(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像を記憶機器を用いて記憶する観測画像記憶部と、
前記レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報を記憶機器を用いて記憶する観測条件記憶部と、
格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示す標高データを記憶機器を用いて記憶する標高データ記憶部と、
前記観測条件記憶部に記憶されている前記観測条件情報と前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データとに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬画像を生成する模擬画像生成部と、
前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像を構成する複数の画素と前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素を特定する対応画素特定部と、
前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データに基づいて前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像の画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データをＣＰＵを用いて生成する模擬画像座標データ生成部と、
前記対応画素特定部により特定された前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素と前記模擬画像座標データ生成部により生成された前記模擬画像座標データにより示される前記模擬画像の画素に対応する平面座標とに基づいて前記観測画像の画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データをＣＰＵを用いて生成する観測画像座標データ生成部と、
前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像の画素が平面座標に対応する位置に配置された画像を前記観測画像座標データ生成部により生成された前記観測画像座標データに基づいて補正画像としてＣＰＵを用いて生成する補正画像生成部と
を備えたことを特徴とする観測画像補正装置。
【請求項２】
前記模擬画像生成部は、標高の高いものをレーダー観測を行った観測レーダー側に倒れ込ませて見せるフォア・ショートニングさせた画像を前記模擬画像として生成する
ことを特徴とする請求項１記載の観測画像補正装置。
【請求項３】
前記模擬画像生成部は、前記観測条件情報に基づいてレーダー観測を行った観測レーダーの３次元座標を算出し、算出した前記観測レーダーの３次元座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の平面座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の標高とに基づいて前記観測レーダーから地表の各格子点までの距離と前記観測レーダーにより出射された電磁波の成す地表の各格子点における入射角とを算出し、算出した前記入射角に基づいて地表の各格子点からの反射波の強度を算出し、算出した前記距離に対応する画像内での位置にある画素に算出した前記強度に対応する陰影を付けて前記模擬画像を生成する
ことを特徴とする請求項１〜請求項２いずれかに記載の観測画像補正装置。
【請求項４】
前記対応画素特定部は、前記観測画像の２画素に対応する前記模擬画像の２画素を特定し、前記観測画像の前記２画素それぞれの画素位置と前記模擬画像の前記２画素それぞれの画素位置との位置ずれの量に基づいて前記観測画像と前記模擬画像との少なくとも一方をアフィン変換し、アフィン変換後に前記観測画像の画素と同じ画素位置にある前記模擬画像の画素を前記観測画像の前記画素に対応する前記模擬画像の画素として求める
ことを特徴とする請求項１〜請求項３いずれかに記載の観測画像補正装置。
【請求項５】
前記観測画像が光学センサを用いて撮像した光学画像であることを特徴とする請求項１〜請求項４いずれかに記載の観測画像補正装置。
【請求項６】
レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像を記憶機器を用いて記憶する観測画像記憶部と、
前記レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報を記憶機器を用いて記憶する観測条件記憶部と、
格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示す標高データを記憶機器を用いて記憶する標高データ記憶部とを用い、
模擬画像生成部が、前記観測条件記憶部に記憶されている前記観測条件情報と前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データとに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬画像を生成する模擬画像生成処理と、
対応画素特定部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像を構成する複数の画素と前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素を特定する対応画素特定処理と、
模擬画像座標データ生成部が、前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データに基づいて前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像の画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データをＣＰＵを用いて生成する模擬画像座標データ生成処理と、
観測画像座標データ生成部が、前記対応画素特定部により特定された前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素と前記模擬画像座標データ生成部により生成された前記模擬画像座標データにより示される前記模擬画像の画素に対応する平面座標とに基づいて前記観測画像の画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データをＣＰＵを用いて生成する観測画像座標データ生成処理と、
補正画像生成部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像の画素が平面座標に対応する位置に配置された画像を前記観測画像座標データ生成部により生成された前記観測画像座標データに基づいて補正画像としてＣＰＵを用いて生成する補正画像生成処理と
をコンピュータに実行させることを特徴とする観測画像補正プログラム。
【請求項７】
前記模擬画像生成部は、標高の高いものをレーダー観測を行った観測レーダー側に倒れ込ませて見せるフォア・ショートニングさせた画像を前記模擬画像として生成する
ことを特徴とする請求項６記載の観測画像補正プログラム。
【請求項８】
前記模擬画像生成部は、前記観測条件情報に基づいてレーダー観測を行った観測レーダーの３次元座標を算出し、算出した前記観測レーダーの３次元座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の平面座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の標高とに基づいて前記観測レーダーから地表の各格子点までの距離と前記観測レーダーにより出射された電磁波の成す地表の各格子点における入射角とを算出し、算出した前記入射角に基づいて地表の各格子点からの反射波の強度を算出し、算出した前記距離に対応する画像内での位置にある画素に算出した前記強度に対応する陰影を付けて前記模擬画像を生成する
ことを特徴とする請求項６〜請求項７いずれかに記載の観測画像補正プログラム。
【請求項９】
前記対応画素特定部は、前記観測画像の２画素に対応する前記模擬画像の２画素を特定し、前記観測画像の前記２画素それぞれの画素位置と前記模擬画像の前記２画素それぞれの画素位置との位置ずれの量に基づいて前記観測画像と前記模擬画像との少なくとも一方をアフィン変換し、アフィン変換後に前記観測画像の画素と同じ画素位置にある前記模擬画像の画素を前記観測画像の前記画素に対応する前記模擬画像の画素として求める
ことを特徴とする請求項６〜請求項８いずれかに記載の観測画像補正プログラム。
【請求項１０】
前記観測画像が光学センサを用いて撮像した光学画像であることを特徴とする請求項６〜請求項９いずれかに記載の観測画像補正プログラム。
【請求項１１】
レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像を記憶機器を用いて記憶する観測画像記憶部と、
前記レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報を記憶機器を用いて記憶する観測条件記憶部と、
格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示す標高データを記憶機器を用いて記憶する標高データ記憶部とを用い、
模擬画像生成部が、前記観測条件記憶部に記憶されている前記観測条件情報と前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データとに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬画像を生成する模擬画像生成処理を行い、
対応画素特定部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像を構成する複数の画素と前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素を特定する対応画素特定処理を行い、
模擬画像座標データ生成部が、前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データに基づいて前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像の画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データをＣＰＵを用いて生成する模擬画像座標データ生成処理を行い、
観測画像座標データ生成部が、前記対応画素特定部により特定された前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素と前記模擬画像座標データ生成部により生成された前記模擬画像座標データにより示される前記模擬画像の画素に対応する平面座標とに基づいて前記観測画像の画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データをＣＰＵを用いて生成する観測画像座標データ生成処理を行い、
補正画像生成部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像の画素が平面座標に対応する位置に配置された画像を前記観測画像座標データ生成部により生成された前記観測画像座標データに基づいて補正画像としてＣＰＵを用いて生成する補正画像生成処理を行う
ことを特徴とする観測画像補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、合成開口レーダー画像をオルソ補正する観測画像補正装置、観測画像補正プログラムおよび観測画像補正方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
合成開口レーダーによる観測画像（合成開口レーダー画像）からオルソ補正した画像（オルソ画像）を作成する代表的な方法として以下のものがある。オルソ画像とは、真上から見たかのように正射投影して補正した画像のことである。
【０００３】
（１）軌道情報、スラントレンジ、ＤＥＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ：数値標高モデル）などを用いて標高を考慮して観測画像の各ピクセルの観測点を求め、これをもとにオルソ補正を行う。
（２）観測画像上の数ピクセルに対して各ピクセルの位置（緯度、経度）を手動で入力し、入力値をもとに多項式変換などにより幾何学歪みを補正する。
【特許文献１】特開２００３−１４１５０７号公報
【特許文献２】特開２００７−２４８２１６号公報
【特許文献３】特開２００５−２９２８８２号公報
【特許文献４】特開２００６−１８９３７２号公報
【特許文献５】特開２００３−３２３６１１号公報
【特許文献６】特開２００４−１７１４１３号公報
【特許文献７】特開２００３−２４１６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記（１）の方法には以下のような課題がある。
（ａ）観測画像が地図投影されていないことが条件となるが、販売されている標準の観測画像は地図投影されている。なお、販売品の観測画像は標高がゼロメートルと仮定されており、標高が考慮されていないのでオルソ画像ではない。また、販売品の観測画像は実際の地形や道路などとは一致しない。
（ｂ）観測画像の各ピクセルから合成開口レーダーを搭載した観測衛星までの距離（スラントレンジ）と方位、各観測値の観測時刻または観測衛星の軌道情報に誤差があると、その誤差はそのままオルソ画像の誤差となり、オルソ画像により示される地形、道路、建物などは実際と一致しない。最近の観測衛星（例えば、だいち［ＡＬＯＳ１］）や航空機のこれら情報は精度が良いが、９０年代あるいはさらに古い観測衛星や航空機の情報は誤差が大きい。例えば、ふよう１号の軌道情報には数１００メートルの誤差がある。このため、最近取られた観測画像以外には上記（１）の方法は適さない。
（ｃ）使用する各種情報（例えば、軌道情報）に含まれる誤差を考慮してオルソ補正するためには、観測画像上の数ピクセルに対して正確な位置情報を手動で設定する必要がある。正確な位置情報には、高い精度で予め測量されている地上基準点（ＧＣＰ：Ｇｒａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｏｉｎｔ）の座標値が用いられる。
【０００５】
上記（２）の方法には以下のような課題がある。
（ａ）観測画像上の数ピクセルに対して正確な位置情報を手動で設定する必要がある。
（ｂ）正確な位置情報を手動で設定した数ピクセル（ＧＣＰ）以外は位置がずれる。
【０００６】
本発明は、例えば、位置情報を手動で設定するという作業をせずに観測画像をオルソ補正して正確なオルソ画像を作成できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の観測画像補正装置は、レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像を記憶機器を用いて記憶する観測画像記憶部と、前記レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報を記憶機器を用いて記憶する観測条件記憶部と、格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示す標高データを記憶機器を用いて記憶する標高データ記憶部と、前記観測条件記憶部に記憶されている前記観測条件情報と前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データとに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬画像を生成する模擬画像生成部と、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像を構成する複数の画素と前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素を特定する対応画素特定部と、前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データに基づいて前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像の画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データをＣＰＵを用いて生成する模擬画像座標データ生成部と、前記対応画素特定部により特定された前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素と前記模擬画像座標データ生成部により生成された前記模擬画像座標データにより示される前記模擬画像の画素に対応する平面座標とに基づいて前記観測画像の画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データをＣＰＵを用いて生成する観測画像座標データ生成部と、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像の画素が平面座標に対応する位置に配置された画像を前記観測画像座標データ生成部により生成された前記観測画像座標データに基づいて補正画像としてＣＰＵを用いて生成する補正画像生成部とを備える。
【０００８】
前記観測画像補正装置において、前記模擬画像生成部は、標高の高いものをレーダー観測を行った観測レーダー側に倒れ込ませて見せるフォア・ショートニングさせた画像を前記模擬画像として生成する。
【０００９】
前記観測画像補正装置において、前記模擬画像生成部は、前記観測条件情報に基づいてレーダー観測を行った観測レーダーの３次元座標を算出し、算出した前記観測レーダーの３次元座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の平面座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の標高とに基づいて前記観測レーダーから地表の各格子点までの距離と前記観測レーダーにより出射された電磁波の成す地表の各格子点における入射角とを算出し、算出した前記入射角に基づいて地表の各格子点からの反射波の強度を算出し、算出した前記距離に対応する画像内での位置にある画素に算出した前記強度に対応する陰影を付けて前記模擬画像を生成する。
【００１０】
前記観測画像補正装置において、前記対応画素特定部は、前記観測画像の２画素に対応する前記模擬画像の２画素を特定し、前記観測画像の前記２画素それぞれの画素位置と前記模擬画像の前記２画素それぞれの画素位置との位置ずれの量に基づいて前記観測画像と前記模擬画像との少なくとも一方をアフィン変換し、アフィン変換後に前記観測画像の画素と同じ画素位置にある前記模擬画像の画素を前記観測画像の前記画素に対応する前記模擬画像の画素として求める。
【００１１】
前記観測画像補正装置において、前記観測画像が光学センサを用いて撮像した光学画像である。
【００１２】
本発明の観測画像補正プログラムは、レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像を記憶機器を用いて記憶する観測画像記憶部と、前記レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報を記憶機器を用いて記憶する観測条件記憶部と、格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示す標高データを記憶機器を用いて記憶する標高データ記憶部とを用い、模擬画像生成部が、前記観測条件記憶部に記憶されている前記観測条件情報と前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データとに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬画像を生成する模擬画像生成処理と、対応画素特定部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像を構成する複数の画素と前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素を特定する対応画素特定処理と、模擬画像座標データ生成部が、前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データに基づいて前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像の画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データをＣＰＵを用いて生成する模擬画像座標データ生成処理と、観測画像座標データ生成部が、前記対応画素特定部により特定された前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素と前記模擬画像座標データ生成部により生成された前記模擬画像座標データにより示される前記模擬画像の画素に対応する平面座標とに基づいて前記観測画像の画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データをＣＰＵを用いて生成する観測画像座標データ生成処理と、補正画像生成部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像の画素が平面座標に対応する位置に配置された画像を前記観測画像座標データ生成部により生成された前記観測画像座標データに基づいて補正画像としてＣＰＵを用いて生成する補正画像生成処理とをコンピュータに実行させる。
【００１３】
前記観測画像補正プログラムにおいて、前記模擬画像生成部は、標高の高いものをレーダー観測を行った観測レーダー側に倒れ込ませて見せるフォア・ショートニングさせた画像を前記模擬画像として生成する。
【００１４】
前記観測画像補正プログラムにおいて、前記模擬画像生成部は、前記観測条件情報に基づいてレーダー観測を行った観測レーダーの３次元座標を算出し、算出した前記観測レーダーの３次元座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の平面座標と前記標高データにより示される地表の各格子点の標高とに基づいて前記観測レーダーから地表の各格子点までの距離と前記観測レーダーにより出射された電磁波の成す地表の各格子点における入射角とを算出し、算出した前記入射角に基づいて地表の各格子点からの反射波の強度を算出し、算出した前記距離に対応する画像内での位置にある画素に算出した前記強度に対応する陰影を付けて前記模擬画像を生成する。
【００１５】
前記観測画像補正プログラムにおいて、前記対応画素特定部は、前記観測画像の２画素に対応する前記模擬画像の２画素を特定し、前記観測画像の前記２画素それぞれの画素位置と前記模擬画像の前記２画素それぞれの画素位置との位置ずれの量に基づいて前記観測画像と前記模擬画像との少なくとも一方をアフィン変換し、アフィン変換後に前記観測画像の画素と同じ画素位置にある前記模擬画像の画素を前記観測画像の前記画素に対応する前記模擬画像の画素として求める。
【００１６】
前記観測画像補正プログラムにおいて、前記観測画像が光学センサを用いて撮像した光学画像である。
【００１７】
本発明の観測画像補正方法は、レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像を記憶機器を用いて記憶する観測画像記憶部と、前記レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報を記憶機器を用いて記憶する観測条件記憶部と、格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示す標高データを記憶機器を用いて記憶する標高データ記憶部とを用い、模擬画像生成部が、前記観測条件記憶部に記憶されている前記観測条件情報と前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データとに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬画像を生成する模擬画像生成処理を行い、対応画素特定部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像を構成する複数の画素と前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素を特定する対応画素特定処理を行い、模擬画像座標データ生成部が、前記標高データ記憶部に記憶されている前記標高データに基づいて前記模擬画像生成部により生成された前記模擬画像の画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データをＣＰＵを用いて生成する模擬画像座標データ生成処理を行い、観測画像座標データ生成部が、前記対応画素特定部により特定された前記観測画像の画素に対応する前記模擬画像の画素と前記模擬画像座標データ生成部により生成された前記模擬画像座標データにより示される前記模擬画像の画素に対応する平面座標とに基づいて前記観測画像の画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データをＣＰＵを用いて生成する観測画像座標データ生成処理を行い、補正画像生成部が、前記観測画像記憶部に記憶されている前記観測画像の画素が平面座標に対応する位置に配置された画像を前記観測画像座標データ生成部により生成された前記観測画像座標データに基づいて補正画像としてＣＰＵを用いて生成する補正画像生成処理を行う。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、例えば、位置情報を手動で設定するという作業をせずに観測画像をオルソ補正して正確なオルソ画像（補正画像）を作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施の形態１．
まず、レーダー観測、レーダー観測で得られる観測画像１９１および実施の形態１におけるオルソ補正装置１００が観測画像１９１をオルソ補正（オルソ視補正）して作成するオルソ画像１９６について説明する。
【００２０】
図１、図２および図３は、レーダー観測を示す図である。
図１において、ＳＡＲ８００（Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  Ａｐｅｒｔｕｒｅ  Ｒａｄａｒ：合成開口レーダー）（観測レーダー）を搭載して地上の観測を行う人工衛星や航空機（以下、ＳＡＲ８００という）は、上空から斜め下方に向いたビーム照射方向８０３にビーム８０４（電磁波、電波、マイクロ波）を照射（出射）し、地表面８２３で反射して後方散乱した後方散乱波８０５を観測する。ＳＡＲ８００の進行方向８０１は「アジマス方向」と呼ばれ、進行方向８０１に直交する方向は「レンジ方向８０２」と呼ばれる。ＳＡＲ８００は、ビーム８０４を直下方向ではなく進行方向８０１と直交するレンジ方向８０２に照射して観測を行うため、サイドルッキングレーダーとも呼ばれる。また、ビーム８０４を照射するアンテナとビーム８０４を後方散乱させた地表の物体（以下、地物という）との距離ｒを「スラントレンジ」という。
【００２１】
図２において、観測画像１９１は、レーダー観測により得られた観測データに基づいて生成され、進行方向８０１を縦方向としビーム照射方向８０３を横方向として地上を表す。但し、観測画像１９１には、縦横が入れ代わったものや、左右・上下の定義が異なるものもある。図２では、観測画像１９１は、画像の向きが特定の方位（例えば、北向き）を示すように地図投影がされていない。
【００２２】
観測画像１９１は、観測された後方散乱波８０５に対してビーム８０４の照射から後方散乱波８０５の観測までの時間に基づいて算出されたスラントレンジｒに対応して画素の位置が特定され、特定された画素が後方散乱波８０５の強度に応じた明度で示されることにより、地上の画像化がなされたものである。
スラントレンジｒと画素位置との関係は以下の式１で表される。
【００２３】
ｒ＝ｒ０＋ｎ×（Ｃ／ｆＡＤ）／２      ・・・式１
ここで、
「ｒ０」を左端の画素（０、０）、（０、１）、・・・、（０、ｙ）に対応するスラントレンジ、「ｎ」を横方向の画素番号（０、１、・・・、ｘ）、「Ｃ」を光速、「ｆＡＤ」をビーム８０４（および後方散乱波８０５）のサンプリング周波数とする。
「Ｃ／ｆＡＤ」はビーム８０４の往復伝搬時間（ビーム８０４の伝搬時間＋後方散乱波８０５の伝搬時間）を示し、ビーム８０４の往復伝搬時間を２で割った片道伝搬時間に基づいてスラントレンジｒは求められている。
【００２４】
図３において、山頂（Ａ点）やビルの屋上のように標高の高い地点は標高０ｍの地表面に比べてスラントレンジｒが短くなる。このため、標高の高い地点からの後方散乱波８０５はＳＡＲ８００に近い地表面で反射したものとして観測画像１９１に表される。例えば、山頂（Ａ点）はスラントレンジｒの等しい等距離線８１２上の麓（Ｂ点）に位置するかのように観測画像１９１に表される。
このように、標高の高い地点がＳＡＲ８００側に倒れ込んで見えることを「フォア・ショートニング」という。
【００２５】
図４は、実施の形態１における観測画像１９１と稜線８１３とを示す図である。
図５は、実施の形態１におけるオルソ画像１９６と稜線８１３とを示す図である。
図４および図５には、観測画像１９１およびオルソ画像１９６に重畳させて正しい稜線８１３の位置を点線で示している。
図４ではフォア・ショートニングにより観測画像１９１が稜線８１３からＳＡＲ８００側にズレており、図５ではオルソ画像１９６が稜線８１３に合っていることが見て取れる。
実施の形態１におけるオルソ補正装置１００は、図４に示すようにレーダー観測により得られフォア・ショートニングした観測画像１９１をオルソ補正して、図５に示すように地上を真上から見て正確に表したオルソ画像１９６を作成する。
オルソ補正は正射投影を意味し、オルソ画像１９６は正射投影画像ともいう。
【００２６】
図６は、実施の形態１におけるオルソ補正装置１００の機能構成図である。
実施の形態１におけるオルソ補正装置１００の機能構成について、図６に基づいて以下に説明する。
【００２７】
オルソ補正装置１００（観測画像補正装置）は、模擬画像生成部１１０、一致点検出部１２０、緯度・経度リサンプリング部１３０、オルソ補正部１４０、模擬画像記憶部１７０、ＤＥＭ記憶部１８０および観測画像記憶部１９０を備える。
【００２８】
観測画像記憶部１９０（観測条件記憶部）は、レーダー観測で取得された観測データに基づいて生成された地表の画像を示す観測画像１９１を記憶機器を用いて記憶する。観測画像１９１には、画像データのほか、レーダー観測の観測条件に関する情報を示す観測条件情報１９２が含まれる。例えば、観測条件情報１９２には、ＳＡＲ８００の軌道情報、観測時刻、ビーム照射方向８０３、地図投影情報（地図投影の有無、地図投影に用いられた図法など）が含まれる。
【００２９】
ＤＥＭ記憶部１８０（標高データ記憶部）は、格子に区切られた地表の各格子点の平面座標と各格子点の標高とを示すＤＥＭ１８１（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ）（標高データ）を記憶機器を用いて記憶する。
【００３０】
以下、平面座標は緯度と経度との２次元座標を示すものとする。但し、平面座標は緯度経度座標系以外の座標系で表されても構わない。
【００３１】
模擬画像生成部１１０は、観測画像記憶部１９０に記憶されている観測条件情報１９２とＤＥＭ記憶部１８０に記憶されているＤＥＭ１８１とに基づいてレーダー観測をＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）を用いて模擬し、模擬したレーダー観測で取得された模擬データに基づいて地表の画像を示す模擬強度画像１７１（模擬画像）を生成する。このとき、模擬画像生成部１１０は、標高の高いものをレーダー観測を行ったＳＡＲ８００（観測レーダー）側に倒れ込ませて見せるフォア・ショートニングした画像を模擬強度画像１７１として生成する。例えば、模擬画像生成部１１０は、観測条件情報１９２に基づいてＳＡＲ８００の３次元座標を算出し、算出したＳＡＲ８００の３次元座標とＤＥＭ１８１とに基づいてＳＡＲ８００から地表の各格子点までの距離とＳＡＲ８００により出射されたビーム８０４の成す地表の各格子点における入射角とを算出し、算出した入射角に基づいて地表の各格子点からの後方散乱波８０５（反射波）の強度を算出し、算出した距離に対応する画像内での位置にある画素に算出した強度に対応する陰影を付けて模擬強度画像１７１を生成する。
さらに、模擬画像生成部１１０（模擬画像座標データ生成部）は、ＤＥＭ記憶部１８０に記憶されているＤＥＭ１８１に基づいて模擬強度画像１７１の各画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データ１７２をＣＰＵを用いて生成する。模擬画像座標データ１７２には模擬強度画像１７１の各画素に対応する緯度を示す模擬画像緯度データ１７３と模擬強度画像１７１の各画素に対応する経度を示す模擬画像経度データ１７４とが含まれる。
【００３２】
模擬画像記憶部１７０は、模擬画像生成部１１０により生成された模擬強度画像１７１と模擬画像座標データ１７２とを記憶機器を用いて記憶する。
【００３３】
一致点検出部１２０（対応画素特定部）は、観測画像記憶部１９０に記憶されている観測画像１９１を構成する複数の画素と模擬画像生成部１１０により生成された模擬強度画像１７１を構成する複数の画素とをＣＰＵを用いて比較し、観測画像１９１と模擬強度画像１７１とで対応する画素を一致点８３１として特定する。
【００３４】
緯度・経度リサンプリング部１３０（対応画素特定部）は、一致点検出部１２０により特定された一致点８３１に基づいて観測画像１９１の画素に対応する模擬強度画像１７１の画素をＣＰＵを用いて特定する。例えば、緯度・経度リサンプリング部１３０は、観測画像１９１の２画素に対応する模擬強度画像１７１の２画素を特定し、観測画像１９１の２画素それぞれの画素位置と模擬強度画像１７１の２画素それぞれの画素位置との位置ずれの量に基づいて観測画像１９１と模擬強度画像１７１との少なくとも一方をアフィン変換し、アフィン変換後に観測画像１９１の画素と同じ画素位置にある模擬強度画像１７１の画素を観測画像１９１の当該画素に対応する模擬強度画像１７１の画素として求める。
さらに、緯度・経度リサンプリング部１３０（観測画像座標データ生成部）は、特定した観測画像１９１の画素に対応する模擬強度画像１７１の画素と模擬画像生成部１１０により生成された模擬画像座標データ１７２とに基づいて観測画像１９１の各画素に対応する平面座標を示す観測画像座標データ１９３をＣＰＵを用いて生成する。観測画像座標データ１９３には観測画像１９１の各画素に対応する緯度を示す観測画像緯度データ１９４と観測画像１９１の各画素に対応する経度を示す観測画像経度データ１９５とが含まれる。
【００３５】
オルソ補正部１４０（補正画像生成部）は、緯度・経度リサンプリング部１３０により生成された観測画像座標データ１９３に基づいて観測画像１９１の各画素を平面座標に対応する画素位置にＣＰＵを用いて配置してオルソ画像１９６（補正画像）を生成する。
【００３６】
図７は、実施の形態１におけるオルソ補正装置１００の外観の一例を示す図である。
図７において、オルソ補正装置１００は、システムユニット９１０、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ・Ｒａｙ・Ｔｕｂｅ）やＬＣＤ（液晶）の表示画面を有する表示装置９０１、キーボード９０２（Ｋｅｙ・Ｂｏａｒｄ：Ｋ／Ｂ）、マウス９０３、ＦＤＤ９０４（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ・Ｄｉｓｋ・Ｄｒｉｖｅ）、ＣＤＤ９０５（コンパクトディスク装置）、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７などのハードウェア資源を備え、これらはケーブルや信号線で接続されている。
システムユニット９１０は、コンピュータであり、ファクシミリ機９３２、電話器９３１とケーブルで接続され、また、ＬＡＮ９４２（ローカルエリアネットワーク）、ゲートウェイ９４１を介してインターネット９４０に接続されている。
【００３７】
図８は、実施の形態１におけるオルソ補正装置１００のハードウェア資源の一例を示す図である。
図８において、オルソ補正装置１００は、プログラムを実行するＣＰＵ９１１（Ｃｅｎｔｒａｌ・Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ・Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサともいう）を備えている。ＣＰＵ９１１は、バス９１２を介してＲＯＭ９１３、ＲＡＭ９１４、通信ボード９１５、表示装置９０１、キーボード９０２、マウス９０３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、プリンタ装置９０６、スキャナ装置９０７、磁気ディスク装置９２０と接続され、これらのハードウェアデバイスを制御する。磁気ディスク装置９２０の代わりに、光ディスク装置、メモリカード読み書き装置などの記憶装置でもよい。
ＲＡＭ９１４は、揮発性メモリの一例である。ＲＯＭ９１３、ＦＤＤ９０４、ＣＤＤ９０５、磁気ディスク装置９２０の記憶媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらは、記憶機器、記憶装置あるいは記憶部の一例である。また、入力データが記憶されている記憶機器は入力機器、入力装置あるいは入力部の一例であり、出力データが記憶される記憶機器は出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
通信ボード９１５、キーボード９０２、スキャナ装置９０７、ＦＤＤ９０４などは、入力機器、入力装置あるいは入力部の一例である。
また、通信ボード９１５、表示装置９０１、プリンタ装置９０６などは、出力機器、出力装置あるいは出力部の一例である。
【００３８】
通信ボード９１５は、ファクシミリ機９３２、電話器９３１、ＬＡＮ９４２等に接続されている。通信ボード９１５は、ＬＡＮ９４２に限らず、インターネット９４０、ＩＳＤＮ等のＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）などに接続されていても構わない。インターネット９４０或いはＩＳＤＮ等のＷＡＮに接続されている場合、ゲートウェイ９４１は不用となる。
【００３９】
磁気ディスク装置９２０には、ＯＳ９２１（オペレーティングシステム）、ウィンドウシステム９２２、プログラム群９２３、ファイル群９２４が記憶されている。プログラム群９２３のプログラムは、ＣＰＵ９１１、ＯＳ９２１、ウィンドウシステム９２２により実行される。
【００４０】
上記プログラム群９２３には、実施の形態において「〜部」として説明する機能を実行するプログラムが記憶されている。プログラムは、ＣＰＵ９１１により読み出され実行される。
【００４１】
ファイル群９２４には、実施の形態において、「〜部」の機能を実行した際の「〜の判定結果」、「〜の計算結果」、「〜の処理結果」などの結果データ、「〜部」の機能を実行するプログラム間で受け渡しするデータ、その他の情報やデータや信号値や変数値やパラメータが、「〜ファイル」や「〜データベース」の各項目として記憶されている。観測画像１９１、ＤＥＭ１８１、模擬強度画像１７１、模擬画像座標データ１７２、一致点８３１、観測画像座標データ１９３、オルソ画像１９６などはファイル群９２４に含まれるものの一例である。観測画像１９１やＤＥＭ１８１はネットワークを介して通信ボード９１５で受信されたり、記憶された記憶媒体からＦＤＤ９０４やＣＤＤ９０５などにより読み込まれたりして、キーボード９０２にファイル群９２４として記憶される。
「〜ファイル」や「〜データベース」は、ディスクやメモリなどの記録媒体に記憶される。ディスクやメモリなどの記憶媒体に記憶された情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、読み書き回路を介してＣＰＵ９１１によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示などのＣＰＵの動作に用いられる。抽出・検索・参照・比較・演算・計算・処理・出力・印刷・表示のＣＰＵの動作の間、情報やデータや信号値や変数値やパラメータは、メインメモリやキャッシュメモリやバッファメモリに一時的に記憶される。
また、実施の形態において説明するフローチャートの矢印の部分は主としてデータや信号の入出力を示し、データや信号値は、ＲＡＭ９１４のメモリ、ＦＤＤ９０４のフレキシブルディスク、ＣＤＤ９０５のコンパクトディスク、磁気ディスク装置９２０の磁気ディスク、その他光ディスク、ミニディスク、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ・Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ・Ｄｉｓｃ）等の記録媒体に記録される。また、データや信号値は、バス９１２や信号線やケーブルその他の伝送媒体によりオンライン伝送される。
【００４２】
また、実施の形態において「〜部」として説明するものは、「〜回路」、「〜装置」、「〜機器」であってもよく、また、「〜ステップ」、「〜手順」、「〜処理」であってもよい。すなわち、「〜部」として説明するものは、ＲＯＭ９１３に記憶されたファームウェアで実現されていても構わない。或いは、ソフトウェアのみ、或いは、素子・デバイス・基板・配線などのハードウェアのみ、或いは、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実施されても構わない。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、ＤＶＤ等の記録媒体に記憶される。プログラムはＣＰＵ９１１により読み出され、ＣＰＵ９１１により実行される。すなわち、プログラムは、「〜部」としてコンピュータを機能させるものである。あるいは、「〜部」の手順や方法をコンピュータに実行させるものである。
【００４３】
図９は、実施の形態１におけるオルソ補正方法を示すフローチャートである。
実施の形態１におけるオルソ補正装置１００が実行するオルソ補正方法（観測画像補正方法）について、図９に基づいて以下に説明する。
オルソ補正装置１００の各部は、以下に説明する各処理をＣＰＵを用いて実行する。
【００４４】
＜Ｓ１１０：観測条件情報抽出処理＞
まず、模擬画像生成部１１０は、観測画像１９１から観測条件情報１９２を抽出する。
このとき、模擬画像生成部１１０は観測画像記憶部１９０から観測画像１９１を取得し、取得した観測画像１９１から観測画像１９１に含まれる観測条件情報１９２を抽出する。観測条件情報１９２はＳＡＲ８００の軌道情報、観測時刻、ビーム照射方向８０３、地図投影情報（地図投影の有無、地図投影に用いられた図法など）などを含んでいる。
【００４５】
＜Ｓ１２０：模擬画像生成処理＞
次に、模擬画像生成部１１０は観測条件情報１９２とＤＥＭ１８１とに基づいて模擬強度画像１７１を作成する。
このとき、模擬画像生成部１１０は、ＤＥＭ記憶部１８０からＤＥＭ１８１を取得し、観測条件情報抽出処理（Ｓ１１０）で抽出した観測条件情報１９２とＤＥＭ記憶部１８０から取得したＤＥＭ１８１とに基づいてレーダー観測をシミュレーションし、シミュレーションしたレーダー観測で取得された模擬データに基づいてフォア・ショートニングした模擬強度画像１７１を作成する。作成された模擬強度画像１７１には、ＳＡＲ８００で観測される後方散乱波８０５の強度に応じた明度（輝度）で陰影が付けられている。模擬画像生成部１１０は作成した模擬強度画像１７１を模擬画像記憶部１７０に記憶する。
【００４６】
図１０は、フォア・ショートニングしていない模擬強度画像１７９を示し、図１１は、実施の形態１におけるフォア・ショートニングした模擬強度画像１７１を示している。
模擬画像生成部１１０は、ＤＥＭ１８１に基づいて生成される真上から見た場合の模擬強度画像１７９（図１０）をレーダー観測のシミュレーションによりフォア・ショートニングさせ、観測画像１９１を模擬した模擬強度画像１７１（図１１）を作成する。
図１１の模擬強度画像１７１では標高の高い地点がＳＡＲ８００側に倒れ込んで見えている。例えば、図１１に表示されている山８１１の山頂は図１０に比べてＳＡＲ８００側に寄って見えている。
また、図１１の模擬強度画像１７１には、ＳＡＲ８００から見て遮蔽されない部分（ＳＡＲ８００で観測される後方散乱波８０５の強度が強い部分）が明るく見え、ＳＡＲ８００から見て影になる部分（ＳＡＲ８００で観測される後方散乱波８０５の強度が弱い部分）が暗く見えるように陰影が付けられている。
【００４７】
図１２は、実施の形態１の模擬画像生成処理（Ｓ１２０）を示すフローチャートである。
図１３は、実施の形態１の模擬画像生成処理（Ｓ１２０）におけるＳＡＲ８００の地点Ｐと観測点Ｑとの関係図である。
模擬画像生成処理（Ｓ１２０）の詳細について、図１２および図１３に基づいて以下に説明する。
【００４８】
＜Ｓ１２１：レーダー座標算出処理＞
図１２において、模擬画像生成部１１０は、観測条件情報１９２に含まれるＳＡＲ８００の軌道情報と観測時刻とに基づいて観測時刻におけるＳＡＲ８００の位置していた地点Ｐの３次元座標を算出する。
【００４９】
＜Ｓ１２２：スラントレンジ算出処理＞
次に、模擬画像生成部１１０はＤＥＭ記憶部１８０からＤＥＭ１８１を取得する。ＤＥＭ１８１は格子に区切られた地表の各格子点の平面座標（緯度、経度）と各格子点の標高とを示す。つまり、ＤＥＭ１８１は地表の各地点の３次元座標（緯度、経度、標高）を示す。そして、模擬画像生成部１１０は、レーダー座標算出処理（Ｓ１２１）で算出した観測時刻におけるＳＡＲ８００の位置していた地点Ｐの３次元座標とＤＥＭ記憶部１８０から取得したＤＥＭ１８１により示される地表の各地点の３次元座標とに基づいて、地表の特定の地点（以下、観測点Ｑという）に対するスラントレンジｒを算出する。図１３にＳＡＲ８００の地点Ｐと観測点Ｑとの関係を示す。模擬画像生成部１１０は、ＳＡＲ８００の地点Ｐと観測点Ｑとの距離を、実際のレーダー観測において算出された観測点Ｑに対するスラントレンジｒの推定値として算出する。
【００５０】
＜Ｓ１２３：画素位置特定処理＞
次に、模擬画像生成部１１０はスラントレンジ算出処理（Ｓ１２２）で算出したスラントレンジｒに基づいて観測点Ｑを表示させる模擬強度画像１７１の画素（ピクセル）位置を特定する。観測点Ｑの画素位置は、スラントレンジｒが短ければＳＡＲ８００寄りの地点を表す画素位置となり、スラントレンジｒが長いほどＳＡＲ８００寄りの地点を表わす画素から離れた位置となる。図１３において、標高の高い観測点Ｑには、スラントレンジｒの等しい等距離線８１２上のＳＡＲ８００寄りの麓の点Ｑ’に対応する画素位置が特定される。
【００５１】
＜Ｓ１２４：入射角算出処理＞
また、模擬画像生成部１１０は、ＳＡＲ８００の地点Ｐの３次元座標と観測点Ｑの３次元座標とに基づいて、実際のレーダー観測においてＳＡＲ８００により照射されたビーム８０４の観測点Ｑにおける入射角θｉｎｃの推定値を算出する。
図１３に示すように、入射角θｉｎｃはＳＡＲ８００の地点Ｐと観測点Ｑとを結んだ線（ＳＡＲ８００から観測点Ｑへの視線ベクトル）と法線８２１との成す角度を示す。また、法線８２１は観測点Ｑにおいて地表面に接する接平面８２２に対して垂直な線を示す。
【００５２】
＜Ｓ１２５：反射波強度算出処理＞
次に、模擬画像生成部１１０は、入射角算出処理（Ｓ１２４）で算出した入射角θｉｎｃに基づいて、実際のレーダー観測で観測された観測点Ｑからの後方散乱波８０５の強度σの推定値を算出する。
【００５３】
後方散乱波８０５の強度は入射角θｉｎｃと観測点Ｑの表面を構成する物質とにより決定される。ここで、地表が概ね一様に土壌などの均一な物質から構成されていると仮定すると、後方散乱波８０５の強度は入射角θｉｎｃにより特徴付けられる。様々な物質に対する入射角θｉｎｃと後方散乱波８０５の強度との関係についてはいくつかの文献に示されている。例えば、“ＨＡＮＤＢＯＯＫ  ＯＦ  Ｒａｄａｒ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ  ｆｏｒ  Ｔｅｒｒａｉｎ”、Ｆ．Ｔ．Ｕｌａｂｙ，ａｎｄ  Ｍ．Ｃ．Ｄｏｂｓｏｎ、Ａｒｔｅｃｈ  Ｈｏｕｓｅ、１９８９では、入射角θｉｎｃと後方散乱波８０５の強度σとの関係式２が以下のように与えられている。
【００５４】
σ［デシベル］＝Ｐ１＋｛Ｐ２×ｅｘｐ（−Ｐ３×θｉｎｃ）｝＋｛Ｐ４×ｃｏｓ（（Ｐ５×θｉｎｃ）＋Ｐ６）｝      ・・・式２
【００５５】
同文献によると、地表面を構成する物質が土壌や岩（Ｓｏｉｌ  ａｎｄ  Ｒｏｃｋ）の場合における上記式２のパラメータ値は、「Ｐ１＝−８５．９８４」、「Ｐ２＝９９」、「Ｐ３＝０．６２８」、「Ｐ４＝８．１８９」、「Ｐ５＝３．４１４」、「Ｐ６＝―３．１４２」と記されている。
【００５６】
上記式２において後方散乱波８０５の強度σに対する入射角θｉｎｃの寄与は第２項の「ｅｘｐ（−Ｐ３×θｉｎｃ）」で示されており、後方散乱波８０５の強度σは入射角θｉｎｃの増加に伴って減少する。すなわち、図１３において、観測点Ｑの接平面８２２がＳＡＲ８００側を向いている（入射角θｉｎｃが小さい）と後方散乱波８０５の強度σは大きくなり、観測点Ｑの接平面８２２がＳＡＲ８００と反対側を向いている（入射角θｉｎｃが大きい）と後方散乱波８０５の強度σは小さくなる。例えば、ＳＡＲ８００から見て山の手前の斜面からの後方散乱波８０５の強度σは大きく、山の反対側の斜面からの後方散乱波８０５の強度σは小さい。
【００５７】
レーダー座標算出処理（Ｓ１２１）〜反射波強度算出処理（Ｓ１２５）において、模擬画像生成部１１０は、観測画像１９１が表す地表面より広い範囲を対象とし、対象範囲内の各地点それぞれを観測点Ｑとして、各観測点Ｑに対応する画素位置と後方散乱波８０５の強度σとを算出する。
【００５８】
＜Ｓ１２６：模擬強度画像作成処理＞
そして、模擬画像生成部１１０は、画素位置特定処理（Ｓ１２３）で特定した画素を反射波強度算出処理（Ｓ１２５）で算出した後方散乱波８０５の強度σに応じた明度（輝度）で表わして模擬強度画像１７１を作成する。このとき、模擬画像生成部１１０は後方散乱波８０５の強度σが強いほど明度を明るくし、後方散乱波８０５の強度σが弱いほど明度を暗くする。
【００５９】
図１４は、実施の形態１における観測画像１９１と模擬強度画像１７１とを示す図である。
上記の模擬画像生成処理（Ｓ１２０）により、模擬画像生成部１１０は、図１４に示すように一見あたかも実際の観測画像１９１かのような模擬強度画像１７１を作成することができる。
【００６０】
また、模擬画像生成部１１０は、上記の反射波強度算出処理（Ｓ１２５）によらず、海部分の後方散乱波８０５の強度σを「０」としてもよい。これは、海面では鏡面反射によりビーム８０４のほとんどがＳＡＲ８００と反対側に散乱してしまうため、ＳＡＲ８００で観測される後方散乱波８０５の強度σがほぼ「０」となるためである。なお、国土地理院刊行のＤＥＭ１８１には海の部分に対して特定値（−９９９）が設定されているため、陸と海との判別は容易である。
【００６１】
図９に戻り、オルソ補正方法の模擬画像座標データ生成処理（Ｓ１３０）以降の処理について説明する。
【００６２】
＜Ｓ１３０：模擬画像座標データ生成処理＞
模擬画像生成部１１０は模擬強度画像１７１に対応する模擬画像座標データ１７２を作成する。模擬画像生成部１１０は作成した模擬画像座標データ１７２を模擬画像記憶部１７０に記憶する。
【００６３】
図１５は、実施の形態１におけるレーダー観測と模擬強度画像１７１との関係図である。
図１６は、実施の形態１における模擬強度画像１７１と模擬画像座標データ１７２の概念図とを示している。
模擬画像座標データ生成処理（Ｓ１３０）において模擬画像生成部１１０が作成する模擬画像座標データ１７２について、図１５および図１６に基づいて以下に説明する。
【００６４】
図１５において、左図においてＳＡＲ８００の地点Ｐからの距離をそれぞれＲ１、Ｒ２およびＲ３（Ｒ１＜Ｒ２＜Ｒ３）とする観測点Ｑ１、Ｑ２およびＱ３は、模擬強度画像１７１上の画素Ｑ１、Ｑ２およびＱ３に対応している。模擬強度画像１７１は上述のとおりＤＥＭ１８１に基づいて作成されているため、模擬強度画像１７１上の各画素（例えば、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３）は平面座標（緯度、経度）が既知である。
したがって、模擬画像生成部１１０は模擬強度画像１７１の各画素に対応する平面座標を示す模擬画像座標データ１７２をＤＥＭ１８１に基づいて作成することができる。
【００６５】
例えば、模擬画像生成部１１０は模擬強度画像１７１の各画素に対応させて２次元配列を生成し、２次元配列に各画素に対応する平面座標を設定して模擬画像座標データ１７２を作成する。以下、「緯度」の設定された２次元配列を模擬画像緯度データ１７３、「経度」の設定された２次元配列を模擬画像経度データ１７４とする。
【００６６】
図１６において、模擬強度画像１７１の画素位置（ａ、ｂ）に対応する緯度と経度はそれぞれ模擬画像緯度データ１７３の２次元配列の要素（ａ，ｂ）と模擬画像経度データ１７４の２次元配列の要素（ａ，ｂ）により示される。
図１６では、模擬画像緯度データ１７３の２次元配列の各要素を２次元平面上に展開し、緯度の等しい要素を結んだ等緯度線１７３ａ（緯線）を模擬画像緯度データ１７３の概念図として示している。また、図１６では、模擬画像経度データ１７４の２次元配列の各要素を２次元平面上に展開し、経度の等しい要素を結んだ等経度線１７４ａ（子午線、経線）を模擬画像経度データ１７４の概念図として示している。
模擬画像緯度データ１７３のＱ１、Ｑ２およびＱ３は模擬強度画像１７１のＱ１、Ｑ２およびＱ３の緯度を示し、模擬画像経度データ１７４のＱ１、Ｑ２およびＱ３は模擬強度画像１７１のＱ１、Ｑ２およびＱ３の経度を示している。模擬強度画像１７１において山頂を表しているＱ２はフォア・ショートニングにより実際よりＳＡＲ８００寄りに表示されているため、模擬画像経度データ１７４の等経度線１７４ａを歪曲させている。
【００６７】
図９に戻り、オルソ補正方法の地図投影処理（Ｓ１４０）以降の処理について説明する。
【００６８】
＜Ｓ１４０：地図投影処理＞
模擬画像生成部１１０は観測画像１９１に合わせて模擬強度画像１７１を地図投影する。
このとき、模擬画像生成部１１０は観測条件情報１９２に含まれている地図投影情報に基づいて観測画像１９１が地図投影されているか否かを判定する。地図投影情報には地図投影の有無や地図投影図法などが示されている。
観測画像１９１が地図投影されていると判定した場合、模擬画像生成部１１０は模擬画像生成処理（Ｓ１２０）で生成した模擬強度画像１７１を観測画像１９１と同じ図法で地図投影する。地図投影とは例えば、画像の向きを特定の方角（例えば、北）に向けて配置することであり、図法には例えば、メルカトル図法、ミラー図法、サンソン図法、モルワイデ図法などがある。
観測画像１９１が地図投影されていないと判定した場合、模擬画像生成部１１０は模擬強度画像１７１を地図投影せずに地図投影処理（Ｓ１４０）を終了する。
【００６９】
＜Ｓ１５０：一致点検出処理＞
一致点検出部１２０は観測画像１９１と模擬強度画像１７１との一致点８３１を検出する。
このとき、一致点検出部１２０は観測画像記憶部１９０から観測画像１９１を取得すると共に模擬画像記憶部１７０から模擬強度画像１７１を取得し、観測画像１９１と模擬強度画像１７１とをイメージマッチングして観測画像１９１と模擬強度画像１７１との一致点８３１（タイポイントともいう）を２点以上検出する。但し、一致点検出部１２０が検出する一致点８３１は後述するように１点であっても構わない。例えば、一致点検出部１２０は、観測画像１９１の各画素の明度と模擬強度画像１７１の各画素の明度とを面積相関法（イメージマッチングの一例）で比較して観測画像１９１と模擬強度画像１７１との一致点８３１を検出する。
【００７０】
図１７は、実施の形態１における一致点８３１の検出結果を示す図である。
例えば、図１４に示した観測画像１９１と模擬強度画像１７１とを面積相関法で比較した結果として、図１７の観測画像１９１において×印で示されている画素が一致点８３１として検出された画素である。
【００７１】
＜Ｓ１６０：対応画素特定処理＞
緯度・経度リサンプリング部１３０は一致点８３１に基づいて観測画像１９１を模擬強度画像１７１に重ねるようにアフィン変換し、観測画像１９１の画素に対応する模擬強度画像１７１の画素を特定する。アフィン変換は平行移動、回転移動を意味する。
【００７２】
このとき、緯度・経度リサンプリング部１３０は一致点検出処理（Ｓ１５０）で検出された観測画像１９１の一致点８３１と模擬強度画像１７１の一致点８３１との画素位置のずれ量を観測画像１９１と模擬強度画像１７１のずれ量として算出する。模擬強度画像１７１は観測条件情報１９２に基づいて作成されているが、観測条件情報１９２の誤差（例えば、軌道情報の誤差）やＳＡＲ８００の観測誤差などの影響により、模擬強度画像１７１と観測画像１９１との間にはズレが生じる。そのため、緯度・経度リサンプリング部１３０は観測画像１９１と模擬強度画像１７１とのずれ量を算出する。ここで、一致点８３１が最低１点検出されていれば観測画像１９１と模擬強度画像１７１との平行方向（縦方向および横方向）のずれ量が特定できる。したがって、一致点検出処理（Ｓ１５０）で検出する一致点８３１は１点であっても構わない。また、一致点８３１が最低２点検出されていれば観測画像１９１と模擬強度画像１７１との平行方向および回転方向のずれ量が特定できる。複数の一致点８３１それぞれで観測画像１９１と模擬強度画像１７１とのずれ量が異なる場合、緯度・経度リサンプリング部１３０は各一致点８３１におけるずれ量に対して最小二乗法を行って観測画像１９１と模擬強度画像１７１とのずれ量を特定する。
次に、緯度・経度リサンプリング部１３０は特定したずれ量に応じて観測画像１９１をアフィン変換して観測画像１９１の一致点８３１を模擬強度画像１７１の一致点８３１に重ねる。但し、模擬強度画像１７１をアフィン変換して観測画像１９１と模擬強度画像１７１とを重ね合わせてもよいし、観測画像１９１と模擬強度画像１７１との両方をアフィン変換して観測画像１９１と模擬強度画像１７１とを重ね合わせてもよい。アフィン変換の係数は観測画像１９１と模擬強度画像１７１とのずれ量に応じて定まる。
そして、緯度・経度リサンプリング部１３０は観測画像１９１の画素に重なる模擬強度画像１７１の画素を観測画像１９１の画素に対応する模擬強度画像１７１の画素として特定する。
【００７３】
＜Ｓ１７０：観測画像座標データ生成処理＞
緯度・経度リサンプリング部１３０は観測画像１９１の各画素に対応する平面座標を模擬画像座標データ１７２から取得し、観測画像座標データ１９３を作成する。観測画像座標データ１９３には観測画像１９１の各画素に対応する緯度を示す観測画像緯度データ１９４と観測画像１９１の各画素に対応する経度を示す観測画像経度データ１９５とが含まれる。観測画像緯度データ１９４は、模擬画像緯度データ１７３と同様に、観測画像１９１の各画素に対応した２次元配列の各要素に「緯度」が設定されたものである。また、観測画像経度データ１９５は、模擬画像経度データ１７４と同様に、観測画像１９１の各画素に対応した２次元配列の各要素に「経度」が設定されたものである。観測画像座標データ１９３の作成を観測画像１９１の緯度・経度情報のリサンプリングという。
【００７４】
図１８は、実施の形態１における模擬強度画像１７１と観測画像１９１との関係図および模擬画像座標データ１７２と観測画像座標データ１９３との関係図である。
図１８において、上図は対応画素特定処理（Ｓ１６０）でアフィン変換され模擬強度画像１７１に重なり合った観測画像１９１の枠線を示している。また、左下図は観測画素座標データ生成処理（Ｓ１７０）で作成される観測画像緯度データ１９４の概念図を示し、右下図は観測画像座標データ生成処理（Ｓ１７０）で作成される観測画像経度データ１９５の概念図を示している。
【００７５】
図１８において、例えば、模擬強度画像１７１の画素（ｘ１、ｙ１）と観測画像１９１の画素（０、０）とが対応している場合、緯度・経度リサンプリング部１３０は模擬画像緯度データ１７３の（ｘ１、ｙ１）番目の要素を観測画像緯度データ１９４の（０、０）番目の要素に設定し、模擬画像経度データ１７４の（ｘ１、ｙ１）番目の要素を観測画像経度データ１９５の（０、０）番目の要素に設定する。
【００７６】
図９に戻り、オルソ補正方法の補正画像生成処理（Ｓ１８０）について説明する。
【００７７】
＜Ｓ１８０：補正画像生成処理＞
オルソ補正部１４０は観測画像座標データ１９３に基づいて観測画像１９１をオルソ補正（オルソ視補正）し、オルソ画像１９６を作成する。
このとき、オルソ補正部１４０は観測画像１９１（例えば、図４）の各画素を観測画像座標データ１９３の示す平面座標に対応する画素位置に配置し直して観測画像１９１が真上から見た画像を示すようにオルソ補正する。そして、オルソ補正部１４０はオルソ補正した観測画像１９１をオルソ画像１９６（例えば、図５）として記憶機器に記憶したり、プリンタ装置９０６を用いて印刷したりする。観測画像１９１の各画素の配置し直しを観測画像１９１のリサンプリングという。観測画像１９１の各画素をリサンプリングした場合、フォア・ショートニングの影響により、オルソ画像１９６には観測画像１９１の画素が配置されない空白の画素が生じる。そこで、オルソ補正部１４０は、オルソ画像１９６の空白の画素を周囲の画素に基づいて補間する。例えば、オルソ補正部１４０は、線形補間、多項式補間、キュービック・コンボリューション、バイリニア法（双一次線形法）などを補間方法として用いる。
【００７８】
実施の形態１におけるオルソ補正方法は、レーダー観測により得られたレーダー画像（例えば、ＳＡＲ画像）に対して最適な方法である。但し、実施の形態１におけるオルソ補正方法はレーダー画像以外の観測画像にも有効である。カメラのような光学センサで撮像した光学画像（観測画像の一例）にも有効である。光学センサは地表で反射した光（例えば、太陽光）を観測するものである。光学画像は地表の構成物（土、植物など）による影響が大きいため、入射角や太陽角の情報だけでは模擬強度画像１７１を観測画像１９１に良く似せて作成することは難しい。ただし、荒野や、砂漠、月、惑星などのように、構成物をほぼ１種類とみなすことができる地表部分であれば、模擬強度画像１７１を観測画像１９１に十分に似せて作成することができる。このため、実施の形態１におけるオルソ補正は、光学その他のセンサで撮像した観測画像に対しても適用可能である。
【００７９】
実施の形態１では、以下のような手順で観測画像をオルソ補正するオルソ補正装置１００について説明した。
＜手順１＞入力画像（観測画像１９１）から軌道情報、観測開始時刻（画像先頭ラインに対応する時刻）、地図投影情報（投影の有無、図法など）を抽出する。
＜手順２＞ＤＥＭと軌道情報とを用いて模擬強度画像１７１及び模擬強度画像１７１の各ピクセルに対応した緯度情報（模擬画像緯度データ１７３）と経度情報（模擬画像経度データ１７４）とを作成する。
＜手順３＞観測画像１９１が地図投影されているのであれば、観測画像１９１に合わせて模擬強度画像１７１を地図投影する。
＜手順４＞模擬強度画像１７１と観測画像１９１との位置ズレを計測する（イメージマッチングにより一致する点を自動的に計測）。
＜手順５＞計測して求めたズレ量をもとに、観測画像１９１の各ピクセルに対応した緯度情報（観測画像緯度データ１９４）と経度情報（観測画像経度データ１９５）とを作成する（緯度情報および経度情報のリサンプリング）。
＜手順６＞リサンプリングして得た緯度情報と経度情報とをもとに、観測画像１９１をオルソ補正する（観測画像１９１のリサンプリング）。
【００８０】
実施の形態１で説明したオルソ補正装置１００は、例えば、以下のような効果を奏する。
（１）位置情報（ＧＣＰ）を手動で設定するという作業をせずに観測画像１９１をオルソ補正して正確なオルソ画像１９６を作成することができる。つまり、オルソ画像１９６の作成を自動化できる。
（２）観測条件情報１９２（例えば、軌道情報）に高い精度が要求されないため、過去に取得された観測画像１９１を活用してオルソ画像１９６を作成することができる。これにより、例えば、過去の地形と現在の地形とをより正確に比較することができる。
（３）観測画像１９１は地図投影がされていてもいなくても構わないため、地図投影されている標準的な販売品を用いて正確なオルソ画像１９６を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】レーダー観測を示す図。
【図２】レーダー観測を示す図。
【図３】レーダー観測を示す図。
【図４】実施の形態１における観測画像１９１と稜線８１３とを示す図。
【図５】実施の形態１におけるオルソ画像１９６と稜線８１３とを示す図。
【図６】実施の形態１におけるオルソ補正装置１００の機能構成図。
【図７】実施の形態１におけるオルソ補正装置１００の外観の一例を示す図。
【図８】実施の形態１におけるオルソ補正装置１００のハードウェア資源の一例を示す図。
【図９】実施の形態１におけるオルソ補正方法を示すフローチャート。
【図１０】フォア・ショートニングしていない模擬強度画像１７９を示す図。
【図１１】実施の形態１におけるフォア・ショートニングした模擬強度画像１７１を示す図。
【図１２】実施の形態１の模擬画像生成処理（Ｓ１２０）を示すフローチャート。
【図１３】実施の形態１の模擬画像生成処理（Ｓ１２０）におけるＳＡＲ８００の地点Ｐと観測点Ｑとの関係図。
【図１４】実施の形態１における観測画像１９１と模擬強度画像１７１とを示す図。
【図１５】実施の形態１におけるレーダー観測と模擬強度画像１７１との関係図。
【図１６】実施の形態１における模擬強度画像１７１と模擬画像座標データ１７２の概念図とを示す図。
【図１７】実施の形態１における一致点８３１の検出結果を示す図。
【図１８】実施の形態１における模擬強度画像１７１と観測画像１９１との関係図および模擬画像座標データ１７２と観測画像座標データ１９３との関係図。
【符号の説明】
【００８２】
１００  オルソ補正装置、１１０  模擬画像生成部、１２０  一致点検出部、１３０  緯度・経度リサンプリング部、１４０  オルソ補正部、１７０  模擬画像記憶部、１７１  模擬強度画像、１７２  模擬画像座標データ、１７３  模擬画像緯度データ、１７３ａ  等緯度線、１７４  模擬画像経度データ、１７４ａ  等経度線、１７９  模擬強度画像、１８０  ＤＥＭ記憶部、１８１  ＤＥＭ、１９０  観測画像記憶部、１９１  観測画像、１９２  観測条件情報、１９３  観測画像座標データ、１９４  観測画像緯度データ、１９５  観測画像経度データ、１９６  オルソ画像、８００  ＳＡＲ、８０１  進行方向、８０２  レンジ方向、８０３  ビーム照射方向、８０４  ビーム、８０５  後方散乱波、８１１  山、８１２  等距離線、８１３  稜線、８２１  法線、８２２  接平面、８２３  地表面、８３１  一致点、９０１  表示装置、９０２  キーボード、９０３  マウス、９０４  ＦＤＤ、９０５  ＣＤＤ、９０６  プリンタ装置、９０７  スキャナ装置、９１０  システムユニット、９１１  ＣＰＵ、９１２  バス、９１３  ＲＯＭ、９１４  ＲＡＭ、９１５  通信ボード、９２０  磁気ディスク装置、９２１  ＯＳ、９２２  ウィンドウシステム、９２３  プログラム群、９２４  ファイル群、９３１  電話器、９３２  ファクシミリ機、９４０  インターネット、９４１  ゲートウェイ、９４２  ＬＡＮ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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１２】
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【図１３】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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【図１１】
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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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