を２つの像元４ａ，４ｂに分け、各像元の線分を夫々合成して第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａとし、この第１及び第２の合成ベクトル５ａ及び６ａのパラメータθ１，θ２，Ｓ１，Ｓ２，θで評価するので、航空写真画像や衛星画像で建物や橋梁，道路等の地物を特定することが困難であっても、また地上構造物全てを正射投影で表現できなくとも容易に正確に評価することができる。
【００４３】
また本例によれば線分の合成ベクトルのパラメータで評価するので、線分化ができる建物、道路等の存在する人工構造物の地域の地形変化の評価に特に好適である。
【００４４】
尚、本発明は上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば評価単位範囲の線分を２つの像元に分け、各像元の線分を夫々合成して、第１及び第２の合成ベクトルとし、この第１及び第２の合成ベクトルのパラメータで評価するので、航空写真画像や衛星画像で建物や橋梁、道路等の地物を特定することが困難であっても、また地上構造物全てを正射投影で表現できなくとも、容易に正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明地形変化評価システムの実施の形態の例を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の説明に供する線図である。
【図３】本発明の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
１‥‥評価対象地域画像入力手段、２‥‥エッジ抽出手段、３‥‥評価単位範囲分割手段、４‥‥２像元化手段、５‥‥第１の合成ベクトル形成手段、６‥‥第２の合成ベクトル形成手段、７‥‥パラメータ検出手段、８‥‥パラメータ比較手段、９‥‥過去のパラメータメモリ、１０‥‥判定手段
【図１】
2004212302.tif 000003
【図２】
2004212302.tif 000004
【図３】
2004212302.tif 000005