(57)【要約】【課題】本発明の目的は、大気拡散の知識がなくても容易に大気拡散シミュレーションに適切なモデル化した建物形状データを設定することができる大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定方法および装置を提供することにある。【解決手段】気象データ集計部７ａはシミュレーション地域の風向気象データによって代表風向を求める。また、建物形状作成部７ｂは大気拡散シミュレーション地域内に存在する建物の建物形状データによって平面形状を求め、平面形状を包絡する長方形あるいは正方形を求める。さらに、長方形あるいは正方形を代表風向に１辺が直交するように回転させてモデル化してモデル化建物形状データを得る。【選択図】  図１
2005043135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気汚染物質の大気拡散シミュレーション装置に建物データを設定するものであって、シミュレーション地域内に存在する建物の建物形状データによって平面形状を求めると共に前記シミュレーション地域の風向気象データによって代表風向を求め、前記建物の平面形状を包絡する長方形あるいは正方形を求めて前記代表風向に１辺が直交するように回転させてモデル化し、このモデル化建物形状データを建物平面形状に合成して大気拡散シミュレーション用建物データに変換して前記大気拡散シミュレーション装置に入力するようにしたことを特徴とする大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定方法。
【請求項２】
大気汚染物質の大気拡散シミュレーション装置に建物データを設定するものにおいて、前記建物データを演算する演算装置は、シミュレーション地域内に存在する建物の建物形状データと前記シミュレーション地域の風向気象データを作業用データメモリに登録するデータ入力手段と、前記気象データを集計して代表風向を求める気象データ集計手段と、前記建物の平面形状を前記気象データ集計部で求めた代表風向の角度から包絡する長方形あるいは正方形を求めてモデル化建物データを作成する建物形状作成手段と、前記モデル化建物形状を大気拡散シミュレーション用の建物データに変換する建物データ出力手段を具備することを特徴とする大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は大気汚染物質などの大気拡散状況をシミュレーションする大気拡散シミュレーション装置にシミュレーション地域に存在する建物の建物データを設定する大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２０００−１９４７４２号公報
【特許文献２】特開２０００−７６４５３号公報
一般に、大気汚染物質の拡散分布状況をシミュレーションすることが行われている。このことは上記特許文献１に記載されている。大気拡散シミュレーションを行う際、シミュレーション地域に工場などの建物ある場合には建物の影響を考慮する必要がある。
【０００３】
建物の影響を考慮する解析を行うためには、建物の位置、形状、高さのデータが必要となり、これらのデータを入力しなければならない。また実際の建物の形状をそのまま入力しても、大気拡散シミュレーションモデルの適用範囲外となることがあるために建物の形状を大気拡散シミュレーションモデルに適するようにモデル化する必要が生じる。
【０００４】
従来は、工場の見取り図、設計図を元に、その位置を縮尺から割り出し、大気拡散シミュレーションに関する知識を元にして建物の形状データを四角形にモデル化し、シミュレーション用データを作成している。しかしながら建物の形状データをモデル化するためには、解析条件を検討し、大気拡散シミュレーションの知識が必要であり、またデータ作成に多くの時間を必要とする。
【０００５】
大気拡散シミュレーション装置の入力データを作成するには、出願人が２００１年に発売した大気拡散シミュレーションソフト（商品名「かくさんすけっと」）がある。この大気拡散シミュレーションソフトは使用するユーザーが建物形状をモデル化するため、解析条件を検討し大気拡散シミュレーションの知識が必要である。
【０００６】
デジタル地図を作成するために、航空写真や上空からのレーザー計測によって地上の建物の位置や高さを計測する手法が確立されその詳細な建物の形状データまたは地上をメッシュ状に分割した時のメッシュ高さのデータが販売されている。しかし、それらのデータは大気拡散シミュレーションの知識を有するものが適切にモデル化しないと大気拡散シミュレーションに使用できない。
【０００７】
また、写真やパースから精度良く立体データを作成する技術は上記特許文献２に記載されている。この技術は詳細な建物の形状データを作成するものであり、大気拡散シミュレーションに適した建物の形状データを提供できない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術は大気拡散シミュレーション装置の知識に精通した熟練者でないと大気拡散シミュレーションに適した建物の形状データを提供できないという問題点を有する。
【０００９】
本発明の目的は、大気拡散の知識がなくても容易に大気拡散シミュレーションに適切なモデル化した建物形状データを設定することができる大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定方法および装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の特徴とするところは大気拡散シミュレーション地域内に存在する建物の建物形状データによって平面形状を求めると共に前記シミュレーション地域の風向気象データによって代表風向を求め、前記建物の平面形状を包絡する長方形あるいは正方形を求めて前記代表風向に１辺が直交するように回転させてモデル化し、このモデル化建物形状データを建物平面形状に合成して大気拡散シミュレーション用建物データに変換するようにしたことにある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図を用いて説明する。
【００１２】
図１は、本発明による建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定装置の一実施例を示したものである。
【００１３】
本発明の建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション装置の建物データ設定装置装置１０は、入力装置１、出力装置２、記憶装置３及び演算装置４を有している。演算装置４はデータ入力部６と、建物データモデル化部７、作業用データメモリ５および建物データ出力部８を備えている。
【００１４】
建物データモデル化部７は気象データ集計部７ａと建物形状作成部７ｂを有する。データ入力部６は入力装置１から指示し読み込んだ風向気象データ及び、３次元ＣＡＤデータの詳細な建物形状データまたはユーザーが建物の平面図（平面形状）をもとに作成したシミュレーション範囲（地域）の中にある実際の詳細な建物形状データ、及び建物の平面図を作業用データメモリ５に登録する。
【００１５】
気象データ集計部７ａは風向気象データを集計し最も出現頻度の多い風向を代表風向に選定し作業用データメモリ５に登録する。建物形状作成部７ｂは詳細な建物形状データを元に、地表面上の建物の外形（平面形状）を抽出して長方形または正方形に変換し、代表風向の角度に応じてその形状の向きを設定して建物影響を考慮する大気拡散シミュレーションに適した建物形状を生成する。
【００１６】
建物データ出力部８は建物データモデル化部７で生成した建物影響を考慮する大気拡散シミュレーションに適した建物形状を、入力装置１で入力した建物の平面図上に合成表示して出力装置２に出力する。また、建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション装置９で使用する建物データのデータファイル形式に変換し、記憶装置３に出力する。
【００１７】
図２は本発明の処理フローで、図３は図２におけるステップＳ４の詳細フローである。処理手順については後述する。
【００１８】
まず、本発明の理解を容易にするために、一般に建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用の建物データを作成について図４〜図８を用いて説明する。
【００１９】
図４は建物平面図の一実施例を示したものである。大気拡散シミュレーションを行うシミュレーション範囲（地域）に図４に示すように複数の建物が存在する。建物影響を考慮する大気拡散シミュレーションにおいて対象とする建物は、建築基準法の構造物、特殊建築物及び同施行例第１３８条第３項で指定される工作物であり、建物の高さの定義は、建築基準法及び同施行例の建築物高さに準じる。また建物の形状は多角形や曲線で表され、単純な四角形では表すことができない。これらの実在する建物を大気拡散シミュレーションで使用するためには、長方形または正方形の形にモデル化する必要がある。
【００２０】
図５は大気拡散シミュレーション用建物データを作成するときのモデル化を行った一例を示したものである。建物影響を考慮する大気拡散シミュレーションのモデル化建物形状データは、前述した建築基準法及び同施行例で定義された建物の実際の形状を、建物の影響によるシミュレーション結果の濃度が大きくなる保守側のシミュレーション結果が得られるように、大気拡散シミュレーションの知識を元にモデル化する。
【００２１】
このように設定したモデル化した建物形状データを建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用の建物データに編集してシミュレーション用の建物データを作成する。
【００２２】
図６は大気拡散シミュレーション用建物データの一例を示したものである。建物影響を考慮する大気拡散シミュレーションには、図５においてモデル化した建物の形状データの、建物番号と点Ｐ及び点ＱのＸ，Ｙ座標と辺ＰＱから反時計回りの方向に垂直な方向の幅Ｗと点Ｐ，Ｑ及び幅Ｗで表される長方形の高さＨを順に１行に並べて建物の個数分だけその行数分前述したデータを記述した図６に示すようなファイルを入力する。
【００２３】
図７は大気拡散シミュレーション用建物データを作成するために、大気拡散シミュレーションソフト「かくさんすけっと」において実施した例を示す。地図や工場見取り図を画像データとして入力装置から入力し、その取り込んだ画像データ上でマウスを使ってモデル化した建物形状である建物番号と点Ｐ及び点ＱのＸ，Ｙ座標と辺ＰＱから反時計回りの方向に垂直な方向の幅Ｗと点Ｐ，Ｑ及び幅Ｗで表される長方形の高さＨをユーザーが手入力する一例である。
【００２４】
また、３次元ＣＡＤデータから出力される実際の詳細な建物形状データを用いて建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用建物データを作成することができる。
【００２５】
図８は３次元ＣＡＤデータから出力される実際の詳細な建物形状データの一例である。図８に示すように、３次元ＣＡＤデータから出力される実際の詳細な建物形状データでは、建物を複数の接点で構成しその接点の座標で表している。この実際の詳細な建物形状データをもとに、地表面上での建物の実際の形状（平面形状）を求める。図４と同様の建物平面図（平面形状）を求めて図５と同様にモデル化した建物形状データを求める。そして、図６と同様の建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用の建物データを作成する。
【００２６】
このように、建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用建物データを作成するためには図４のような建物平面図または図８のような３次元ＣＡＤデータから出力される実際の詳細な建物形状データから大気拡散の知識を元に、図７のような建物形状の入力方法によって、図５のようなモデル化建物形状データを作成し、図６のような建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用の建物データを出力しなければならない。
【００２７】
次に本発明による大気拡散シミュレーション用建物データ設定装置の処理手順を図２、図３を用いて説明する。
【００２８】
データ入力部６はステップＳ１において、入力装置１から図８のような３次元ＣＡＤデータの実際の詳細な建物形状データまたは図４のような建物平面図を入力し、作業用データメモリ５に登録する。入力した３次元ＣＡＤデータの実際の詳細な建物形状データからＺ座標が０である地表面上にある接点を検索し地表面上の実際の詳細な建物形状を作業用データメモリ５に登録する。または建物平面図から図７のような建物形状の入力方法を用い、ユーザーが実際の詳細な建物形状データを設定し作業用データメモリ５に登録して、建物形状入力を行う。
【００２９】
データ入力部６はステップＳ２で入力装置１から気象データを入力し、作業用データメモリ５に登録して、気象データ入力を行う。図９は大気拡散シミュレーションを実施するシミュレーション範囲の１時間ごとの風向データを１年間分まとめた気象データの一例である。風向は北、北北東、北東、…、北西、北北西の１６方位及び無風の１７種類で記述されている。
【００３０】
建物データモデル化部７の気象データ集計部７ａはステップＳ３において作業用データメモリ５に登録した図９のような１年間（一定期間）の時間別風向の気象データを１６方位風向及び無風ごとに出現時間をカウントして集計する。最も出現時間のカウント数が多い風向を代表風向に選定し、作業用データメモリ５に登録する。図１０は図９で示した気象データの風向を１６方位風向及び無風ごとに出現時間をカウントして風向ごとに集計し、代表風向を求めた一例である。
【００３１】
建物データモデル化部７の建物形状作成部７ｂはステップＳ４で建物影響を考慮する大気拡散シミュレーションのモデル化建物形状データを作成する。前述した詳細建物形状データのうち、建築基準法及び同施行例で定義された建物を、建物の影響によるシミュレーション結果の濃度が大きくなる保守側のシミュレーション結果が得られるように、大気拡散シミュレーションの知識に基づき、実際の建物を包絡する長方形または正方形にモデル化して風向気象データを元に作成した代表風向と建物の壁面が垂直になるように位置を設定し、モデル化建物形状データを作成する。
【００３２】
図３は建物形状作成部７ｂが実行する図２のステップＳ４の詳細フローである。
【００３３】
建物形状作成部７ｂはステップＳ４１で建物の地表面上での形状は円形であるか判断する。円形でない場合はステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では実際の詳細な建物形状データの建物の外形を複数の直線で表す。図１１は建物の実際の外形を元に直線でその外形を表し、各直線の交点座標を求めた一例である。
【００３４】
ステップＳ４３ではステップＳ４２で作成した複数の直線の座標を求める。ステップＳ４３からステップＳ４４に移行してステップＳ４３で求めた１つめの交点座標の上に、ステップＳ３で求めた代表風向の角度θと直交する投影面１を設定する。
【００３５】
ステップＳ４５ではステップＳ４４で求めた投影面１にステップＳ４３で求めた各交点座標の位置を垂直に投影し、投影後の座標を求める。投影後の座標間の距離を座標位置から求め最も座標間の距離の長い値を投影した長さ１に選定する。
図１２は図１１で求めた交点座標を、図１０で求めた代表風向に垂直な投影面１に投影した一例である。
【００３６】
ステップＳ４６ではステップＳ４３で求めた１つめの交点座標の上に、ステップＳ３で求めた代表風向の角度θと平行な投影面２を設定する。ステップＳ４７ではステップＳ４６で求めた投影面２にステップＳ４３で求めた各交点座標の位置を代表風向の角度θに平行に投影し、投影後の座標を求める。投影後の座標間の距離を座標位置から求め最も座標間の距離の長い値を投影した長さ２に選定する。図１３は図１１で求めた交点座標を、図１０で求めた代表風向に平行な投影面２に投影した一例である。
【００３７】
ステップＳ４８では各交点座標のＸ座標及びＹ座標が最も小さい交点座標を選定し、その交点から、代表風向θと直交する方向にステップＳ４５で求めた投影した長さ１の長さの辺と代表風向θと平行な方向にステップＳ４７で求めた投影した長さ２の長さの辺をもつ長方形を設定し、各交点座標を包絡した長方形を設定し、作業用データメモリ５に登録する。図１４は図１１で求めた交点座標を包絡する、図１２及び図１３で求めた投影面１及び投影面２へ投影した長さの長方形を設定した一例である。
【００３８】
一方、ステップＳ４１で建物の地表面上での形状が円形である場合はステップＳ４９に移行して次のような処理を実行する。ステップＳ４９では建物の円の直径から建物の円に外接する正方形を求める。ステップＳ４９からステップＳ５０に移りステップＳ４９で求めた正方形の１辺をステップ３０００で求めた代表風向の角度θ度反時計回りに回転させ、正方形の１辺が代表風向の角度θに直交するように設定し、作業用データメモリ５に登録する。
【００３９】
図１５は建物平面図における建物の実際の形状が円形の場合、建物形状の円に外接する正方形を求め、図１０で求めた代表風向の角度に応じて回転させた一例を示している。ステップＳ５１では設定した長方形または正方形の４点の座標を求め作業用データメモリ５に登録する。
【００４０】
図２に戻り、建物データ出力部８はステップＳ５において建物形状作成部７ｂがステップＳ４で作成した大気拡散シミュレーション用建物データを、作業用データメモリ５に登録した建物平面図上に表示して出力装置２より出力する。これにより自動作成したモデル化建物形状データと実際の詳細な建物形状データと比較してみることができる。
【００４１】
建物データ出力部８はステップＳ５からステップＳ６に移行してステップＳ４で作成した大気拡散シミュレーション用モデル化建物形状データを図６のような大気拡散シミュレーションに利用できるデータ及びファイル形式に変換し、記憶装置３に出力する。
【００４２】
このようにして、風向気象データを用いて実際の建物の詳細な形状データから、大気拡散シミュレーションの結果建物影響による濃度が大きく保守的なシミュレーションを実施できる、建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用の建物形状データを自動設定することができる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明は、建物の実際の形状から、気象データを利用してモデル化し、建物影響を考慮する大気拡散シミュレーション用の建物データを作成することが出来る。よって大気拡散シミュレーションの知識や経験がなくてもこの建物データを、容易に作成することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明の動作を説明するためのフロー図である。
【図３】本発明の動作を説明するためのフロー図である。
【図４】建物平面形状の一例を示す図である。
【図５】建物形状モデル化の一例を示す図である。
【図６】建物形状モデル化データの一例を示す図である。
【図７】建物形状の入力の一例を示す図である。
【図８】３次元ＣＡＤの建物形状データの一例を示す図である。
【図９】風向気象データの一例を示す図である。
【図１０】風向気象データの集計の一例を示す図である。
【図１１】建物の外形を直線で表示した一例を示す図である。
【図１２】各交点を投影面に投影した一例を示す図である。
【図１３】各交点を他の投影面に投影した一例を示す図である。
【図１４】各交点座標を包絡した長方形設定の一例を示す図である。
【図１５】円形設定の一例を示す図である。
【符号の説明】
１…入力装置、２…出力装置、３…記憶装置、４…演算処理装置、５…作業用データメモリ、６…データ入力部、７…建物データモデル化部、７ａ  …気象データ集計部、７ｂ  …建物形状モデル化部、８…建物データ出力部、９…大気拡散シミュレーション装置、１０…建物データ設定装置。
【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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