(57)【要約】【課題】種類の異なる座標系を有する三次元の地理情報データ間での表示切替がスムーズで高速な三次元地図表示装置を提供する。【解決手段】三次元の地理情報データは、データ切替範囲情報を付して記憶手段１７に登録されている。表示制御部１１Ａの視点情報取得手段２３は、入力装置１３から視点の位置、視線方向を含む視点情報（表示座標系視点情報）を取得し、視点情報管理手段２４は、表示座標系視点情報を標準座標系視点情報に変換する。表示切替手段２５は、標準座標系視点情報とデータ切替範囲情報に基づいて、新たな三次元の地理情報データへの表示の切替制御する。三次元表示画像生成手段２５は、表示切替前の標準座標系視点情報から切替先の三次元の地理情報データの表示座標系視点情報に変換されたものを用いて、三次元表示画像の視点の位置及び視線方向を表示切替前後で連続させて三次元表示画像を生成する。【選択図】図１
2007256434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ及び画像データの少なくとも一方を含んでなる地理情報データを表示画面に表示する三次元地図表示装置であって、
少なくとも緯度経度標高座標系の前記地理情報データ、及びそれと異なる種類の三次元座標系による前記地理情報データを、表示切替のためのデータ切替範囲情報を付して格納する記憶手段と、
視点の位置の移動、視線方向の移動を入力する入力手段と、
視点の位置と視線方向を含む視点情報を取得する視点情報取得手段と、
前記視点情報に基づいて前記地理情報データから三次元表示画像を生成し、前記表示画面に表示させる三次元表示画像生成手段と、
前記視点情報取得手段により取得されて、前記表示画面に表示中の地理情報データにおける三次元座標系により表わされた視点情報である表示座標系視点情報を、緯度経度標高座標系により表わされた視点情報である標準座標系視点情報に変換する視点情報管理手段と、
視点の位置又は視線方向が移動する際に、前記標準座標系視点情報と前記データ切替範囲情報に基づいて、前記種類の異なる三次元座標系の地理情報データ間における表示画面への表示切替を行う表示切替手段と、
を備えることを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項２】
前記種類の異なる三次元座標系の地理情報データ間における表示画面への表示切替を行う際に、
前記視点情報取得手段は、表示切替前の前記標準座標系視点情報を、切替先の地理情報データの三次元座標系における前記表示座標系視点情報に変換し、
前記三次元表示画像生成手段は、前記変換された切替先の地理情報データの三次元座標系における表示座標系視点情報に基づいて、表示切替前の前記三次元表示画像から表示切替後の前記三次元表示画像に視点の位置及び視線方向を継続させることを特徴とする請求項１に記載の三次元地図表示装置。
【請求項３】
更に、前記地理情報データを、前記データ切替範囲情報を付して前記記憶手段に登録するデータ登録手段を備えていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元地図表示装置。
【請求項４】
三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ及び画像データの少なくとも一方を含んでなる地理情報データを表示画面に表示させるためにコンピュータを、
少なくとも緯度経度標高座標系の前記地理情報データ、及びそれと異なる種類の三次元座標系による前記地理情報データを、表示切替のためのデータ切替範囲情報を付して格納する記憶手段、
視点の位置の移動、視線方向の移動を入力する入力手段、
前記入力された視点の位置の移動、視線方向の移動に基づいて、新たな視点の位置と視線方向を含む視点情報を取得する視点情報取得手段、
前記視点情報取得手段により取得された視点情報に基づいて、前記地理情報データから三次元表示画像を生成し、前記表示画面に表示させる三次元表示画像生成手段、
前記視点情報取得手段により取得されて、前記表示画面に表示中の地理情報データの三次元座標系により表わされた視点情報である表示座標系視点情報を、緯度経度標高座標系により表わされた視点情報である標準座標系視点情報に変換する視点情報管理手段、及び
視点の位置又は視線方向が移動する際に、前記標準座標系視点情報と前記データ切替範囲情報に基づいて、前記種類の異なる三次元座標系の地理情報データ間における表示画面への表示切替を行う表示切替手段、として機能させ、
前記種類の異なる三次元座標系の地理情報データ間における表示画面への表示切替を行う際に、
前記視点情報取得手段に、表示切替前の前記標準座標系視点情報を、切替先の地地理情報データの三次元座標系における前記表示座標系視点情報に変換させる指令を出し、
前記三次元表示画像生成手段に、前記変換された切替先の地理情報データの三次元座標系における表示座標系視点情報に基づいて、表示切替前の前記三次元表示画像から表示切替後の前記三次元表示画像に切替させる
ことを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項５】
請求項４に記載の三次元地図表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項６】
三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ及び画像データの少なくとも一方を含んでなる地理情報データを表示画面に表示する三次元地図表示装置であって、
三次元座標系による前記地理情報データを格納する記憶手段と、
視点の位置の移動、視線方向の移動を入力する入力手段と、
視点の位置と視線方向を含む視点情報を取得する視点情報取得手段と、
前記視点情報に基づいて前記地理情報データから三次元表示画像を生成し、前記表示画面に表示させる三次元表示画像生成手段と、
前記表示画面に表示中の前記三次元表示画像に対応した二次元地図の表示画像の表示を制御する二次元表示連動制御手段と、
前記二次元表示連動制御手段に制御されて、前記二次元地図の表示画像を生成して前記表示画面に表示させる二次元表示画像生成手段とを備え、
前記三次元表示画像生成手段は、三次元表示画像の中心に位置する最も手前側の対象物の三次元位置座標を算出して表示中心位置情報とする表示中心位置算出手段を有し、
前記二次元表示連動制御手段は、前記算出された表示中心位置情報の水平成分の座標を前記二次元地図の表示画像の中心位置とするように前記二次元表示画像生成手段を制御することを特徴とする三次元地図表示装置。
【請求項７】
前記二次元表示画像生成手段は、前記記憶手段に格納された二次元地図データに基づいて、前記二次元地図の表示画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の三次元地図表示装置。
【請求項８】
前記二次元表示画像生成手段は、前記記憶手段に格納された三次元の地理情報データに基づいて、前記表示中心位置情報の水平成分の座標の垂直上方から直下を見るような視点情報に基づいて、前記二次元地図の表示画像を生成することを特徴とする請求項６に記載の三次元地図表示装置。
【請求項９】
三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ及び画像データの少なくとも一方を含んでなる地理情報データを表示画面に表示させるためにコンピュータを、
三次元座標系による前記地理情報データを記憶格納しておく記憶手段、
視点の位置の移動、視線方向の移動を入力する入力手段、
前記入力された視点の位置の移動、視線方向の移動に基づいて、新たな視点の位置と視線方向を含む視点情報を取得する視点情報取得手段、
前記視点情報取得手段により取得された視点情報に基づいて、前記地理情報データから三次元表示画像を生成する三次元表示画像生成手段、
前記表示画面に表示中の前記三次元表示画像に対応した二次元地図の表示画像の表示を制御する二次元表示連動制御手段、
前記二次元表示連動制御手段に制御されて、前記三次元表示画像に対応して前記表示画面に表示する前記二次元地図の表示画像を生成する二次元表示画像生成手段、及び
前記三次元表示画像の中心に位置する最も手前側の対象物の三次元位置座標を算出して表示中心位置情報とする表示中心位置算出手段、として機能させ、
前記算出された表示中心位置情報の水平成分の座標を前記二次元地図の表示画像の中心位置とすることを特徴とする三次元地図表示プログラム。
【請求項１０】
請求項９に記載の三次元地図表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１１】
前記二次元地図の表示画像に前記視点の位置の移動、視線方向の移動を入力する入力手段のためのアイコンシンボルを重畳表示させ、
前記入力手段により前記アイコンシンボルを操作することで視点の位置の移動、視線方向の移動を入力することを可能せしめることを特徴とする請求項６に記載の三次元地図表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元の地理情報データを表示画面に表示する三次元地図表示装置、三次元地図表示プログラム及び三次元地図表プログラムを記録した記録媒体と、三次元の地理情報データの表示に対応させて二次元地図を表示する三次元地図表示装置、三次元地図表示プログラム及び三次元地図表示プログラムを記録した記録媒体に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ、画像データ等の地理情報データは、その種類に応じて異なる三次元座標系で整備されている。例えば、広範囲を扱う低精度、つまり縮尺率の大きい三次元の地図データは、緯度経度標高座標系で整備され、建物等の構造物を含む狭範囲を扱う高精度、つまり縮尺率の小さい三次元の地図データ若しくは画像データは三次元の平面直角座標系で整備されることが多い。
このような座標系の異なった地理情報データを一つの座標系（以下、基準座標系と称する）、例えば、緯度経度標高座標系に変換して表示画面に表示する技術が特許文献１に示されている。
【０００３】
又、特許文献２には、三次元の地理情報データを三次元表示画像として表示画面に表示中に、三次元表示画像に対応して二次元地図の表示画像を表示画面に表示するときに、二次元地図の表示範囲を設定する方法として、三次元表示の視点の位置から視線方向に見ている地上座標を二次元地図の表示範囲の中央にする技術が示されている。
【特許文献１】特開２００３−２３３３０４号公報
【特許文献２】特開平９−２９２８３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記した従来技術では、前記基準座標系と異なる種類の三次元座標系を有する地理情報データを表示する際に、座標系を基準座標系に変換計算を行いつつ、表示範囲の移動、又は座標系の異なる地理情報データ間の表示切替等を行うので、スムーズな表示範囲の移動、高速での表示切替等ができなかった。
それを解消する方法として、使用する全ての三次元の地理情報データを予め基準座標系に変換して、保存する方法が考えられる。しかし、例えば、粗い三次元表示に適した緯度経度標高座標系を基準座標系とし、三次元の平面直角座標系により表された詳細な三次元の地理情報データを、基準座標系に変換しようとすると、直線を両端の２点で簡単に定義できないとか、緯度経度標高座標系では、三次元の平面直角座標系での表示のような詳細な表示ができない等の問題が生じる。
【０００５】
又、三次元の地理情報データを上方に位置した視点から俯瞰した表示画像（以下、三次元表示画像と称する）を生成して表示画面に表示中に、三次元表示画像に対応する二次元地図を、例えば同一表示画面に表示するとき、三次元表示画像における視点の位置から視線方向に見ている地上座標を二次元地図の表示範囲の中央とすると、次のような問題を生じる。それは、三次元表示画像においては視線方向の手前側に、例えば、視線を遮る建造物があって、それが三次元表示画像の中央にある場合、当該建造物の背後の本来は見えない地上座標を、二次元地図の表示画像の中心とすることになり、三次元表示画像の中央と二次元地図の表示画像の中央との対応関係がユーザにとって直感的に掴みにくいという点である。
【０００６】
本発明の第１の目的は、異なる種類の三次元座標系を有する地理情報データに対して、高速で表示範囲の移動ができ、異なる種類の三次元座標系を有する地理情報データ間の表示切替の際にも、スムーズで高速な表示切替ができる三次元地図表示装置、三次元地図表示プログラム及びプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
本発明の第２の目的は、三次元の地理情報データを表示画面に表示中に、三次元表示画像に対応する二次元地図を表示するとき、三次元表示画像と二次元地図の表示画像との対応関係がユーザにとって直感的に掴み易い三次元地図表示装置、三次元地図表示プログラム及びプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため第１の発明は、種類の異なる三次元座標系による地理情報データが、表示切替のためのデータ切替範囲情報を付されて記憶手段に格納されており、表示切替手段は、緯度経度標高座標系により表わした視点の位置と視線方向を含む視点情報と、前記データ切替範囲情報と、に基づいて、種類の異なる三次元座標系の地理情報データ間の表示切替を行うことを特徴とする。
【０００８】
前記課題を解決するため第２の発明は、三次元表示画像生成手段は、三次元表示画像の中心に位置する最も手前側の対象物の三次元位置座標を算出して表示中心位置情報とする表示中心位置算出手段を有し、二次元表示連動制御手段は、算出された表示中心位置情報の水平成分を二次元地図の表示画像の中心位置とするように二次元表示画像生成手段を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、異なる種類の三次元座標系を有する地理情報データに対して、高速で表示範囲の移動ができ、種類の異なる三次元座標系を有する地理情報データ間の表示切替の際にも、スムーズで高速な表示切替ができる三次元地図表示装置を提供できる。
【００１０】
第２の発明によれば、三次元の地理情報データを表示画面に表示中に、三次元表示画像に対応する二次元地図を表示するとき、三次元表示画像と二次元地図の表示画像との対応関係がユーザにとって直感的に掴み易い三次元地図表示装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
《第１の実施の形態》
（三次元地図表示装置全体の構成）
次に、本発明の第１の実施の形態に係る三次元地図表示装置について、図１を参照しながら説明する。
図１に示すように、本実施の形態の三次元地図表示装置１は、コンピュータにより構成され、表示制御部１１Ａと、マウス、キーボード等から構成される入力装置（入力手段）１３と、液晶ディスプレイ等の表示装置１５と、ハードディスク等の記憶装置で構成される記憶手段１７とを備える。
【００１２】
表示制御部１１Ａは、演算処理を行うＣＰＵ、演算処理を行う際に用いられるメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発メモリ）、入出力回路等から構成されており、入力装置１３、表示装置１５及び記憶手段１７と接続されている。又、表示制御部１１Ａは、コンピュータ内蔵又は外部取り付けの図示省略のＤＶＤドライブ装置、ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）等と接続され、外部データを取り込めるように構成されている。
表示制御部１１Ａは、機能ブロックで表すと、図１に示すようにデータ登録手段２１、視点情報取得手段２３、視点情報管理手段２４、表示切替手段２５及び三次元表示画像生成手段２７Ａを有している。
本実施の形態は、三次元地図表示装置１に加え、コンピュータを三次元地図表示装置１の前記各手段として機能させるための三次元地図表示プログラム及び三次元地図表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。
【００１３】
（三次元の地理情報データの登録の説明）
次に、記憶手段１７に、三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ、画像データ等の地理情報データを登録する方法を説明する。
データ登録手段２１は、入力装置１３によるユーザからの指示に基づき、例えば、ＤＶＤドライブ装置から外部データを読み込み、記憶手段１７に各種の三次元の地図データ、画像データ等の地理情報データ（以下、特別に断らない限り三次元の地図データ、画像データ等を総称して単に「三次元の地理情報データ」と称する）を登録し、地図データベースを構築する機能を有する。この三次元の地理情報データは、それぞれのデータを編集したときの固有の三次元座標系に基づいており、座標系がそれらのデータ間で異なる場合もある。記憶手段１７に登録される三次元の地理情報データの中には、少なくとも緯度経度標高座標系で表されたベース地図データを含ものとする。例えば、ここではベース地図データは、世界全域をカバーする地球儀表示の緯度経度標高座標系の三次元の地図データとする。
【００１４】
ベース地図データ以外の三次元の地理情報データは、それぞれ固有の緯度経度標高座標系、又は緯度経度標高座標系以外の三次元座標系、例えば、三次元の平面直角座標系で表わされており、ベース地図データより詳細な地理情報データ、例えば、地域ごと、国ごとにカバーした緯度経度標高座標系で表した粗い三次元の地図データ、又は建物等の構造物の三次元的外形形状を含む三次元の地理情報データである。又、詳細な三次元の地理情報データは、都市等の特定領域だけを局所的にカバーしている。
このため、データ登録手段２１は、詳細な三次元の地理情報データを記憶手段１７に登録する際に、詳細な三次元の地理情報データが取り扱う範囲（以下、データ切替範囲と称する）を示す情報（以下、データ切替範囲情報と称する）等を含んだメタデータも一緒に登録する。データ切替範囲、データ切替範囲情報についての詳細な説明は後記する。
【００１５】
尚、前記メタデータには、その他に三次元の地理情報データの格納場所を示すアドレス、三次元の地理情報データの座標系の種類等を示す座標系情報が含まれている。
【００１６】
前記のデータ切替範囲情報とは、データ切替範囲を示す緯度経度座標系による地域領域の指定（例えば、矩形領域なら左上隅、左下隅、右上隅、右下隅の各緯度経度座標）及び最大標高値と最小標高値からなる。
データ切替範囲は、例えば、粗い三次元の地図データを表示中に、視点の位置の移動、視線方向の移動（以下、視点の位置の移動、視線方向の移動を総称して「視点移動」と称する）、つまり、三次元表示画像の表示範囲の移動により視点の位置及び視線方向がこのデータ切替範囲に入ったとき、粗い三次元の地図データから当該の詳細な三次元の地理情報データに表示を切り替える境界を示すものである。又、逆に詳細な三次元の地理情報データを表示中に、視点移動により視点の位置、又は視線方向がこのデータ切替範囲から外に出たとき、当該の詳細な三次元の地理情報データから粗い三次元の地図データに表示を切り替える境界を示すものでもある。
【００１７】
データ切替範囲情報には、前記地域領域の指定及び最大標高値と最小標高値の他に、優先度を示す優先度情報も付加されている。この優先度情報は、同一の三次元空間領域に対して、ベース地図データ以外の複数の三次元の地理情報データのデータ切替範囲が重なって定義されているときに、その三次元空間領域に視点の位置及び視線方向が入ったとき、どの三次元の地理情報データを選定して表示させるかを判定するためのものである。
【００１８】
この優先度情報は、例えば番号付けとし、ベース地図データを「１」、ベース地図データよりも詳細な三次元の地理情報データ、例えば、日本をカバーする粗い三次元の地図データに対して、より大きな番号、例えば、「２」と付する。例えば、東京都２３区全体を扱った詳細な三次元の地理情報データが１つあり、更にそれよりも詳細な三次元の地理情報データが、２３区中の特定の領域にのみ用意されている場合は、前者のデータ切替範囲情報の優先度は「３」、後者は「４」とする。こうして、同一の三次元空間領域に対して、ベース地図データ以外の複数の三次元の地理情報データが用意されている場合には、優先度情報の番号のより大きいものを優先的に選定して表示画面に表示させるようにする。
【００１９】
尚、詳細な三次元の地理情報データは、年月の経過で都市の景観が変わればその都度更新されるものであり、又詳細な三次元の地理情報データは、編集に時間が掛かり、記憶手段１７へのデータ登録上も追加登録となるため、優先度情報を、付番の大きいものほど優先度が高いものとする。つまり、本実施の形態では、「１」よりも「２」の方が、「２」よりも「３」の方が優先度は高いものとする。
この様にすることにより、すでに粗い三次元の地理情報データが記憶手段１７に登録されている状態で、ある三次元空間に対して、これまで登録されているものより詳細な又は更新された三次元の地理情報データを登録するとき、優先度として１つ上の番号を与えることにより、過去に登録済みのメタデータの優先度情報を書き直す必要が生ぜず、都合が良い。
【００２０】
更に、データ切替範囲を示す緯度経度座標及び最大標高値と最小標高値は、詳細な三次元の地理情報データの取り扱っている範囲全体とする必要は無く、それよりも狭い範囲の緯度経度座標系による地域領域の指定情報としても良い。この様にすることにより、従来公知のように、記憶手段１７から読み込むデータ容量を、ＣＰＵ及びＲＡＭが取り扱えるデータ容量に適合させることができ、表示範囲の切替制御がしやすくなる。
又、データ切替範囲情報としては、直接データ切替範囲を示すものではなくとも、データ切替範囲情報を算出可能な情報、例えば、当該の三次元の地理情報データの整備範囲を示すデータをも含めるものとする。
【００２１】
尚、記憶手段１７には、ベース地図データに対応するメタデータも登録され、初期表示のための視点の位置及び視線方向を含む初期視点情報等が含まれている。
【００２２】
又、メタデータには、当該の三次元の地理情報データが取り扱われている三次元座標系で表した視点情報（以下、表示座標系視点情報と称する）を緯度経度標高座標系で表した視点情報（以下、標準座標系視点情報と称する）に変換するための変換式を含む視点情報変換データ、標準座標系視点情報を当該の三次元の地理情報データが取り扱われている三次元座標系における表示座標系視点情報に変換するための変換式を含む視点情報逆変換データ、ユーザが入力した視点の三次元的位置の移動、視線方向の移動、倍率変化等の指示を、視点情報取得手段２３が、当該の三次元の地理情報データが取り扱われている三次元座標系で表した対応する変化量に換算するための視点移動入力換算データを有していても良い。
【００２３】
以上、ベース地図データ、ベース地図データ以外の三次元の地理情報データを記憶手段１７へ登録する場合の内容を下記の一覧表にまとめる。
（１）ベース地図データの場合
ａ）三次元の地理情報データ
ｂ）メタデータ
アドレス
座標系情報
視点移動入力換算データ
初期視点情報
（２）ベース地図データ以外の三次元の地理情報データの場合
ａ）三次元の地理情報データ
ｂ）メタデータ
アドレス
座標系情報
データ切替範囲情報
（地域領域の指定、最大標高値、最小標高値、優先度情報）
視点移動入力換算データ
視点情報変換データ
視点情報逆変換データ
【００２４】
（視点情報取得手段）
次に、ユーザの入力に応じて視点の位置、視線方向を取得する方法を説明する。
視点情報取得手段２３は、入力装置（入力手段）１３によりユーザが入力した視点の三次元的位置の移動、視線方向の移動、倍率変化の視点移動パラメータに基づき、表示中の三次元の地理情報データの座標系で表した視点の位置と視線方向を含む表示座標系視点情報を算出して取得する機能を有する。表示座標系視点情報の算出に当たっては、視点情報取得手段２３は、表示切替手段２５を介して、前記メタデータに含まれる座標系情報と視点移動入力換算データを取得して用いる。視点情報取得手段２３は、取得した表示座標系視点情報を逐次、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ａに入力するとともに、一時保持する、例えば、ＲＡＭに記憶させる。
【００２５】
視点情報取得手段２３による視点情報の具体的な取得方法を、更に詳細に説明する。視点情報取得手段２３は、先ず、表示装置１５に現在表示中の三次元の地理情報データに対応したメタデータ中の座標系情報と視点移動入力換算データを、後記のように表示切替手段２５を介して取得する。次いで、初期表示の時は前記の初期視点情報を表示切替手段２５を介して取得する。
【００２６】
その後、ユーザのマウス操作等の入力装置１３による、前記視点移動パラメータの入力を、視点移動入力換算データを用いて当該座標系における変化量に換算する。
尚、入力装置１３による視点移動パラメータの直接入力には、次のものが用意されている。
（１）視点の直角三次元的な平行移動：視線方向を固定して視点の位置を前後、左右、上下方向に移動
（２）視線方向の移動：視点の三次元的位置を固定して、視線方向を左右方向又は上下方向に旋回移動
（３）中心位置回りの旋回移動：目標中心位置方向に視線方向を合わせて、視点の位置を左右方向、上下方向に旋回移動
（４）倍率変更：ズームアップ、ズームダウン
尚、ズームアップをすると、視点の位置は倍率変化に対応した距離だけ視線方向に前進移動し、ズームダウンすると視点の位置は倍率変化に対応した距離だけ視線方向とは逆に後退移動するものとする。
【００２７】
次いで視点情報取得手段２３は、初期表示の表示座標系視点情報に、前記換算された変化量を演算することにより新しい表示座標系視点情報を算出する。以後、視点情報取得手段２３は、視点移動パラメータの入力ごとに、同様に新しい表示座標系視点情報を算出する。
視点情報取得手段２３は、算出した表示座標系視点情報を逐次、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ａに入力するとともに、一時保持する。
【００２８】
又、視点情報取得手段２３は、下記の自動視点移動の機能を有する。自動視点移動の機能とは、ユーザが入力装置１３を用いて複数の視点の位置を指定して、複数の視点の位置間を結んだ三次元の軌道上を視点の位置が連続的に移動し、視点の位置から見える三次元の地図若しくは画像を連続的にシミュレーション表示させる機能である。この場合、視点情報取得手段２３は、三次元の軌道上の視点の位置の移動に伴う各ステップの視点の位置、視線方向を計算し、倍率とともに表示座標系視点情報として取得した表示座標系視点情報を逐次、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ａに入力するとともに、一時保持する。
【００２９】
（視点情報管理手段、表示切替手段、三次元表示画像生成手段）
次に、種類の異なる座標系の三次元の地理情報データ間での表示画像の切り替えに係る視点情報管理手段、表示切替手段、三次元表示画像生成手段について説明する。
視点情報管理手段２４は、表示座標系視点情報を標準座標系視点情報に換算して一時保持する機能を有する。前記換算に当たっては、視点情報管理手段２４は、表示切替手段２５を介して前記メタデータに含まれる視点情報変換データを取得して用いる。ここで、視点情報管理手段２４が標準座標系視点情報を一時保持するとは、例えば、標準座標系視点情報をＲＡＭに記憶させることである。
【００３０】
表示切替手段２５は、ある三次元の地理情報データが表示されているときに、記憶手段１７からメタデータを検索し一時保持し、視点情報管理手段２４が一次保持している標準座標系視点情報をチェックし、必要に応じて視点情報取得手段２３と三次元表示画像生成手段２７Ａに表示切替指令を出力し、別の三次元の地理情報データに表示を切り替えさせる機能を有する。ここで、表示切替手段２５がメタデータを一時保持するとは、例えば、メタデータをＲＡＭに記憶させることである。
尚、表示切替手段２５の詳細な制御の内容は、後記のフローチャートの説明の中で記述する。
【００３１】
三次元表示画像生成手段２７Ａは、表示切替手段２５から指定された三次元の地理情報データを、記憶手段１７から読み込みＲＡＭに一時的に保存し、視点情報取得手段２３から入力された表示座標系視点情報に基づいて、上方に位置する視点から俯瞰した三次元の地理情報データの三次元表示画像を生成し、表示装置１５に出力する機能を有する。
三次元表示画像生成手段２７Ａは、三次元表示画像を生成するとき、視点の位置が表示装置１５の三次元表示画像の中心に立てた垂直線上にあり、視点の位置から三次元表示画像の中心への垂直線が視線方向に対応するように三次元表示画像を生成する。
【００３２】
（第１の実施の形態の作用）
以下に、異なる種類の三次元座標で編集された三次元の地理情報データを、視点の位置の移動、視線方向の移動、倍率の変化に合わせて表示切替する制御を図２から図５を適宜参照しながら詳細に説明する。
図２及び図３は表示制御部１１Ａにおける表示制御の流れを示すフローチャートである。
ここでは、記憶手段１７は、優先度「１」の全世界をカバーする、例えば地球儀表示の緯度経度標高座標系のベース地図データと、優先度「２」の日本全土をカバーする緯度経度標高座標系の粗い三次元の地図データと、優先度「３」の東京都の都心部を詳細に表示する三次元の平面直角座標系の画像データの３つが登録されている場合に、ユーザが視点の位置の移動する三次元軌道（視点の軌道）を設定して自動的に視点の位置の移動、視線方向の移動、つまり三次元表示画像の表示範囲の移動を表示制御部１１Ａが行なう例で説明する。
【００３３】
ステップＳ１０１では、表示制御部１１Ａは、三次元表示画像の初期表示を行う。
初期表示の流れを詳細に以下に説明する。まず、表示切替手段２５は、記憶手段１７から、世界全域をカバーする緯度経度標高座標系の地球儀表示のベース地図データを選定し、そのメタデータを読み出して一時保持するとともに、視点情報取得手段２３と三次元表示画像生成手段２７Ａに、ベース地図データを表示するように表示指令を入力する。
三次元表示画像生成手段２７Ａは、表示切替手段２５からベース地図データのメタデータを読み出し、ベース地図データの格納されているアドレスを取得し、そのアドレスに基づいて記憶手段１７からベース地図データを読み込む。
【００３４】
視点情報取得手段２３は、表示切替手段２５を介してベース地図データのメタデータに含まれる座標系情報、視点移動入力換算データを読み出す。又、視点情報取得手段２３は、初期視点情報も同様に読み出して表示座標系視点情報とし、一時保持するとともに、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ａに出力する。
三次元表示画像生成手段２７Ａは、視点情報取得手段２３から入力された表示座標系視点情報に基づいて、三次元表示画像の初期表示をする。例えば、初期表示としては世界全域を地球儀表示で表したものを、地球の外から地球を見る視点で、日本列島が中央に位置するように表示する。視点情報管理手段２４は、初期視点情報をそのまま標準座標系視点情報として一時保持する。
【００３５】
表示切替手段２５は、現在表示中の世界全域をカバーする地球儀表示の三次元の地理情報データを認識する。次いで、表示切替手段２５は、視点情報管理手段２４に一時保持された標準座標系視点情報をチェックし、現在の視点の位置から緯度経度座標で所定の距離内に含まれるデータ切替範囲の三次元の地理情報データのメタデータを記憶手段１７から検索し、該当するメタデータを切替先の候補の三次元の地理情報データのメタデータとして、読み込み一時保持する。
尚、データ切替範囲を検索する場合の前記所定の距離は、現在表示している三次元の地理情報データの縮尺率に応じて、縮尺度合いが大きいほど距離を大きくするように自動的に設定されるようになっている。
【００３６】
ステップＳ１０１の後、ステップＳ１０２に進み、視点情報取得手段２３は、ユーザによる入力装置１３からのユーザ指示が有か否かをチェックする。ステップＳ１０２でユーザ指示が有の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１０３へ進み、無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１０２を繰り返す。
ステップＳ１０３では、視点情報取得手段２３は、視点移動パラメータの入力指示が有か否かをチェックする。ステップＳ１０３で視点移動パラメータの入力指示が有の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１０４へ進み、無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１０２を繰り返す。
ここでは、地球儀表示の三次元表示画像において、ユーザが視点移動パラメータの入力指示、例えば、ズームアップ操作をし、地球儀表示から、緯度経度標高座標系の日本全土をカバーする粗い三次元の地図データの表示に切り替えられ、更にその粗い三次元の地図データ上で関東地方の三次元表示画像になっているとする。具体的な三次元の地理情報データ間の表示切替の方法については、後記する。
【００３７】
ステップＳ１０４では、視点情報取得手段２３は、自動視点移動の指示が有か否かをチェックする。ステップＳ１０４で自動視点移動の指示が有の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ１０５へ進み、無い場合（Ｎｏ）はステップＳ１０６へ進む。
【００３８】
ステップＳ１０５では、視点情報取得手段２３は、自動視点移動のパラメータを生成する。この自動視点移動のパラメータの生成を、図４に示す粗い三次元の地図データによる三次元表示画像の例を用いて説明する。
例えば、自動視点移動の指示が、図４に想像線（二点鎖線）で示すような近郊飛行場を飛び立ち都心部上空を通過して東京湾へ出て、その後東京湾上空をぐるりと時計方向に一周して再び近郊飛行場に戻る東京湾遊覧飛行のような三次元軌道に沿った移動の場合を仮定して説明する。そのときの視線方向がユーザの指示により、例えば機首方位を基準に所定の右下方であり、倍率は遊覧者の肉眼で見る倍率１．０の固定とする。その場合、視点情報取得手段２３は、遊覧飛行機が飛行場を飛び立ってから飛行する軌道に合わせて視点の位置の移動、視線方向の移動、つまり視点移動パラメータをステップ的に生成する。（ここでは、倍率変化は無しのケースである。）
尚、都心部に対しては詳細な三次元の画像データが用意されており、そのデータ切替範囲を説明するため、図４に説明用にデータ切替範囲を示す緯度経度標高座標系による直方体領域のデータ切替範囲４１１が示してある。
ステップＳ１０５の後、ステップＳ１０６へ進む。
【００３９】
ステップＳ１０６では、視点情報取得手段２３は、視点情報を取得する。具体的には、自動視点移動機能により生成された視点移動のパラメータ、又は入力装置１３による直接的な視点移動パラメータ入力に応じた新しい視点の位置、視線方向の表示座標系視点情報を、ステップＳ１０１で読み出した座標系情報と視点移動入力換算データと、自身で一時保持している表示座標系視点情報とを用いて算出し、一時保持する。又、取得した表示座標系視点情報を視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ａに入力する。
【００４０】
ステップ１０７では、視点情報管理手段２４は、表示切替手段２５に対して、現在表示装置１５に三次元の地理情報データを緯度経度標高座標系で表示中か否かをチェックする。当初は、初期画面として緯度経度標高座標系でベース地図データを表示している（Ｙｅｓ）ので、ステップＳ１０９へ進む。すでに緯度経度標高座標系以外に切り替えられて表示中の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１０８へ進む。ステップ１０８では、視点情報管理手段２４は、ステップＳ１０６で視点情報取得手段２３から入力された表示座標系視点情報を表示切替手段２５を介して取得した視点情報変換データを用いて標準座標系視点情報に変換する。ステップＳ１０８の後ステップＳ１０９に進む。
【００４１】
ステップＳ１０７から直接ステップＳ１０９に進んだ場合（Ｙｅｓ）は、視点情報管理手段２４は、ステップＳ１０６で視点情報取得手段２３から入力された表示座標系視点情報をそのまま標準座標系視点情報として一時保持する。ステップＳ１０８からステップＳ１０９に進んだ場合は、視点情報管理手段２４はステップＳ１０８で得られた標準座標系視点情報を一時保持する。
【００４２】
ステップＳ１１０では、表示切替手段２５は、視点の位置及び視線方向が詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲に入ったか否か、又は詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲から出たか否かをチェックする。
【００４３】
視点の位置及び視線方向が詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲に入ったか否かとは、標準座標系視点情報の示す視点の位置及び視線方向が現在表示中の粗い三次元の地図データから詳細な三次元の地理情報データのデータ切替範囲に入ったか否かのチェックであり、ここでは図４に示すように最初粗い三次元の地図データによる三次元表示画像４０１から始まるので、仮想線で示す遊覧飛行の軌道に沿い視点の位置が、例えば、都心部領域を三次元の平面直角座標系で取り扱った画像データのデータ切替範囲４１１に進入すると、詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲に入ったと判定する。
【００４４】
又、詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲から出たか否かとは、前記遊覧飛行の軌道に沿い視点の位置が、都心部領域を取り扱った三次元の画像データのデータ切替範囲４１１外に出ると、詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲外に出たと判定する。
【００４５】
この表示切替手段２５におけるデータ切替範囲のチェックを詳細に以下に説明する。
実際には、都心部を扱うときには、複数の三次元の地理情報データが、データ切替範囲を重複させて登録されている場合が多い。従って、表示切替手段２５は、現在表示中の三次元の地理情報データに対応するメタデータを一時保持するだけでなく、視点の位置の移動に伴って、逐次、現在の視点の位置から緯度経度座標で所定の距離内に含まれるデータ切替範囲に対応する三次元の地理情報データのメタデータを記憶手段１７から検索し、該当するメタデータを切替先の候補のメタデータとして、読み込み一時保持する。
【００４６】
視点の位置及び視線方向が現在表示中の三次元の地理情報データの優先度より優先度の高い三次元の地理情報データのデータ切替範囲に入ったとき、表示切替手段２５は、切替先の三次元の地理情報データを特定し、視点情報取得手段２３と三次元表示画像生成手段２７Ａに表示切替指令を出す。
又、視点の位置及び視線方向が現在表示中の三次元の地理情報データのデータ切替範囲の外に出たとき、表示切替手段２５は、その視点の位置及び視線方向をカバーするデータ切替範囲に対応する最も優先度の高い三次元の地理情報データを特定し、視点情報取得手段２３と三次元表示画像生成手段２７Ａに表示切替指令を出す。
【００４７】
フローチャートの説明に戻ると、最初は粗い三次元の地図データによる粗い表示から、データ切替範囲４１１に入る（Ｙｅｓ）ので、ステップＳ１１０からステップＳ１１１へ進む。このとき、表示切替手段２５は、視点情報取得手段２３と三次元表示画像生成手段２７Ａに表示切替指令を出す。
ステップＳ１１０において、視点の位置及び視線方向が詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲に入らなかった場合（Ｎｏ）、又は詳細表示の三次元の地理情報データのデータ切替範囲から出なかった場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１３へ進む。
【００４８】
ステップＳ１１１では、視点情報取得手段２３は、切替先の三次元の地理情報データが緯度経度標高座標系か否かをチェックする。
尚、視点情報取得手段２３は、表示切替手段２５から表示切替指令を受けると、表示切替手段２５が一時保持している表示切換先の三次元の地理情報データに対応するメタデータを読み込む。具体的には当該メタデータ中の座標系情報、視点移動入力換算データ、視点情報逆変換データを読み込む。
従って、視点情報取得手段２３は、切替先の三次元の地理情報データの座標系情報をすでに読み込んでいるので、ステップＳ１１１において切替先の三次元の地理情報データの座標系の種類を容易に判断できる。この場合、緯度経度標高座標系でない（Ｎｏ）となり、ステップＳ１１２へ進む。切替先の三次元の地理情報データが緯度経度標高座標系の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１３へ進む。
【００４９】
ステップＳ１１２では、視点情報取得手段２３は、視点情報管理手段２４が一時保持している標準座標系視点情報を切替先の三次元の地理情報データの座標系における表示視点情報に変換する。この変換は、視点情報逆変換データを用いて行なわれる。
ステップＳ１１２の後、ステップＳ１１３へ進む。
【００５０】
ステップＳ１１３では、三次元表示画像生成手段２７Ａは、表示切替手段２５から表示切替指令を受けて、三次元の地理情報データを記憶手段１７から読み込み済みか否か、つまりＲＡＭに一時記憶済みか否かをチェックする。ＲＡＭに一時記憶済みの場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１５へ進み、そうでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１１４へ進み、表示切替手段２５に一時保持されている切替先の三次元の地理情報データに対応するメタデータに記述されているアドレスに基づいて記憶手段１７から三次元の地理情報データの読み込みを行なう。ステップＳ１１４の後、ステップＳ１１５へ進む。
【００５１】
ステップＳ１１５では、三次元表示画像生成手段２７Ａは、ステップＳ１０６で取得された新しい表示座標系視点情報に基づいて三次元の地理情報データの三次元表示画像を生成するか、又は表示切替の際には、ステップＳ１１２で引き継いだ新しい表示座標系視点情報に基づいて、対応する切替先の三次元の地理情報データの三次元表示画像を生成する。
【００５２】
三次元表示画像生成手段２７Ａは、三次元表示画像を生成するとき、表示装置１５の表示画面における三次元表示画像の中心に立てた垂直線上に視点の位置があり、その三次元表示画像の中心への垂直線が視線方向に対応するように生成する。そして、表示装置１５に表示座標系視点情報に基づいた三次元表示画像を表示させる。
東京湾遊覧の軌道に沿った自動視点移動による三次元地図表示装置１による画面表示では、最初図４に示すような粗い三次元の地図データによる表示が現れ、山、島等の地形の大まかな形状データによる三次元表示画像が表示されるが、都心部上空に入りデータ切替範囲４１１の中に視点の位置及び視線方向が入ると、例えば、図５に示すような詳細な三次元の画像データによる三次元表示画像４０２に自動的に切り替わる。
【００５３】
ステップＳ１１６では、ステップＳ１０４においてユーザから自動視点移動の指示が無かった場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１０２に戻り次のユーザの指示を待つ。
ステップＳ１０４においてユーザから自動視点移動の指示が有った場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０５に戻り、一連の軌道に沿った自動視点移動が終わるまでステップＳ１０５〜ステップＳ１１６を繰り返す。一連の軌道に沿った自動視点移動が終了した後は、自動視点移動の指示が消え、ステップ１１６において自動視点移動の指示が無い場合（Ｎｏ）となり、ステップＳ１０２に戻り次のユーザの指示を待つ。
【００５４】
ユーザが入力装置１３により終了のコマンドを入力すると、一連の三次元地図表示機能は終了する。
【００５５】
本実施の形態によれば、表示中の三次元の地理情報データが緯度経度標高座標系の粗い三次元の地図データから、局所的に用意された緯度経度標高座標系とは異なる座標系の詳細な三次元の地理情報データに切り替わっても、表示切替の際に表示座標系視点情報を標準座標系視点情報を介して新たな座標系における表示座標系視点情報に換算して引継ぎ、それまで緯度経度標高座標系で表示していた三次元の地理情報データを、切替先の三次元の地理情報データの座標系に切り替えて表示するだけなので、座標系の異なる別の三次元の地理情報データへの表示切替の際に座標系変換が必要なく、高速に表示できる。又、表示切替の際に視点情報の内容をそのまま引き継ぐので視点の位置、視線方向の急変による画面のジャンプがなく、スムーズに切り替わる。
【００５６】
又、本実施の形態によれば、その逆に三次元の地理情報データが局所的に用意された緯度経度標高座標系とは異なる詳細な三次元の地理情報データから緯度経度標高座標系の粗い三次元の地図データに切り替わる場合も、同様に表示切替の際に表示座標系視点情報を標準座標系視点情報を介して引継ぎ、それまで非緯度経度標高座標系で表示していた三次元の地理情報データを、切替先の三次元の地理情報データの座標系に表示切替するだけなので、表示切替の際に三次元の地理情報データの座標系変換が必要なく、高速に表示できる。又、表示切替の際に視点情報の内容をそのまま引き継ぐので表示切替の際に視点の位置、視線方向の急変による画面のジャンプがなく、スムーズに切り替わる。
【００５７】
又、三次元の平面直角座標系で編集された詳細な三次元の地理情報データを、例えば、緯度経度標高座標系に予め変換して準備する煩雑な労力を必要としない。又、三次元の平面直角座標系で直線又は平面のものを、緯度経度標高座標系に変換すると、必ずしも直線又は平面で表示できず変換誤差を生じ、詳細な位置関係が誤って表示されるという問題も無い。
【００５８】
尚、本実施の形態において、ステップＳ１１０の切替先の三次元の地理情報データを選定する場合に用いる優先度として、メタデータに含まれるデータ切替範囲情報に付加された優先度情報を用いることとしたがそれに限定されるものではない。優先度情報を付加して利用する代わりに、メタデータの登録順を記録するようにし、メタデータの登録時期の新しいものを優先度がより高いものとしても良い。
又、メタデータ中の座標系情報の中には、三次元の地理情報データの縮尺率情報も含めるようにし、縮尺率の小さいものほど（詳細度合いが強いものほど）優先度が高いようにしても良い。
【００５９】
更に、本実施の形態において、三次元の地理情報データを登録する際のメタデータに含まれるデータ切替範囲情報は、緯度経度標高座標系で表したものとしたが、それに限定されるものではない。当該の三次元の地理情報データが扱われている三次元座標系で表されたものでも良い。その場合、表示切替手段２５は、メタデータのデータ切替範囲情報を読み出した際に視点情報変換データを用いて、データ切替範囲情報を緯度経度標高座標系に変換計算して、表示切替の判定に用いれば良い。
【００６０】
本実施の形態において、ベース地図データのメタデータは、初期視点情報及び視点移動入力換算データを、ベース地図データ以外の三次元の地理情報データのメタデータは、視点移動入力換算データ、視点情報変換データ及び視点情報逆変換データを有するものしたが、それに限定されない。
三次元地図表示装置１に搭載する三次元地図表示プログラムの中に、緯度経度標高座標系のベース地図データ用の初期視点情報及び視点移動入力換算データ、並びに緯度経度標高座標系以外の使用可能性のある三次元座標系用のそれぞれの視点移動入力換算データ、視点情報変換データ及び視点情報逆変換データが含まれ、そのデータを視点情報取得手段２３、視点情報管理手段２４及び三次元表示画像生成手段２７Ａが用いるようにしてある場合は、メタデータがこれらのデータをもつ必要は無い。
【００６１】
尚、本実施の形態のように前記データをメタデータが持つように構成する場合は、以下のような利点がある。ベース地図データを初期表示する場合、三次地図元表示装置１のユーザを想定する国ごとに、初期表示画面を異ならせる方がユーザに喜ばれる。例えば、初期表示として地球儀表示をするにしても、自国が三次元表示画像の正面中央に位置するようにした表示が喜ばれる。又、南半球の国々では、地図を見るとき南を表示画面の上方に向けて表示させることも多い。そのようなユーザに対応した柔軟な三次元地図表示装置１とする場合、三次元地図表示プログラムをユーザの国ごとに変更することなく、記憶手段１７に格納する地図データベースを構築するとき、ユーザの国に合わせてメタデータを変更するだけで容易に対応できる。
又、詳細度合いの異なる三次元の地理情報データごとに、入力装置１３からの同一の視点移動パラメータの入力に対して、例えば、マウスの１クリックに対する三次元表示画像の表示範囲の移動量を異ならせるように柔軟に設定変更することも可能である。
【００６２】
又、三次元地図表示装置１を使用終了するときに、最後に表示していた三次元の地理情報データのメタデータと表示座標系視点情報を不揮発メモリ又は記憶手段１７に記憶させ、次回、三次元地図表示装置１を起動したときに、フローチャートのステップＳ１０１の三次元表示画像の初期表示において、前回、最後に表示していた三次元の地理情報データの表示座標系視点情報に基づく初期表示、つまりレジューム機能をもつものとしても良い。
【００６３】
《第２の実施の形態》
（三次元地図表示装置全体の構成）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る三次元地図表示装置について、図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、本実施の形態の三次元地図表示装置３は、コンピュータにより構成され、表示制御部１１Ｂ、マウス、キーボード等から構成される入力装置（入力手段）１３と、液晶ディスプレイ等の表示装置１５と、ハードディスク等の記憶装置で構成される記憶手段１７とを備える。
【００６４】
表示制御部１１Ｂは、演算処理を行うＣＰＵ、演算処理を行う際に用いられるメモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発メモリ）、入出力回路等から構成されており、入力装置１３、表示装置１５及び記憶手段１７と接続されている。又、表示制御部１１Ｂは、コンピュータ内蔵又は外部取り付けの図示省略のＤＶＤドライブ装置、ＬＡＮ等と接続され、外部データを取り込めるように構成されている。
表示制御部１１Ｂは、機能ブロックで表すと、図６に示すようにデータ登録手段２１、視点情報取得手段２３、視点情報管理手段２４、表示切替手段２５、三次元表示画像生成手段２７Ｂ、二次元表示画像生成手段２７Ｃ、二次元表示連動制御手段２８及び画面合成手段２９を有している。
本実施の形態は、三次元地図表示装置３に加え、コンピュータを三次元地図表示装置３の前記各手段として機能させるための三次元地図表示プログラム及び三次元地図表示プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を含む。
【００６５】
（三次元の地理情報データの登録の説明）
次に、記憶手段１７に、三次元の地理上の位置情報を持つ地図データ、画像データ等の地理情報データを登録する方法を説明する。
データ登録手段２１は、入力装置１３によるユーザからの指示に基づき、例えば、ＤＶＤドライブ装置から外部データを読み込み、記憶手段１７に各種の三次元の地図データ、画像データ等の地理情報データ（以下、特別に断らない限り三次元の地図データ、画像データ等を総称して単に「三次元の地理情報データ」と称する）を登録し、地図データベースを構築する機能を有する。この三次元の地理情報データは、それぞれのデータを編集したときの固有の三次元座標系に基づいており、座標系がそれらのデータ間で異なる場合もある。記憶手段１７に登録される三次元の地理情報データの中には、少なくとも緯度経度標高座標系で表されたベース地図データを含ものとする。例えば、ここではベース地図データは、世界全域をカバーする地球儀表示の緯度経度標高座標系の三次元の地図データとする。
【００６６】
尚、データ登録手段２１は、必要に応じて二次元の地理上の位置情報を持つ二次元の地理情報データ（以下、三次元の地理情報データと区別して、二次元地図データと称する）を記憶手段１７に登録する機能を有する。記憶手段１７に登録される二次元地図データは、緯度経度座標系に基づいており、複数の縮尺率のものが用意されている。この二次元地図データを記憶手段１７へ登録する際に、個々の縮尺率の二次元地図データに、格納場所を示すアドレス、縮尺率、及び取り扱い範囲を示す地域領域の指定情報を含むメタデータを付加するものとしても良い。
【００６７】
ベース地図データ以外の三次元の地理情報データは、それぞれ固有の緯度経度標高座標系、又は緯度経度標高座標系以外の三次元座標系、例えば、三次元の平面直角座標系で表わされており、ベース地図データより詳細な地理情報データ、例えば、地域ごと、国ごとにカバーした緯度経度標高座標系で表した粗い三次元の地図データ、又は建物等の構造物の三次元的外形形状を含む三次元の地理情報データである。又、詳細な三次元の地理情報データは、都市等の特定領域だけを局所的にカバーしている。
このため、データ登録手段２１は、詳細な三次元の地理情報データを記憶手段１７に登録する際に、詳細な三次元の地理情報データが取り扱う範囲（以下、データ切替範囲と称する）を示す情報（以下、データ切替範囲情報と称する）等を含んだメタデータも一緒に登録する。データ切替範囲、データ切替範囲情報についての詳細な説明は後記する。
【００６８】
尚、前記メタデータには、その他に詳細な三次元の地理情報データの格納場所を示すアドレス、三次元の地理情報データの座標系の種類等を示す座標系情報が含まれている。
【００６９】
前記のデータ切替範囲情報とは、データ切替範囲を示す緯度経度座標系による地域領域の指定（例えば、矩形領域なら左上隅、左下隅、右上隅、右下隅の各緯度経度座標）及び最大標高値と最小標高値からなる。
データ切替範囲は、例えば、粗い三次元の地図データを表示中に、視点の位置の移動、視線方向の移動（以下、視点の位置の移動、視線方向の移動を総称して「視点移動」と称する）、つまり、三次元表示画像の表示範囲の移動により視点の位置及び視線方向がこのデータ切替範囲に入ったとき、粗い三次元の地図データから当該の詳細な三次元の地理情報データに表示を切り替える境界を示すものである。又、逆に詳細な三次元の地理情報データで表示中に、視点移動により視点がこのデータ切替範囲から外に出たとき、当該の詳細な三次元の地理情報データから粗い三次元の地図データに表示を切り替える境界を示すものでもある。
【００７０】
データ切替範囲情報には、前記地域領域の指定及び最大標高値と最小標高値の他に、優先度を示す優先度情報も付加されている。この優先度情報は、同一の三次元空間領域に対して、ベース地図データ以外の複数の三次元の地理情報データのデータ切替範囲が重なって定義されているときに、その三次元空間領域に視点の位置及び視線方向が入ったとき、どの三次元の地理情報データを選定して表示させるかを判定するためのものである。
【００７１】
この優先度情報は、例えば番号付けとし、ベース地図データを「１」、ベース地図データよりも詳細な三次元の地理情報データ、例えば、日本をカバーする粗い三次元の地図データに対して、より大きな番号、例えば、「２」と付する。例えば、東京都２３区全体を扱った詳細な三次元の地理情報データが１つあり、更にそれよりも詳細な三次元の地理情報データが、２３区中の特定の領域にのみ用意されている場合は、前者のデータ切替範囲情報の優先度は「３」、後者は「４」とする。こうして、同一の三次元空間領域に対して、ベース地図データ以外の複数の三次元の地理情報データが用意されている場合には、優先度情報の番号のより大きいものを優先的に選定して表示画面に表示させるようにする。
【００７２】
尚、詳細な三次元の地理情報データは、年月の経過で都市の景観が変わればその都度更新されるものであり、又詳細な三次元の地理情報データは、編集に時間が掛かり、記憶手段１７へのデータ登録上も追加登録となるため、優先度情報を、付番の大きいものほど優先度が高いものとする。つまり、本実施の形態では、「１」よりも「２」の方が、「２」よりも「３」の方が優先度は高いものとする。
この様にすることにより、すでに粗い三次元の地理情報データが記憶手段１７に登録されている状態で、ある三次元空間に対して、これまで登録されているものより詳細な又は更新された三次元の地理情報データを登録するとき、優先度として１つ上の番号を与えることにより、過去に登録済みのメタデータの優先度情報を書き直す必要が生ぜず、都合が良い。
【００７３】
更に、データ切替範囲を示す緯度経度座標及び最大標高値と最小標高値は、詳細な三次元の地理情報データの取り扱っている範囲全体とする必要は無く、それよりも狭い範囲の緯度経度座標系による地域領域の指定情報としても良い。この様にすることにより、従来公知のように、記憶手段１７から読み込むデータ容量を、ＣＰＵ及びＲＡＭが取り扱えるデータ容量に適合させることができ、表示範囲の切替制御がしやすくなる。
又、データ切替範囲情報としては、直接データ切替範囲を示すものではなくとも、データ切替範囲情報を算出可能な情報、例えば、当該の三次元の地理情報データの整備範囲を示すデータをも含めるものとする。
【００７４】
尚、記憶手段１７には、ベース地図データに対応するメタデータも登録され、初期表示のための視点の位置及び視線方向を含む初期視点情報等が含まれている。
【００７５】
又、メタデータには、当該の三次元の地理情報データが取り扱われている三次元座標系で表した視点情報（以下、表示座標系視点情報と称する）を緯度経度標高座標系で表した視点情報（以下、標準座標系視点情報と称する）に変換するための変換式を含む視点情報変換データ、標準座標系視点情報を当該の三次元の地理情報データが取り扱われている三次元座標系における表示座標系視点情報に変換するための変換式を含む視点情報逆変換データ、ユーザが入力した視点の三次元的位置の移動、視線方向の移動、倍率変化等の指示を、視点情報取得手段２３が、当該の三次元の地理情報データが取り扱われている三次元座標系で表した対応する変化量に換算するための視点移動入力換算データを有していても良い。
【００７６】
以上、ベース地図データ、ベース地図データ以外の三次元の地理情報データ、二次元地図データを記憶手段１７へ登録する場合の内容を下記の一覧表にまとめる。
（１）ベース地図データの場合
ａ）三次元の地理情報データ
ｂ）メタデータ
アドレス
座標系情報
視点移動入力換算データ
初期視点情報
（２）ベース地図データ以外の三次元の地理情報データの場合
ａ）三次元の地理情報データ
ｂ）メタデータ
アドレス
座標系情報
データ切替範囲情報
（地域領域の指定、最大標高値、最小標高値、優先度情報）
視点移動入力換算データ
視点情報変換データ
視点情報逆変換データ
（３）二次元地図データの場合
ａ）二次元の地理情報データ
ｂ）メタデータ
アドレス
縮尺率
取り扱い範囲を示す地域領域の指定情報
【００７７】
（視点情報取得手段）
次に、ユーザの入力に応じて視点の位置、視線方向を取得する方法を説明する。
視点情報取得手段２３は、入力装置（入力手段）１３によりユーザが入力した視点の三次元的位置の移動、視線方向の移動、倍率変化の視点移動パラメータに基づき、表示中の三次元の地理情報データの座標系で表した視点の位置と視線方向を含む表示座標系視点情報を算出して取得する機能を有する。表示座標系視点情報の算出に当たっては、視点情報取得手段２３は、表示切替手段２５を介して前記メタデータに含まれる座標系情報と視点移動入力換算データを取得して用いる。視点情報取得手段２３は、取得した表示座標系視点情報を逐次、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ｂに入力するとともに、一時保持する、例えば、ＲＡＭに記憶させる。
【００７８】
視点情報取得手段２３による視点情報の具体的な取得方法を、更に詳細に説明する。視点情報取得手段２３は、先ず、表示装置１５に現在表示中の三次元の地理情報データに対応したメタデータ中の座標系情報と視点移動入力換算データを、後記のように表示切替手段２５を介して取得する。次いで、初期表示の時は前記の初期視点情報を表示切替手段２５を介して取得する。
【００７９】
その後、ユーザのマウス操作等の入力装置１３による、前記視点移動パラメータの入力を、視点移動入力換算データを用いて当該座標系における変化量に換算する。
尚、入力装置１３による視点移動パラメータの直接入力には、次のものが用意されている。
（１）視点の直角三次元的な平行移動：視線方向を固定して視点の位置を前後、左右、上下方向に移動
（２）視線方向の移動：視点の三次元的位置を固定して、視線方向を左右方向又は上下方向に旋回移動
（３）中心位置回りの旋回移動：目標中心位置方向に視線方向を合わせて、視点の位置を左右方向、上下方向に旋回移動
（４）倍率変更：ズームアップ、ズームダウン
尚、ズームアップをすると、視点の位置は倍率変化に対応した距離だけ視線方向に前進移動し、ズームダウンすると視点の位置は倍率変化に対応した距離だけ視線方向とは逆に後退移動するものとする。
【００８０】
次いで視点情報取得手段２３は、初期表示の表示座標系視点情報に、前記換算された変化量を演算することにより新しい表示座標系視点情報を算出する。以後、視点情報取得手段２３は、視点移動パラメータの入力ごとに、同様に新しい表示座標系視点情報を算出する。
視点情報取得手段２３は、算出した表示座標系視点情報を逐次、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ｂに入力するとともに、一時保持する。
【００８１】
又、視点情報取得手段２３は、下記の自動視点移動の機能を有する。自動視点移動の機能とは、ユーザが入力装置１３を用いて複数の視点の位置を指定して、複数の視点の位置間を結んだ三次元の軌道上を視点の位置が連続的に移動し、視点の位置から見える三次元の地図若しくは画像を連続的にシミュレーション表示させる機能である。この場合、視点情報取得手段２３は、三次元の軌道上の視点の位置の移動に伴う各ステップの視点の位置、視線方向を計算し、倍率とともに表示座標系視点情報として取得した表示座標系視点情報を逐次、視点情報管理手段２４と三次元表示画像生成手段２７Ｂに入力するとともに、一時保持する。
【００８２】
（視点情報管理手段、表示切替手段、三次元表示画像生成手段）
次に、種類の異なる座標系の三次元の地理情報データ間での表示画像の切り替えに係る視点情報管理手段、表示切替手段、三次元表示画像生成手段について説明する。
視点情報管理手段２４は、表示座標系視点情報を標準座標系視点情報に換算して一時保持する機能を有する。前記換算に当たっては、視点情報管理手段２４は、表示切替手段２５を介して前記メタデータに含まれる視点情報変換データを取得して用いる。ここで、視点情報管理手段２４が標準座標系視点情報を一時保持するとは、例えば、標準座標系視点情報をＲＡＭに記憶させることである。
【００８３】
表示切替手段２５は、ある三次元の地理情報データが表示されているときに、記憶手段１７からメタデータを検索し一時保持し、視点情報管理手段２４が一次保持している標準座標系視点情報をチェックし、必要に応じて視点情報取得手段２３と三次元表示画像生成手段２７Ｂに表示切替指令を出力し、別の三次元の地理情報データに表示を切り替えさせる機能を有する。ここで、表示切替手段２５がメタデータを一時保持するとは、例えば、メタデータをＲＡＭに記憶させることである。
尚、表示切替手段２５の詳細な制御の内容は、第１の実施の形態における図２、図３のフローチャートの説明の中で記述したものと同じである。
【００８４】
三次元表示画像生成手段２７Ｂは、表示切替手段２５から指定された三次元の地理情報データを、記憶手段１７から読み込みＲＡＭに一時的に保存し、視点情報取得手段２３から入力された表示座標系視点情報に基づいて、上方に位置する視点から俯瞰した三次元の地理情報データの三次元表示画像を生成し、画面合成手段２９に出力する機能を有する。
三次元表示画像生成手段２７Ｂは、三次元表示画像を生成するとき、視点の位置が表示装置１５の三次元表示画像の中心に立てた垂直線上にあり、視点の位置から三次元表示画像の中心への垂直線が視線方向に対応するように三次元表示画像を生成する。
【００８５】
三次元表示画像生成手段２７Ｂは、以上、第１の実施の形態の構成と同様な構成に加え、更に表示中心位置算出手段４１を有している。
表示中心位置算出手段４１は、表示座標系視点情報が更新される都度、三次元表示画像として表示中の三次元の地理情報データにおいて、視点の位置から視線方向に引いた直線が交差する表示対象物、つまり一番手前にある構造物又は地面の位置座標を表示座標系で算出し、表示中心位置情報として一時保持する、つまりＲＡＭに記憶させる。
【００８６】
尚、前記のように三次元表示画像生成手段２７Ｂは、三次元表示画像を生成するとき、表示装置１５の表示画面における三次元表示画像の中心に立てた垂直線上に視点の位置があり、その三次元表示画像の中心への垂直線が視線方向に対応するように生成するので、三次元表示画像の中心の最も手前側に表示されている対象物の表面位置の三次元座標が表示中心位置情報となる。
【００８７】
（二次元表示連動制御手段）
次に、本実施の形態の特徴である三次元表示画像に対応して二次元地図の表示画像を表示する機能の構成を説明する。
二次元表示連動制御手段２８は、三次元の地理情報データの三次元表示画像を表示装置１５の表示画面に表示させるときに、ユーザからの指示に基づいて二次元表示画像生成手段２７Ｃを制御して二次元地図の表示画像を三次元表示画像に対応して連動表示するように表示制御する機能を有する。
【００８８】
二次元表示連動制御手段２８における詳細な制御を以下に説明する。二次元表示連動制御手段２８は、前記した表示中心位置算出手段４１が一時保持している表示中心位置情報と、視点情報管理手段２４が一時保持している標準座標系視点情報とを、表示範囲情報として取得する。そして、二次元表示連動制御手段２８は、ユーザによる入力装置１３からの指示に基づいて、二次元地図を連動表示するか否か、二次元地図の連動表示において、二次元地図の表示画像の中心位置［座標（緯度，経度）］を三次元表示画像の中心位置［座標（緯度，経度，標高）］の水平成分［つまり、座標（緯度，経度）］と同じとするように連動（以下、「表示中心の連動設定」と称する）させるか否か、表示倍率を三次元表示画像に連動させるか否か、表示方向を視線方向の移動に連動させるか否かを設定する等し、二次元表示画像生成手段２７Ｃに指令する。
尚、二次元表示連動制御手段２８は、表示中心の連動設定とする場合、表示倍率を三次元表示画像に連動させる場合、及び表示方向を視線方向の移動に連動させる場合の詳細な制御は、下記の作用の説明で述べる。
【００８９】
（二次元表示画像生成手段）
二次元表示画像生成手段２７Ｃは、二次元表示連動制御手段２８の指令に基づいて、記憶手段１７から二次元地図データを読み出し、ＲＡＭに一時保存し、前記各種の連動設定の指令に基づいて表示範囲を設定して二次元地図の表示画像を生成する。二次元表示画像生成手段２７Ｃは、生成した二次元地図の表示画像を画面合成手段２９に出力する。
【００９０】
画面合成手段２９は、二次元地図を連動表示する場合は、三次元表示画像と二次元地図の表示画像を表示装置１５の１画面として、例えば、三次元表示画像を表示するウィンドと二次元地図の表示画像を表示するウィンドをそれぞれ別個に生成して並列に表示するように、又は三次元表示画像を表示するウィンドの中に二次元地図の表示画像を表示する小ウィンドをはめ込み表示するように画面を合成して、表示装置１５に出力し、表示させる。画面合成手段２９は、二次元地図を連動表示しない場合は、三次元表示画像だけを表示装置１５に出力する。
【００９１】
（第２の実施の形態の作用）
本実施の形態の三次元地図表示装置３の表示制御部１１Ｂにおける三次元の地理情報データの表示制御の流れは第１の実施の形態における図２及び図３に示すフローチャートと略同じであり、説明を省略する。
但し、第１の実施の形態の作用説明における三次元表示画像生成手段２７Ａは、三次元表示画像生成手段２７Ｂと読み替え、ステップＳ１１５とステップＳ１１６の間に、表示中心位置算出手段４１が、表示中心位置を計算し、表示中心位置情報としてＲＡＭに記憶させて一時保存するステップを加える。その後は、第１の実施の形態と同様にステップＳ１１６に進み、ステップＳ１０２又はステップＳ１０５に戻って、繰り返す。
【００９２】
次に本実施の形態の三次元地図表示装置３における三次元表示画像に対応させて二次元地図の表示画像を生成する制御を図７から図９を適宜参照しながら説明する。
図７は表示制御部１１Ｂにおける二次元地図を三次元の地理情報データの三次元表示画像と連動させて表示する制御の流れを示すフローチャートである。
ステップＳ２１１では、二次元表示連動制御手段２８は、ユーザによる入力装置１３からの表示範囲連動指示が有か否かをチェックする。ここで、表示範囲連動指示とは、二次元地図の表示画像を三次元表示画像と連動させて表示させるかどうかのユーザの指示である。有の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１２へ進み、二次元地図の連動表示の制御をし、無しの場合（Ｎｏ）はステップＳ２１１を繰り返し、二次元地図の連動表示をしない。
【００９３】
ステップＳ２１２では、二次元表示連動制御手段２８は、表示範囲情報を取得する。具体的には、視点情報管理手段２４の一時保持している標準座標系視点情報と、表示中心位置算出手段４１の一時保持している表示中心位置情報を取得する。
ステップＳ２１３では、二次元表示連動制御手段２８は、表示中心の連動設定の要求が有か否かをチェックする。有の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２１４へ進み、無しの場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１５へ進む。
【００９４】
ステップＳ２１４では、二次元表示連動制御手段２８は、連動時の表示中心位置を取得、設定する。具体的には、表示切替手段２５が一時保持している表示中の三次元の地理情報データに対応するメタデータから視点情報変換データを読み出し、表示座標系で表された表示中心位置情報を標準座標系、つまり緯度経度標高座標系における表示中心位置情報に変換し、その緯度経度座標（水平成分）を二次元地図の表示画像の表示中心位置の緯度経度座標として設定する。ステップＳ２１４の後、ステップＳ２１６へ進む。
【００９５】
ステップＳ２１５では、二次元表示連動制御手段２８は、通常の表示中心位置を取得、設定する。具体的には、ステップＳ２１２で取得した標準座標系視点情報に基づき、視点の位置から視線方向に直線を延ばして、地面レベルに交わる緯度経度座標を算出し、二次元地図の表示画像の表示中心位置として設定する。ステップＳ２１５の後、ステップＳ２１６へ進む。
【００９６】
ステップＳ２１６では、二次元表示連動制御手段２８は、表示倍率の連動設定の要求が有か否かをチェックする。有の場合（Ｙｅｓ）は、ステップ２１７へ進み、無しの場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１８へ進む。
ステップＳ２１７では、二次元表示連動制御手段２８は、連動時の二次元地図の表示画像の表示倍率の取得、設定を行なう。具体的には、三次元表示画像の表示中心位置の垂直上方であって、視点の位置［座標（緯度，経度，標高）］と同一標高位置に視点を置いて、直下を見たときの、例えば、人間の視野範囲を二次元地図の表示範囲とするように線形関数、指数関数等により二次元地図の表示画像の表示倍率を算出し、記憶手段１７に格納された二次元地図データの中の適切な縮尺率のものを選定してその上で表示倍率を設定する。
尚、視点の標高値が所定値より小さい場合は、二次元地図データの最小縮尺率のものを選定して設定すると良い。
ステップＳ２１７の後は、直接ステップＳ２１９へ進む。
【００９７】
ステップＳ２１８では、二次元表示連動制御手段２８は、ユーザにより入力装置１３から入力された二次元表示の表示倍率を固定設定する。この表示倍率設定により、適切な縮尺率の二次元地図データを二次元表示連動制御手段２８が選定して設定する。
ステップＳ２１８の後は、ステップＳ２１９へ進む。
【００９８】
ステップＳ２１９では、二次元表示連動制御手段２８は、表示方向の連動設定の要求が有か否かをチェックする。有の場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２０へ進み、無しの場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２２１へ進む。
ステップＳ２２０では、二次元表示連動制御手段２８は、連動時の二次元地図の表示画像の表示方向を取得、設定する。具体的には、ステップＳ２１２で取得した表示範囲情報に含まれる視線方向の水平成分を表示方向として設定する。ステップＳ２２０の後は、ステップＳ２２２へ進む。
ステップＳ２２１では、二次元表示連動制御手段２８は、例えば、二次元地図の北を表示画面の上方にするように表示方向を固定設定する。ステップＳ２２１の後は、ステップＳ２２２へ進む。
【００９９】
ステップＳ２２２では、二次元表示画像生成手段２７Ｃは、二次元表示連動制御手段２８により設定された表示中心位置、表示する縮尺率の二次元地図データの表示倍率及び表示方向に基づいて二次元地図の表示画像を生成し、画面合成手段２９に出力する。
その後、画面合成手段２９は、三次元表示画像生成手段２７Ｂからの三次元表示画像と二次元表示画像生成手段２７Ｃからの二次元地図の表示画像を、表示装置１５に１画面表示するように三次元表示画像と二次元地図の表示画像を１画面に合成する。そして、表示装置１５の画面に表示する。
これにより、一連の二次元地図表示の連動表示の制御を終了する。
【０１００】
尚、二次元地図の表示画像の連動表示に関する設定変更指示により処理を開始する際は、ステップＳ２１３以降の処理を行う。これにより、ユーザは入力装置１３からの入力により表示中心の連動、表示倍率の連動及び表示方向の連動のいずれかを独立に、又随意に連動制御の変更をできる。
【０１０１】
本実施の形態において、二次元地図の表示画像を、表示中の三次元表示画像と対応させて、表示中心位置の連動、表示方向の連動の表示を行わせる場合を図８を用いて説明する。図８の（ａ）は、三次元の平面直角座標系に基づく詳細画像データの三次元表示画像の例である。三次元表示画像４０２の中央の×印は、表示中心位置４１２ａを示している。
【０１０２】
この場合は建物の手前側の側面に表示中心位置４１２ａがある。尚、視点は、説明用に矢印４１４で示したように、三次元空間を画面の右方向に建物の側面に平行に同じ高さで移動するものとする。その場合、座標（緯度，経度，標高）で表わされる表示中心位置４１２ａは、×印から実線矢印で示すように、建物の側面上を矢印４１４の方向へ移動し、建物の側面が途切れると視点の位置から視線方向に延ばした直線が地面と交わる点にジャンプする。視点の矢印４１４方向への更なる移動により、この視線方向の直線が隣の建物の手前側の側面と交差すると、表示中心位置４１２ａは右側の建物の手前側の側面に沿って矢印４１４方向に移動する。
尚、三次元表示画像４０２は、実際には前記表示中心位置４１２ａの矢印線のような移動に伴い、常に表示中心位置４１２ａが、中心位置になるように矢印４１４と反対方向に表示範囲をスクロールする。
【０１０３】
図８の（ａ）の三次元表示画像４０２の変化に対応して、連動表示する二次元地図の表示画像４０３は、（ｂ）に示すように視線方向の水平成分が表示画面の縦方向を向くように、又表示中心位置４１２ａの水平成分、つまり、座標（緯度，経度）が×印で示す表示中心位置４１２ｂとなるように生成される。説明のために示した矢印４１４で示す視点の移動方向に視点の位置が移動すると、×印で示す表示中心位置４１２ｂから実線矢印線で示すように表示中心位置４１２ｂが移動する。
実線矢印線の途中において破線で示す部分は、表示中心位置４１２ｂがジャンプするところを示している。
尚、二次元地図の表示画像４０３は、実際には前記表示中心位置４１２ｂの矢印線のような移動に伴い、常に表示中心位置４１２ｂが、中心位置になるように表示範囲をスクロールする。
【０１０４】
本実施の形態によれば、前記のように、三次元表示画像に連動させて二次元地図の表示画像を表示させると、三次元表示画像で視線の手前に、例えば、建物が視線を遮るように存在する場合、その手前側の側面を二次元地図の表示画像の表示中心位置とするので、三次元表示画像を見ながら、この建物が二次元地図データ上のどの建物に当たるのかがユーザは直観的に判別できる。
【０１０５】
これに対し、三次元表示画像の視線方向だけを連動させ、表示中心位置４１２ｃは比較例のように視点の位置から視線方向に伸ばした直線が地面と交わる点とする二次元地図の表示画像４０４の場合、図９に示すように視点の位置の移動に伴い、ただ地面上を平行移動するだけであり、三次元表示画像を見ながら、この建物が二次元地図データ上のどの建物に当たるのかが直観的に判別しにくい。
【０１０６】
又、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、表示中の三次元の地理情報データが粗い三次元地図データから、局所的に用意された緯度経度標高座標系とは異なる座標系の詳細な三次元の地理情報データに切り替わっても、又は、逆方向に切り替わっても、表示切替の際に表示座標系視点情報を標準座標系視点情報を介して新たな座標系における表示座標系視点情報に換算して引継ぎ、切替先の三次元の地理情報データの座標系に切り替えて表示するだけなので、三次元の地理情報データの座標系変換が必要なく、高速に表示できる。又、表示切替の際に視点情報の内容をそのまま引き継ぐので視点の位置及び視線方向の急変による画面のジャンプがなく、スムーズに切り替わる。
【０１０７】
又、三次元の平面直角座標系で編集された詳細な三次元の地理情報データを、例えば、緯度経度標高座標系に予め変換して準備する煩雑な労力を必要としない。又、三次元の平面直角座標系で直線又は平面のものを、緯度経度標高座標系に変換すると、必ずしも直線又は平面で表示できず変換誤差を生じ、詳細な位置関係が誤って表示されるという問題も無い。
【０１０８】
尚、本実施の形態においても、三次元地図表示装置３を使用終了するときに、最後に表示していた三次元の地理情報データのメタデータと表示座標系視点情報を不揮発メモリ又は記憶装置に記録し、次回、三次元地図表示装置３を起動したときに、フローチャートのステップＳ１０１の三次元表示画像の初期表示において、前回、最後に表示していた三次元の地理情報データの表示座標系視点情報に基づく初期表示、つまりレジューム機能を持つものとしても良い。
【０１０９】
本実施の形態においては、二次元地図の表示画像を二次元地図データに基づいて二次元表示画像生成手段２７Ｃにおいて生成するものとしたがそれに限定されない。例えば、二次元表示画像生成手段２７Ｃが、三次元の地理情報データを用いて、三次元表示画像の中心位置に対応する緯度経度座標の垂直上方から直下を見下ろすような視線方向の三次元表示画像を生成して、前記の二次元地図の表示画像の代替としても良い。
【０１１０】
尚、本実施の形態の三次元地図表示装置３においては、三次元表示画像において、視点の位置、視線方向を移動させる操作をして、それに連動して二次元地図の表示画像を表示させる機能の説明を行ったが、逆に二次元地図の表示画像において、画像の中心位置に対応する座標を移動、又は、表示方向、縮尺率、倍率等を変化させる操作をして、それに連動して三次元表示画像を表示させる機能も併せ持っていても良い。
【０１１１】
又、三次元地図表示装置３の表示装置１５の１画面に、三次元表示画像と二次元地図の表示画像を一緒に表示するものとしたがそれに限定されるものではない。
２台の表示装置１５を用いて、三次元表示画像と二次元地図の表示画像を個別に表示するようにしても良い。その場合は、画面合成手段２９は不要となり、三次元表示画像生成手段２７Ｂ、二次元表示画像生成手段２７Ｃはそれぞれの表示装置１５に表示させる。
又、三次元地図表示装置３から、二次元表示連動制御手段２８、及び二次元表示画像生成手段２７Ｃを取り除き、別のコンピュータのＣＰＵに二次元表示連動制御手段２８、及び二次元表示画像生成手段２７Ｃを設け、二次元表示連動制御手段２８の必要とする視点情報管理手段２４、表示中心位置算出手段４１からのデータは、ＬＡＮ等を介して取得するものとし、この別のコンピュータにて二次元地図の表示画像を連動表示させても良い。
尚、この場合も、画面合成手段２９は不要である。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
第１の実施の形態の説明では、三次元地図表示装置１は、コンピュータにより構成されているとしたが、例えばフライトシミュレータ装置、潜航艇シミュレータ装置等、表示画像を見ながら航空機、潜航艇等の操縦訓練を行うシミュレータ装置において、表示画像が操縦装置に連動して視点の位置、視線方向が移動するように構成されたコンピュータとして組み込まれて利用されることも考えられる。このようにシミュレータ装置の表示装置用として組み込んで利用する場合に、粗い三次元地図データと、詳細な三次元の地理情報データを、組み合わせることにより操縦者の視点の位置、視線方向が移動するのに合わせて、表示装置に三次元表示画像を表示させる場合に、データ切替範囲においてスムーズに表示切替でき、かつ、座標系の異なる三次元の地理情報データを画面表示時に標準座標系に座標変換したり、予め標準座標系に変換したデータとしたりする必要が無い。
尚、第１の実施の形態における緯度経度標高座標系は、緯度経度と深度を用いた座標系も含むものとする。
【０１１３】
第２の実施の形態の三次元地図表示装置３の三次元表示画像に連動して二次元地図の表示画像を生成して表示する機能は、三次元表示画像での表示範囲を示すガイドマップとしても利用できる。例えば、パーソナルコンピュータ上で三次元の地理情報データを表示している際に、小さなウィンド内に三次元の地理情報データの表示範囲の概略を二次元地図の表示画像で表示させるものである。その場合に、三次元の地理情報データの表示範囲をそのまま二次元表示範囲とさせるとか、大き目の表示範囲の二次元地図の表示画像に三次元の地理情報データの表示範囲を示す囲いマーク、例えば四角形の枠のシンボルを重畳させる方法として利用できる。
【０１１４】
更に、三次元地図表示装置３の三次元表示画像に連動して二次元地図の表示画像を生成して表示する機能は、この二次元地図の表示画像を三次元表示画像の視点移動パラメータを入力するための視点操作パネルとして利用できる。具体的には、三次元表示画像に連動して二次元地図の表示画像を生成して表示させ、その二次元地図の表示画像に三次元表示画像の表示範囲を指示操作するためのアイコンシンボル、例えば視点位置、視線方向を移動させるアイコンシンボルを表示し、そのアイコンシンボルをマウス等で選択、操作することを可能とする視点操作パネルが考えられる。
このような視点操作パネルは、操作するときに三次元表示画像の中心と二次元地図の表示画像の中心が一致しており、直観的な操作がしやすい。また、二次元地図の表示画像に表示された地図データを見ながら操作できるので、例えば、注目している建造物等を方位角だけでなく、具体的に特定の地点側から見た三次元表示画像を見たい等、相対的位置関係で見たい方向を選定するときに操作しやすい。
【０１１５】
又、第２の実施の形態の説明では、三次元地図表示装置３は、固定式のものに限定されず、ヘリコプタ、小型固定翼機等の航空機に搭載して、テレビカメラ装置と連動して動作する災害時観測用機材として機内で利用することが考えられる。
テレビカメラ装置は、安定装置に取り付けられる。安定装置は、ユーザによって指示されたカメラの視線方向を、航空機の姿勢変化に対して維持したり、又はユーザによって指示された三次元的な一定位置に向けて視線方向を自動的に指向したりする。カメラの視線方向、ズームアップ率はユーザの指示によって変更可能になっている。航空機は、ＧＰＳ装置と方位ジャイロを備え、入力装置１３は、緯度経度標高座標系で表されたテレビカメラ装置の視点の位置及びカメラの視線方向と、更にカメラのズームアップ率とを視点情報として三次元地図表示装置３に入力できるように構成する。
【０１１６】
又、テレビカメラ画像と、視点の位置、カメラの視線方向及びカメラのズームアップ率の視点情報とは無線で地上基地局に送信するものとしても良い。その場合、地上基地局には、テレビ映像を受信して表示するテレビ装置と、入力装置１３として視点情報を受信する受信機を備え、それを入力とする三次元地図表示装置３が設置される。
このように三次元地図表示装置３を構成し、三次元表示画像の表示中心位置を二次元地図の表示画像の表示中心位置と連動させる運用をすることにより、大規模災害地域上空を飛行し、テレビカメラ映像と連動して機上又は地上基地局において、現状のテレビ映像を見ながら、同一視点から見た三次元の地理情報データによる災害前の三次元表示画像と比較することが可能である。又、その視線方向で本来カメラ映像の中心として表示されるべき構造物等を二次元地図データの二次元地図の表示画像の中心に表示させて、地図上で災害前の状態と現状とを、正確に比較できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る三次元地図表示装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】三次元の地理情報データの三次元表示画像の表示制御の流れを示すフローチャートである
【図３】三次元の地理情報データの三次元表示画像の表示制御の流れを示すフローチャートである
【図４】粗い三次元の地図データを三次元表示画像として表示した例を示す図である。
【図５】詳細な三次元の画像データを三次元表示画像として表示した例を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る三次元地図表示装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図７】二次元地図の表示画像を三次元の地理情報データの三次元表示画像と連動させて表示する制御の流れを示すフローチャートである。
【図８】三次元表示画像と二次元地図の表示画像の連動表示を説明する図である。
【図９】比較例の三次元表示画像と二次元地図の表示画像の連動表示を説明する図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１、３  三次元地図表示装置
１１Ａ、１１Ｂ  表示制御部
１３    入力装置（入力手段）
１５    表示装置
１７    記憶手段
２１    データ登録手段
２３    視点情報取得手段
２４    視点情報管理手段
２５    表示切替手段
２７Ａ、２７Ｂ  三次元表示画像生成手段
２７Ｃ  二次元表示画像生成手段
２８    二次元表示連動制御手段
２９    画面合成手段
４１    表示中心位置算出手段
４０１、４０２  三次元表示画像
４０３、４０４  二次元地図の表示画像
４１１  データ切替範囲
４１２ａ、４１２ｂ、４１２ｃ  表示中心位置
４１４  視点の移動方向
【図１】
2007256434.tif 000003
【図２】
2007256434.tif 000004
【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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