JP3755002B2 - Topographic data processing program - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、数値化した等高線を用いて、等高線に含まれる情報（標高及び地形の形状）を最大限に利用することにより、コンピュータ上にて、地形分類を行うための様々な情報を抽出、あるいは、計算するためのプログラムである。
本発明により、等高線図を用いて、技術者が手動で行っている作業（例えば、谷頭の抽出や谷線図の作成など）を、自動的に行うことが可能になる。
本発明により得られる谷頭や谷線や谷次数などの情報は、土砂災害の発生位置や被害範囲の予測に役立ち、特に、豪雨による災害に有効である。また、本発明により得られる尾根線は、雪崩の災害についての重要な情報である。さらに、本発明により得られる、斜面型（図１）や勾配や斜面方位や谷次数などは、地形の特徴を把握するための基礎資料である。
具体的には、地形分類の情報は、近年、地方自治体等が整備を進めている、住民の防災意識を高め、自然災害時における住民の避難活動を支援するハザードマップの作成に活用できる。また、近年、環境問題が重視され、地域の自然環境に目が向けられることが多くなり、各地で、自然環境を紹介するためのビジターセンターの建設が進められている。地形は、自然環境を構成する要素であり、生態系（植生含む）に深く関わっている。本発明で得られる地形情報の出力図は、ビジターセンターのような施設で展示するのに適した資料となる。さらに、林学（林業）の分野では、高精度な土壌図が必要とされ、そのための高精度な地形分類手法が要求される。この分野でも、最近は、コンピュータを用いた手法を模索している。本発明は、精度の高い数値等高線データを用いることにより、この要求に応えることが可能である。
【０００２】
【従来の技術】
地形分類図は、伝統的に、地形図（等高線図）をベースにして、写真判読などをはじめとする手作業で作成されてきた。このため、写真等を正確に判読・解析するためには多大の労力と時間を要し、膨大なコストがかかるという問題があった。また、人間による手作業のため、個人差や見落としなどが存在した。
この解決策として、日本全国をカバーする標高グリッドデータ、例えば数値地図５０ｍメッシュ（標高）などを用いて、地形特徴の把握、数値地形計測及び流域解析等をコンピュータ上で行う手法が開発されている。均一に配置された標高グリッドデータを使用し、同一の手法を用いて計算を行うことにより、客観的、かつ、広範囲の地形解析を、自動的に短時間に行うことが可能である。標高グリッドデータは、日本において、最も一般的に使われるＤＥＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ）（数値標高モデル）である。
ＤＥＭを得るための最新技術として、代表的なものに、レーザースキャナ、あるいは、人工衛星を用いて、地表面の位置情報（ランダムなポイントデータ）を得る手法の開発も進んでいる。レーザースキャナを用いることにより、１〜２［ｍ］間隔の、高密度のポイントデータを得ることが可能であるが、広域のデータ取得については、費用の面で問題がある。
また、地表面の位置情報を、はじめからグリッドデータの形式で得る手法は実用化されていないことから、数値等高線データやランダムなポイントデータなどから、標高グリッドデータを作成するために、様々なアルゴリズム（ｓｐｌｉｎｅ、ｋｒｉｇｉｎｇ、ｉｄｗ、ｔｒｅｎｄ、ＴＯＰＯＧＲＩＤなど）が開発されている。元の地形をできるだけ正確に再現した標高グリッドデータを作成するためには、使用するアルゴリズムの検討、および、各アルゴリズム毎に設定する計算の条件の値などの検討を十分に行う必要がある。
標高グリッドデータは規則的な配置を持つことから、ＤＥＭを一度、標高グリッドデータにしてしまえば、１）崩壊前後の標高グリッドデータの差から、崩壊や堆積の差分量を計算することは容易であり、２）標高グリッドデータから勾配や斜面方位などを計算する手法については、多くの手法が開発・紹介されており、３）各種グリッドデータを用いた地形の統計解析手法も、学会誌や書籍などで紹介されている。つまり、標高グリッドデータは、コンピュータ処理に適していて処理速度を格段に向上できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記標高グリッドデータは、取得されたＤＥＭから、どのアルゴリズムや設定値を用いるかにより、得られる標高値が異なる。また、得られた標高グリッドデータを用いて計算された勾配などについても、どの計算方法を用いるかにより、結果が変化する。加えて、標高グリッドデータから、各種のアルゴリズムを用いて得られる地形特徴を、従来の等高線図などを用いて手作業で得られる特徴に一致させることは難しい。
数値化された等高線データは、その不規則なデータ配置から、地形特徴の算出のために直接使用されることはほとんど無く、もっぱら、標高グリッドデータ取得のための基データとして使われることが多かった。
【０００４】
しかし、本発明は、数値化された等高線データを用いて、従来、人間が等高線図を用いて、手作業で行ってきた地形特徴を得るための手段を、再現することを可能にした。
本発明では、手作業のごとく、等高線や等高線から得られる落水線などに沿って、斜面の形状に関する情報の計算や判断を行い、その方法は一通りである。したがって、標高グリッドデータを用いた各種地形情報の計算のように、様々な方法があり、方法により得られる結果が異なるということは無い。また、コンピュータが普及する以前から、等高線を基にした各種の分類図（地すべり、地質、土壌、崩壊、活断層など）が作成されており、これは、貴重な情報である。等高線データをベースに出力される本発明の結果（出力図）は、これらの図や写真などとの比較が、グリッドデータの場合に比べて、はるかに容易である。また、本発明では、結果として得られる、地形情報に関する属性付のラインデータをグリッドデータに変換する手法も含んでいることから、数値データとして普及している各種グリッドデータとの組み合わせも可能であり、応用できる範囲が広い。
これまで、標高グリッドデータは、等高線データを基に作成されることが多く、その場合はグリッド化する方法による誤差が生じる。また、グリッド化によりデータが等間隔に分断されてしまうため、谷線や尾根線のような斜面の境界、さらに山頂や凹地、鞍部といった地形の特徴を考慮した計算を行うことが難しい。しかし、等高線データをそのまま使用することにより、等高線が持つ情報にしたがって忠実に斜面を分類することが可能であり、等高線で表現された谷や尾根、山頂、凹地、鞍部等を考慮して行う手作業による分類を再現することができる。
【０００５】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、従来手作業でのみ実現していた専門家レベルの判読・解析精度を維持しつつ、コンピュータ処理可能な新規の地形データ処理方法及びその装置を提供すること、具体的にはデジタル化した等高線データから落水線データおよび最急登線データを生成し、これらのデータに基づいたコンピュータ処理可能な地形分類のプログラムを提供することにある。これらのプログラムにより、地形分類図作成作業工程のほとんどの部分が自動化され、作成作業の飛躍的な効率化が図られるものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
コンピュータに、先に生成された最急登線データの到達点を次に生成する最急登線データの起点とするデータ処理を繰り返すことにより、等高線データの全ての線分データの任意の点を起点とし、隣接する高位の等高線の全ての線分データの任意の点を到達点として、個々の最急登線線分データを生成させて、等高線から隣接する高位の等高線に対して最大傾斜で登る最急登線を生成させる地形データ処理プログラムであって、該地形データ処理プログラムは、任意の等高線データの線分データの任意のデータ点を最急登線生成の起点として選定する第１のステップと、上記選択した等高線データに隣接する高位の等高線の線分データの任意のデータ点のうち、前記起点からの距離が短いものが優先的に選ばれた任意のデータ点を選択点として選定する第２のステップと、前記選択点と前記起点の距離を演算し、最も距離が短い選択点を到達点の候補として、前記優先的に選ばれた任意のデータ点を含む等高線の線分である仮線分を選定し、前記起点と前記到達点の候補を結ぶ線分であり、かつ、前記仮線分と交差しない線分を選定し、該選定した線分の到達点を含む等高線は前記選択した等高線に隣接する高位の等高線であると判断する第３のステップと、前記起点から隣接する高位の等高線であると判断された等高線データの各線分の任意の点に引かれた線が前記仮線分と交差しないとき、前記等高線データの各線分の任意の点を最急登線作成の到達点の候補とする第４のステップと、全ての到達点の候補の中から起点に最も近い候補を到達点として決定する第５のステップと、前記起点から前記到達点に向かって最急登線線分データを生成する第６のステップとを含み、コンピュータに、前記 決定した到達点を次に生成する最急登線線分データの起点として、前記第２乃至第６のステップを順次繰り返し実行させ、上記到達点の候補が全く存在せず最急登線の終点に到達したと判断されたとき、次の任意のデータ点を選択した後前記第１と第２のステップの間にジャンプして前記第２乃至第６のステップを繰り返し実行させ、前記選択した任意のデータ点が前記任意の等高線データの最後のデータ点であると判断されたとき、まだ始点とするために用いていない等高線データを選択して前記第１と第２のステップの間にジャンプして前記第２乃至第６のステップを繰り返し実行させ、始点とするために用いていない等高線データがないと判断されたとき処理を終了することにより、等高線から隣接する高位の等高線に対して最大傾斜で登る最急登線を生成させるための地形データ処理プログラムとした。
【データ構造】
本発明は、等高線データに基づいて各種のデータ処理を行うものである。
そこで先ず、等高線データのデータ構造について説明する。
図２ ( Ａ )は、等高線データのイメージ図である。この図において、等高線の四角内の数字はライン番号を、同じく円内の数字はポイント番号を示している。
図２（Ｂ）は、データ構造を示すもので、ファイルは、ｘ座標とｙ座標のデータを格納するｘｙファイルと、ｚ座標のデータを格納するｚファイルに分けられており、各ファイルには、前記ライン番号、ポイント番号、ＥＮＤ記号が格納されている。
【０００７】
本発明は、等高線データを基に、要旨外の水平断面形を分類するプログラム、落水線を生成するプログラム及び請求項１に係る最急登線を生成するプログラムを基本プログラムとし、各種の応用的なデータ処理を行う要旨外の応用プログラムとから構成されている。
【０００８】
前記水平断面形の分類プログラムは、選択された等高線データが隣接する等高線データの左右どちらの側に位置しているかを判別する等高線位置判別サブプログラムと、当該等高線のデータ点は尾根型斜面上に位置するか、谷型斜面上に位置するか、直線斜面上に位置するかを判定する水平断面形判定サブプログラムとから成っている。詳しくは後述する。
【０００９】
また、請求項１に係る前記最急登線生成プログラムは、斜面下方から上方に向かって、先に生成された最急登線データの到達点を、次に生成する最急登線データの起点とするデータ処理を繰り返すことにより、等高線データの全ての線分データの任意の点を起点とし、隣接する高位の等高線の全ての線分データの任意の点を到達点として、個々の最急登線線分データを生成して、等高線から隣接する高位の等高線に対して最大傾斜で登る最急登線を生成するものである。これについても段落００２０〜００３１において詳述する。
【００１０】
さらにまた、前記落水線生成プログラムは、最急登線生成プログラムとは逆に、斜面上方から下方に向かって、先に生成された落水線データの到達点を、次に生成する落水線データの起点とするデータ処理を繰り返すことにより、等高線データの全ての線分データの任意の点を起点とし、隣接する低位の等高線の全ての線分データの任意の点を到達点として、個々の落水線線分データを生成して、等高線から隣接する低位の等高線に対して最大傾斜で下る落水線を生成するものである。これについても段落００５０〜００５８において詳述する。
【００１１】
以下、前記水平断面形の分類プログラムについて、図１９〜２１を参照して詳細に説明する。
斜面の水平断面形の分類を行うためには、任意の等高線が、標高の高い等高線と低い等高線のどちらに向かって曲がっているのかを知る必要がある。
このため先ず、等高線データＭの左右どちらの側に、標高の低いあるいは高い隣の等高線データが存在するのかを判別しなければならない。
さらに、斜面の水平断面形は、等高線の形状によって分類されることから、曲線の変曲点が、水平断面形を分ける点になる。
【００１２】
【水平断面形分類プログラム】
この水平断面形分類プログラムは、選択した等高線データの線分データの任意のデータ点を最短距離線生成の参照点として選定するステップと、前記選択した等高線データに隣接する高位又は低位の等高線の線分データの任意のデータ点のうち、前記参照点から所定半径以内に存在する任意のデータ点を選択点として選定するステップと、前記選択点と前記参照点の距離を演算し、最も距離が短い選択点を到達点の候補として、仮線分を選定し、前記起点と前記到達点の候補を結ぶ線分であり、かつ、前記仮線分と交差しない線分を選定し、該選定した線分を含む等高線は前記選択した等高線に隣接する高位又は低位の等高線であると判断するステップと、前記参照点から隣接する高位又は低位の等高線であると判断された等高線データの各線分の任意の点に延ばされた線が前記仮線分と交差しないとき、前記等高線データの各線分の任意の点を落水線作成の先端点の候補とするステップと、全ての先端点の候補の中から参照点に最も近い候補を先端点として決定するステップと、前記参照点から前記先端点に向かって最短距離線を生成するステップと、前記参照点を始点とし、１つ前のデータ点を終点とするベクターと同じ向きを持ち、大きさが任意のベクターと、前記参照点を始点とし、前記先端点を終点とするベクターと同じ向きを持ち、大きさが任意のベクターとの外積及び前記参照点を始点とし、前記先端点を終点とするベクターと同じ向きを持ち、大きさが任意のベクターと、前記参照点を始点とし、１つ後のデータ点を終点とするベクターと同じ向きを持ち、大きさが任意のベクターとの外積の符号を演算し、前記両ベクターの外積が正であるとき、前記先端点は参照等高線データの右側に位置し、前記両ベクターの外積が負であるとき、前記先端点は参照等高線データの左側に位置すると判断するステップと、前記参照点の１つ前のデータ点から参照点までのベクターと前記参照点から１つ後のデータ点までのベクターとが成す角度が所定値以下である場合、等斉斜面であると判定し、該角度が所定値を超過する場合においては、前記先端点が参照等高線データの左右いずれの側に位置するか、前記参照点の１つ前のデータ点を始点とし、参照点を終点とするベクターと同じ向きを持ち、大きさが任意のベクターと、前記参照点を始点とし、１つ後のデータ点を終点とするベクターと同じ向きを持ち、大きさが任意のベクターとの外積の符号が正負いずれかによって、参照等高線データに隣接する隣接等高線データが参照等高線データの左右どちら側に位置し、左右どちら側が高いか、斜面が直線状か谷型か尾根型か、によって斜面の水平断面形を分類するステップとを含み、前記参照点が選択した等高線データの終点の１つ前に達するまで前記各ステップを繰り返し実行し、前記参照点が選択した等高線データの終点の１つ前に達したとき、次の等高線データを選択して前記各ステップを繰り返し実行することにより、等高線データの始点と終点を除く全データ点について斜面の水平断面形を分類し、該分類データを記憶、出力又は送信を実行するものである。
【００１３】
以下、具体的に説明する。
（等高線位置判別サブプログラム）
先ず、１ランク低い等高線データとの位置関係をチェックするチェック１について、図１９，２０に基づいて説明する。
ステップ１０１において、等高線データを読み込み、等高線データＭ（ライン番号ｉ）のｊ番目のデータ点をｍｊ、その前後をｍｊ−１、ｍｊ＋１とおく。このとき、カウンタの値、ｃｏｕｎｔ＝０とする。
次にステップ１０３で、参照等高線データＭの参照点ｍｊにおいて、Ｍの隣に位置し、かつ、Ｍより標高が低い等高線データＫを捜す。
先ず、等高線データＭが１ランク低い等高線データＫの左右どちらの側に位置するかを調べ次いで、等高線データＭが１ランク高い等高線データＨの左右どちらの側に位置するかを調べる。以下、具体的に説明する。
【００１４】
ステップ１０４において、参照点ｍｊから等高線データＫへの最短距離の線を引き、この線とＫとの交点をｋとする。もし、点ｋが存在しない場合は、ｋの位置を判断できないため、ステップ１１７へ進む（ステップ１０５）。
参照点ｍｊからｍｊ＋１、ｍｊ−１、ｋまでのベクターをそれぞれα、γ、βとし（図５）、等高線データのｘ座標とｙ座標の値のみを用いて（Ｚ＝０とし）、外積γ×βとβ×αを計算する（ステップ１０６）。γ×β＞０、かつ、β×α＞０であるとき、点ｋは等高線データＭの右側に位置（ステップ１０８）し、図５のように、等高線データＭの右側が低いことになる。また、もし、γ×β＜０、かつ、β×α＜０であるとき、点ｋは等高線データＭの左側に位置し、等高線データＭの左側が低いことになる（ステップ１１２）。（γ×β＞０、かつ、β×α＜０）、あるいは、（γ×β＜０、かつ、β×α＞０）、あるいは、γ×β＝０あるいは、β×α＝０であるとき、点ｋは判断には適さない点であるので、ステップ１１７へジャンプする。
【００１５】
次いで、１ランク高い等高線データとの位置関係についてチェックするチェック２について説明する。
Ｍの隣に位置し、かつ、Ｍより標高が高い等高線データ（等高線データをＨ、データ点をｈとする）を使用することを除き、１ランク低い等高線データとの位置関係のチェックと同じ処理を行う。すなわち、ステップ１１７〜１２９において、等高線データＨがＭの左右どちらの側に位置するかを調べる。
参照点ｍｊからｈまでのベクターをβ’とし、等高線データのｘ座標とｙ座標の値のみを用いて（Ｚ＝０とし）、外積γ×β’とβ’×αを計算する（図５）。
γ×β’＜０、かつ、β’×α＜０であるとき、点ｈは等高線データＭの左側に位置し、図５のように、等高線データＭの左側が高いことになる。
また、もし、γ×β’＞０、かつ、β’×α＞０であるとき、点ｈは等高線データＭの右側に位置し、等高線データＭの右側が高いことになる。
（γ×β’＞０、かつ、β’×α＜０）、あるいは、（γ×β’＜０、かつ、β’×α＞０）、あるいは、γ×β’＝０あるいは、β’×α＝０であるとき、点ｈは判断には適さない点であるので、次のデータ点ｍｊ＋１を用いるためにステップ１３０へジャンプする。
等高線データＭと隣の等高線データとのトポロジー的関係を確認するために、参照点（ｍｊ＝ｍｊ＋１，ｍｊ＋２，・・）を変えながら、上記チェック１と上記チェック２の処理を３回繰り返す。このとき、チェック回数は前記カウンタの値として記録される。
【００１６】
その後、前記３回のチェックの結果得られた等高線位置データＪ［１］、Ｊ［２］、Ｊ［３］の値が、全て一致しているとき、これを等高線データのデータ領域に位置情報についての属性として書き出す。一致しないときは、データ点が等高線データの終点に到達するまでに一定数確保できる場合は、前記チェック１、２を最初からやり直す。
【００１７】
なおこの例では、データ点が等高線データの終点に到達するまでに一定数確保できない場合は、一致するデータを１、２番目のカウンタの等高線位置データＪ［１］、Ｊ［２］とし、Ｊ［３］のデータを取り直す。また、次のデータ点が等高線データの終点である場合は、前記３回のチェックの結果得られた等高線位置データＪ［１］、Ｊ［２］、Ｊ［３］の値のうち一致するものを、等高線データファイルに、属性として位置情報を書き出すこととしている。
また、前記位置情報の内容は、等高線の右側が低いか、左側が高いとき、１、等高線の右側が高いか、左側が低いとき、２としている。
この具体例では、各等高線データの二番目のデータ点からチェックが開始され、参照点を変えながら、３回同じ位置関係が認められたとき、その位置関係を正として受け入れるようにしているが、チェック開始データ点、実施回数は特にこれに限定されず、適宜回数実施すればよい。
【００１８】
（水平断面形の判定サブプログラム）
図２１のステップ１６１において、前記等高線位置判別サブプログラムで作成された、等高線データと各等高線データの位置情報Ｊの値、すなわち、１か２を読み込む。
次のステップ１６２で、直線斜面を定義するγを入力する。この例ではγを５°としている。
次のステップ１６４で、等高線データＭのデータ点ｍｊにおいて、データ点ｍｊからデータ点ｍｊ＋１へ向かうベクターをαｊとおくとき、等高線データＭの全てのデータ点において、αｊ−１とαｊの成す角θｊと、外積αｊ−１×αｊを計算する（図７参照）。但し、Ｍの始点と終点では計算しない。
もし、点ｍｊ＋１での外積の符号が、点ｍｊでの外積の符号と異なる場合は、点ｍｊとｍｊ＋１との中点を変曲点とし、等高線データＭに新たなデータ点として加える。
【００１９】
次いで、元の等高線データＭの全てのデータ点において、斜面の水平断面形を判定する。
等高線データＭの両側に、等高線データＨとＫが存在するとき、等高線データＨ、Ｍ、Ｋの標高をそれぞれ、ＥＨ、ＥＭ、ＥＫとする（ＥＨ≧ＥＭ≧ＥＫ。ただし、ＥＨ＝ＥＭ＝ＥＫである場合は除く。）。このとき、αｊ−１×αｊ＜０であれば、ラインｍｊ−１ｍｊｍｊ＋１は等高線データＭの左側に突き出る（図７Ａ）。また、αｊ−１×αｊ＞０であれば、ラインｍｊ−１ｍｊｍｊ＋１は等高線データＭの右側に突き出る（図７Ｂ）。
もし、外積αｊ−１×αｊ＝０である場合は、ｍｊ−１ｍｊｍｊ＋１は直線であり、ベクターαｊ−１とαｊの角θｊは０°に等しい（０°≦θ ｊ＜１８０°）。
点ｍｊにおける斜面の水平断面形は、下記の要領で分類される。
ケース１．αｊ−１×αｊ＝０（θｊ＝０°）：直線斜面（ステップ１６６）
ケース２．αｊ−１×αｊ＜０ かつ 等高線データＨ（Ｋ）が等高線データＭの左（右）側に位置する： 集水（谷型）斜面（図７Ａ、ステップ１６９）
ケース３．αｊ−１×αｊ＜０ かつ 等高線データＨ（Ｋ）が等高線データＭの右（左）側に位置する： 発散（尾根型）斜面（図７Ａ、ステップ１７０）
ケース４．αｊ−１×αｊ＞０ かつ 等高線データＨ（Ｋ）が等高線データＭの左（右）側に位置する： 発散（尾根型）斜面（図７Ｂ、ステップ１７３）
ケース５．αｊ−１×αｊ＞０ かつ 等高線データＨ（Ｋ）が等高線データＭの右（左）側に位置する： 集水斜面（図７Ｂ、ステップ１７４）
計算上、θｊ＝０°となることはまれであるから、直線斜面を定義するγに対して、幅を持たせる必要がある。このため、本例では、γを±５°で計算している。
以上で水平断面形分類プログラムについての説明を終了し、次いで最急登線プログラムについて説明する。
【００２０】
【最急登線生成プログラム】
このプログラムは、任意の等高線データのデータ点から、１ランク上の等高線データのうち最も近いデータ点に対し最急登線を生成するプログラムである。
この発明は、コンピュータに、先に生成された最急登線データの到達点を次に生成する最急登線データの起点とするデータ処理を繰り返すことにより、等高線データの全ての線分データの任意の点を起点とし、隣接する高位の等高線の全ての線分データの任意の点を到達点として、個々の最急登線線分データを生成させて、等高線から隣接する高位の等高線に対して最大傾斜で登る最急登線を生成させる地形データ処理プログラムであって、
該地形データプログラムは、
任意の等高線データの線分データの任意のデータ点を最急登線生成の起点として選定する第１のステップと、
上記選択した等高線データに隣接する高位の等高線の線分データの任意のデータ点のうち、前記起点からの距離が短いものが優先的に選ばれた任意のデータ点を選択点として選定する第２のステップと、
前記選択点と前記起点の距離を演算し、最も距離が短い選択点を到達点の候補として、前記優先的に選ばれた任意のデータ点を含む等高線の線分である仮線分を選定し、前記起点と前記到達点の候補を結ぶ線分であり、かつ、前記仮線分と交差しない線分を選定し、該選定した線分の到達点を含む等高線は前記選択した等高線に隣接する高位の等高線であると判断する第３のステップと、
前記起点から隣接する高位の等高線であると判断された等高線データの各線分の任意の点に引かれた線が前記仮線分と交差しないとき、前記等高線データの各線分の任意の点を最急登線作成の到達点の候補とする第４のステップと、
全ての到達点の候補の中から起点に最も近い候補を到達点として決定する第５のステップと、
前記起点から前記到達点に向かって最急登線線分データを生成する第６のステップとを含み、
コンピュータに、
前記決定した到達点を次に生成する最急登線線分データの起点として、前記第２乃至第６のステップを順次繰り返し実行させ、
上記到達点の候補が全く存在せず最急登線の終点に到達したと判断されたとき、任意のデータ点を選択した後前記第１と第２のステップの間にジャンプして前記第２乃至第６のステップを繰り返し実行させ、
前記選択した任意のデータ点が前記任意の等高線データの最後のデータであると判断されたとき、まだ始点とするために用いていない等高線データを選択して前記第１と第２のステップの間にジャンプして前記第２乃至第６のステップを繰り返し実行させ、始点とするために用いていない等高線データがないと判断されたとき処理を終了することにより、等高線から隣接する高位の等高線に対して最大傾斜で登る最急登線を生成させるための地形データ処理プログラムである。
【００２１】
【実施例】
本実施例は、等高線データの全データ点に、ｒｉｓｅ＿ｉ［等高線データのライン番号］［等高線データのポイント番号］＝−１（既成の最急登線が存在するときに、その最急登線番号を入れる）と、ｒｉｓｅ＿ｊ［等高線データのライン番号］［等高線データのポイント番号］＝−１（その点から最急登線を引けないときは−１０，既成の最急登線が存在するときは、その点での既成の最急登線のポイント番号を入れる）という属性を与える（ステップ２０３）点に特徴がある。
このことにより、既に最急登線データを生成したか否か、又は、生成しようとして不可能であったか否かを判別できるようにする。
【００２２】
図２２、２３のフローチャートを参照して、本実施例について説明する。
ＣＰＵは、ステップ２０１において等高線データ全てを読み込み、次のステップ２０２で最初にライン番号がｎである等高線データをＭｎ、Ｍｎのｎｎ番目のデータ点をｍｎｎ、作成する最急登線データの最急登線番号をｓ、最急登線番号ｓである最急登線データをＷｓ、Ｗｓのｓｓ番目の点をｗｓｓとする。
ステップ２０３では、等高線データの全データ点に上述の属性を与える。
次いで、ｎ，ｓ，ｎｎに順次１をデータセットして起点ｍ＝ｍｎｎと定義したうえで、ｓｓ＝１とデータセットする（ステップ２０５〜２０８）。
【００２３】
本実施例の特徴的な部分として、ステップ２０９において、最急登線データのデータ点の属性ｒｉｓｅ＿ｉ［ｎ］［ｎｎ］が正であるか否か、そして、ステップ２１０において、最急登線データを生成しようとして不可能であったか否かを判断する。
このステップ２０９，２１０により、既に最急登線データが生成されているか否かが判断される。
このとき、当該データ点ｍを起点とする最急登線データが既に生成されていたら、新たに最急登線データを生成することなく、ステップ２１１、２１３に移り、最急登線データのポイント番号が１であるか否か、また、ｍがＭｎの終点であるか否か判断し、終点でなければ、次のデータ点を選択（ｎｎ＝ｎｎ＋１）（ステップ２１４）してステップ２０７に戻る。ｍがＭｎの終点であれば、Ｍｎがライン番号最大の等高線データか否か判断し、Ｍｎがライン番号最大の等高線データでなければ、次の等高線データを選択（ｎ＝ｎ＋１）（ステップ２１６）してステップ２０６に戻り、Ｍｎがライン番号最大の等高線データであれば、始点とするために用いていない等高線データがないと判断されるから、最急登線プログラム最急登線データの生成処理を終了する。
【００２４】
前記ステップ２１０において、最急登線データのポイント番号が−１０であるか否かを判断する。この属性−１０については後述するが、既に、ｍから最急登線データを延長させようとして不可能であった、換言すれば、当該データ点は最急登線の終点であると判断されるので、ｍを始点とする最急登線線分データは発生させないで、次のステップ２１１に移る。
最急登線データのポイント番号が−１０でないときは、ｍを最急登線データＷ（最急登線番号ｓ）の発生点とする。このとき、ｍはＷのｓｓ番目の点（初期値ｓｓ＝０）となる（実際には、ステップ２０８にて、ｍはＷの１番目の点とされる）。
【００２５】
次いで、ステップ２１７において、当該等高線データＭｎより標高が１ランク高い等高線データはあるか否か判断し、なければ、当該最急登線データの終点であると判断されるから、ステップ２６６において、−１０という属性を付与して、ステップ２１１に戻る。
次いで、ステップ２１７〜２１８において、当該等高線データＭｎより標高が１ランク高い等高線データがあり、かつ、Ｍｎより高い等高線データのデータ点が前記起点ｍの半径Ｒ以内にあるとき、標高が１ランク高い等高線データの全てのデータ点のうち、起点ｍから所定半径Ｒ以内に存在するデータ点を全て選択し、選択した全てのデータ点にフラグ１を立てる（ステップ２１９）。
ステップ２１７において、当該等高線データＭｎより標高が１ランク高い等高線データがないとき、および、ステップ２１８において、Ｍｎより高い等高線データのデータ点が起点ｍの半径Ｒ以内にないときは、その起点は最急登線データの終点であって、ｍから最急登線の線分を上方へ引くことはできないから、そのデータ点に−１０の属性を与えて、ステップ２１１に戻る。
上記の所定半径Ｒは、本実施例では、解析者が入力装置より設定可能とされている。
この所定半径Ｒは、解析対象地域に対して選定するものであり、等高線密度、得られたデータの精度等を考慮して選ぶ。山地地域を対象地域とする本実施例では、Ｒ＝１５０ｍとした（１：２５，０００地形図上では６ｍｍとなる）。Ｒの選択は、計算時間に影響するので重要である。
【００２６】
ＣＰＵは、選択されたデータ点と前記起点ｍの距離を演算（ステップ２２０）し、最も距離が短い選択点をデータ点ｔ１とし、該データ点ｔ１を含む等高線の等高線データをＴとする（ステップ２２１）とともに、起点ｍから半径Ｒ以内に存在する全てのデータ点を含む等高線のデータ線分（同じ等高線データ上の連続する二つのデータ点をつなぐ線分）を選択する（ステップ２２２）。
次いで、選択されたこれらの等高線データの線分（以下「仮線分」という。）を用いて、標高が１ランク高い等高線データＴが選択された等高線データＭｎの隣りに存在するかどうかを調べる。
ｔ１がＭｎの隣りの等高線データのデータ点であれば、線分ｍｔ１はどの仮線分とも交差することはない（図３、Ａ）。
しかし、ｔ１がＭｎの隣りの等高線データのデータ点でないならば、線分ｍｔ１は上記したいずれかの仮線分と交差する。
よって、ステップ２２３において、線分ｍｔ１が仮線分と交差すると判断されたときは、ｔ１を選択点の中から除去（ステップ２２４）するため前記フラグを消去し、他に選択点がある限り（ステップ２２５）ステップ２２１に戻って起点ｍに最も近い点を演算により選んで、ステップ２２２、２２３に進んでこの処理を繰り返す。ステップ２２５において他に選択点がないときは、前述した手順でステップ２１１に戻る。
このとき、全ての選択点を用いても標高が１ランク高い等高線データを決定できない場合は、データ点ｍを最急登線データの終点とする。
【００２７】
一方、線分ｍｔ１が仮線分と交差しないと演算により判断されたときは、等高線データＴは等高線データＭｎの隣りに存在するものとして、
Ｔ＝Ｑ、ｔ１＝ｑｊとする（ｑｊはＱのｊ番目のデータ点）。
このとき、ｋ＝ｊ，ｋｋ＝ｊとし、データ点ｑｊの前後のデータ点についても、仮線分と交差するか否か調べるために、
ｍｉｎ＝ｊ−５（但し、ｊ−５＜０ならｍｉｎ＝１）とし、
ｍａｘ＝ｊ＋５（但し、ｊ＋５＞［Ｑのポイント番号の最大値］なら、ｍａｘ＝［Ｑのポイント番号の最大値］）とする（ステップ２２６）。
次いで、起点ｍと標高が１ランク上の隣接する等高線データＱのデータ点ｑｊの前後（この例では、前後５つずつ）のデータ点との線分（ｑｊ＋５．．．． ｑｊ−５）は仮線分と交差するかについて調べ（ステップ２２７〜２２９，２３１〜２３３）、起点ｍと各データ点との線分が仮線分と交差しないものを最急登線作成の先端点ｗの候補とする（ステップ２３０．２３４）。
さらに、起点ｍから、ｑｋ＋１とｑｋを通る直線とｑｋｋ−１とｑｋｋを通る直線に垂線をおろして交点をｐ ｋ、ｐ ｋｋとし（ステップ２３８．２４４）、ｐ ｋ 、ｐ ｋｋ は線分ｑｋ＋１ｑｋ、ｑｋｋ＋１ｑｋｋの上にあり、かつ、ｍｐｋ、ｍｐｋｋの線分は仮線分と交差しないものについて、最急登線作成の先端点ｗの候補とする（ステップ２４１．２４７）。
そして、すべての先端点の候補の中から起点ｍに最も近い点を最急登線作成の先端点ｗとして選び（図４参照）、ｍとｗを結んで最急登線を生成し、生成した最急登線データは、最急登線データファイルに記憶される（ステップ２５０．２５１）。
【００２８】
ここでさらに、１ランク上の隣接する等高線データへの最急登線を生成するために、等高線データＱをＭに、データ点ｗをｍに置換し（ステップ２５２）、ｓｓを１インクリメントしてステップ２５４に進み、ｍが等高線データのデータ点でないとき、ステップ２１７に戻って次の最急登線データの生成処理に入る。
一方、ｍが等高線データＭｉのデータ点ｍｉｉであるときは、ｒｉｓｅ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］が−１０か、またｒｉｓｅ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］が−１か否か判断し、−１０であれば、ｍは終点であり、−１であれば、ステップ２１７に戻り最急登線データの生成処理に入る。
前記ステップ２５６において、ｒｉｓｅ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］が−１でないときは、ｍｉｉを通る最急登線データが既に存在する。そして、ｍｉｉはｒｉｓｅ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］番目の最急登線データのｒｉｓｅ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］番目の点である（ステップ２５８）。
【００２９】
このときは、この最急登線データＷｓに、当該データ点ｍから既に生成された最急登線データのｒｉｓｅ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］＋１番目の点から終点までのデータを接続する（ステップ２５８）。
次いでステップ２５９において、Ｗの始点からｓｓ−１番目の点（ｓｓ番目の点がｍである）について調べる。
ライン番号ｒの等高線データＭｒのｒｒ番目のデータ点ｍｒｒと一致する点については、等高線データ点に、ｒｉｓｅ＿ｉ［ｒ］［ｒｒ］＝Ｗ ｓ のライン番号（根拠 ｍｉｉはｒｉｓｅ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］番目の最急登線データのｒｉｓｅ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］番目の点である（ステップ２５８）），ｒｉｓｅ＿ｊ［ｒ］［ｒｒ］＝Ｗｓでのポイント番号、という属性を与える。
なお、ステップ２４８において、ｗの候補が全く存在しないときは、ステップ２６６の処理をした上で、ステップ２１１に戻る。
また、ステップ２５６において、最急登線データのライン番号が−１であるときは、最急登線データは存在しないのであるから、ステップ２１７に戻る。
さらに、ステップ２５５において、最急登線データのポイント番号が−１０であるときは、ｍを最急登線データＷの終点として、ステップ２５９〜２６４の処理をして、ステップ２１３に戻る。
【００３０】
当該等高線データの最後のデータ点からの最急登線データの生成が終了したら、１ランク上の等高線データの最初のデータ点から最急登線データを生成し、順次この処理を実行し、ライン番号が最大の等高線データに到達したとき最急登線データの生成を終了する。
【００３１】
なお、本実施例においては、ステップ２０３において等高線データの全データ点に、ｒｉｓｅ＿ｉ［等高線データのライン番号］［等高線データのポイント番号］＝−１と、ｒｉｓｅ＿ｊ［等高線データのライン番号］［等高線データのポイント番号］＝−１という属性を与えているが、このステップは省略することも可能である。
この場合のプログラムのフローチャートは、図４１、４２のようになる。
【落水線生成プログラム】
次いで、落水線生成プログラムについて説明する。
前記最急登線生成プログラムが任意の等高線データのデータ点から、１ランク上の等高線データの最大傾斜で登るデータ点に対して、最急登線を生成するものであるのに対し、このプログラムは反対に、任意の等高線データのデータ点から、１ランク下の等高線データの最大傾斜で下るデータ点に対し、落水線を生成するものである。
そして、このプログラムについては、後述する谷線生成プログラムにおいて実際に使用しているので、その際に詳しく説明する。
【００３２】
以上、本発明の基本プログラムについて説明した。
次いで、各種の応用プログラムについて参考として説明する。
応用プログラムは、谷頭決定プログラム（段落００３３〜００４７参照）、谷線生成プログラム（段落００４８〜００５８参照）、尾根線生成プログラム（段落００５９〜００６７参照）、谷次数計算プログラム（段落００８１〜００９０参照）、谷次数と斜面の垂直断面形の組合せプログラム（段落００９１〜０１１１参照）及び属性をもったラインデータをグリッド化するプログラム（段落０１１２〜０１３２参照）である。以下、これら応用プログラムについて順に説明する。
【００３３】
【谷頭の決定プログラム】
谷線や尾根線は、山地全体の形状を把握するために重要な情報である。特に谷頭は、山地における侵食の起源であり、谷の最上部であり、風化や重力などによって斜面の後退が起きる（谷頭侵食）。この谷頭の時間的経緯に伴う移動の速度、方向は、山地の侵食と地形変化およびその速度を予測する上で重要である。
本発明は、出来る限り伝統的な手作業に近い手順で、数値等高線データのデータ点の中から、谷頭に該当する点を選び出すものである。
ここでいう谷頭とは、山地において最初に谷型斜面が顕れた谷の最上部を意味する。
【００３４】
【実施例】
図２６を参照して説明する。
このプログラムは、最初に谷型斜面であることを規定する上限角度を決定するために、その角度を入力して定義する。
そして、段落００１２〜００１９において既に述べた水平断面形分類プログラムを実行し、水平断面形の分類データを出力する。
次いで、この水平断面形の分類データを読み込んで１単位ラインの属性を解析する。
【００３５】
本実施例は、前記水平断面形分類プログラムによって谷型斜面として分類された一単位のラインを用いることにより、谷線の始点となる谷頭の定義を行う。
本実施例では、θｊ＜５°であるとき、データ点ｍｊにおける水平断面形は直線斜面として取り扱う。
谷頭を定義するための項目としては、本実施例では、谷型斜面の角度ｓ１Ｐｓ２を用いて谷頭を定義しているが、谷型斜面の幅（Ｄ１）や谷型斜面の深さ（Ｌ／Ｄ１）を用いて定義しても良いこと勿論である（図１０参照）。
【００３６】
【１単位ラインの属性解析プログラム】
（図４９参照。）
最初に、上述した基本プログラムである水平断面形分類プログラムの出力結果を読み込み、各等高線データを水平断面形によって分類し、分類したラインを一単位として、一単位ライン毎に書き出すラインファイルを作成する。分類したラインのライン番号をｓとする（ステップ４０１）。
【００３７】
次いで、読み込んだ等高線データをＭ（ライン番号ｉ）とし、Ｍの始点をｍ１、終点をｍｎ、ｊ番目の点をｍｊとする。このとき、ライン番号ｓ＝１とする。
そして、Ｍがポリゴンか否かを判断（ステップ４０３）し、ポリゴンであれば、データ点の始点と終点のフラグが同じであるか否か調べ（ステップ４０４）、同じでなければｍ１とｍｎ−１の中点を一単位の始点とし（ステップ４０５）、同じであればｍ１を一単位の始点とする（ステップ４０６）。
ステップ４０３においてポリゴンでないと判断されたときは、ｍ１を一単位の始点とする（ステップ４０７）。
【００３８】
次いで、次の点ｍｊを読み込んで、読み込んだ点が終点のひとつ手前であるか否か判断（ステップ４０９）し、読み込んだ点が終点のひとつ手前であるときは、ｎ＝３であるか判断し、ｎ＝３のときは、ｍｎを一単位の終点として（ステップ４１１）、次のステップ４１２でサブルーチンＯｐｔｉｏｎ１（図５０参照）に進む。
また、ｎ＝３でないときは、読み込んだ点とひとつ前の点のフラグが等しいかどうか調べ（ステップ４１３）、等しいときは読み込んだ点のひとつ先の点を一単位の終点とし（ステップ４１４）、等しくないときは読み込んだ点とひとつ前の点の中点を一単位の終点とする（ステップ４１６）して、それぞれ前記サブルーチンＯｐｔｉｏｎ１に進む。
上述のステップ４０９において、今回読み込んだ点が終点のひとつ手前でないときは、今回読み込んだ点とひとつ前の点のフラグが等しいかどうか調べ（ステップ４２０）、等しくないときは読み込んだ点とひとつ前の点の中点を一単位の終点とし（ステップ４２１）て、サブルーチンＯｐｔｉｏｎ１に進み、等しいときはさらに先のデータ点を読み込んで（ステップ４２４，４０８）、上記処理を繰り返す。
【００３９】
サブルーチンＯｐｔｉｏｎ１の処理内容の概要は、図１０、１１、５０を参照して、上述の処理にて一単位の始点と終点が決定されたので、以後所定の谷の深さや尾根の突出があるか否かを判断し、所定の谷の深さや尾根の突出がある一単位のラインについて谷型または尾根型の属性を与え、それ以外のものには直線の属性を与える処理を実行するものである。
【００４０】
先ず、一単位の始点と終点との直線距離Ｄ１を演算する（ステップ４３１）。
次いで、直線Ｄ１に対して一単位のライン上の始点と終点を除く各データ点から垂線を下ろし、それぞれの垂線長を求め、最長のものをＬ、Ｌの端点であるデータ点（ポイント番号ｂ）を決定する（ステップ４３２）。このポイント番号ｂのデータ点を谷型斜面あるいは尾根型斜面の頂点とする。
そして、一単位の始点とポイント番号ｂのデータ点の長さ（ｓ１ｐ）と、一単位の終点とポイント番号ｂのデータ点の長さ（ｓ２ｐ）を計算し、線分ｓ１ｐ，線分ｓ２ｐ，線分Ｄ１を用いて谷型斜面、あるいは、尾根型斜面の角度ωを計算する（ステップ４３３）。
角度は、次式を用いて計算する。
【００４１】
【式１】
始点、終点を除く一単位ライン上の全データ点での水平断面形は同じである。そこで一単位のライン毎に、直線：０、尾根型：１、谷型：−１の属性を付与する（ステップ４３４）。
一単位のライン毎に、水平断面形（ｒ）という属性と共に、ｘｙ座標を書き出す（ステップ４３５）。
このとき、一単位の始点が連続する二つのデータ点（仮にｍｊ−１とｍｊ）の中点であるときは、ｍｊから書き出す。同様に、一単位の終点が連続する二つのデータ点（仮にｍｊ−１とｍｊ）の中点であるときは、ｍｊ−１まで書き出す
書き出されるファイルの内容は下表の通りとなる。このファイルをｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１とする。
【００４２】
ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１の構造
【表１】
このとき、ω＜ａである谷型斜面の頂点（ポイント番号ｂ）にあたるデータ点であるときは、ｒ＝−１０、谷型斜面で頂点以外のデータ点であるときは、ｒ＝−１、ω＜ａである尾根型斜面の頂点（ポイント番号ｂ）にあたるデータ点であるときは、ｒ＝１０、尾根型斜面で頂点以外のデータ点であるときは、ｒ＝１（根拠 図５０）、それ以外は、ｒ＝０の属性を与える（ステップ４３５）。
また、ラインの標高ファイルにｓ，Ｚｓも書き出す（Ｚｓは、番号ｓの水平断面形の一単位のラインの標高）。
次のステップ４３６において、ｓを１インクリメントして一単位の属性解析プログラムに戻る。
【００４３】
このとき、ステップ４１７とステップ４２２にてサブルーチンＯｐｔｉｏｎ１を実行して復帰してきたときは、今回読み込んだとひとつ前の点のフラグが等しくない、すなわち、ｍｊ−１とｍｊの中点が変曲点であることが明らかであるから、次の一単位の始点をｍｊ−１とｍｊの中点とする（ステップ４１８，４２３）。
そして、ステップ４１８−１において、ｆｌａｇ［ｍ１］＝ｆｌａｇ［ｍｎ−１］であるか調べ、そのいずれかにより、ステップ４０４において決定した始点を終点として、再度サブルーチンＯｐｔｉｏｎ１を実行する（ステップ４１９）。Ｍがライン番号の最大の等高線データになるまで、以上の処理を繰り返し、Ｍがライン番号の最大の等高線データになったら、メインルーチンに復帰する。
【００４４】
【谷頭決定プログラム】
図２６のフローチャートを参照して説明する。
谷頭点を決定するために先ず、その候補の抽出を行う（図１１＿１）。
谷頭となるデータ点を見つけるために、前述の一単位ラインの属性解析プログラムでｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１に書き出したｒ＝−１０であるデータ点を結ぶライン（以下「ジグザグライン」という。）を引く処理を実行する。
最初に、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１とその標高ファイルを読み込み、標高の高い等高線から順番に並べ替える（ステップ４４１）。
次いでジグザグラインの線分の最大長Ｒを決める（ステップ４４３）。
全データ点に、ｆａｌｌ＿ｉ（等高線データのライン番号，等高線データのポイント番号）＝−１、ｆａｌｌ＿ｊ（等高線データのライン番号，等高線データのポイント番号）＝−１という属性を与える。等高線データには、読み込み順に、ライン番号ｎ（１，２，３…，ｎ＿ｅｎｄ）を与える。このとき、ｇ＝０とする（ステップ４４４）。
また、ライン番号ｎの等高線データをＭとし、Ｍの各データ点に、ポイント番号ｎｎ（１，２，３…，ｎｎ＿ｅｎｄ）を与える（ステップ４４５）。
そして、Ｍのポイント番号ｎｎのデータ点をｍとする（ステップ４４６）。
次のステップ４４７で、ｍの属性ｒが−１０であるか否か調べ、−１０であればそのデータ点が谷頭の候補であるから、ステップ４４８に移ってｆａｌｌ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＞０かどうか判断する。
ここで、ｆａｌｌ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＞０であればジグザグライン番号が既についていて、ｍを通るジグザグラインが既に存在するので、ｍを始点とするジグザグラインは発生させない。逆にｆａｌｌ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＞０でなければ、ｆａｌｌ＿ｊ（ｎ，ｎｎ）が−１０であるか否か判断し、−１０であれば、既に、ｍからジグザグラインを延長させようとして、不可能であったので、ｍを始点とするジグザグラインは発生させない。ｆａｌｌ＿ｊ（ｎ，ｎｎ）が−１０でないときは、ｇ＝ｇ＋１として、ｍをジグザグラインＷ（ライン番号ｇ）の発生点とする。このとき、ｍはＷのｇｇ番目の点（ｇｇ＝１）となる（ステップ４５０）。
ここで、ｍからジグザグラインＷの延長を試みる。このとき、ｍのＷでのポイント番号はｇｇである。
【００４５】
そこで、Ｍより標高が１ランク低い等高線データが存在するとき、さらにＭより低い等高線データのデータ点の中で、属性ｒが−１０であるデータ点が、ｍの半径Ｒ以内に存在すれば（ステップ４５３）、上記の点を谷頭の選択点とする。また、ｍの半径Ｒ以内に存在するデータ点を含む等高線の線分を仮線分として選ぶ（ステップ４５４）。
ステップ４５５において、ｍと前記各選択点とを結ぶ各線分（選択線分）の中で前記仮線分と交差しないものが存在するとき、仮線分と交差しない選択線分の中で、長さが最小となる選択点を、ｍからの延長点ｗと決定する（ステップ４５６）。
そして、ｗを含む等高線データをＭ、ｗをｍに置き換え（ステップ４５７）、次のステップ４５８に進む。ただし、このｍをライン番号ｉｉの等高線データＭのポイント番号ｊｊのデータ点とする。
ここで、ｆａｌｌ＿ｉ（ｉｉ，ｊｊ）＝−１であれば、ジグザグラインのポイント番号ｇｇを１インクリメントして（ステップ４５９）、ステップ４５２へ戻る。
また、ｆａｌｌ＿ｉ（ｉｉ，ｊｊ）＝−１でないとき、ｆａｌｌ＿ｊ（ｉｉ，ｊｊ）＝−１０か否か調べ（ステップ４６０）、−１０であれば、ｍをＷの終点とし（ステップ４６３）、−１０でなければ、ＷにジグザグラインＷ’の［ｆａｌｌ＿ｊ（ｉｉ，ｊｊ）＋１］番目の点から終点までを接続する（ステップ４６２）。
次に、Ｗの始点からｇｇ−１番目の点（ｇｇ番目の点がｍ）について調べる。等高線データ（仮にＴ，ライン番号ａａ）のデータ点（仮にｔ，ポイント番号ｂｂ）と一致する点については、等高線データのデータ点にｆａｌｌ＿ｉ（ａａ，ｂｂ）＝ｇ、ｆａｌｌ＿ｊ（ａａ，ｂｂ）＝Ｗでのポイント番号という属性を与えた（ステップ４６４）上で、ステップ４６７に戻る。
【００４６】
前記ステップ４５２、４５３においてＮｏと判断されたときは、いずれもｆａｌｌ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＝−１０の属性を与えて、ｍはＷの終点であるとして扱い（ステップ４７１）、ステップ４６７に進んで、先にステップ４４５において付与されたポイント番号の最大値に達しているか否か調べ、達していなければポイント番号ｎｎを１インクリメントしてステップ４４６へ戻る。
ステップ４６７においてポイント番号が最大値に達したと判断されたときは、先にステップ４６９において付与されたライン番号が最大値に達しているか否か調べ、達していなければライン番号ｎを１インクリメントしてステップ４４５へ戻り、以上の処理を繰り返し実行する。
【００４７】
処理が進んで全ての処理が実行され、ステップ４６９においてＹｅｓと判断されたときは、ジグザグラインの作成を終了し、作成されたジグザグラインの始点を谷頭と決定する（ステップ４７２）。
最終的な処理として、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１を再び呼び込み、読み込んだ（ｘ，ｙ）座標が、作成されたジグザグラインの始点の（ｘ，ｙ）座標と等しいとき、ｒの属性を−１０とし、それ以外のときはｒ＝０に変更し、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１と同じ形式で書き出す。これをｆｉｌｅ＿ｘｙｒ２とする（ステップ４７４）。
以上から明らかなように、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ２は、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１に比べて、属性ｒの値だけが変化していることとなる。
なお、谷頭のデータ点のみのポイントファイルを作成することも可能である。
【谷線の生成】
谷線や尾根線は、山地全体の形状を把握するために重要な情報である。特に谷線は、水系の分類や水系領域の抽出や谷密度の計算等に不可欠の情報であり、地形の侵食、崩壊した物質の移動経路、地形の変化の過程の解明、更に、地殻運動や岩石構造によるリニアメントの抽出において利用されている。
本発明は、出来る限り伝統的な手作業に近い手順で谷線を生成することを目的とし、数値等高線データのデータ点の中から、谷頭に該当する点を選び出し、これらの点から谷線を発生させるものである。
ここでいう谷線とは、谷頭からのみ発生させた、最も急傾斜で下る落水線を意味する。
したがって、谷の最上部である谷の頂点以外のデータ点からは落水線は発生されない。この点で、等高線データの全てのデータ点から発生される落水線とは異なる。
【００４８】
【実施例】
この発明は、図４４のフローチャートに示されるように、水平断面形分類プログラムの一部と１単位ラインの解析プログラムを利用する谷頭を決定するプログラムを実行して得た谷頭データを読み込み、次いで落水線生成プログラムの一部を利用する谷線を生成するプログラムを実行し、谷線を生成するものである。（図４４）。
【００４９】
最初に、前述したｆｉｌｅ＿ｘｙｒ２とその標高ファイルを読み込み、ｒ＝−１０であるデータ点、すなわち谷頭からのみ、落水線データを生成するために、図２４、２５に示す落水線生成プログラムのサブルーチンに入って、ステップ３０１をスキップしてステップ３０２から処理を開始する。
【００５０】
〈落水線生成プログラム〉
この段階で、谷線の生成をする。
ＣＰＵは、ステップ３０２で最初にライン番号がｎである等高線データをＭｎ、Ｍｎのｎｎ番目のデータ点をｍｎｎ、作成する落水線データの落水線番号をｓ、落水線番号ｓである落水線データをＷｓ、Ｗｓのｓｓ番目の点をｗｓｓとする。
ステップ３０３では、等高線データの全データ点にｒの属性を与える。すなわち、ライン番号ｎ、ポイント番号ｎｎであるデータ点ｍ ｎｎ において、ｆａｌｌ＿ｉ［ｎ］［ｎｎ］＝−１、ｆａｌｌ＿ｊ［ｎ］［ｎｎ］＝−１とする。
次のステップ３０４で、任意の点ａから落水線の線分を下方に向けて引くとき、ａを起点ｍとする。
次いで、ｎ，ｓ，ｎｎに順次１をデータセットして起点ｍ＝ｍｎｎと定義したうえで、ｓｓ＝１とデータセットする（ステップ３０５〜３０８）。
【００５１】
本実施例の特徴的な部分として、ステップ３０９において、落水線データのデータ点の属性ｆａｌｌ＿ｉ［ｎ］［ｎｎ］が正であるか否か、そして、ステップ３１０において、落水線データを生成しようとして不可能であったか否かを判断する。
このステップ３０９，３１０により、既に落水線データが生成されているか否かが判断される。
このとき、当該データ点ｍを起点とする落水線データが既に生成されていたら、新たに落水線データを生成することなく、ステップ３１１、３１３に移り、落水線データのポイント番号が１であるか否か、また、ｍがＭｎの終点であるか否か判断し、終点でなければ、次のデータ点を選択（ｎｎ＝ｎｎ＋１）（ステップ３１４）してステップ３０７に戻る。ｍがＭｎの終点であれば、Ｍｎがライン番号最大の等高線データか否か判断し、Ｍｎがライン番号最大の等高線データでなければ、次の等高線データを選択（ｎ＝ｎ＋１）（ステップ３１６）してステップ３０６に戻り、Ｍｎがライン番号最大の等高線データであれば、落水線データの生成処理を終了する。
【００５２】
落水線データのポイント番号が−１０でないときは、ｍを落水線データＷ（落水線番号ｓ）の発生点とする。このとき、ｍはＷのｓｓ番目の点となる（ステップ３０８）。
【００５３】
次いで、ステップ３１７において、当該等高線データＭｎより標高が１ランク低い等高線データはあるか否か判断し、なければ、当該落水線データの終点であると判断されるから、ステップ３６６において、落水線データのポイント番号として−１０という属性を付与して、ステップ３１１に戻る。
次いで、ステップ３１７〜３１８において、当該等高線データＭｎより標高が１ランク低い等高線データがあり、かつ、Ｍｎより低い等高線データのデータ点が前記起点ｍの半径Ｒ以内にあるとき、標高が１ランク低い等高線データの全てのデータ点のうち、起点ｍから所定半径Ｒ以内に存在するデータ点を全て選択し、選択した全てのデータ点にフラグ１を立てる（ステップ３１９）。
ステップ３１７において、当該等高線データＭｎより標高が１ランク低い等高線データがないとき、および、ステップ３１８において、Ｍｎより低い等高線データのデータ点が起点ｍの半径Ｒ以内にないときは、その起点は落水線データの終点であって、ｍから落水線の線分を下方へ引くことはできないから、そのデータ点にｆａｌｌ＿ｊ［ｎ］［ｎｎ］＝−１０の属性を与えて、ステップ３１１に戻る。
上記の所定半径Ｒは、本実施例では、解析者が入力装置より設定可能とされている。
この所定半径Ｒは、解析対象地域に対して選定するものであり、等高線密度、得られたデータの精度等を考慮して選ぶ。山地地域を対象地域とする本実施例では、Ｒ＝１５０ｍとした（１：２５，０００地形図上では６ｍｍとなる）。Ｒの選択は、計算時間に影響するので重要である。
【００５４】
ＣＰＵは、選択されたデータ点と前記起点ｍの距離を演算（ステップ３２０）し、最も距離が短い選択点をデータ点ｔ１とし、該データ点ｔ１を含む等高線の等高線データをＴとする（ステップ３２１）とともに、起点ｍから半径Ｒ以内に存在する全てのデータ点を含む等高線のデータ線分（同じ等高線データ上の連続する二つのデータ点をつなぐ線分）を選択する（ステップ３２２）。
次いで、選択されたこれらの等高線データの線分（以下「仮線分」という。）を用いて、標高が１ランク低い等高線データＴが選択された等高線データＭｎの隣りに存在するかどうかを調べる。
ｔ１がＭｎの隣りの等高線データのデータ点であれば、線分ｍｔ１はどの仮線分とも交差することはない（図３、Ａ）。
しかし、ｔ１がＭｎの隣りの等高線データのデータ点でないならば、線分ｍｔ１は上記したいずれかの仮線分と交差する。
よって、ステップ３２３において、線分ｍｔ１が仮線分と交差すると判断されたときは、ｔ１を選択点の中から除去（ステップ２２４）し、他に選択点がある限り（ステップ３２５）ステップ３２１に戻ってｔ１の次に起点ｍに近い点ｔ２を選んで、ステップ３２２、３２３に進んでこの処理を繰り返す。ステップ３２５において他に選択点がないときは、前述した手順でステップ３１１に戻る。
このとき、全ての選択点を用いても標高が１ランク低い等高線データを決定できない場合は、データ点ｍを落水線データの終点とする。
【００５５】
一方、線分ｍｔ１が仮線分と交差しないと判断されたときは、等高線データＴは等高線データＭｎの隣りに存在するものとして、
Ｔ＝Ｑ、ｔ１＝ｑｊとする（ｑｊはＱのｊ番目のデータ点）。
このとき、ｋ＝ｊ，ｋｋ＝ｊとし、データ点ｑｊの前後のデータ点についても、仮線分と交差するか否か調べるために、
ｍｉｎ＝ｊ−５（但し、ｊ−５＜０ならｍｉｎ＝１）とし、
ｍａｘ＝ｊ＋５（但し、ｊ＋５＞［Ｑのポイント番号の最大値］なら、ｍａｘ＝［Ｑのポイント番号の最大値］）とする（ステップ３２６）。
次いで、起点ｍと１ランク下の隣接する等高線データＱのデータ点ｑｊの前後（この例では、前後５つずつ）のデータ点との線分（ｑｊ＋５‥‥ｑｊ−５）は仮線分と交差するかについて調べ（ステップ３２７〜３２９，３３１〜３３３）、起点ｍと各データ点との線分が仮線分と交差しないものを落水線作成の先端点ｗの候補とする（ステップ３３０．３３４）。
さらに、起点ｍから、ｑｋ＋１とｑｋを通る直線とｑｋｋ−１とｑｋｋを通る直線に垂線をおろして交点をｐｋ、ｐｋｋとし（ステップ３３８．３４４）、ｐｋ、ｐｋｋは線分ｑｋ＋１ｑｋ、ｑｋｋ＋１ｑｋｋの上にあり、かつ、ｍｐｋ、ｍｐｋｋの線分は仮線分と交差しないものについて、落水線作成の先端点ｗの候補とする（ステップ３４１．３４７）。
そして、すべての先端点ｗの候補の中から起点ｍに最も近い点を落水線作成の先端点ｗとして選び、ｍとｗを結んで落水線を生成し、生成した落水線データは、落水線データファイルに記憶される（ステップ３５０．３５１）。
【００５６】
ここでさらに、１ランク下に隣接していた等高線データから落水線を生成するために、等高線データＱをＭｎに、データ点ｗをｍに置換し（ステップ３５２）、ｓｓを１インクリメントしてステップ３５４に進み、ｍが等高線データのデータ点でないとき、ステップ３１７に戻って次の落水線データの生成処理に入る。
一方、ｍが等高線データＭｉのデータ点ｍｉｉであるときは、ｆａｌｌ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］が−１０か、また−１か否か判断し、−１０であれば、ｍは終点（ステップ３６５）であり、−１であれば、ステップ３１７に戻り落水線データの生成処理に入る。
前記ステップ３５６において、ｆａｌｌ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］が−１でないときは、ｍｉｉを通る落水線データが既に存在する。そして、ｍｉｉはｆａｌｌ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］番目の落水線データのｆａｌｌ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］番目の点である（ステップ３５８）。
【００５７】
このときは、この落水線データＷｓに、当該データ点ｍから既に生成された落水線データのｆａｌｌ＿ｊ［ｉ］［ｉｉ］＋１番目の点から終点までを接続する（ステップ３５８）。
次いでステップ３５９において、Ｗの始点からｓｓ番目の点（［ｓｓ＋１］番目の点がｍである）について調べる。
ライン番号ｒの等高線データＭｒのｒｒ番目のデータ点ｍｒｒと一致する点については、データ点ｍ ｒｒ に、ｆａｌｌ＿ｉ［ｒ］［ｒｒ］＝Ｗ ｓ のライン番号，ｆａｌｌ＿ｊ［ｒ］［ｒｒ］＝Ｗｓでのポイント番号、という属性を与える。
なお、ステップ３４８において、ｗの候補が全く存在しないときは、ステップ３６６の処理をした上で、ステップ３１１に戻る。
また、ステップ３５６において、落水線データのｆａｌｌ＿ｉ［ｉ］［ｉｉ］が−１であるときは、落水線データは存在しないのであるから、ステップ３１７に戻る。
さらに、ステップ３５５において、落水線データのポイント番号が−１０であるときは、既にｍから落水線データを延長させようとして不可能であったので、ｍを落水線データＷの終点として、前述のステップ３５９の処理をする。
【００５８】
ここでさらに、１ランク下に隣接していた等高線データから落水線を生成するために、等高線データＱをＭに、データ点ｗをｍに置換し（ステップ３５２）、ステップ３１７に戻り、ステップ３１８からステップ３５３までの処理を繰り返し、落水線の終点に到達するまで落水線を生成し続ける。
そして落水線の終点まで到達したら、再度ステップ３１１に戻って、次のデータ点から終点に到達するまで落水線データを生成し続ける。
当該等高線データの最後のデータ点からの落水線データの生成が終了したら、１ランク下の等高線データの最初のデータ点から落水線データを生成し、順次この処理を実行し、ライン番号が最大の等高線データに到達したとき落水線データの生成を終了する。
【００５９】
【尾根線の生成プログラム】
最急登線は、山地全体の形状を把握するために重要な情報である。特に尾根線は、特に雪崩との関係が深いことが指摘されており、雪崩のハザードマップ作成、それによる、災害防止に不可欠のものとなっている。
本発明は、出来る限り伝統的な手作業に近い手順で尾根線を生成することを目的とし、数値等高線データのデータ点の中から、尾根下端点に該当する点を選び出し、これらの点から尾根線を発生させるものである。
ここでいう尾根線とは、尾根下端点からのみ発生させた、最も急傾斜で登る最急登線を意味する。
したがって、最も突き出した点である尾根の尾根下端点以外のデータ点からは尾根線は発生されない。この点で、等高線データの全てのデータ点から発生される最急登線とは異なる。
【００６０】
【実施例】
このプログラム（図４０参照）は、最初に尾根型斜面であることを規定する上限角度を決定するために、その角度の数値を入力して定義する。
そして、前述した水平断面形分類プログラム（図１９〜２１参照）を実行し、水平断面形の分類データを出力する。
ついで、この水平断面形の分類データを読み込んで１単位ラインの属性（図４９参照）を解析する。
前記解析によって得られたデータに基づいて尾根下端点を決定するサブプログラム（図２７参照）を実行し、次いで尾根線を生成するサブプログラムを実行し、尾根線を生成する。
【００６１】
本実施例は、前記水平断面形分類プログラムによって尾根型斜面として分類された一単位のラインを用いることにより、尾根線の始点となる尾根下端点の定義を行う。
本実施例では、θｊ＜５°であるとき、データ点ｍｊにおける水平断面形は直線斜面として取り扱う。
尾根下端点を定義するための項目としては、本実施例では、尾根型斜面の角度（∠ｓ１ｐｓ２）を用いて尾根下端点を定義しているが、尾根型斜面の幅（Ｄ１）や尾根型斜面の深さ（Ｌ／Ｄ１）を用いて定義しても良いこと勿論である（図１０＿２）。
【００６２】
＜１単位ラインの属性解析プログラム＞
このプログラムについては、既に段落００３６から段落００４８にて説明した谷線生成プログラムの１単位ラインの属性解析プログラムと同一であるので、詳しい説明を省略する。
【００６３】
＜尾根下端点決定プログラム＞
尾根下端点となるデータ点を見つけるため、前述の一単位ラインの属性解析プログラムでｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１に書き出したｒ＝１０であるデータ点を結ぶライン（以下「ジグザグライン」という。）を引く。
図２７を参照して説明する。
尾根下端点を決定するために先ず、その候補の抽出を行う（図１１＿２）。
最初に、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１とその標高ファイルを読み込み、標高の低い等高線から順番に並べ替える（ステップ４４１−２）。
次いでジグザグラインの線分の最大長Ｒを決める（ステップ４４３−２）。
全データ点に、ｒｉｓｅ＿ｉ（等高線データのライン番号，等高線データのポイント番号）＝−１、ｒｉｓｅ＿ｊ（等高線データのライン番号，等高線データのポイント番号）＝−１という属性を与える。等高線データには、読み込み順に、ライン番号ｎ（１，２，３…，ｎ＿ｅｎｄ）を与える。このとき、ｇ＝０とする（ステップ４４４−２）。
また、ライン番号ｎの等高線データをＭとし、Ｍの各データ点に、ポイント番号ｎｎ（１，２，３…，ｎｎ＿ｅｎｄ）を与える（ステップ４４５−２）。
そして、Ｍのポイント番号ｎｎのデータ点をｍとする（ステップ４４６−２）。次のステップ４４７−２で、ｍの属性ｒが１０であるか否か調べ、１０であればそのデータ点が尾根下端点の候補であるから、ステップ４４８−２に移ってｒｉｓｅ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＞０かどうか判断する。
ここで、ｒｉｓｅ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＞０であればジグザグライン番号が既についていて、ｍを通るジグザグラインが既に存在するので、ｍを始点とするジグザグラインは発生させない。逆にｒｉｓｅ＿ｉ（ｎ，ｎｎ）＞０でなければ、ｒｉｓｅ＿ｊ（ｎ，ｎｎ）が−１０であるか否か判断し、−１０であれば、既に、ｍからジグザグラインを延長させようとして、不可能であったので、ｍを始点とするジグザグラインは発生させない。ｒｉｓｅ＿ｊ（ｎ，ｎｎ）が−１０でないときは、ｇ＝ｇ＋１として、ｍをジグザグラインＷ（ライン番号ｇ）の発生点とする。このとき、ｍはＷのｇｇ番目の点（ｇｇ＝１）となる（ステップ４５０−２）。ここで、ｍからジグザグラインＷの延長を試みる。
【００６４】
そこで、Ｍより標高が１ランク高い等高線データが存在するとき、さらにＭより高い等高線データのデータ点の中で、属性ｒが１０であるデータ点が、ｍの半径Ｒ以内に存在すれば（ステップ４５３−２）、上記の点を尾根下端点の選択点とする。また、ｍの半径Ｒ以内に存在するデータ点を含む等高線の線分を仮線分として選ぶ（ステップ４５４−２）。
ステップ４５５−２において、ｍと前記各選択点とを結ぶ各線分（選択線分）の中で前記仮線分と交差しないものが存在するとき、仮線分と交差しない選択線分の中で、長さが最小となる選択点を、ｍからの延長点ｗと決定する（ステップ４５６−２）。
そして、ｗを含む等高線データをＭ、ｗをｍに置き換え（ステップ４５７−２）、次のステップ４５８−２に進む。ただし、このｍを、ライン番号ｉｉの等高線データＭのポイント番号ｊｊのデータ点とする。
ここで、ｒｉｓｅ＿ｉ（ｉｉ，ｊｊ）＝−１であれば、ジグザグラインのポイント番号ｇｇを１インクリメントして（ステップ４５９−２）、ステップ４５２−２へ戻る。
【００６５】
前記ステップ４５２−２、４５３−２においてＮｏと判断されたときは、いずれもｒｉｓｅ＿ｊ（ｎ，ｎｎ）＝−１０の属性を与えて、ｍはＷの終点であるとして扱い（ステップ４７１−２）、ステップ４６７−２に進んで、先にステップ４４５−２において付与されたポイント番号の最大値に達しているか否か調べ、達していなければポイント番号ｎｎを１インクリメントしてステップ４４６−２へ戻る。
ステップ４６７−２においてポイント番号が最大値に達したと判断されたときは、先にステップ４４４−２において付与されたライン番号が最大値に達しているか否か調べ、達していなければライン番号ｎを１インクリメントしてステップ４４５−２へ戻り、以上の処理を繰り返し実行する。
【００６６】
処理が進んで全ての処理が実行され、ステップ４６９−２においてＹｅｓと判断されたときは、ジグザグラインの作成を終了し、作成されたジグザグラインの始点を尾根下端点と決定する（ステップ４７３−２）。
最終的な処理として、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１を再び呼び込み、読み込んだ（ｘ，ｙ）座標が、作成されたジグザグラインの始点の（ｘ，ｙ）座標と等しいとき、ｒの属性として１０を、それ以外ときはｒ＝０に変更し、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１と同じ形式で書き出す。これをｆｉｌｅ＿ｘｙｒ２とする（ステップ４７４−２）。以上から明らかなように、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ２は、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ１に比べて、属性ｒの値だけが変化していることとなる。
以上の処理が終了したところで、尾根線生成プログラムのメインルーチンに復帰する。
【００６７】
〈最急登線生成プログラム〉
尾根線を生成する。
先ず、ｆｉｌｅ＿ｘｙｒ２とその標高ファイルを読み込み、ｒ＝１０であるデータ点、すなわち尾根下端点からのみ、尾根線データを生成するために、最急登線生成プログラムのサブルーチン（図２２参照）に入って、ステップ２０１をスキップしてステップ２０２から処理を開始する。
以後の処理内容については、段落００２２から段落００３１において説明したことと同じであるので、説明を省略する。
【００６８】
鞍部等において同じ高さの等高線データを結ぶ線を生成しようとするときは、次の処理をさらに行う。
以下に述べるプログラムは、任意の二つの等高線を結ぶ線分の数は１本とすることを前提としている。
一単位ラインの属性解析プログラムを再度実行する。その際に実行するオプションはＯｐｔｉｏｎ１（図５０参照）である。このときＤ２は計算しない。また、変曲点については書き出さないので、読み込んだデータ点の数と書き出すデータ点の数は等しいこととなる。
一単位ラインの属性解析プログラムを終了したら、メインルーチンに戻って、同高等高線結合線分生成プログラムを実行する。
【００６９】
〈同高等高線結合線分生成プログラム〉
図２８乃至３０を参照して説明する。
最初に、使用者が、等高線の全長ｍａｘ＿ｌｅｎｇｔｈ、結合する線分の最大長ｌｉｍｉｔ＿ｌｅｎｇｔｈを入力して決定する。
全長がｍａｘ＿ｌｅｎｇｔｈより短く、始点＝終点である等高線データを開始ポリゴンとし、開始ポリゴンと同じ高さの等高線とを結ぶ線分を引く。この線分は、使用者が決定した最大長ｌｉｍｉｔ＿ｌｅｎｇｔｈを越えることはない。
次いでｆｉｌｅ＿ｘｙｒを読み込み、読み込み順にライン番号ｉ（１，２，３…）を与える。等高線の総数をｓｕｍとする。また、ライン番号ｉの等高線のデータ点の総数をＰ［ｉ］とする（ステップ４８２）。
また、ｆｉｌｅ＿Ｚを読み込み、各等高線の標高をＺ［ｉ］とする（ステップ４８３）。
次のステップ４８４において、各等高線について、ライン番号がｉであるとき、（１）始点＝終点である等高線データには、ｐｏｌｙ［ｉ］＝１という属性を与え、
それ以外の場合はｐｏｌｙ［ｉ］＝０という属性を与えるとともに、
（２）全長を計算し、ライン番号ｌｉｎｅ＿ｉ［ｉ］と全長ｌｉｎｅ＿ｌ［ｉ］を保存一時記憶する。次いで、ｓ＝１，ｉ＝１とする（ステップ４８５〜４８６）。次のステップ４８７において、ｐｏｌｙ［ｉ］＝１であり、かつ、全長＜ｍａｘ＿ｌｅｎｇｔｈ以下であり、かつ、標高が０より上であれば、ライン番号（ｐｏｌｙ＿ｉ［ｓ］＝ｉ）と全長（ｐｏｌｙ＿ｌ［ｓ］＝ｌｉｎｅ＿ｌ［ｉ］）を保存一時記憶して、ｓを１インクリメントして、ステップ４９０に進む（ステップ４８７〜４８９）。
一方、ステップ４８７において、ｐｏｌｙ［ｉ］＝１の全長＜ｍａｘ＿ｌｅｎｇｔｈである、標高が０より上である、の条件のいずれかを満たさないときは、同じくステップ４９０に進む。
ステップ４９０では、ライン番号ｉが等高線データの総数ｓｕｍと等しいか否か判断し、等しくなければ、ライン番号ｉを１インクリメントして、ステップ４８７へ戻って処理を繰り返し実行する。
一方、ライン番号ｉが等高線データの総数ｓｕｍと等しいと判断されたときは、開始ポリゴンの総数ｐ＿ｎｕｍをｓとして、開始ポリゴン選択処理を終了する（ステップ４９２）。
【００７０】
次のステップ４９３で、ｐｏｌｙ＿ｉ［ｓ］とｐｏｌｙ＿ｌ［ｓ］をｐｏｌｙ＿ｌ［ｓ］が短い順に並べ替える。この処理により、ｐｏｌｙ＿ｌ［１］（等高線番号ｐｏｌｙ＿ｉ［１］）が、全長が最も短い開始ポリゴンとなるとともに、ｐｏｌｙ＿ｌ［ｐ＿ｓｕｍ］（等高線番号ｐｏｌｙ＿ｉ［ｐ＿ｓｕｍ］）が、全長が最も長い開始ポリゴンとなる。
次いで、ｌｉｎｅ＿ｉ［ｉ］とｌｉｎｅ＿ｌ［ｉ］をｌｉｎｅ＿ｌ［ｉ］が長い順に並べ替える。
この処理により、ｌｉｎｅ＿ｌ［１］（等高線番号ｌｉｎｅ＿ｌ［１］）が、全長が最も長い等高線となり、ｌｉｎｅ＿ｌ［ｓｕｍ］（等高線番号ｌｉｎｅ＿ｌ［ｓｕｍ］）が、全長が最も短い等高線となる（ステップ４９４）。
【００７１】
次のステップ４９５において、開始ポリゴンと等高線を結ぶ線分を書き出す。
書き出される線分の番号を、ｎｕｍｂｅｒ＝０とする。また、ｉｉ＝１と置く（ステップ４９６）。
次いで、線分を結べるかどうかの検討を行う開始ポリゴンである等高線のライン番号ｉをｐｏｌｙ＿ｉ［ｉｉ］とする（ステップ４９７）。
また、ｈｈ＝１とした上で、開始ポリゴン（ライン番号ｉ）との線分を結べるかどうかを検討する等高線のライン番号ｈをｌｉｎｅ＿ｉ［ｈｈ］とする（ステップ４９８〜４９９）。
そして、標高は０である、開始ポリゴンと開始ポリゴンとの線分を結べるかどうかを検討する等高線の標高が等しくない、開始ポリゴンである等高線のライン番号と開始ポリゴン（ライン番号ｉ）との線分を結べるかどうかを検討する等高線のライン番号ｈとが等しい、の３条件のいずれかを満たす場合、等高線番号ｈｈが等高線の総数ｓｕｍと等しくないとき、ｈｈを１インクリメントし（ステップ５０４）、等しいときは、開始ポリゴンの総数に至っていないとき次の開始ポリゴンを選択し（ステップ５０６）、開始ポリゴンの総数に至ったとき線分の作成を終了して（ステップ５０７）、線分を書き出す（ステップ５０８）。
このときｔ＝１からｔ＝書き出す線分番号の最大値まで、出力ファイルへの書き出しを繰り返し実行する（ステップ５０９〜５１１のサイクル）。このときの出力データの形式は、次の表とおりである。
【００７２】
【表２】
ｔの値が書き出す線分番号の最大値まで達したとき、出力ファイルへの書き出しを停止する（ステップ５１１）。
【００７３】
一方、ステップ５００〜５０２において、標高は０である、開始ポリゴンと開始ポリゴンとの線分を結べるかどうかを検討する等高線の標高が等しくない、開始ポリゴンである等高線のライン番号と開始ポリゴン（ライン番号）との線分を結べるかどうかを検討する等高線のライン番号とが等しい、の３条件のいずれをも満たさないとき、ステップ５１４以降において、開始ポリゴン（ライン番号ｉ）と等高線（ライン番号ｈ）を結ぶラインが存在するかどうかを調べる。そして、二つの等高線を最短距離で結ぶデータ点の組合せを捜す。
【００７４】
ステップ５１４で、ｔｍｐ＿ｊ＝−１，ｔｍｐ＿ｇ＝−１，ｌｌ＝１０００００［ｍ］とおき、次に、ｊ＝１とおく。このｊは、開始ポリゴンのポイント番号である（ステップ５１５）。そして、この点ｊが尾根型斜面（ｒ＝１）であるデータ点であるか否か判断し、Ｙｅｓであれば、ｇ＝１とおく。ｇは開始ポリゴンとの線分を結べるかどうかを検討する等高線ｈのポイント番号である。
そして、点ｇが尾根型斜面（ｒ＝１）であるデータ点あれば（ステップ５１８）、ｐｏｌｙ［ｈ］＝１かつｇ＝ｐ［ｈ］でなければ、点ｊと点ｇの距離ｌを計算し（ステップ５２０）、ｌｌがｌより大きいとき、ｔｍｐ＿ｊ＝ｊ，ｔｍｐ＿ｇ＝ｇ，ｌｌ＝ｌとして、ステップ５２３へ進む。また、ｌｌが１より小さいときは、直接ステップ５２３へ進む。
ステップ５２３において、開始ポリゴンとの線分を結べるかどうかを検討する等高線ｈのポイント番号の総数でないとき、ｇを１インクリメントして、ステップ５１８に戻り、開始ポリゴンとの線分を結べるかどうかを検討する等高線ｈのポイント番号の総数であるときは、ステップ５２５へ進む。そして、ｊの値が開始ポリゴンのポイント数の総数に達していないときは、ｊを１インクリメントして（ステップ５２６）、ステップ５１６へ戻る。
ステップ５２５において、ｊの値が開始ポリゴンのポイント数の総数に達していれば、ステップ５２７に進んで、ｔｍｐ＿ｊが−１であるか否か調べ、−１であれば、再度ステップ５０３に戻る。
【００７５】
一方、ステップ５２７においてｔｍｐ＿ｊが−１でないときは、ｊ＝ｔｍｐ＿ｊ，ｇ＝ｔｍｐ＿ｇとおき、以下のステップを実行することにより点ｊに最も近い、ｈ上の点を捜す。
ステップ５３０において、ｔｉｍｅｓ＝１，ｔｔ＝０，ｘ１＝ｘ［ｉ］［ｊ］，ｙ１＝ｙ［ｉ］［ｊ］とおく。ここで、（ｘ［ｉ］［ｊ］，ｙ［ｉ］［ｊ］）はライン番号ｉの等高線のポイント番号ｊのデータ点の（ｘ，ｙ）座標である。
次にステップ５３１において、開始ポリゴンとの線分を結べるかどうかを検討する等高線ｈのポイント番号の総数が５以下であれば、ステップ５３２へ進んでｓｔａｒｔ１＝ｌ，ｅｎｄ１＝Ｐ［ｈ］とする。
また、ｈのポイント番号の総数が５を越えるときは、当該ポイント番号が１であるとき、ｓｔａｒｔ１＝ｌ，ｅｎｄ１＝３とし、ポリゴンであればさらに、ｔｉｍｅｓ＝２，ｓｔａｒｔ２＝ｐ［ｈ］−２，ｅｎｄ２＝ｐ［ｈ］とする（ステップ５３６）。
また、当該ポイント番号が２であるとき、ｓｔａｒｔ１＝ｌ，ｅｎｄ１＝４とし、ポリゴンであればさらに、ｔｉｍｅｓ＝２，ｓｔａｒｔ２＝ｐ［ｈ］−１，ｅｎｄ２＝ｐ［ｈ］とする（ステップ５４０）。
当該ポイント番号がポイント番号の総数と等しいとき、ｓｔａｒｔ１＝ｐ［ｈ］−３，ｅｎｄ１＝ｐ［ｈ］とする（ステップ５４２）。
当該ポイント番号が（ポイント番号の総数−１）と等しいとき、ｓｔａｒｔ１＝ｐ［ｈ］−３，ｅｎｄ１＝ｐ［ｈ］とし、ポリゴンであればさらに、ｔｉｍｅｓ＝２，ｓｔａｒｔ２＝１，ｅｎｄ２＝２とする（ステップ５４６）。
そして、ステップ５３１、５３３、５３７、５４１、５４３における判断がいずれもＮｏであるとき、ｓｔａｒｔ１＝ｇ−２，ｅｎｄ１＝ｇ＋２として（ステップ５４７）、ステップ５４８に進む。
また、ステップ５３１、５３３、５３７、５４１、５４３における判断がＹｅｓであったとき、次の処理を実行した後も、ステップ５４８へ進む。
【００７６】
このステップ５４８以降の処理により、点ｊと、ｈ上のｓｔａｒｔ１からｅｎｄ１までのデータ点との線分について検討する。
先ず、ｋ＝ｓｔａｒｔ１とする（ステップ５４９）。
つぎのステップ５５０で、ｘ２＝ｘ［ｈ］［ｋ］，ｙ２＝ｙ［ｈ］［ｋ］とおく。
以下のステップを実行することにより、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を端点とする線分ｔｍｐ＿ｓｅｇｍｅｎｔが、等高線と交差するかどうか調べる。この際、標高がＺ［ｉ］、および、Ｚ［ｉ］より１ランク低い標高の等高線についてのみ調べればよい。
ステップ５５２において、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を端点とする線分ｔｍｐ＿ｓｅｇｍｅｎｔが、等高線と交差するか否か判断する。
次のステップ５５３にて、ｔｍｐ＿ｓｅｇｍｅｎｔの長さｌについて、ｌｉｍｉｔ＿ｌｅｎｇｔｈが１以上であるか調べ、１以上であるときｘ２，ｙ２，１を保存する。また、ｔｔ＝ｔｔ＋１ ｔｍｐ＿ｘ［ｔｔ］＝ｘ２，ｔｍｐ＿ｙ［ｔｔ］＝ｙ２，ｔｍｐ＿ｌ［ｔｔ］＝ｌとして（ステップ５５４）、次のステップ５５５に進み、ｋ＝ｅｎｄ１か否かを判断する。Ｎｏと判断されたときｋを１インクリメントしてステップ５５０へ戻り、以上の処理を繰り返す。
ステップ５５２において、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を端点とする線分ｔｍｐ＿ｓｅｇｍｅｎｔが、等高線と交差すると判断されたときは、データを保存することなく、ステップ５５５へ進む。
ステップ５５５において、ｋの値がｅｎｄ１に達したとき、ステップ５５７以降の処理により、等高線のデータ点ｓｔａｒｔ１からｅｎｄ１までの各線分について、ある程度長いものについては、線分上の中間点（線分をｎ等分（ｎは整数）する点）についても調べる。
このとき、ｎ等分された線分のそれぞれの長さはｍｉｎ＿ｌｅｎｇｔｈより長いものとする。このｍｉｎ＿ｌｅｎｇｔｈは使用者が入力して決定する。
ステップ５５９にてｋの値をｓｔａｒｔ１とする。
（ｘ［ｈ］［ｋ］，ｙ［ｈ］［ｋ］）と（ｘ［ｈ］［ｋ＋１］，ｙ［ｈ］［ｋ＋１］）を端点とする等高線の線分の長さ１２が、ｍｉｎ＿ｌｅｎｇｔｈ×２以上のとき、＿ｎを１２／ｍｉｎ＿ｌｅｎｇｔｈの商に決定する。
次のステップ５６２で、Ｓｉｇｎ＝１とする。
す５６０において、ｘ［ｈ］［ｋ］，ｙ［ｈ］［ｋ］とｘ［ｈ］［ｋ＋１］，ｙ［ｈ］［ｋ＋１］を端点とする等高線の線分の長さ１２が、ｍｉｎ＿ｌｅｎｇｔｈ×２未満のときは、ｋの値がｅｎｄ１−１か否か調べ、Ｎｏであればｋを１インクリメントして（ステップ５６９）ステップ５６０へ戻り、Ｙｅｓであればステップ５７２へジャンプする。
ステップ５６３に進んで、ｘ２とｙ２の座標の演算を行う。
【００７７】
【式２】
【００７８】
次のステップ５６４以降の処理で、（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を端点とする線分ｔｍｐ＿ｓｅｇｍｅｎｔが、等高線と交差するかどうか調べる。標高がＺ［ｉ］、および、Ｚ［ｉ］より１ランク低い標高の等高線についてのみ調べればよい。
（ｘ１，ｙ１）と（ｘ２，ｙ２）を端点とする線分ｔｍｐ＿ｓｅｇｍｅｎｔが、等高線と交差するときは、ｓｉｇｎ＝ｎ−１であるかどうか調べ、ｓｉｇｎ＝ｎ−１でないときは、ｓｉｇｎを１インクリメントしてステップ５６３へ戻って以上の処理を繰り返し実行する。ｓｉｇｎ＝ｎ−１であるときは、ステップ５７１に進んでｋの値がｅｎｄｉ−１より大きいか否か判断する。ｋの値がｅｎｄｉ−１より等しくないときは、ｋを１インクリメントして、Ｓ５６３へジャンプする。
ｋの値がｅｎｄｉ−１に等しいときはｔｉｍｅｓが２であるか否か判断し、２であれば、ｓｔａｒｔ１＝ｓｔａｒｔ２、ｅｎｄ１＝ｅｎｄ２、ｔｉｍｅｓ＝１とした（ステップ５７３）上で、ステップ５４８へ戻る。ｔｉｍｅｓが２でないときは、ｔｔが０か否か判断し、ｔｔが０のときはステップ５０３に戻り、ｔｔが０でないときは、ｔｔが２以上か否か判断する。そして、２以上であれば、ｔｍｐ＿１［ｔｔ］が小さい順に、ｔｍｐ＿ｘ［ｔｔ］＝ｘ２とｔｍｐ＿ｙ［ｔｔ］＝ｙ２とともに並べかえ（ステップ５７６）、次のステップ５７７でｎｕｍｂｅｒを１インクリメントする（ステップ５７７）。
そして、次のステップ５７８で、二つの等高線をつなぐ新しい線分ｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔとして、下記の情報を保存する。
【００７９】
【表３】
【００８０】
次いで、ｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔが、これまでに作成した線分ｓｅｇｍｅｎｔと交差するか否か調べる。
ステップ５８１において、ｎｕｍｂｅｒが１であるか否か調べ、１であればステップ５０３へ戻り、１でなければｔを１とし（ステップ５８２）て、（ｏｎｅ＿ｘ［ｔ］，ｏｎｅ＿ｙ［ｔ］）と（ｔｗｏ＿ｘ［ｔ］，ｔｗｏ＿ｙ［ｔ］）を端点とする線分ｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］とｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔが交差するかどうか調べる。
これらが交差するときは、ｆｉｎａｌ＿ｌ［ｔ］がｆｉｎａｌ［ｎｕｍｂｅｒ］より小さいとき、ｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］とｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔの情報を入れかえ（ステップ５８６）、ステップ５８７へ進んで、ｎｕｍｂｅｒ＝ｎｕｍｂｅｒ−１として、ステップ５０３へ戻る。
また、ｆｉｎａｌ＿ｌ［ｔ］がｆｉｎａｌ［ｎｕｍｂｅｒ］より小さくないとき、ステップ５８７へジャンプしてｎｕｍｂｅｒ＝ｎｕｍｂｅｒ−１として、ステップ５０３へ戻る。
さらに、（ｏｎｅ＿ｘ［ｔ］，ｏｎｅ−ｙ［ｔ］）と（ｔｗｏ−ｘ［ｔ］，ｔｗｏ−ｙ［ｔ］）を端点とする線分ｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］とｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔが交差しない場合は、ｔがｎｕｍｂｅｒ−１と等しくないときｔを１インクリメントし、ｔがｎｕｍｂｅｒ−１と等しいときｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］とｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔのとの関係を調べる。
ステップ５９１にてｔを１として、次のステップ５９２において、ｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔがつなぐ二つの等高線について、ｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］が、既に、つないでいるか否か判断する。
判断の結果、Ｎｏのときは、ｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔがつなぐ二つの等高線（ライン番号ｉとｈ）のうちの一方の等高線（仮にＭ）の１点が、ｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］の端点であるか否かさらに判断し（ステップ５９３）、ｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔとｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］の、Ｍ上の端点２点の距離ｌ３を計算する（ステップ５９４）。その結果、ｌ３が１０００を越えないとき、ｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔとｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］を、それぞれ、Ｍ上の１点を始点とするベクターと考え、二つのベクターが成す角θを計算し（ステップ５９６）、θ＜４５°かつｌ３＜５００であるかどうか判断した後、さらにｆｉｎａｌ＿ｌ［ｔ］＜ｆｉｎａｌ＿ｌ［ｎｕｍｂｅｒ］であるかどうか判断し（ステップ５９７〜５９８）、いずれもＹｅｓのときｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］とｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔの情報を入れ替えた後、ｎｕｍｂｅｒ＝ｎｕｍｂｅｒ−１の処理をしてから（ステップ５９９）、ステップ５０３へ戻る。ステップ５９８の判断結果がＮｏのときはステップ６００の処理をしてステップ５０３へ戻る。
また、ステップ５９２の判断結果がＹｅｓのときは、ｆｉｎａｌ＿ｌ［ｔ］＜ｆｉｎａｌ＿ｌ［ｎｕｍｂｅｒ］であるとき、ｐｒｅ＿ｓｅｇｍｅｎｔ［ｔ］とｎｅｗ＿ｓｅｇｍｅｎｔの情報を入れかえた後、ｎｕｍｂｅｒ＝ｎｕｍｂｅｒ−１の処理をしてステップ５０３に戻る（ステップ６０１〜６０３）。
さらに、ステップ５９３の判断結果がＮｏ、ステップ５９５の判断結果がＹｅｓのときは、ステップ５０３へ戻る。
【００８１】
【谷次数の計算】
斜面崩壊の発生場所が、特定の谷次数ｎの位置に集中していれば、まだ崩壊が起きていない谷次数ｎの部分は、他と比べ、崩壊の危険が高い。したがって、谷線に沿って得られる谷次数は、侵食の進み具合や、崩壊の傾向や危険度を把握するために重要な情報である。このプログラムは、最初に谷線生成プログラムを実行して谷線を生成し、次いで前記生成した谷線を水系毎に分類する水系分類プログラムを実行して得られた水系分類データを読み込んで、谷次数の計算を行うものである。勿論、落水線を用いてもよい（図４５）。
【００８２】
谷線生成プログラムについては前述したので、水系分類プログラム（図４３）について以下詳しく説明する。
前提として、標高が同じ二つの谷線（落水線）データのデータ点（終点）の距離がｄ［ｍ］以内（デフォルトは０．５［ｍ］）であるとき、二つの谷線（落水線）データは合流するとする。
本発明の落水線作成手法は、隣り合う等高線、したがって標高の異なる等高線を直線でつなげることから、屈曲の激しい部分では、落水線は途切れる。
このような部分は、全体からみるとわずかな数なので、現在、途切れた部分については、手作業でつなぐのが最も実用的である。
そこで、作成された落水線の中で、途切れている部分があれば、その部分を手作業でつないで落水線データを補正し、当該補正した落水線データを解析対象とする。
【００８３】
【水系分類プログラム】
水系については、本発明で、同一の終点に収束する谷線（落水線）データは、同じ水系であると定義している。
実際には、標高が同一の２つの谷線（落水線）の終点の平面距離がｄ［ｍ］以内であるとき、この２つの谷線（落水線）は同一の終点に収束する、というように処理している。
この実施例では、デフォルトはｄ＝０．０［ｍ］としている。例えば、元データが縮尺１：２５，０００の等高線であり、図上０．１［ｍｍ］しか離れていない終点を同一としたいときは、ｄ＝２．５［ｍ］となる。このｄは、本発明では解析者が目的に応じて入力するようにしてある。
また、最低ｆ本以上の谷線（落水線）が同一の終点を持つとき、これらの谷線（落水線）が水系を形成する、としている。このｆは、本発明を使って解析する人が目的に応じて入力するようにしてある。
図４３のステップ６１１において、上記補正済みの谷線（落水線）データを読み込み、全ての谷線（落水線）データに水系番号−１という属性を与える。
次のステップ６１２でｋ＝１、ｓ＝１とおく。次のステップ６１３で、Ｗｓの終点をｗとし、ｓより谷線（落水線）番号が大きい谷線（落水線）データの中から、終点の標高がｗと同じであり、水平距離がｄ（使用者が決定）以内である谷線（落水線）データを選ぶ。これらの谷線（落水線）の総数が、ｆ以上であるとき（ステップ６１４）、選ばれた谷線（落水線）それぞれに水系番号ｋを与える（ステップ６１５）（図１２＿１＿Ｂ）。また、総数がｆより小さい場合は、選ばれた谷線（落水線）それぞれに水系番号−１０という属性を与える（ステップ６１６）（図１２＿１＿Ａ）。ｓが最大の谷線（落水線）番号（ステップ６１７）であればメインルーチンに復帰終了し、でなければ谷線（落水線）番号に＋１をする（ステップ６１８）、Ｗｓの属性が−１０（ステップ６１９）であればステップ６１７へジャンプする。Ｗｓの属性が−１０でない場合、ステップ６２０においてＷｓの属性＞０のときは同様にステップ６１７へジャンプする。満たさないものは、水系番号に＋１を与えステップ６１３へジャンプする。
以上の処理にて、谷線（落水線）は水系毎に分類される。
なお、水系番号毎（例えば、１，２，３，…）に、谷線（落水線）の色を変えることにより、谷線（落水線）をベースにして、分類された水系を表示、印刷することができ、視覚的に理解し易い水系図を作成することができる。
【００８４】
次いで図４６、４７を参照して谷次数計算プログラムについて説明する。
先ず、水系分類を行った谷線データを読み込み（ステップ６３１）、次のステップ６３２にて、α＝等高線の標高間隔（デフォルトは、α＝１０［ｍ］）とする。また、ｓ＝１とする。
以後、水系毎に谷次数を計算する。ここでｋ＝１とする。このｋは水系毎に付与される水系番号（１，２，３，…，ｋ＿ｅｎｄ）である。
次のステップ６３４において、水系番号ｋである谷線データを始点の標高が高い順に並べ替え、仮番号ｈ（１，２，３，…，ｈ＿ｅｎｄ）を与える。仮番号１の谷線データＷ１の始点の標高をｍａｘ＿Ｚ，終点の標高をｍｉｎ＿Ｚとする（図１３）。
本実施例では、谷次数の計算の基になるデータを谷線としているが、落水線であってもよい。
仮番号ｈの谷線データＷｈのｇ番目のデータ点をｗｈ，ｇとするとき、Ｗｈのデータ点の総数をＰ［ｈ］個とする。線分のｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の起点をｗｈ，ｇ、先端点をｗｈ，ｇ＋１とする。
このとき、ｗｈ，ｇの標高は、ｗｈ，ｇ＋１の標高より高い。
先ず、起点が谷線データの始点にあたる線分ｗｈ，１ｗｈ，２の谷次数には、あらかじめ０を与える。
【００８５】
ステップ６３６において、Ｅ＝ｍａｘ＿Ｚとし、次のステップにおいてｈ＝１とする。その次に、Ｃｏｕｎｔ＝０とする（ステップ６３８）。
次いで、Ｗｈのデータ点の総数Ｐ［ｈ］が０であるか否か判断する。
Ｗｈのデータ点の総数が０でないとき、Ｗｈのデータ点について、ポイント番号が小さい順にデータ点の標高がＥと等しい点を捜す。ここでｇ＝１とおく。
次に、［ｗｈ，ｇの標高］がＥであるか否か判断する（ステップ６４１）。［ｗｈ，ｇの標高］がＥであるとき、Ｃｏｕｎｔが０であれば、ｉ＝ｈ、ｊ＝ｇとするとともに、線分ｗｉ，ｊ ｗｉ，ｊ＋１を基準線分とする。このとき、ｔｍｐ＝−１、ｃｏｕｎｔ＝１、ｏｒｄｅｒ＝−１として（ステップ６４３）、ステップ６４７へ戻って、仮番号ｈが最終の番号であるか否か判断し、次のステップに移行する。
【００８６】
一方、［ｗｈ，ｇの標高］がＥより大きいとき、ｗ ｈ，ｇ＋１がＷｈの終点であるか否か判断し（ステップ６４５）、終点でなければｇを１インクリメントして、ステップ６４１に戻る。
ステップ６４５においてｗｈ，ｇ＋１がＷｈの終点であるとき、ステップ６４４において［ｗｈ，ｇの標高］がＥより小さいとき、及びステップ６４９において線分ｗｉ，ｊ ｗｉ，ｊ＋１と線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１がｗｉ，ｊ＋１で合流しないと判断されたときは、いずれもステップ６４７へ進む。
ステップ６４７において、仮番号ｈが最終の番号であるか否か判断し、最終の番号でないとき、ｈを１インクリメントして（ステップ６４８）、ステップ６３９に戻る。
【００８７】
ステップ６４９において線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１と線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１がｗｉ，ｊ＋１で合流すると判断されたときは、谷次数の計算を実行するため、ステップ６５０へ進む。
ステップ６５０では、ｈとｇを保存し、Ｐ［ｈ］＝０とする。これは、ｗｉ，ｊ＋１より下流において、ＷｉとＷｈの重複をさけるために行うものである（図１７、１８）。
そして、ステップ６５１において、ｔｍｐが負か否かチェックし（ｔｍｐの意味は段落００９８参照）、負の数であれば、線分ｗ ｉ，ｊ ｗｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数と等しいとき、ステップ６５３において、ｔｍｐ＝５、ｏｒｄｅｒ＝（ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数）＋１の処理を行う。また、線分ｗ ｉ，ｊ ｗｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数より大きいとき、ステップ６５５において、ｔｍｐ＝１、ｏｒｄｅｒ＝（ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数）とする。
さらに、線分ｗ ｉ，ｊ ｗｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数より小さいとき、ステップ６５６において、ｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝（線分ｗ ｈ，ｇ ｗ ｈ．ｇ＋１ の谷次数）とする。
【００８８】
以上の処理が終了したら、ステップ６４７に戻る。
ステップ６４７において、仮番号ｈが最終の番号ｈ＿ｅｎｄでないとき、ｈを１インクリメントしてステップ６３９へ戻る。
仮番号ｈが最終の番号ｈ＿ｅｎｄであるときは、ステップ６５７へ進み、ｏｒｄｅｒが負の数であれば、線分ｗｉ，ｊ＋１ｗｉ，ｊ＋２の谷次数を線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数と同一にし（ステップ６５８）、ｏｒｄｅｒが０以上の数であれば、ｗｉ，ｊ＋１ｗｉ，ｊ＋２の谷次数をｏｒｄｅｒの数とする（ステップ６５９）。
【００８９】
ステップ６５１において、ｔｍｐが０以上であるとき、Ｏｐｔｉｏｎ−ｖ１（図４７）のサブルーチンに入る。
このサブルーチンは、三本以上の谷線データが、１点で合流する場合に実行されるものである（ｔｍｐの意味は
【００９８】参照）。
ステップ６７１において、ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数がｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数と等しく、かつ、ｔｍｐ＝１であるとき、ｔｍｐ＝５とするとともに、ｏｒｄｅｒ＝（ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数）＋１とする（ステップ６７２）。
また、ステップ６７１において、ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数がｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数と等しくないか、またはｔｍｐ＝１でないとき、ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数がｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数より小さいか否か判断する。判断結果がＹｅｓであれば、ｔｍｐが１か、５か、１０か、１５かがチェックされ（ステップ６７４、６７６、６７８、６８３）、ステップ６７４とステップ６７６においてＹｅｓのとき、ｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝（ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数）の処理がされる。
また、ステップ６７８においてｔｍｐ＝１０であり、ステップ６７９においてｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数がｏｒｄｅｒであるときは、ｔｍｐ＝１５、ｏｒｄｅｒ＝ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数＋１の処理を行う（ステップ６８０）。
そして、ステップ６７９においてｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数がｏｒｄｅｒでないときは、ステップ６８１に進んでｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数がｏｒｄｅｒより大きいか否かを判断し、大きければｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数の処理を行う（ステップ６８２）。
さらに、ステップ６８３において、ｔｍｐ＝１５であるとき、ｏｒｄｅｒ＝ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数が、ｏｒｄｅｒ（以上あるか否か）の判断をして、Ｙｅｓのとき、ｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数の処理を行い（ステップ６８５）、Ｎｏのとき、処理を終了してステップ６４７に戻る。
【００９０】
谷次数についての計算が終了したら、計算結果をステップ６６０において書き出す。
次のステップ６６１にて、ｓを１インクリメントして、ｉ＝ｈ＿ｅｎｄでないとき、ｈ＝ｉ＋１、ｃｏｎｕｔ＝０として、再度ステップ６３９に戻る。
ｉ＝ｈ＿ｅｎｄのとき、Ｅ＞ｍｉｎ＿Ｚ＋αであれば、Ｅ＝Ｅ−αの処理をし（ステップ６６４）て、ステップ６３８に戻る。
ｉ＝ｈ＿ｅｎｄのとき、Ｅ＞ｍｉｎ＿Ｚ＋αでなければ、ｋ＝ｋ＿ｅｎｄを判断する。
ｋ＝ｋ＿ｅｎｄでなければ、ｋを１インクリメントしてステップ６３４に戻り、次の水系番号のデータについて処理を実行する。
全ての水系番号のデータを処理すれば、ｋ＝ｋ＿ｅｎｄとなるから、計算を終了する。
【００９１】
【谷次数と斜面の垂直断面形の組合せ】
図３１〜３４を参照して説明する。
落水線データＷｉ、Ｗｈ、Ｗｐについて、それぞれ、ｊ番目のデータ点をｗｉ，ｊ、ｇ番目のデータ点をｗｈ，ｇ、ｑ番目のデータ点をｗｐ，ｑとする。また、ｗｉ，ｊとｗｉ，ｊ＋１、ｗｈ，ｇとｗｈ，ｇ＋１、ｗｐ，ｑとｗｐ，ｑ＋１の中点を、それぞれ、ｔｉ，ｊ、ｔｈ，ｇ、ｔｐ，ｑとする。本発明による斜面の垂直断面形は、落水線データのデータ点を中点とする二つの線分、つまり、３点から成るラインを一単位とする。一単位のラインの両端の点は、落水線データの線分の中点となる場合が多い（図１５Ｂ））が、落水線データの始点や終点となる場合もある（図１５Ａ））。また、複数の落水線データが同じデータ点に合流する場合、その合流点を中点とする一単位のラインの垂直断面形は、それぞれ異なる場合がある（図１５，Ｂ１），Ｂ２））。したがって、落水線データＷｉ、Ｗｈ、Ｗｐが、データ点ｗｉ，ｊ＋１において合流するとき、ｗｉ，ｊ＋１における斜面の垂直断面形（ｗｉ，ｊ＋１を中点とするライン）を、下記の手順によって、唯一つに定める。
先ず、落水線生成プログラムを実行して落水線を生成し（ステップ７０１）た後、次の７０２にて水系分類プログラムを実行する。本実施例は、落水線データを基に計算を行ったが、谷線データであってもよい。
そこで、水系分類データを読み込む（ステップ７０２の２）。続いて、水系番号を持たない、すなわち水系をなさない落水線についての計算を行うかどうか入力して決定する（ステップ７０３）。
水系番号を持たない落水線についての計算を行うと決定されたときは、Ｏｐｔｉｏｎ−ｃのサブルーチンに進む。このサブルーチンは、付加的なものであるから、このサブルーチンについては後述することとする。
【００９２】
このプログラムは、先ず水系毎に谷次数を計算し、さらに垂直断面形の分類を行うものである。そこで、この処理について詳しく説明する。
最初にステップ７０６にて等高線の標高間隔αを規定する。なお、デフォルトは、α＝１０［ｍ］としてある。ここでｓ＝１（ステップ７６５においてｓが出てくるため）、ｋ＝１とする。ｓはデータ番号、ｋは水系毎に付与される水系番号（１，２，３，…，ｋ＿ｅｎｄ）である。
ステップ７０８において、水系番号ｋの落水線データを、始点の標高が高い順に並べ替え、仮番号ｈ（１，２，３，…，ｈ＿ｅｎｄ）を与える。また、仮番号１の落水線データＷ１の始点の標高をｍａｘ＿Ｚ、終点の標高をｍｉｎ＿Ｚとする。
次いで、仮番号ｈの落水線データＷｈのｇ番目のデータ点をｗｈ，ｇとし、Ｗｈのデータ点の総数をＰ［ｈ］個とする。線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の起点をｗｈ，ｇ、先端点をｗｈ，ｇ＋１とする。このとき、ｗｈ，ｇの標高＞ｗｈ，ｇ＋１の標高の関係にある。
そして起点が落水線データの始点にあたる線分ｗｈ，１ｗｈ，２の谷次数を０とする。次にＥ＝ｍａｘ＿Ｚ、ｈ＝１、ｃｏｕｎｔ＝０とおく。
【００９３】
Ｗｈのデータ点の総数が０でないとき、Ｗｈのデータ点について、ポイント番号が小さい順にデータ点の標高がＥと等しい点を捜す。ここでｇ＝１とおく（ステップ７１４）。
次に、ｗｈ，ｇの標高がＥであるか否か判断する（ステップ７１５）。ｗｈ，ｇの標高がＥであるとき、Ｃｏｕｎｔが０であれば、ｉ＝ｈ、ｊ＝ｇとするとともに、線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１を基準線分とする。このとき、ｔｍｐ＝−１、ｃｏｕｎｔ＝１、ｏｒｄｅｒ＝−１として（ステップ７２３）、ステップ７１９へ戻って、仮番号ｈが最終の番号であるか否か判断する。判断結果がＮｏのとき仮番号ｈを１繰り上げてステップ７１３に戻る。
【００９４】
一方、ｗｈ，ｇの標高がＥより高いとき、ｗｈ，ｇ＋１がＷｈの終点であるか否か判断し（ステップ７１７）、終点でなければデータ番号ｇを＋１してステップ７１５に戻る。
ステップ７１７においてｗｈ，ｇ＋１がＷｈの終点であるとき、ステップ７１６においてｗｈ，ｇの標高がＥより低いとき、及びステップ７２４においてｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１とｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１がｗｉ，ｊ＋１で合流しないと判断されたときは、ステップ７１９へ進む。
ステップ７１９において、仮番号ｈが最終の番号であるか否か判断し、最終の番号でないとき、仮番号ｈを１インクリメントして（ステップ７２０）、ステップ７１３に戻る。
【００９５】
ステップ７２４において線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１と線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１がｗｉ，ｊ＋１で合流すると判断されたときは、谷次数の計算を実行するため、ステップ７２５へ進む。ステップ７２５では、ｈとｇを保存する。
そして、ステップ７２６において、ｔｍｐが負か否かチェックし、負の数であれば、線分ｗｉ，ｊ ｗ ｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数と等しいとき、ステップ７２８において、ｔｍｐ＝５、ｏｒｄｅｒ＝（ 線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数）＋１の処理を行う。
また、線分ｗｉ，ｊ ｗ ｉ ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数より大きいとき、ステップ７３０において、ｔｍｐ＝１、ｏｒｄｅｒ＝（ 線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数）とする。
さらに、線分ｗｉ，ｊ ｗ ｉ ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数より小さいとき、ステップ７３１において、ｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝（線分ｗ ｈ，ｇ ｗ ｈ，ｇ＋１ の谷次数）とする。
【００９６】
以上の処理が終了したら、ステップ７１９に戻る。
ステップ７１９において、仮番号ｈが最終の番号ｈ＿ｅｎｄでない場合、ｈを１インクリメントしてステップ７１３へ戻り、仮番号ｈが最終の番号に達するまで以上の処理を繰り返す。
また、仮番号ｈが最終の番号ｈ＿ｅｎｄに達したときは、Ｃｏｕｎｔが０であるか否か判断する。ステップ７２１にてＣｏｕｎｔが０と判断されたときは、ステップ７９０に進み、標高が終点の１つ手前の標高であるとき、落水線データの始点の標高を１つ下げてステップ７１３に戻る。
一方ステップ７９０で、標高が終点の１つ手前の標高ではない場合、水系番号ｋが最終のものでないとき、水系番号を１繰り上げてステップ７０８に戻り、次の水系番号のデータ処理に入る。また、水系番号ｋが最終のものであるときは、全ての対象について処理が終了しているので、この処理を終了する。
【００９７】
ステップ７２６において、ｔｍｐが０以上である場合、ステップ７３２において、線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数と等しく、かつ、ｔｍｐ＝１であるとき、ｔｍｐ＝５とするとともに、ｏｒｄｅｒ＝（線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数）＋１とする（ステップ７３３）。
また、前記ステップ７３２において、線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数と等しくないか、またはｔｍｐ＝１でないとき、線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数が線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数より小さいか否か判断する。
判断結果がＹｅｓであれば、ｔｍｐが１か、５か、１０か、１５かがチェックされ（ステップ７３５，７３６，７３８，７４３）、ステップ７３５とステップ７３６においてｔｍｐが１か５のとき、ｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝（線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数）の処理がされる（ステップ７３７）。
また、ステップ７３８においてｔｍｐ＝１０であり、ステップ７３９において線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数がｏｒｄｅｒであるときは、ｔｍｐ＝１５、ｏｒｄｅｒ＝線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数＋１の処理を行う（ステップ７４０）。
そして、ステップ７３９において線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数がｏｒｄｅｒでないときは、ステップ７４１に進んで線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数がｏｒｄｅｒより大きいか否かを判断し、大きければｏｒｄｅｒ＝線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数の処理を行う（ステップ７４２）。
さらに、ステップ７４３において、ｔｍｐ＝１５であるとき、線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数≧ｏｒｄｅｒの判断をして、Ｙｅｓのとき、ｔｍｐ＝１０、ｏｒｄｅｒ＝線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数の処理を行い（ステップ７４５）、ステップ７１９に戻る。また、ステップ７４４の線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１の谷次数≧ｏｒｄｅｒの判断かＮｏのとき、処理を終了してステップ７１９に戻る。
【００９８】
ここで、ｔｍｐの値の持つ意味について整理しておく。
ｔｍｐ＝１：線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１のみが、最大の谷次数をもつ。
ｔｍｐ＝５：線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１とそれ以外（複数可）の線分ｗ ｈ，ｇ ｗ ｈ，ｇ＋１ が、最大の谷次数をもつ。
ｔｍｐ＝１０：単一の線分ｗｈ，ｇ ｗ ｈ ，ｇ＋１（≠線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１）が、最大の谷次数をもつ。
ｔｍｐ＝１５：複数の線分ｗｈ，ｇ ｗ ｈ ，ｇ＋１（≠線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１）が、最大の谷次数をもつ。
【００９９】
１つの水系に属する落水線データについての谷次数の計算が終了すると、前記ステップ７１９においてＹｅｓの判断がなされ、ステップ７２１に進んで、Ｃｏｕｎｔが０であるか否か判断する。Ｃｏｕｎｔが０と判断されたときはステップ７９０に進み、０でない場合さらにステップ７４６に進む。
該ステップ７４６において、ｏｒｄｅｒが負か否か判断される。
負と判断されたときは、線分ｗｉ，ｊ＋１ｗｉ，ｊ＋２の谷次数の値を線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１の谷次数の値とする。
また、負と判断されなかったときは、ｏｒｄｅｒの値を線分ｗｉ，ｊ＋１ｗｉ，ｊ＋２の谷次数の値とする。
【０１００】
次いで、ステップ７４９とステップ７５０において、ｏｒｄｅｒが負であるか、ｔｍｐが１であるときは、ｉｉ＝ｉ、ｊｊ＝ｊとおく。
また、ステップ７５２においてｔｍｐが１０であるときは、データ点ｗｉ，ｊ＋１で合流する線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１（ただしｈ≠ｉ）の中で最大の谷次数をもつ線分の（ｈ，ｇ）を用いてｉｉ＝ｈ、ｊｊ＝ｇとおく。
上記の３つのステップにおいて、いずれにも該当しないときは、線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１と線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１が同じ谷次数を持っていて互いに流れとしての経歴は互角であるから、いずれの落水線が直線的に流れて行くことになるかを調べるために、線分ｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１と線分ｗｈ，ｇ＋１ｗｈ，ｇ＋２が水平面上でなす角δｈ，ｇ＋１（≦１８０°）を計算する（図１６Ｂ）。ただし、このｈにはｉが含まれる、また、このｇにはｊが含まれる。
したがって、線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１と線分ｗｉ，ｊ＋１ｗｉ，ｊ＋２が水平面上でなす上記角δｈ，ｇ＋１（≦１８０°）についても計算するものである。そして、計算されたδｈ，ｇ＋１の中で、最大であるδｈ，ｇ＋１のｈとｇについて、ｉｉ＝ｈ、ｊｊ＝ｇとおく。すなわち、直線的に流れていくものを優先して基準線分として利用していくこととしている。
【０１０１】
ここで、データ構造及びその属性の計算方法及びその属性について説明する。
【０１０２】
【表４】
勾配θｉｉ，ｊｊ：ｔａｎθｉｉ，ｊｊ＝α／ｌ ｉｉ，ｊｊより計算
谷次数ｖｉｉ，ｊｊ−１：ｗｉｉ，ｊｊ−１ｗｉｉ，ｊｊの谷次数
垂直断面形を決めるτｉｉ，ｊｊ＝１８０°＋θｉｉ，ｊｊ−１−θｉｉ，ｊｊ
水平面上での角δｉｉ，ｊｊ：ｌｉｉ，ｊｊ−１ 、ｌ ｉｉ，ｊｊ 、ｗ ｉｉ ，ｊｊ−１とｗ ｉｉ ，ｊｊ＋１との水平面距離ｌｌから次式の計算により求まる。
【０１０３】
【式３】
【０１０４】
また、上から中点、データ点、中点のデータｍｉｉ，ｊｊ−１ｗｉｉ，ｊｊｍｉｉ，ｊｊ＋１ について属性ファイルに書き出す属性は、つぎのとおりである。
（１）線分番号：ｓ（ｘｙファイルのｓに対応させる）
（２）中点の標高：ｚｉｉ，ｊｊ
（３）水系番号：ｋ
（４）ｗｉｉ，ｊｊの上流の線分の勾配：θｉｉ，ｊｊ−１
（５）ｗｉｉ，ｊｊの下流の線分の勾配：θｉｉ，ｊｊ
（６）ｗｉｉ，ｊｊでの、水平面での角：δｉｉ，ｊｊ
（７）垂直断面形を分けるための角：τｉｉ，ｊｊ
（８）谷次数ｖｉｉ，ｊｊ−１：線分ｗｉｉ，ｊｊ−１ｗｉｉ，ｊｊの谷次数
以上みたように、例えば谷次数は、１つの落水線データの線分、したがって２つのデータ点に対し１つの属性を有するが、例えば垂直断面形を決める角は、連続する２つの落水線データの線分、したがって３つのデータ点に対し１つの属性を有する。
このため、最初の及び最後のものを除く落水線データは、典型的には下表のようなステップ８０７のデータ点を書き出すこととなる。
【０１０５】
【式４】
また、書き出す属性は下表のようになる。
【０１０６】
【表５】
【０１０７】
以下の処理を実行することにより、全ての線分について、ｘｙファイル属性ファイルにデータを書き出す処理を実行する。
ｗｉｉ，ｊｊの（ｘ，ｙ，ｚ）座標をそれぞれ（ｘｉｉ，ｊｊｙｉｉ，ｊｊ，ｚｉｉ，ｊｊ）、ｗｈ，ｇの（ｘ，ｙ，ｚ）座標をそれぞれ（ｘｈ，ｇ，ｙｈ，ｇ，ｚｈ，ｇ）とする（ステップ７５５）。
そして、線分ｗｉｉ，ｊｊｗｉｉ，ｊｊ＋１以外に、ｗｉ，ｊ＋１を先端点とする線分が存在するか否か判断し（ステップ７５６）、存在すれば、線分ｗｉｉ，ｊｊｗｉｉ，ｊｊ＋１を除く、ｗｉ，ｊ＋１を先端点とする複数の線分をｗｈ，ｇｗｈ，ｇ＋１とする（ステップ７５７）。
【０１０８】
ステップ７５８からステップ７６６の処理により、今までの処理により取得したデータの全てをファイルに書き出す。
先ず、ステップ７５９とステップ７６１において、データポイント番号が１か２かそれ以外かを判別する。
そして、データポイント番号が１であれば、ステップ７６０において書き出しを行い、データポイント番号が２であるときは、ステップ７６２において書き出しを行う。
また、データポイント番号が１でも２でもないときは、ステップ７６３において書き出しを行う。
そして、ステップ７６４では、Ｗｈのデータ点の総数Ｐ［ｈ］を０とおく。これは、以後の処理において重複する落水線データを排除するために行う処理である。
以上の処理により、全ての落水線データのｘｙ座標データと属性データの書き出しを終了する。
【０１０９】
次に、線分ｗ ｉｉ，ｊｊ ｗ ｉｉ，ｊｊ＋１ について書き出しを行う。
データポイント番号が１か、２かつＷ ｉｉ のデータ点の総数Ｐ［ｉｉ］の２つ手前か否かを調べ、それぞれ満足する条件にしたがって、データを書き出し（ステップ７６８〜７７８）、データ番号ｓを＋１してステップ７８９へ進む。
一方ステップ７５６において、ｗｉｉ，ｊｊｗｉｉ，ｊｊ＋１以外に、ｗｉｉ，ｊ＋１を先端点とする線分が存在しないときは、ステップ７８０に進んで、データポイント番号が１であるか否か判断し、１であればステップ７８９に進む。
また、データポイント番号が１以外である場合には、データポイント番号が２、データ点の総数が３、データ番号が２、データ番号がデータ点の総数の１つ手前、のいずれか条件を満たするか否かによって、４通りの形式でデータを書き出す（ステップ７８１〜７８７）。
しかる後に、データポイント番号ｓを＋１して、ステップ７８９に進む。
【０１１０】
ステップ７８９においては、基準線分のライン番号が仮番号の総数に到達したか否かを判断する。
そして、到達していない場合は、ｈ＝ｉ＋１、ｃｏｕｎｔ＝０とおいて、ステップ７１３に戻る。
また、基準線分のライン番号が仮番号の総数に到達したと判断された場合は、Ｅ＞ｍｉｎ＿Ｚ＋αのとき、標高を１ランク下げて（Ｅ＝Ｅ−α）してステップ７１３に戻って以後の処理を実行する。
さらに、Ｅ＞ｍｉｎ＿Ｚ＋αでないときは、水系番号の最終に到達していなければ、次の水系についての処理に移行する（ステップ７９４）。
ここで、水系番号の最終に到達したときは、全ての水系について処理が終了したので、プログラムの実行を終了する。
【０１１１】
ここであらためて、サブルーチンＯｐｔｉｏｎ＿ｃ（図４８）について説明する
次に、落水線Ｇの線分全てについて、谷次数０という属性を与える（ステップ７９６）。
書き出されていないＧの落水線データＷｉｉがあるとき（ステップ７９７の１）、ｗｉｉのｊｊ番目（ｊｊ＝１，２，３，…）のデータ点をｗｉｉ，ｊｊとする。このときｊｊ＝１とおく（ステップ７９７の２）。
次のステップ７９８ではデータ番号ｊｊが１でないとき、ｊｊ＝２かつＰ［ｉｉ］＝３であるか、ｊｊ＝２、ｊｊ＝Ｐ［ｉｉ］−１であるか、のいずれかの条件を満たす場合、ステップ８０１、８０４、８０８を実行してそれぞれデータを書き出す。
また、これが最も一般的であるが、ステップ８０７を実行する。
そして、ステップ８０１とステップ８０８を実行後は、ステップ８０２にてｓを＋１してステップ７９７の１に戻って以後の処理を繰り返して実行する。
また、ステップ８０４とステップ８０７を実行後は、ステップ８０５にてｓを＋１した後、ステップ７９９にてｊｊを＋１してステップ７９８に戻って以後の処理を繰り返す。
以上の処理の繰り返した結果、ステップ７９７の１において全てのＧの落水線データｗｉｉが書き出されたと判断されて処理を終了し、メインルーチンに戻ってステップ７０６以降の処理に入るものである。
【０１１２】
【等高線属性データのグリッド化プログラム１】
本発明は、等高線データを基に算出した各種の属性データ（線分）をグリッド化するときに用いるプログラムに関するものである。
一般に、値数統計解析手法では、規則正しい、格子状の配列を持つグリッドデータを用いる場合が多い。また、植生データ、地質データなどの多くのデータがグリッドデータとして整備されてきている。
一方、各種の情報を保有する線分データや（ランダムな）ポイントデータは、そのままでは、上記グリッドデータと結合して使用することは困難である。
そこで本発明は、取得された、地形属性を持つ線分データなどをグリッド化して、各種のグリッドデータとリンクさせ、活用の範囲を広げようとするものである。
グリッド化に用いる線分データは、線分の始点と終点の平面位置座標の情報を必ず持ち、勾配や斜面方位などの属性を一つ以上持つものとする。
そして例えば、落水線の線分データから、勾配と斜面方位と谷次数を同時に計算し、１）ライン番号，２）線分の始点のｘ座標，３）線分の始点のｙ座標，４）線分の終点のｘ座標，５）線分の終点のｙ座標，６）水系番号，７）勾配，８）斜面方位，９）谷次数を、各線分毎に書き出したファイルを作っておいて、必要に応じた属性だけを読み込んでもよい。
また、勾配グリッドデータを作りたいときは、上記２）〜５）と７）だけを書き出したファイルを作っても良い。
いずれにしても、グリッドデータ作成に用いる線分データの形成は、いろいろ考えられる。また、落水線だけでなく、最急登線、谷線、尾根線、属性付きのポイントデータを基に、グリッドデータを作成することが可能である。
【０１１３】
斜面の垂直断面形のように、落水線の２つの線分を単位とする場合は、２つの線分に分けて書き出す。
２つに分けられた線分は、始点と終点の（ｘ，ｙ）座標は異なるが、属性は同じとなる。
【０１１４】
【０１１５】
等高線に沿って分類された斜面の水平断面形の場合は、等高線の線分毎に書き出す。
（例）
１）ライン番号
２）線分の始点のｘ座標
３）線分の始点のｙ座標
４）線分の終点のｘ座標
５）線分の終点のｙ座標
６）水平断面形の種類（１：尾根型，−１：谷型，０：それ以外）
【０１１６】
まず、グリッドデータを作成するための作成範囲を決める。例として以下の２つの方法を挙げる。
方法１）図面等をみて、手作業で（ｘ，ｙ）座標の最大値と最小値（ｍｉｎ＿ｘ，ｍａｘ＿ｘ，ｍｉｎ＿ｙ，ｍａｘ＿ｙ）を決める。
方法２）グリッドデータの基になる線分データを読み込み、これらの線分データの始点と終点の中から（ｘ，ｙ）座標の最大値と最小値（ｍｉｎ＿ｘ，ｍａｘ＿ｘ，ｍｉｎ＿ｙ，ｍａｘ＿ｙ）を決める。ただし、分布するデータの範囲が常に長方形とは限らないので注意する必要がある。
次に、作成するグリッドデータのグリッド間隔ｄを決める。
更に、グリッド点の位置を決める（中心、あるいは、四隅のはずれた点）。
なお、グリッドデータは、実際は、点ではなく、広がりを持ったセルとして現される。
【０１１７】
【表６】
【０１１８】
従来多用されている標高グリッドデータを用いて、各種グリッドデータを計算する場合、下図のように行われる。
【０１１９】
【表７】
例えば、グリッド点ｇｉ，ｊでの勾配を計算したいとき、ｇｉ，ｊの標高のみを用いて、ｇｉ，ｊの勾配を計算することはできない。
このため、ｇｉ，ｊの周囲のグリッド点の標高も使う必要がある。
したがって、計算範囲が広くなることから、計算結果が緩やかになる傾向にある。
これに対して、本発明においては、属性まで計算した線分データを作り、計算範囲内に存在するデータのみを使う。
まさに当該グリッド内での値が求められるのが特徴である。
従来は、標高グリッドデータから、勾配などの各種グリッドデータを作るのが普通である。
【０１２０】
【表８】
【０１２１】
以下、属性を勾配とする実施例について詳しく説明する。
図３５〜３６を参照して説明する。
先ず使用する線分データと優先順位を決定する。
この優先順位は、パターン化されており、そのパターンは、
ｐａｔｔｅｒｎ１ ［優先順位１：落水線データ ，優先順位２：最急登線データ］
ｐａｔｔｅｒｎ２ ［優先順位１：最急登線データ，優先順位２：落水線データ］
ｐａｔｔｅｒｎ３ ［優先順位１：落水線データ ，優先順位２： なし ］
ｐａｔｔｅｒｎ４ ［優先順位１：最急登線データ，優先順位２： なし ］
の４種類である。
次いで、グリッドデータを作成する範囲を決定する。
このとき、ｍｉｎ＿ｘ，ｍａｘ＿ｘ，ｍｉｎ＿ｙ，ｍａｘ＿ｙを入力するが、手入力による方法の他、グリッドデータの基になる線分データを読み込み、これらの線分データの始点と終点の中から（ｍｉｎ＿ｘ，ｍａｘ＿ｘ，ｍｉｎ＿ｙ，ｍａｘ＿ｙ）を計算により自動的に求める。ただし、分布するデータの範囲が常に長方形とは限らないので注意を要する。
【０１２２】
そして、使用者がグリッド間隔ｄを入力することにより、ｄを決定する。このことにより、計算範囲ｒが確定する。なお、この計算範囲ｒは、本実施例ではグリッドを中心とした半径ｒで定義されている。ｒのデフォルトは、ｄ／√２としているが、使用者が変更可能にしてある。ｒを決める際には、グリッド化の基になるデータの精度を考慮する必要がある。また、上記グリッド間隔ｄの入力により各グリッドの位置（ｘ，ｙ）、総数（ｎｕｍ＿ｘ，ｎｕｍ＿ｙ）が確定する。
続いて、優先順位１のデータを読み込み、線分番号をｓ、線分の総数をｓｕｍ＿ｓとする（ステップ８１４）。
次のステップ８１５にて、使用者が入力して決定したパターンが、ｐａｔｔｅｒｎ＝１ ｏｒ ｐａｔｔｅｒｎ＝２と判断されると、引き続き優先順位２のデータを読み込み、線分番号をｓｓ、線分の総数をｓｕｍ＿ｓｓとする。
そして、グリッド点の行の値ｊ＝１，同じく列の値ｉ＝１，線分番号ｓ＝１とおく（ステップ８１７）。
以後の処理により、優先順位１のデータを用いて、グリッド点ｇｉ，ｊでの値を計算する。このとき保存データ番号ｎ＝０とおく。
そして、線分番号ｓの線分の始点をｐ１＝（ｘ１，ｙ１），終点をｐ２＝（ｘ２，ｙ２）とする。
【０１２３】
ステップ８２０、８２１、８２２、８２４及び８２５において、線分の始点、終点がともに１つのグリッドの範囲外にある、または、グリッド中心ｇｉ，ｊと、始点ｐ１と終点ｐ２を通る直線Ｔにグリッド中心ｇｉ，ｊから下ろした垂線とＴとの交点ｔ（以下単に「交点」という。）と、の距離が計算範囲ｒを越えると判断された場合、ステップ８２６に進み、線分番号が線分の総数に達していないときは、線分番号ｓを１インクリメントして再びステップ８１９からステップ８２５を実行する。その実行の結果、ステップ８２０、８２１、８２２、８２４及び８２５において全てＮｏと判断されると、ステップ８２８、８３０及び８３２において、
ａ）グリッド中心と交点との距離が計算範囲ｒを越えず、かつ、交点が線分ｐ１ｐ２上の点である（ステップ８２８）、
ｂ）グリッド中心と終点との距離がグリッド中心と始点との距離より短いか等しく、かつ、グリッド中心と終点との距離が計算範囲ｒを越えない（ステップ８３０）、
ｃ）グリッド中心と始点との距離がグリッド中心と終点との距離より短かく、かつ、グリッド中心と始点との距離が計算範囲ｒを越えない（ステップ８３２）、のいずれかに該当するとき、線分番号ｓとそれらの距離ｌを保存し（ステップ８３３−２）、ｎを１インクリメントして（ステップ８３３−３）ステップ８２６へ戻る。
また、上記ａ）〜ｃ）のいずれにも該当しないとき、線分番号ｓが線分の総数ｓｕｍ＿ｓに達していないとき、ｓを１インクリメントしてステップ８１９へ戻る。
【０１２４】
ステップ８３５において、保存されたデータ番号ｎがあると判断された場合（ｎ＞０）、最近傍の線分データを用いて勾配のグリッドデータを生成するとの入力による指示があれば、ステップ８３７で保存したｎ個の線分を、距離ｌが小さい順に並べ替え、次いで、距離ｌが最も小さい線分の勾配の値を、グリッド点ｇｉ，ｊでの勾配の値として、書き出す（ステップ８３８）。
一方、ステップ８３６において、最近傍の線分データを用いて勾配のグリッドデータを作るとの指示がないときは、ｎ個の線分の勾配の平均値を、グリッド点ｇｉ，ｊでの勾配の値として、書き出す（ステップ８４０）。
【０１２５】
一方、当該グリッド点の計算範囲ｒ内に優先順位１のデータが存在しないときは、ステップ８３５においてＹｅｓと判断され、使用者がｐａｔｔｅｒｎ１かｐａｔｔｅｒｎ２を選択していた場合は、ステップ８４１においてＹｅｓと判断されるから、ステップ８４７に進んで優先順位２のデータを用いて、グリッド点ｇｉ，ｊでの値を計算する。
ステップ８４８以降ステップ８７０までの処理内容は、既に説明したステップ８１９からステップ８４０までの処理と同一であるので説明を省略する。
なお、ステップ８４１は、優先順位２のデータを処理するための固有のものである。
そして、上記処理を実行して優先順位２のデータについて処理した結果、当該グリッド点の計算範囲内に優先順位２のデータが存在すれば、ステップ８６５〜８６９を実行した後、ステップ８４３に戻って、継続して処理を実行する。
また、上記ステップ８３５にてｎ＝０であり、かつ、選択したパターンがｐａｔｔｅｒｎ＝１でもｐａｔｔｅｒｎ＝２でもないときは、グリッド点ｇｉ，ｊでの値はないことから、−９９９９を書き出す（ステップ８４２）。
【０１２６】
その後、ステップ８４３において、グリッド点の列ｉが未だ総数ｎｕｍ＿ｘに達していないとき、次のグリッド点の列に進み（ステップ８４５）、ステップ８１８へ戻って、この循環を繰り返し実行する。
その結果、ステップ８４３において、グリッド点の列ｉが総数ｎｕｍ＿ｘに達したと判断されたとき、グリッド点の次の行に進み（ステップ８４６）、ステップ８１８へ戻り、グリッド点の列を１ずつ繰り上げ実行して、最終的に最後のグリッド点の処理が終了したとき、ステップ８４４においてＹｅｓと判断されて、グリッド化についての処理を終了する。
【０１２７】
【等高線属性データのグリッド化プログラム２】
このプログラムは、以前のグリッド点の処理において使用したデータについては、以後の処理においては使用しないことを特徴としており、その余の点においては、グリッド化プログラム１と同じである。
したがって、前記特徴点についてのみ、図３７〜３８を参照して説明することとする。
ステップ８７４において、全ての線分データに、ｕｓｅｄ＝−１という属性を与える。
そして、ステップ８９４において線分番号ｓと距離ｌを保存するときに、併せてｕｓｅｄの値を保存する。
このｕｓｅｄの値は、ｎ個の線分が全てｕｓｅｄ＝１である、すなわち当該全ての線分データは既に以前のデータ点においてデータとして使用済みのものである、と判断されたときは、使用可能なデータが皆無となるから、プログラム１と同様の処理を行う（ステップ９０３，９０７）。
反対の判断のときは、ｕｓｅｄ＝−１である線分のみを用いて、プログラム１と同様の処理を行うが、この時、計算に使用した線分に、ｕｓｅｄ＝１を付与することとしている（ステップ９０５，９０９）。
【０１２８】
一方、優先順位２のデータについては、もともとこのデータが使われることが少ないと想定されること、及び優先順位１のデータが皆無であるならば、優先順位２のデータもその数が少ないことが想定されることから、ｕｓｅｄ＝−１という属性は与えないこととしている。
【０１２９】
以上、勾配や斜面方位の計算プログラムについては、説明してこなかったが、ここで改めて説明することとする。
図３９を参照して、最初にｎ本のラインデータをライン番号が小さい順に読み込む。ライン番号ｉ（１，２，…，ｎ）のラインデータをＷｉとする。ｓ＝１とおく。
Ｗ ｉ のｊ番目のデータ点をｗ ｉ，ｊとする。Ｗｉのデータ点の総数をｍとする。そして、ｊ＝１とおく。
ステップ９５５において、ｗｉ，ｊとｗｉ，ｊ＋１を端点とする線分ｗｉ，ｊｗｉ，ｊ＋１について、勾配θと斜面方位δを計算する際に、ｗｉ，ｊの三次元座標を（ｘｉ，ｊ，ｙｉ，ｊ，ｚｉ，ｊ）、ｗ ｉ，ｊ＋１ の三次元座標を（ｘｉ，ｊ＋１，ｙｉ，ｊ＋１，ｚｉ，ｊ＋１）とする。
斜面勾配θと斜面方位δはそれぞれ次の［式Ａ］と［式Ｂ］で計算される（ステップ９５６〜９５７）。
また、斜面方位δは、反時計回りで、東が０［°］として、ｗｉ，ｊとｗｉ，ｊ＋１を比べて、標高（ｚｉ，ｊとｚｉ，ｊ＋１）が、低い方の三次元座標を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、高い方の三次元座標を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とする。
１）ｘ１−ｘ２≧０かつｙ１−ｙ２≧０ → δ＝ａ［°］
２）ｘ１−ｘ２＜０かつｙ１−ｙ２≧０ → δ＝１８０−ａ［°］
３）ｘ１−ｘ２＜０かつｙ１−ｙ２＜０ → δ＝１８０＋ａ［°］
４）ｘ１−ｘ２≧０かつｙ１−ｙ２＜０→ δ＝３６０−ａ［°］
【０１３０】
【式Ａ】
【式Ｂ】
【０１３１】
ステップ９５８において、ｗｉ，ｊとｗｉ，ｊ＋１の位置座標と勾配θと斜面方位δなどを、目的に応じた形で書き出す。このとき、線分番号はｓである。
次のステップ９６０にて、データ番号ｊが総数ｍに達していなければ、ｊを１インクリメントして、次のデータについて計算し、当該ラインデータの総数を処理したら（ステップ９６２）、次のラインデータについて処理する（ステップ９６３）。
全てのデータについて処理が済んだら計算を終了する。
【０１３２】
本発明においては、属性まで計算した線分データを読み込み、計算範囲内に存在するデータのみを使用してグリッドデータに変換することから、当該グリッド内での値が求められるのが特徴である。
また、使用者が最近傍の線分データを用いて勾配のグリッドデータを生成するか、ｎ個の線分の勾配の平均値を用いて勾配のグリッドデータを生成するかを選択可能としたので、具体的なアウトプットの性質に応じて使い分けすることができる。
さらに、同種の基礎データが複数存在する場合に、各種データを単独でまたは組合せて使用し、目的に応じて柔軟に対応することができる。
【０１３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】斜面の形状（Ｄｉｋａｕ（１９９０）を変更）の分類図である。Ｌ，直線；Ｖ，凸；Ｃ，凹。太線はこれらの形状を三つのグループに分ける。（１）ともに直線；（２）一方が直線で、他方が曲線；（３）ともに曲線
【図２】等高線データ構造と形式を示す。
【図３】点ｑ ｊ の決定と点ｑ ｊ を見つけるときのエラーの例を示す。（Ａ）ｔ １ は選択点の中で最もｍに近く、等高線データＴは等高線データＭの隣に位置し、仮線分ｍｔ １ はどの等高線とも交差しない。ｔ ４ とｔ ５ は選択点ではない。Ｂ１）仮線分ｍｔ １ は等高線データＭと交差する。このエラーは等高線データＭが屈曲している部分で、しばしば発生する。
【図４】点ｗの候補を捜す手順を示す。
【図５】等高線データＭとＭの隣のＨ（あるいはＫ）の関係を表す。
【図６】斜面の水平断面形を分類する点を示す。
【図７】連続するベクターの外積によって得られる斜面の水平断面形を示す。
【図８】落水線データ・最急登線データのデータ形式を示す。
【図９】落水線データ・最急登線データを示す。
【図１０】谷型斜面の角度と尾根型斜面の角度：ωを示す。
【図１１】谷頭・尾根下端の検索を示す。
【図１２】水系番号の付与を示す。
【図１３】谷次数の計算の順番を示す。
【図１４】落水線データに沿った組み合わせを示す。
【図１５】垂直断面形の一単位を示す。
【図１６】任意のデータ点における斜面の垂直断面形を、唯一つに決める手順を示す。
【図１７】重複線分の削除を示す。
【図１８】データ点ｗｉ，ｊ＋１における落水線（最急登線）データの合流を示す。
【図１９】水平断面形のプログラム（その１）フローチャート
【図２０】水平断面形のプログラム（その２）フローチャート
【図２１】各データ点の斜面の水平断面形の判定のフローチャート
【図２２】最急登線生成（その１）フローチャート
【図２３】最急登線生成（その２）フローチャート
【図２４】落水線線生成（その１）フローチャート
【図２５】落水線線生成（その２）フローチャート
【図２６】谷頭決定のプログラムフローチャート
【図２７】尾根下端点の決定プログラムフローチャート
【図２８】同高等高線結合線分作成（その１）のフローチャート
【図２９】同高等高線結合線分作成（その２）のフローチャート
【図３０】同高等高線結合線分作成（その３）のフローチャート
【図３１】谷次数と垂直断面形の組み合わせプログラム（その１）フローチャート
【図３２】谷次数と垂直断面形の組み合わせプログラム（その２）フローチャート
【図３３】谷次数と垂直断面形の組み合わせプログラム（その３）フローチャート
【図３４】谷次数と垂直断面形の組み合わせプログラム（その４）フローチャート
【図３５】属性グリッドデータ作成１（その１）フローチャート
【図３６】属性グリッドデータ作成１（その２）フローチャート
【図３７】属性グリッドデータ作成２（その１）フローチャート
【図３８】属性グリッドデータ作成２（その２）フローチャート
【図３９】勾配と斜面方位の計算フローチャート
【図４０】尾根線生成プログラムフローチャート
【図４１】最急登線生成（参考）（その１）フローチャート
【図４２】最急登線生成（参考）（その２）フローチャート
【図４３】水系分類プログラムフローチャート
【図４４】谷線生成プログラムフローチャート
【図４５】谷次数の計算全体フローチャート
【図４６】谷次数の計算フローチャート
【図４７】Ｏｐｔｉｏｎ＿ｖ１フローチャート
【図４８】Ｏｐｔｉｏｎ＿ｃフローチャート
【図４９】一単位ラインの属性解析プログラムフローチャート
【図５０】Ｏｐｔｉｏｎ１フローチャート[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention extracts various information for terrain classification on a computer by making maximum use of information (elevation and shape of terrain) contained in the contour line using the digitized contour lines. Or it is a program for calculating.
According to the present invention, it is possible to automatically perform operations (for example, extraction of a valley head and creation of a valley diagram) manually performed by an engineer using a contour map.
Information such as the valley head, valley line, and valley degree obtained by the present invention is useful for predicting the occurrence location and damage range of landslide disasters, and is particularly effective for disasters caused by heavy rain. The ridge line obtained by the present invention is important information about avalanche disaster. Furthermore, the slope type obtained by the present invention(Figure 1)The slope, slope direction, and valley order are basic data for understanding the features of topography.
Specifically, terrain classification information can be used to create a hazard map that has been developed by local governments in recent years to raise residents 'awareness of disaster prevention and support residents' evacuation activities during natural disasters. In recent years, environmental issues have been emphasized, and attention has often been paid to the natural environment of the region, and construction of visitor centers for introducing the natural environment has been promoted in various places. Topography is a component of the natural environment and is deeply related to ecosystems (including vegetation). The output map of terrain information obtained by the present invention is a material suitable for display in a facility such as a visitor center. Furthermore, in the field of forestry (forestry), a highly accurate soil map is required, and a highly accurate terrain classification method is required. Also in this field, recently, a method using a computer is being sought. The present invention can meet this demand by using highly accurate numerical contour data.
[0002]
[Prior art]
Topographic classification maps have traditionally been created manually, including photo interpretation, based on topographic maps (contour maps). For this reason, it takes a lot of labor and time to accurately interpret and analyze photographs and the like, and there is a problem that a huge cost is required. In addition, there were individual differences and oversights due to manual work by humans.
As a solution to this problem, a method has been developed in which terrain features, numerical terrain measurement, basin analysis, etc. are performed on a computer using elevation grid data covering the entire country of Japan, such as a numerical map 50 m mesh (elevation). . It is possible to automatically perform objective and wide-area terrain analysis in a short period of time automatically by using the same method using altitude grid data arranged uniformly. The elevation grid data is DEM (Digital Elevation Model) (numerical elevation model) most commonly used in Japan.
As a latest technique for obtaining a DEM, a typical technique is advancing the development of a method for obtaining position information (random point data) on the ground surface using a laser scanner or an artificial satellite. By using a laser scanner, it is possible to obtain high-density point data with an interval of 1 to 2 [m], but there is a problem in terms of cost when acquiring data over a wide area.
In addition, since the method of obtaining ground surface position information in the form of grid data from the beginning has not been put to practical use, various algorithms are used to create elevation grid data from numerical contour data and random point data. (Spline, kriging, idw, trend, TOPOGRID, etc.) have been developed. In order to create altitude grid data that reproduces the original terrain as accurately as possible, it is necessary to fully study the algorithm used and the value of the calculation condition set for each algorithm.
Since elevation grid data has a regular arrangement, once the DEM is converted to elevation grid data, 1) it is easy to calculate the difference between collapse and sedimentation from the difference in elevation grid data before and after the collapse. Yes, 2) There are many methods for calculating gradients and slope orientations from elevation grid dataofMethods have been developed and introduced. 3) Statistical analysis methods of topography using various grid data are also introduced in academic journals and books. That is, the altitude grid data is suitable for computer processing and can significantly improve the processing speed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the altitude grid data obtained has different altitude values depending on which algorithm or setting value is used from the acquired DEM. Further, the result of the gradient calculated using the obtained elevation grid data varies depending on which calculation method is used. In addition, it is difficult to match terrain features obtained from altitude grid data using various algorithms with features obtained manually using conventional contour maps and the like.
The digitized contour data is rarely used directly for the calculation of topographic features because of its irregular data arrangement, and is often used exclusively as base data for obtaining elevation grid data. .
[0004]
However, the present invention makes it possible to reproduce the means for obtaining the topographic features that have been performed manually by humans using the contour map by using the digitized contour line data.
In the present invention, calculation and determination of information regarding the shape of the slope are performed along contour lines, downfall lines obtained from the contour lines, and the like as in manual operations, and the method is one. Therefore, there are various methods such as calculation of various terrain information using the altitude grid data, and the results obtained by the methods are not different. Also, before the spread of computers, various classification maps (landslides, geology, soil, collapse, active faults, etc.) based on contour lines have been created, which is valuable information. The results (output diagrams) of the present invention output based on contour line data are much easier to compare with these diagrams and photographs than with grid data. In addition, since the present invention includes a method for converting the resulting line data with attributes relating to terrain information into grid data, it can be combined with various types of grid data that are widely used as numerical data. Wide application range.
Until now, elevation grid data has often been created based on contour line data, and in that case, an error occurs due to the grid method. In addition, since the data is divided at regular intervals due to grid formation, it is difficult to perform calculation in consideration of the boundary of slopes such as valley lines and ridge lines, and topographic features such as mountain peaks, depressions, and ridges. However, by using the contour line data as it is, it is possible to classify the slopes faithfully according to the information that the contour line has, and this is done by considering the valleys, ridges, peaks, depressions, ridges, etc. expressed by the contour lines. The classification by work can be reproduced.
[0005]
The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and the object thereof is new terrain data that can be processed by a computer while maintaining the interpretation / analysis accuracy of an expert level that has been realized only by manual work. To provide a processing method and an apparatus thereof, specifically, to generate waterfall line data and steepest climb data from digitized contour line data, and to provide a computer-processable terrain classification program based on these data There is. These programs automate most parts of the topographic classification map creation work process, and dramatically increase the efficiency of the creation work.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The computer repeats data processing using the arrival point of the most rapid climbing data generated earlier as the starting point of the most rapid climbing data to be generated next, so that any point of all line segment data of the contour line data can be obtained. Starting from an arbitrary point of all the line segment data of the adjacent high level contour line, the individual steepest line segment data is generated from the arbitrary point with the maximum slope from the contour line to the adjacent high level contour line. A terrain data processing program for generating a steepest climb to climb, wherein the terrain data processing program selects an arbitrary data point of line segment data of arbitrary contour line data as a starting point for generating the steepest climb. Of the arbitrary data points of the step and line data of the higher contour line adjacent to the selected contour line data, an arbitrary data point preferentially selected that has a short distance from the starting point is selected. A second step of selecting, calculating a distance between the selected point and the starting point, and selecting a selection point with the shortest distance as a destination candidate, and a contour line segment including any of the data points preferentially selected Contour lines that select a temporary line segment that is a line segment connecting the starting point and the candidate for the arrival point and that do not intersect the temporary line segment and include the arrival point of the selected line segment Is a third step for determining that the selected contour line is a high level contour line adjacent to the selected contour line, and a line drawn to an arbitrary point of each line segment of the contour line data determined to be a high level contour line adjacent to the starting point When the point does not intersect the temporary line segment, a fourth step in which an arbitrary point of each line segment of the contour line data is set as a candidate for an arrival point for creating the steepest climb, and a starting point among all the candidates for the arrival point A fifth step of determining the closest candidate as a destination; And a sixth step of generating a steepest registered line segment data towards the destination point from the starting point, the computer, the Using the determined arrival point as the starting point of the steepest line segment data to be generated next, the second to sixth steps are sequentially repeated, and the end point of the steepest line does not exist at all because there is no candidate for the reaching point Is selected, the next arbitrary data point is selected and then jumped between the first and second steps to repeatedly execute the second to sixth steps, and the selected arbitrary point When it is determined that the data point is the last data point of the arbitrary contour line data, the contour data which has not been used yet as a starting point is selected and jumped between the first and second steps. The second to sixth steps are repeatedly executed, and when it is determined that there is no contour line data that is not used as a starting point, the processing is terminated, thereby maximizing the inclination from the contour line to the adjacent higher contour line. And terrain data processing program for generating the steepest registration lines to climb.
【data structure】
The present invention performs various data processing based on contour line data.
First, the data structure of contour line data will be described.
Figure2 ( A )FIG. 4 is an image diagram of contour line data. In this figure, the numbers in the squares of the contour lines indicate line numbers, and the numbers in the circles also indicate point numbers.
FIG. 2B shows the data structure, and the file is divided into an xy file for storing x-coordinate data and y-coordinate data, and a z-file for storing z-coordinate data. The line number, point number, and END symbol are stored.
[0007]
The present invention is based on contour data.Out of summaryA program for classifying horizontal cross-sections, a program for generating falling water lines, andAccording to claim 1The program that generates the fastest climb is the basic program, and various applied data processing is performed.Out of summaryIt consists of application programs.
[0008]
The horizontal section shape classification program includes a contour position determination subprogram for determining whether the selected contour line data is located on the left or right side of the adjacent contour line data, and the data points of the contour lines are on the ridge-type slope. It consists of a horizontal section shape determination subprogram that determines whether it is located on a valley slope or a straight slope. Details will be described later.
[0009]
Also,According to claim 1The steepest climbGeneratorFrom the bottom of the slope to the top, by repeating the data processing with the arrival point of the most rapid climbing data generated first as the starting point of the next most rapid climbing data, all the contour line data Starting from any point in the line segment data, and generating any steepest line segment data starting from any point in all the line segment data of the adjacent high level contour line, the adjacent high level from the contour line The steepest climb that climbs at the maximum inclination with respect to the contour line is generated. Also about thisDetails in paragraphs 0020-0031Describe.
[0010]
Furthermore, the waterfall line generation program is the reverse of the steepest climbing line generation program, from the upper side of the slope to the lower side, the arrival point of the previously generated waterfall line data, By repeating the data processing as the starting point, each waterfall line starts from an arbitrary point of all the line segment data of the contour line data and starts from an arbitrary point of all the line segment data of the adjacent lower contour lines. Line data is generated to generate a falling water line that descends with a maximum inclination from the contour line to the adjacent lower contour line. Also about thisDetails in paragraphs 0050-0058Describe.
[0011]
Hereinafter, for the classification program of the horizontal cross-sectional shape,With reference to FIGS.This will be described in detail.
In order to classify the horizontal cross-sectional shape of the slope, it is necessary to know whether an arbitrary contour line is bent toward a high contour line or a low contour line.
For this reason, first, it is necessary to determine whether the contour data with a low or high altitude exists on the left or right side of the contour line data M.
Furthermore, since the horizontal cross-sectional shape of the slope is classified according to the shape of the contour line, the inflection point of the curve becomes the point that divides the horizontal cross-sectional shape.
[0012]
[Horizontal sectional shape classification program]
The horizontal sectional shape classification program includes a step of selecting an arbitrary data point of the line data of the selected contour line data as a reference point for generating the shortest distance line, and a high or low contour line adjacent to the selected contour line data. Of the arbitrary data points of the minute data, a step of selecting an arbitrary data point existing within a predetermined radius from the reference point as a selection point, and calculating the distance between the selection point and the reference point, and the shortest distance A temporary line segment is selected using the selected point as a destination point candidate, a line segment that connects the starting point and the destination point candidate is selected, and a line segment that does not intersect the temporary line segment is selected. A step of determining that a contour line including a minute is a high or low contour line adjacent to the selected contour line, and each of contour line data determined to be a high or low contour line adjacent to the reference point. When a line extended to any point of the minute does not intersect the temporary line segment, a step of setting any point of each line segment of the contour line data as a tip point candidate for creating a waterfall line, and Determining a candidate closest to the reference point from among the candidates as a tip point; generating a shortest distance line from the reference point toward the tip point; and the previous data starting from the reference point Cross product of a vector with the same orientation as a vector with a point as an end point and an arbitrary size, and a vector with the same direction as a vector with the reference point as a start point and the end point as an end point and an arbitrary size And a vector having the same orientation as the vector starting from the reference point and ending at the end point, and an arbitrary size, and the same vector as the vector starting from the reference point and ending by the next data point Have direction and size Calculate the sign of the outer product with an arbitrary vector, and when the outer product of both vectors is positive, the tip point is located on the right side of the reference contour data, and when the outer product of both vectors is negative, the tip point Is determined to be located on the left side of the reference contour data, and the angle formed by the vector from the data point immediately before the reference point to the reference point and the vector from the reference point to the data point after the reference point is predetermined. If it is equal to or less than the value, it is determined that the slope is an isotropic slope, and if the angle exceeds a predetermined value, whether the tip point is located on the left or right side of the reference contour data is one of the reference points. The same direction as the vector starting from the previous data point and having the reference point as the end point, and the vector of any size, and the vector starting from the reference point and the next data point as the end point Have a large Depending on whether the sign of the outer product with any vector is positive or negative, the adjacent contour data adjacent to the reference contour data is located on the left or right side of the reference contour data, the left or right side is higher, the slope is linear or valley type Classifying the horizontal cross-sectional shape of the slope according to whether it is a ridge type or the ridge type, and repeatedly executing each of the steps until the reference point reaches one point before the end point of the selected contour line data. When the contour data reaches one point before the end point, the next contour line data is selected and the above steps are repeated to classify the horizontal cross-sectional shape of the slope for all data points except the start point and end point of the contour line data. The classification data is stored, output, or transmitted.
[0013]
This will be specifically described below.
(Contour position determination subprogram)
First, for Check 1, which checks the positional relationship with the contour data one rank lower,Based on FIGS.explain.
In step 101, the contour line data is read, and the jth data point of the contour line data M (line number i) is set to m.j, M before and afterj-1, Mj + 1far. At this time, the counter value, count = 0.
NextInStep 103The reference point m of the reference contour data Mj, Search for contour line data K located next to M and having an altitude lower than M.
First, it is examined whether the contour line data M is located on the left or right side of the contour line data K one rank lower, and then, it is examined whether the contour line data M is located on the left or right side of the contour line data H one rank higher. This will be specifically described below.
[0014]
In step 104, the reference point mjDraw a line with the shortest distance from the contour line data K to this lineKLet k be the intersection with. If the point k does not exist, the position of k cannot be determined, and the process proceeds to step 117 (step 105).
Reference point mjTo mj + 1, Mj-1, K are vectors (α, γ, β, respectively) (FIG. 5), and only the x and y coordinate values of the contour data are used (Z = 0) to calculate the outer products γ × β and β × α. (Step 106). When γ × β> 0 and β × α> 0, the point k is positioned on the right side of the contour line data M (step 108As shown in FIG. 5, the right side of the contour line data M is low. If γ × β <0 and β × α <0, the point k is located on the left side of the contour line data M, and the left side of the contour line data M is low (step 11).2). (Γ × β> 0 and β × α <0), or (γ × β <0 and β × α> 0), or γ × β = 0 or β × α = 0. Since the point k is not suitable for judgment, step 117Jump to.
[0015]
Next, check 2 for checking the positional relationship with the contour data one rank higher will be described.
The same processing as the check of the positional relationship with the contour data that is one rank lower, except that contour data that is located next to M and has an elevation higher than M is used (the contour data is H and the data point is h). I do. That is, step 117In ˜129, it is examined whether the contour line data H is located on the left or right side of M.
Reference point mjThe vectors from to h are set as β ′, and only the x and y coordinate values of the contour data (Z = 0) are used to calculate the outer products γ × β ′ and β ′ × α (FIG. 5).
When γ × β ′ <0 and β ′ × α <0, the point h is located on the left side of the contour line data M, and the left side of the contour line data M is higher as shown in FIG.
If γ × β ′> 0 and β ′ × α> 0, the point h is located on the right side of the contour line data M, and the right side of the contour line data M is higher.
(Γ × β ′> 0 and β ′ × α <0), or (γ × β ′ <0 and β ′ × α> 0), or γ × β ′ = 0 or β ′ When xα = 0, the point h is not suitable for judgment, so the next data point mj + 1Jump to step 130 to use.
In order to confirm the topological relationship between the contour line data M and the adjacent contour line data, the reference point (mj= Mj + 1, Mj + 2,...), Changing the above check 1 and check 2 processing three times. At this time, the number of checks is recorded as the value of the counter.
[0016]
Thereafter, when the values of the contour line position data J [1], J [2], and J [3] obtained as a result of the three checks all match, the position information is stored in the data area of the contour line data. Export as an attribute for. If they do not match, if a certain number of data points can be secured before reaching the end point of the contour data, the above checks 1 and 2 are repeated from the beginning.
[0017]
In this example, if a certain number of data points cannot be secured before reaching the end point of the contour data, the matching data are contour line position data J [1] and J [2] of the first and second counters. Retake the data in [3]. In addition, when the next data point is the end point of the contour line data, the result of the above three checks is obtained.FruitAmong the obtained contour line position data J [1], J [2], and J [3], the matching values are written as attribute information in the contour line data file.
The content of the position information is 1 when the right side of the contour line is low or high on the left side, and 2 when the right side of the contour line is high or the left side is low.
In this specific example, the check is started from the second data point of each contour line data, and when the same positional relationship is recognized three times while changing the reference point, the positional relationship is accepted as positive, The check start data point and the number of executions are not particularly limited to this, and may be performed as appropriate.
[0018]
(Horizontal sectional shape judgment subprogram)
Of FIG.In step 161, the contour line data and the value of the position information J of each contour line data, that is, 1 or 2, created by the contour line position determination subprogram are read.
In the next step 162, γ defining a straight slope is input. In this example, γ is 5 °.
In the next step 164, the data point m of the contour line data MjAt data point mjTo data point mj + 1Alpha vector tojAt all data points of the contour line data M, αj-1And αjThe angle θjAnd the outer product αj-1× αjIs calculated (see FIG. 7). However, calculation is not performed at the start point and end point of M.
If the point mj + 1The sign of the outer product at is the point mjIf it differs from the sign of the outer product atjAnd mj + 1And the inflection point is added to the contour line data M as a new data point.
[0019]
Next, the horizontal cross-sectional shape of the slope is determined at all data points of the original contour line data M.
When the contour line data H and K exist on both sides of the contour line data M, the elevations of the contour line data H, M, and K are respectively set to EH, EM, EK(EH≧ EM≧ EK. However, EH= EM= EKIs excluded. ). At this time, αj-1× αj<0 if line mj-1mjmj + 1Protrudes to the left of the contour line data M (Fig.7A). Αj-1× αjIf> 0, line mj-1mjmj + 1Protrudes to the right of the contour line data M (Fig.7B).
If the outer product αj-1× αj= 0 if mj-1mjmj + 1Is a straight line, vector αj-1And αjAngle θjIs equal to 0 ° (0 ° ≦θ j<180 °).
Point mjThe horizontal cross-sectional shape of the slope at is classified as follows.
Case 1. αj-1× αj= 0 (θj= 0 °): straight slope (step 166)
Case 2. αj-1× αj<0 and the contour line data H (K) is located on the left (right) side of the contour line data M: Catchment (valley type) slope (Figure7A, step 169)
Case 3. αj-1× αj<0 and the contour line data H (K) is located on the right (left) side of the contour line data M: Divergent (ridge type) slope (Figure7A, step 170)
Case 4. αj-1× αj> 0 and the contour line data H (K) is located on the left (right) side of the contour line data M: Divergent (ridge type) slope (Figure7B, Step 173)
Case 5. αj-1× αj> 0 and the contour line data H (K) is located on the right (left) side of the contour line data M: Catchment slope (Figure7B, Step 174)
In calculation, θjSince it is rare that = 0, it is necessary to give a width to γ that defines a straight slope. For this reason, in this example, γ is calculated as ± 5 °.
This is the end of the explanation of the horizontal sectional shape classification program, and then the steepest climbing program.
[0020]
[The fastest climbGenerationprogram】
This program is a program for generating the steepest climb from the data point of arbitrary contour line data to the nearest data point among the contour line data one rank higher.
This inventionOn the computer,By repeating the data processing with the arrival point of the most rapid climbing data generated earlier as the starting point of the most rapid climbing data to be generated next, any point of the line segment data of the contour line data is set as the starting point, Generates the data of the most steeply climbing line segments using any point of all line segment data of adjacent high contour lines as the arrival pointLetAnd the fastest climb that climbs at the maximum slope from the contour line to the adjacent higher contour line.MakeA terrain data processing program,
The terrain data program is
anySelect an arbitrary data point of the line data of the contour line data as the starting point of the steepest climb generationFirstSteps,
Of the arbitrary data points of the segment data of the higher contour line adjacent to the selected contour line data, an arbitrary data point that is selected with a short distance from the starting point is selected as a selection point.SecondSteps,
The distance between the selected point and the starting point is calculated, and the selected point with the shortest distance is set as a destination point candidate.Contour line segment including any data point selected preferentiallySelect a temporary line segment, select a line segment that connects the starting point and the candidate for the arrival point, and does not intersect the temporary line segment, and the contour line including the arrival point of the selected line segment is the Judge as a high-level contour adjacent to the selected contourThirdSteps,
When a line drawn to an arbitrary point of each line segment of the contour line data determined to be a high-level contour line adjacent to the starting point does not intersect the temporary line segment, the arbitrary point of each line segment of the contour line data is determined as the maximum. Candidates for reaching the rapid climb4thSteps,
The candidate closest to the starting point is determined as the reaching point among all the reaching point candidates5thSteps,
Generate the steepest climb line data from the starting point to the reaching point6thIncluding steps,
On the computer,
Next, the determined arrival point is generatedThe fastest lineAs the starting point of line segment data2nd to 6thRepeat steps sequentiallyLet,
When it is determined that there is no candidate for the above arrival point and the end point of the steepest climb is reached,After selecting any data pointSaidJump between the first and second steps and the second through sixthRepeat stepsLet,
Any selected data point isAny of the aboveWhen it is determined that it is the last data of the contour data,Select contour data that has not yet been used as a starting pointSaidJump between the first and second steps and the second through sixthRepeat stepsAnd finish processing when it is determined that there is no contour data that is not used for the start point.By doing this, the fastest climb that climbs at the maximum slope from the contour line to the adjacent higher contour line is created.For makingThis is a terrain data processing program.
[0021]
【Example】
In this embodiment, rise_i [line number of contour data] [point number of contour data] =-1 (when there is an existing fastest climb, the fastest climb number for all the data points of the contour data) Rise_j [Contour line data line number] [Contour line data point number] = -1 (-10 if the most rapid line cannot be drawn from that point, or if there is an existing rapid line) The point is characterized in that it is given the attribute of (adding the point number of the established steepest line at that point) (step 203).
As a result, it is possible to determine whether or not the most rapid climbing data has already been generated or whether or not it has been impossible to generate the data.
[0022]
Figure22, 23The present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
In step 201, the CPU reads all the contour line data, and in the next step 202, the CPU first reads the contour line data whose line number is n.n, MnNn th data point of mnn, S is the most rapid line number of the most rapid line data to be created, and W is the most rapid line data that is the most rapid line number s.s, WsSth point of wssAnd
In step 203, the above-mentioned attribute is given to all the data points of the contour line data..
NextThen, 1 is sequentially set to n, s, and nn, and the starting point m = mnnThen, data is set as ss = 1 (steps 205 to 208).
[0023]
As a characteristic part of this embodiment, in step 209, whether or not the attribute rise_i [n] [nn] of the data point of the fastest climb data is positive, and in step 210, the fastest climb data It is determined whether or not it was impossible to generate.
By these steps 209 and 210, it is determined whether or not the fastest climb data has already been generated.
At this time, if the fastest climb data starting from the data point m has already been generated, the process proceeds to steps 211 and 213 without newly generating the fastest climb data, and the points of the fastest climb data are generated. Whether the number is 1 and m is MnIf it is not the end point, the next data point is selected (nn = nn + 1) (step 214) and the process returns to step 207. m is MnIf the end point ofnIs the contour data with the largest line number, MnIs not the contour line data with the largest line number, the next contour line data is selected (n = n + 1) (step 216) and the process returns to step 206.nIs the contour line data with the largest line number,Because it is determined that there is no contour data that is not used to set the starting point,The process of generating the most rapid climbing program is completed.
[0024]
In step 210, it is determined whether or not the point number of the fastest climb data is -10. Although this attribute-10 will be described later, it has already been impossible to extend the fastest climb data from m, in other words, the data point is determined to be the end point of the fastest climb. Therefore, the process proceeds to the next step 211 without generating the most rapid climbing line segment data starting from m.
When the point number of the fastest climb data is not −10, m is the generation point of the fastest climb data W (fastest climb number s). At this time, m is the ss-th point of W (initial value ss = 0) (actually,Step 208Where m is the first point of W).
[0025]
Next, in step 217, the contour line data MnIn step 266, it is determined whether there is contour line data whose elevation is one rank higher. If not, it is determined that it is the end point of the steepest climb data.,-With an attribute of 10, SuStep 211Return to.
Next, in steps 217 to 218, the contour line data MnThere is contour data that is one rank higher in elevation, and MnWhen the data points of higher contour line data are within the radius R of the starting point m, all the data points existing within the predetermined radius R from the starting point m are selected from all the data points of the contour line data whose elevation is one rank higher. Then, flag 1 is set for all selected data points (step 219).
In step 217, the contour line data MnWhen there is no contour line data whose elevation is one rank higher, and in step 218, MnWhen the data point of the higher contour line data is not within the radius R of the starting point m, the starting point is the end point of the steepest climbing data, and the line segment of the steepest climbing line cannot be drawn upward from m. And give the data point an attribute of -10, SuStep 211Return to.
In the present embodiment, the predetermined radius R is settable by an analyst using an input device.
The predetermined radius R is selected for the analysis target area, and is selected in consideration of the contour density, the accuracy of the obtained data, and the like. In this embodiment where the mountain area is the target area, R = 150 m (6 mm on the 1: 25,000 topographic map). The choice of R is important because it affects the computation time.
[0026]
The CPU calculates the distance between the selected data point and the starting point m (step 220), and selects the selected point with the shortest distance as the data point t.1And the data point t1Contour data for contours includingT(Step 221) and a data line segment of a contour line including all data points existing within the radius R from the starting point m (a line segment connecting two consecutive data points on the same contour line data) is selected (Step S221). 222).
Then, using the selected contour line data (hereinafter referred to as “provisional line segment”), the elevation is 1 rank.HighContour line data M with the selected contour line data T selectednTo see if it exists next to.
t1Is MnIf it is a data point of contour data adjacent to, line segment mt1Does not cross any temporary line segment (FIG. 3, A).
But t1Is MnIf it is not the data point of the contour data next to, the line segment mt1Intersects with any of the temporary lines aboveThe
Therefore, in step 223, the line segment mt1T is determined to intersect the temporary segment, t1Is removed from the selected points (step 224)Clear the flag toAs long as there are other selection points (step 225), step 221Back toWake upTo point mmostcloseCalculate pointsSelect and proceed to steps 222 and 223 to repeat this process. If there is no other selection point in step 225, step 2 is performed according to the procedure described above.11Return to.
At this time, if the contour line data whose elevation is one rank higher cannot be determined using all the selected points, the data point m is set as the end point of the steepest climb data.
[0027]
On the other hand, line segment mt1If does not cross the temporary lineBy calculationWhen determined, the contour line data T becomes the contour line data M.nAs what exists next to
T = Q, t1= Qj(QjIs the jth data point of Q).
At this time, k = j, kk = j, and data point qjTo check whether the data points before and after intersect with the temporary line segment,
min = j-5 (however, if j-5 <0, min = 1)
max = j + 5 (where j + 5> [maximum value of Q point number], max = [maximum value of Q point number]) (step 226).
Next, starting point m andAltitudeData point q of adjacent contour data Q one rank upjA line segment (qj + 5. . . . qj-5) Examines whether or not it intersects with the temporary line segment (steps 227 to 229 and 231 to 233), and the point w where the line segment between the starting point m and each data point does not intersect with the temporary line segment is the tip point w for creating the steepest climb. (Step 230.234).
Furthermore, from the starting point m, qk + 1And qkA straight line passing through and qkk-1And qkkTake the perpendicular to the straight line passing throughp k,p kk(Step 238.244),p k , P kk Is the line segment qk + 1qk, Qkk + 1qkkMpk, MpkkThe line segment that does not intersect the temporary line segment is determined as a candidate for the tip point w for creating the steepest climb (step 241.247).
And all the tipsPointSelect the point closest to the starting point m from the candidates as the tip point w for creating the steepest climb(See Figure 4), M and w are connected to generate the steepest climb, and the generated steepest climb data is stored in the steepest climb data file (step 250.251).
[0028]
Further, in order to generate the steepest climb to the adjacent contour data on one rank, the contour line data Q is replaced with M, the data point w is replaced with m (step 252), and ss is incremented by one. Proceeding to step 254, when m is not a data point of the contour line data, the process returns to step 217 to enter the process for generating the next steepest climb data.
On the other hand, m is the contour line data MiData point miiWhenrise_j [i] [ii]Is -10 orrise_i [i] [ii] isIf it is -1, m is the end.In terms ofIf it is -1, the process returns to step 217 to enter the process of generating the most rapid climbing data.
In step 256, if rise_i [i] [ii] is not -1, miiThere is already the fastest climb data passing through. And miiIs the rise_j of the rise_i [i] [ii] th fastest climb data[I] [ii]This is the second point (step 258).
[0029]
At this time, this fastest climb data WsThe rise_j of the steepest climb data already generated from the data point m is[I] [ii]Connect the data from the + 1st point to the end point (Step 2)58).
Next, at step 259, the ss-1th point from the start point of W (the ssth point is m) is examined.
Contour data M of line number rrRr th data point mrrFor points that coincide with the contour data points, rise_i [r][Rr] = W s Line number (based onmiiIs the rise_j of the rise_i [i] [ii] -th fastest climb data.[I] [ii]The second point (step 258)), Rise_j [r] [rr] = WsGives the attribute of point number.
If there is no w candidate in step 248, the process returns to step 211 after performing the process in step 266.
In step 256, when the line number of the steepest climbing data is -1, the steepest climbing data does not exist, so the process returns to step 217.
Furthermore, in step 255, the point number of the most rapid climbing data is -10.When there ism as the end point of the fastest climb data W, SuStep 259~ 264ProcessingAnd return to step 213.
0030]
ThisWhen the generation of the steepest climb data from the last data point of the contour line data is completed, the steepest climb data is generated from the first data point of the contour data one rank higher, and this processing is executed in sequence. When the contour data having the largest number is reached, the generation of the steepest climb data is terminated.
[0031]
In this embodiment, in step 203, rise_i [line number of contour data] [point number of contour data] = − 1 and rise_j [line number of contour data] [contour data] are added to all data points of the contour data. Point number] =-1 attribute, but this stepIs the provinceIt can be omitted.
The program flowchart in this case is shown in the figure.41, 42become that way.
[Waterfall line generation program]
Next, the falling water line generation program will be described..
in frontThe program for generating the steepest climb from the data point of any contour line data to the data point that climbs at the maximum slope of the contour line data one rank higher. On the other hand, a waterfall line is generated from a data point of arbitrary contour line data to a data point that falls at the maximum slope of the contour line data one rank below.
This program is actually used in the valley line generation program described later, and will be described in detail at that time.
[0032]
The basic program of the present invention has been described above.
Next, various application programsAs referenceexplain.
MeetFor the program(See paragraphs 0033-0047), Valley line generation program(See paragraphs 0048-0058), Ridge line generator(See paragraphs 0059-0067), Valley degree calculation program(See paragraphs 0081-0090), Combination program of valley degree and vertical cross section of slope(See paragraphs 0091-0111)And grid data for line data with attributes(See paragraphs 0112-0132)It is. Hereinafter, these application programs will be described in order.
[0033]
[Determination program]
The valley line and ridge line are important information for grasping the shape of the entire mountain area. In particular, the valley head is the origin of erosion in the mountains and is the top of the valley, and slope retreat occurs due to weathering and gravity (valley head erosion). The speed and direction of movement along with the time course of this valley is important in predicting the erosion and topographic change of the mountainous area and its speed.
In the present invention, a point corresponding to a valley head is selected from data points of numerical contour data by a procedure as close as possible to a traditional manual operation.
The valley head here means the top of the valley where the valley-shaped slope first appears in the mountainous area.
[0034]
【Example】
This will be described with reference to FIG.
This program first inputs and defines the upper limit angle that defines the valley slope.
AndAlready in paragraphs 0012-0019PredicateAllThe horizontal sectional shape classification program is executed, and horizontal sectional shape classification data is output.
Next, this horizontal section classification data is read and the attribute of one unit line is analyzed.
[0035]
This example,in frontBy using one unit line classified as a valley slope by the horizontal sectional shape classification program, the valley head as the starting point of the valley line is defined.
In this embodiment, θj<At 5 °When there is a data point mjThe horizontal cross section in is treated as a straight slope.
As an item for defining the valley head, in this embodiment, the angle s of the valley slope is shown.1Ps2Is used to define the valley head, but the width of the valley slope (D1) And the depth of the valley slope (L / D1Of course, it may be defined using(See Figure 10).
[0036]
[1 unit line attribute analysis program]
(See FIG. 49.)
First, read the output result of the horizontal section shape classification program, which is the basic program described above, classify each contour line data according to the horizontal section shape, and create a line file to write out for each unit line with the classified line as one unit. . The line number of the classified line is set to s (step 401).
[0037]
Next, the read contour line data is M (line number i), and the starting point of M is m1, End point mn, The jth point is mjAnd At this time, the line number s = 1.
Then, it is determined whether or not M is a polygon (step 403), and if it is a polygon, it is checked whether or not the data point start point and end point flags are the same (step 404).1And mn-1The midpoint of is the starting point of one unit (step 405).1Is the starting point of one unit (step 406).
If it is determined in step 403 that it is not a polygon, m1Is the starting point of one unit (step 407).
[0038]
Then the next point mjAnd determines whether the read point is one point before the end point (step 409). If the read point is one point before the end point, it is determined whether n = 3, and n = 3 When mnAs the end point of one unit (step 411), and in the next step 412 subroutine Option1(See Figure 50)Proceed to
If n = 3 is not satisfied, it is checked whether or not the flag of the read point is the same as that of the previous point (step 413). If equal, the point immediately after the read point is set as an end point (step 414). If they are not equal, the midpoint of the read point and the previous point is set as the end point of one unit (step 416), and the process proceeds to the subroutine Option1.
In the above step 409, when the point read this time is not one point before the end point, it is checked whether the flag of the point read this time is the same as the flag of the point before one (step 420). The midpoint of this point is set as the end point of one unit (step 421), and the process proceeds to subroutine Option1. If equal, further previous data points are read (steps 424 and 408) and the above processing is repeated.
[0039]
The outline of the processing contents of the subroutine Option1 is shown in FIG.10, 11, 50Referring to the above, since the start point and end point of one unit were determined in the above process, it is determined whether or not there is a predetermined valley depth or ridge protrusion, and then a predetermined valley depth or ridge protrusion is determined. A process of giving a valley-type or ridge-type attribute to one unit line and giving a straight line attribute to the others is executed.
[0040]
First, the linear distance D between the start point and end point of one unit1Is calculated (step 431).
Then straight line D1The vertical line is drawn from each data point excluding the start point and end point on one unit line, the length of each normal line is obtained, and the longest one is L, and the data point (point number b) that is the end point of L is determined. (Step 432). The data point with the point number b is defined as the apex of the valley slope or the ridge slope.
And the starting point of one unit andData point with point number bLength (s1p) and the end point of one unitData point with point number bLength (s2p) and calculate the line segment s1p, line segment s2p, line segment D1Is used to calculate the angle ω of the valley slope or ridge slope (step 433).
The angle is calculated using the following formula:
[0041]
[Formula 1]
The horizontal cross-sectional shape is the same at all data points on one unit line excluding the start point and end point. Therefore, the attributes of straight line: 0, ridge type: 1, trough type: −1 are assigned to each unit line (step 434).
For each unit line, the xy coordinates are written together with the attribute of horizontal section (r) (step 435).
At this time, two data points (one mj-1And mj) MjExport from. Similarly, two data points (one mj-1And mj) Mj-1Write out
The contents of the exported file are as shown in the table below. Let this file be file_xyr1.
[0042]
structure of file_xyr1
【table1]
ThisWhen r is a data point corresponding to the peak (point number b) of the valley slope where ω <a, r = −1 when the data point is other than the vertex on the valley slope. When the data point corresponds to the apex (point number b) of the ridge slope where ω <a, r = 10, and when the data point is other than the apex on the ridge slope, r =1 (foundation Fig. 50),Otherwise, the attribute r = 0 is given (step 435).
Also the line elevation fileIns, ZsAlso write (ZsIs the mark of one unit line of the horizontal section number sHigh).
In the next step 436, s is incremented by 1 to return to the attribute analysis program of one unit.
[0043]
At this time, when the subroutine Option1 is executed and returned in step 417 and step 422, the flag of the previous point is not equal when read this time, that is, mj-1And mjSince it is clear that the midpoint is an inflection point, the starting point of the next unit is mj-1And mj(Steps 418 and 423).
In step 418-1, flag [m1] = Flag [mn-1The subroutine Option1 is executed again using the start point determined in step 404 as the end point (step 419). The above processing is repeated until M becomes the contour line data having the largest line number. When M becomes the contour line data having the largest line number, the process returns to the main routine.
[0044]
[Tanigami decision program]
This will be described with reference to the flowchart of FIG.
To determine the trough point, first extract the candidate(FIG. 11_1).
valleyIn order to find the head data point, a process of drawing a line (hereinafter referred to as “zigzag line”) connecting data points with r = −10 written to file_xyr1 by the attribute analysis program of one unit line described above is executed..
First, file_xyr1 and its elevation file are read and rearranged in order from the highest elevation contour (step 441).
Next, the maximum length R of the zigzag line segment is determined (step 443).
All of the data points are given attributes such as fall_i (contour line number, contour data point number) =-1, and fall_j (contour line number, contour data point number) =-1. Line numbers n (1, 2, 3,..., N_end) are given to the contour line data in the order of reading. At this time, g = 0 is set (step 444).
Further, the contour line data of the line number n is M, and a point number nn (1, 2, 3,..., Nn_end) is given to each data point of M (step 445).
Then, the data point of the M point number nn is set to m (step 446).
In the next step 447, it is checked whether or not the attribute r of m is −10. If it is −10, the data point is a candidate for a valley head, and therefore, the process moves to step 448 and falls_i (n, nn)> 0. Judge whether.
Where fall_i (n, nn)If> 0, the zigzag line number has already been set and there is already a zigzag line passing through m, so m is the starting point.WhenThe zigzag line to be generated is not generated. On the other hand, if fall_i (n, nn)> 0, it is determined whether fall_j (n, nn) is −10. If it is −10, an attempt is made to extend the zigzag line from m. Since it was possible, a zigzag line starting from m is not generated. When fall_j (n, nn) is not −10, g = g + 1 and m is the generation point of the zigzag line W (line number g). At this time, m is the gg-th point (gg = 1) of W (step 450).
Here, an attempt is made to extend the zigzag line W from m. At this time,mThe point number at W is gg.
[0045]
Therefore, when there is contour data whose rank is one rank lower than M, among data points of contour data lower than M, if a data point having an attribute r of −10 exists within a radius R of m ( Step 453), the above point is set as a selection point of the valley head. A contour line segment including a data point existing within the radius R of m is selected as a temporary line segment (step 454).
In step 455, when there is a line segment that does not intersect the temporary line segment among the line segments (selected line segments) that connect m and the selected points, the long selected line segment that does not intersect the temporary line segment. The selection point having the smallest value is determined as the extension point w from m (step 456).
AndwIs replaced with M and w is replaced with m (step 457), and the process proceeds to the next step 458. However, m is the contour data of line number iiMThe data point of the point number jj.
If fall_i (ii, jj) = − 1, the zigzag line point number gg is incremented by 1 (step 459), and the process returns to step 452.
Further, when not fall_i (ii, jj) = − 1, fall_ijIt is checked whether (ii, jj) = − 10 (step 460). If it is −10, m is set as the end point of W (step 463).Zigzag lineA connection is made from the [fall_j (ii, jj) +1] -th point of W 'to the end point (step 462).
Next, the gg-1st point from the start point of W (the ggth point is m) is examined. For points that coincide with the data point (assuming t, point number bb) of the contour line data (assuming T, line number aa), fall_i (aa, bb) = g, fall_j (aa, bb) = After giving the attribute of point number in W (step 464), the process returns to step 467.
[0046]
When it is determined No in Steps 452 and 453, the attribute of fall_i (n, nn) = − 10 is given, and m is treated as an end point of W (Step 471), and the process proceeds to Step 467. If the maximum point number assigned in step 445 has been reached, the point number nn is incremented by 1 and the flow returns to step 446.
If it is determined in step 467 that the point number has reached the maximum value, it is checked whether the line number assigned in step 469 has reached the maximum value. If not, the line number n is incremented by one. Then, the process returns to step 445, and the above processing is repeatedly executed.
[0047]
When the process has progressed and all processes have been executed and it is determined Yes in step 469, the creation of the zigzag line is finished.AndThe starting point of the created zigzag line is determined to be a trough (step 47).2).
As a final process, file_xyr1 is called again, and when the read (x, y) coordinates are equal to the (x, y) coordinates of the starting point of the created zigzag line, the attribute of r is set to −10, and the others When r is changed to r = 0, it is written in the same format as file_xyr1. This is designated as file_xyr2 (step 474).
As is clear from the above, file_xyr2 has only the value of attribute r changed compared to file_xyr1.
It is also possible to create a point file of only the data points at the valley head.
[Generation of valley lines]
The valley line and ridge line are important information for grasping the shape of the entire mountain area. In particular, the valley line is indispensable information for classification of water systems, extraction of water system areas, calculation of valley density, etc., elucidation of terrain erosion, movement path of collapsed materials, topographic change process, crustal movement and It is used in the extraction of lineament by rock structure.
The purpose of the present invention is to generate a valley line by a procedure as close to traditional manual work as possible. From the data points of the numerical contour data, a point corresponding to the valley head is selected, and the valley line is determined from these points. Is generated.
What is the valley line here?,valleyThe steepest slope generated only from the headGo downIt means the falling water line.
Accordingly, no falling water line is generated from data points other than the top of the valley which is the top of the valley. In this respect, it differs from the falling water line generated from all the data points of the contour line data.
[0048]
【Example】
This inventionAs shown in the flowchart of FIG. 44, a part of the horizontal sectional shape classification program and the analysis program for one unit line are used.Read the valley data obtained by executing the program that determines the valley, and thenUse part of the falling water line generation programA program for generating a valley line is executed to generate a valley line.(Fig. 44).
[0049]
At first,Mentioned aboveTo read file_xyr2 and its elevation file, and to generate waterfall data only from the data point where r = −10, ie, the valley head,As shown in FIGS.The process enters the waterfall line generation program subroutine, skips step 301 and starts processing from step 302.
[0050]
<Waterfall line generation program>
At this stage, a valley line is generated.
In step 302, the CPU first converts the contour line data whose line number is n to M.n, MnNn th data point of mnn, The sewage line number of the sewage line data to create, s,s, WsSth point of wssAnd
In step 303, the r attribute is given to all data points of the contour line data.That is, data point m having line number n and point number nn nn , Let fall_i [n] [nn] = − 1 and fall_j [n] [nn] = − 1.
In the next step 304, the line of the falling water line from an arbitrary point a isunderWhen drawing toward the direction, a is the starting point m.
Next, 1 is sequentially set to n, s, and nn, and the starting point m = mnnAnd ss = 1 is set (steps 305 to 308).
[0051]
As a characteristic part of the present embodiment, in step 309, the falling water line data is obtained.DeIt is determined whether or not the attribute fall_i [n] [nn] of the data point is positive, and whether or not it was impossible to generate waterfall data in step 310.
By these steps 309 and 310, it is determined whether or not the waterfall line data has already been generated.
At this time, if the waterfall line data starting from the data point m has already been generated, the process proceeds to steps 311 and 313 without newly generating the waterfall line data, and whether the point number of the waterfall line data is 1 or not. No, and m is MnIf it is not the end point, the next data point is selected (nn = nn + 1) (step 314) and step3Return to 07. m is MnIf the end point ofnIs the contour data with the largest line number, MnIs not the contour line data with the largest line number, the next contour line data is selected (n = n + 1) (step 316) and the process returns to step 306.nIs the contour line data with the largest line number, the generation process of the falling water line data is terminated.
0052]
FallWhen the point number of the water line data is not −10, m is the generation point of the water line data W (water line number s). At this time, m is the ssth of WPoint and(Step 308).
[0053]
Next, in step 317, the contour line data MnIt is determined whether or not there is contour line data that is one rank lower in elevation, and if it is not, it is determined that it is the end point of the waterfall line data. Therefore, in step 366, an attribute of -10 is assigned as the point number of the waterfall line data. do it, SuStep 311Return to.
Next, in steps 317 to 318, the contour line data MnThere is contour data that is one rank lower in elevation, and MnWhen the data point of the lower contour line data is within the radius R of the starting point m, all the data points existing within the predetermined radius R from the starting point m are selected from all the data points of the contour line data whose elevation is one rank lower. Then, flag 1 is set for all selected data points (step 319).
In step 317, the contour line data MnWhen there is no contour line data whose elevation is one rank lower, and in step 318, MnIf the data point of the lower contour line data is not within the radius R of the starting point m, the starting point is the end point of the falling water line data, and the data line segment cannot be drawn downward from m. Infall_j [n] [nn] =Give -10 attributes, SuStep 311Return to.
In the present embodiment, the predetermined radius R is settable by an analyst using an input device.
The predetermined radius R is selected for the analysis target area, and is selected in consideration of the contour density, the accuracy of the obtained data, and the like. In this embodiment where the mountain area is the target area, R = 150 m (6 mm on the 1: 25,000 topographic map). The choice of R is important because it affects the computation time.
[0054]
The CPU calculates the distance between the selected data point and the starting point m (step 320), and selects the selected point with the shortest distance as the data point t.1And the data point t1Contour data for contours includingT(Step 321) and a contour data line segment including all data points existing within the radius R from the starting point m (a line segment connecting two consecutive data points on the same contour line data) is selected (step 321). 322).
Next, using the selected line segments of the contour line data (hereinafter referred to as “provisional line segments”), the contour line data M in which the contour line data T whose elevation is one rank lower is selected.nTo see if it exists next to.
t1Is MnIf it is a data point of contour data adjacent to, line segment mt1Does not cross any temporary line segment (FIG. 3, A).
But t1Is MnIf it is not the data point of the contour data next to, the line segment mt1Intersects with any of the temporary lines aboveThe
YoIn step 323, the line segment mt1T is determined to intersect the temporary segment, t1Are removed from the selected points (step 224), and as long as there are other selected points (step 325), step 32 is performed.1Return to t1The point t next to the starting point m2And proceed to steps 322 and 323 to repeat this process. If there is no other selection point in step 325, step 3 is performed according to the procedure described above.11Return to.
At this time, if the contour line data whose elevation is one rank lower cannot be determined even if all the selected points are used, the data point m is set as the end point of the falling water line data.
[0055]
On the other hand, line segment mt1Is determined not to intersect the temporary line segment, the contour line data T is the contour line data M.nAs what exists next to
T = Q, t1= Qj(QjIs the jth data point of Q).
At this time, k = j, kk = j, and data point qjTo check whether the data points before and after intersect with the temporary line segment,
min = j-5 (however, if j-5 <0, min = 1)
max = j + 5 (where j + 5> [maximum value of Q point number], max = [maximum value of Q point number]) (step 326).
Next, the data point q of the contour line data Q adjacent to the starting point m and one rank belowjA line segment (qj + 5Qj-5) Examines whether or not it intersects with the temporary line segment (steps 327 to 329, 331 to 333), and if the line segment between the starting point m and each data point does not intersect with the temporary line segment, it is a candidate for the tip point w for creating the falling water line. (Step 330.334).
Furthermore, from the starting point m, qk + 1And qkA straight line passing through and qkk-1And qkkP perpendicular to the straight line passing throughk, Pkk(Step 338.3344), pk, PkkIs the line segment qk + 1qk, Qkk + 1qkkMpk, MpkkThe line segment that does not intersect with the temporary line segment is set as a candidate for the tip point w for creating the falling water line (step 341.347).
Then, the point closest to the starting point m is selected from all the candidates for the tip point w as the tip point w for creating the falling water line, and a falling water line is generated by connecting m and w. It is stored in the data file (step 350.351).
[0056]
Further, in order to generate a waterfall line from the contour line data adjacent one rank below, the contour line data Q is set to MnThen, the data point w is replaced with m (step 352), ss is incremented by 1 and the process proceeds to step 354. When m is not a data point of contour data, the process returns to step 317 to generate the next waterfall line data. enter.
On the other hand, m is the contour line data MiData point miiWhenfall_j [i] [ii]Is -10 or -1, and if it is -10, m is an end point (step 365), and if it is -1, it returns to step 317 and enters the process of generating falling water line data.
In step 356, if fall_i [i] [ii] is not -1, miiThere is already waterfall data passing through. And miiIs the fall_j of the fall line data of fall_i [i] [ii].[I] [ii]The second point (step358).
[0057]
At this time, the waterfall line data WsFall_j of the waterfall line data already generated from the data point m[I] [ii]Connect from the + 1st point to the end point (Step 3)58).
Next, in step 359, the ssth point from the start point of W (the [ss + 1] th point is m) is examined.
Contour data M of line number rrRr th data point mrrFor points that match, DeData pointsm rr And fall_i [r] [rr]= W s Line number, Fall_j [r] [rr] = WsGives the attribute of point number.
If there is no w candidate at step 348, the process returns to step 311 after performing the process of step 366.
In step 356, when fall_i [i] [ii] of the waterfall line data is -1, there is no waterfall line data., SuReturn to step 317.
Furthermore, in step 355, when the point number of the waterfall line data is −10, it has already been impossible to extend the waterfall data from m. Step 359 is processed.
[0058]
Further, in order to generate a waterfall line from the contour line data adjacent to one rank below, the contour line data Q is replaced with M and the data point w is replaced with m (step 352), and the process returns to step 317, and step 318 is performed. Step 353 is repeated until the end point of the waterfall line is reached.
And when you reach the end of the falling water line, step again311ReturnTo generate waterfall data from the next data point to the end pointKeep doingThe
When the generation of the waterfall line data from the last data point of the contour line data is completed, the waterfall line data is generated from the first data point of the contour data one rank below, and this processing is sequentially executed, and the line number with the largest line number is generated. When the contour data is reached, the generation of the falling water data is terminated.
[0059]
[Ridge line generation program]
The steepest climb is important information for grasping the shape of the entire mountain area. In particular, it has been pointed out that the ridge line is particularly related to avalanches.StopIt has become indispensable.
The object of the present invention is to generate a ridge line by a procedure as close as possible to a traditional manual operation, and from among the data points of numerical contour data, select a point corresponding to the ridge bottom point, and from these points, the ridge line is selected. A line is generated.
What is the ridge line here?,tailIt means the steepest climb that occurs only from the bottom bottom point and climbs with the steepest slope.
Accordingly, no ridge line is generated from data points other than the ridge bottom end point of the ridge which is the most protruding point. In this respect, it differs from the steepest climb generated from all the data points of the contour line data.
[0060]
【Example】
This program(See Figure 40)First, in order to determine the upper limit angle that defines the ridge type slope, the numerical value of the angle is input and defined.
And the horizontal sectional shape classification program mentioned above(See FIGS. 19-21)To output classification data of horizontal cross section.
Next, read the classification data of this horizontal section shape, and the attribute of one unit line(See Figure 49)Is analyzed.
Subprogram for determining the ridge bottom point based on the data obtained by the analysis(See Figure 27)Then, a subprogram for generating a ridge line is executed to generate a ridge line.
[0061]
This example,in frontBy using one unit line classified as a ridge-type slope by the horizontal section shape classification program, the ridge bottom point that is the starting point of the ridge line is defined.
In this embodiment, θj<At 5 °When there is a data point mjThe horizontal cross section in is treated as a straight slope.
As an item for defining the ridge bottom point, in this embodiment, the angle of the ridge-type slope (∠s1ps2) Is used to define the ridge bottom point, but the width of the ridge-type slope (D1) And ridge-type slope depth (L / D1Of course, it may be defined using(Fig. 10_2).
[0062]
<1 unit line attribute analysis program>
This program is already in paragraph 0036To paragraph 0048Since this is the same as the attribute analysis program for one unit line of the valley line generation program described in (1), detailed description is omitted.
[0063]
<Ridge bottom point determination program>
In order to find the data point that becomes the lower end point of the ridge, a line (hereinafter referred to as “zigzag line”) connecting the data points with r = 10 written to file_xyr1 by the attribute analysis program of one unit line described above is drawn.
This will be described with reference to FIG.
Ridge bottomDotFirst, the candidate is extracted to determine(Fig. 11_2).
First, file_xyr1 and its elevation file are read and rearranged in order from the lowest contour line (step 441-2)..
Next, the maximum length R of the zigzag line segment is determined (step 443-2).
All data points are given attributes of rise_i (line number of contour line data, point number of contour line data) = − 1 and rise_j (line number of contour line data, point number of contour line data) = − 1. Line numbers n (1, 2, 3,..., N_end) are given to the contour line data in the order of reading. At this time, g = 0 is set (step 444-2).
Further, the contour line data of the line number n is M, and the point number nn (1, 2, 3,.
Then, the data point of the M point number nn is set to m (step 446-2). In the next step 447-2, it is checked whether or not the attribute r of m is 10, and if it is 10, the data point is a candidate for the bottom edge of the ridge, so the process proceeds to step 448-2 and rise_i (n, nn). )> 0 is judged.
Here, if rise_i (n, nn)> 0, the zigzag line number has already been set, and there is already a zigzag line passing through m.WhenThe zigzag line to be generated is not generated. Conversely, if rise_i (n, nn)> 0 is not satisfied, it is determined whether rise_j (n, nn) is −10. If it is −10, an attempt is made to extend the zigzag line from m. Since it was possible, a zigzag line starting from m is not generated. When rise_j (n, nn) is not −10, g = g + 1WhenThen, m is a generation point of the zigzag line W (line number g). At this time, m is the gg-th point (gg = 1) of W (step 450-2). Here, try to extend zigzag line W from m.
[0064
Therefore, when there is contour data whose elevation is one rank higher than M, among data points of contour data higher than M, if a data point having attribute r is within radius R of m (step 453-2), and select the above point as a selected point of the ridge bottom point. Further, a contour line segment including a data point existing within the radius R of m is selected as a temporary line segment (step 454-2).
In step 455-2, when there is a line segment (selection line segment) connecting m and each selected point that does not intersect with the temporary line segment, among the selected line segments that do not intersect with the temporary line segment. The selection point having the minimum length is determined as the extension point w from m (step 456-2).
The contour data including w is replaced with M and w is replaced with m (step 457-2), and the process proceeds to the next step 458-2. However, m is a data point of point number jj of contour line data M of line number ii.
If rise_i (ii, jj) = − 1, the zigzag line point number gg is incremented by 1 (step 459-2), and step 45 is performed.2Return to -2.
[0065]
When it is determined No in Steps 452-2 and 453-2, rise_jThe attribute of (n, nn) = − 10 is given, m is treated as an end point of W (step 471-2), the process proceeds to step 467-2, and the point number previously assigned in step 445-2 If it has not reached the maximum value, the point number nn is incremented by 1, and the flow returns to Step 446-2.
When it is determined in step 467-2 that the point number has reached the maximum value, it is checked whether or not the line number assigned in step 444-2 has reached the maximum value. Is incremented by 1, and the process returns to step 445-2 to repeat the above processing.
[0066]
If the process proceeds and all processes are executed and it is determined Yes in step 469-2, the creation of the zigzag line ends.AndThe starting point of the created zigzag line is determined as the ridge lower end point (step 473-2).
As a final process, file_xyr1 was called again and read(x, y)The coordinates of the starting point of the created zigzag line(x, y)When it is equal to the coordinate, the attribute of r is changed to 10, otherwise it is changed to r = 0, and written in the same format as file_xyr1. This is set as file_xyr2 (step 474-2). As is clear from the above, file_xyr2 has only the value of attribute r changed compared to file_xyr1.
When the above processing is completed, the process returns to the main routine of the ridge line generation program.
[0067]
<Early Climbing Line Generation Program>
Generate a ridge line.
First, the file_xyr2 and its elevation file are read, and the subroutine of the steepest climb generation program is used to generate ridge line data only from the data point where r = 10, that is, the ridge bottom point.(See Figure 22)Step 201 is skipped, and processing is started from step 202 with step 201 skipped.
For subsequent processing, paragraph 0022To paragraph 0031Since this is the same as that described in FIG.
0068]
鞍When a line connecting contour line data having the same height is to be generated in a part or the like, the following processing is further performed.
The program described below assumes that the number of line segments connecting any two contour lines is one.
Execute the unit line attribute analysis program again. The option to be executed at that time is Option1 (FIG. 50Reference). At this time D2Is not calculated. Further, since the inflection points are not written out, the number of read data points is equal to the number of data points to be written.
When the attribute analysis program for one unit line is finished, the process returns to the main routine and the same contour line generation program is executed.
[0069]
<Same Contour Line Segment Generation Program>
This will be described with reference to FIGS.
First, the user determines that the total contour length max_length and the maximum length limit_length of the line segment to be combined are input and determined.
Contour data whose total length is shorter than max_length and whose start point = end point is set as the start polygon, and a line segment connecting the contour lines having the same height as the start polygon is drawn. This line segment does not exceed the maximum length limit_length determined by the user.
Next, file_xyr is read and line numbers i (1, 2, 3,...) Are given in the reading order. Let sum be the total number of contour lines. Further, the total number of contour line data points of line number i is set to P [i] (step 482).
Also, file_Z is read, and the elevation of each contour line is set to Z [i] (step 483).
In the next step 484, for each contour line, when the line number is i,(1)An attribute poly [i] = 1 is given to the contour line data where the start point = the end point,
Otherwise, give the attribute poly [i] = 0,
(2)The total length is calculated, and the line number line_i [i] and the total length line_l [i] are saved and temporarily stored. Next, s = 1 and i = 1 are set (steps 485 to 486). In the next step 487, if poly [i] = 1, the total length is less than or equal to max_length, and the altitude is higher than 0, the line number (poly_i [s] = i) and the total length (poly_l [ s] = line_l [i]) is temporarily stored, s is incremented by 1, and the process proceeds to step 490 (steps 487 to 489).
On the other hand, if any of the conditions that poly [i] = 1 total length <max_length and elevation is above 0 is not satisfied in step 487, the process proceeds to step 490.
In step 490, it is determined whether or not the line number i is equal to the total number of contour line data sum. If not, the line number i is incremented by 1, and the process returns to step 487 to repeat the process.
On the other hand, when it is determined that the line number i is equal to the total number sum of contour line data, the total number p_num of start polygons is set to s, and the start polygon selection process is ended (step 492).
[0070]
In the next step 493, poly_i [s] and poly_l [s] are rearranged in order of decreasing poly_l [s]. By this processing, poly_l [1] (contour line number poly_i [1]) becomes the start polygon with the shortest overall length, and poly_l [p_sum] (contour line number poly_i [p_sum]) becomes the start polygon with the longest overall length. .
Next, line_i [i] and line_l [i] are rearranged in order of increasing line_l [i].
By this processing, line_l [1] (the contour line number line_l [1]) becomes the contour line with the longest overall length, and line_l [sum] (the contour line number line_l [sum]) becomes the contour line with the shortest overall length (step 494). .
[0071]
In the next step 495, a line segment connecting the starting polygon and the contour line is written.
The number of the line segment to be written is number = 0. Also, ii = 1 is set (step 496).
Next, the line number i of the contour line, which is the starting polygon for examining whether or not the line segment can be connected, is set to poly_i [ii] (step 497).
Further, after setting hh = 1, the line number h of the contour line for examining whether or not the line segment with the starting polygon (line number i) can be connected is set to line_i [hh] (steps 498 to 499).
Then, the altitude is 0, and it is examined whether or not the line segments of the start polygon and the start polygon can be connected. The contour lines are not equal in elevation, and the line between the start polygon contour line number and the start polygon (line number i) If any one of the three conditions of the contour line number h for examining whether or not the minute line is equal is satisfied, if the contour number hh is not equal to the total number sum of contour lines, hh is incremented by 1 (step 504), If equal, if the total number of start polygons has not been reached, the next start polygon is selected (step 506). When the total number of start polygons has been reached, the creation of the line segment is terminated (step 507) and the line segment is written out (step 507). Step 508).
At this time, writing to the output file is repeatedly executed from t = 1 to t = maximum line segment number to be written (cycle of steps 509 to 511). The format of the output data at this time is as shown in the following table.
[0072]
【table2]
When the value of t reaches the maximum line segment number to be written, writing to the output file is stopped (step 511).
[0073]
On the other hand, in steps 500 to 502, the elevation is 0, and it is examined whether or not the line segments of the start polygon and the start polygon can be connected. When the line number of the contour line for which it is considered whether or not the line segment can be connected to the line number is equal, if none of the three conditions is satisfied, the starting polygon (line number i) and the contour line (line number h) are ) To see if there is a line connecting. Then, a combination of data points connecting the two contour lines with the shortest distance is searched.
[0074]
In step 514, tmp_j = -1, tmp_g = -1, ll = 100000 [m], and then j = 1. This j is the point number of the starting polygon (step 515). Then, it is determined whether or not the point j is a data point that is a ridge-type slope (r = 1). If Yes, g = 1 is set. g is the point number of the contour line h for examining whether or not the line segment with the starting polygon can be connected.
If the point g is a data point having a ridge slope (r = 1) (step 518), if poly [h] = 1 and g = p [h], the distance l between the point j and the point g is set. Calculate (step 520), and when ll is larger than l, tmp_j = j, tmp_g = g, and ll = l, and the process proceeds to step 523. On the other hand, when ll is smaller than 1, the process proceeds directly to step 523.
In step 523, if it is not the total number of point numbers of the contour line h for examining whether or not the line segment can be connected to the start polygon, g is incremented by 1, and the process returns to step 518 to determine whether or not the line segment can be connected to the start polygon. When the total number of point numbers of the contour line h to be examined is reached, the process proceeds to step 525. If the value of j has not reached the total number of points of the starting polygon, j is incremented by 1 (step 526), and the process returns to step 516.
In step 525, if the value of j has reached the total number of points of the starting polygon, the process proceeds to step 527, where it is checked whether tmp_j is -1, and if it is -1, the process returns to step 503 again.
[0075]
On the other hand, when tmp_j is not −1 in step 527, j = tmp_j and g = tmp_g are set, and the point on h closest to point j is searched by executing the following steps.
In step 530, time = 1, tt = 0, x1 = x [i] [j], and y1 = y [i] [j]. Here, (x [i] [j], y [i] [j]) is the (x, y) coordinates of the data point of the point number j of the contour line of the line number i.
Next, at step 531, if the total number of point numbers of the contour line h for examining whether or not the line segment with the starting polygon can be connected is 5 or less, the process proceeds to step 532 and start1 = 1 and end1 = P [h]. .
Further, when the total number of point numbers of h exceeds 5, when the point number is 1, start1 = 1, end1 = 3, and in the case of a polygon, further, times = 2, start2 = p [h] − 2, end2 = p [h] (step 536).
Further, when the point number is 2, start1 = 1, end1 = 4, and in the case of a polygon, further, times = 2, start2 = p [h] -1, end2 = p [h] (step 540). ).
When the point number is equal to the total number of point numbers, start1 = p [h] −3 and end1 = p [h] are set (step 542).
When the point number is equal to (total number of point numbers −1), start1 = p [h] −3, end1 = p [h], and in the case of a polygon, further, times = 2, start2 = 1, end2 = 2 (Step 546).
When the determinations in steps 531, 533, 537, 541, and 543 are all No, start1 = g−2 and end1 = g + 2 are set (step 547), and the process proceeds to step 548.
If the determinations in steps 531, 533, 537, 541, and 543 are Yes, the process proceeds to step 548 even after the next process is executed.
[0076]
By the processing after step 548, the line segment between the point j and the data point from start1 to end1 on h is examined.
First, k = start1 is set (step 549).
In the next step 550, x2 = x [h] [k] and y2 = y [h] [k] are set.
By executing the following steps, it is checked whether or not the line segment tmp_segment having the end points at (x1, y1) and (x2, y2) intersects the contour line. At this time, it is only necessary to examine only the contour lines whose elevation is one rank lower than Z [i] and Z [i].
In step 552, it is determined whether or not the line segment tmp_segment having (x1, y1) and (x2, y2) as endpoints intersects the contour line.
In the next step 553, for the length l of tmp_segment, whether limit_length is 1 or more is checked, and if it is 1, x2, y2, 1 are stored. Also, tt = tt + 1 tmp_x [tt] = x2, tmp_y [tt] = y2, tmp_l [tt] = l (step 554), the process proceeds to the next step 555, and it is determined whether k = end1. When it is determined No, k is incremented by 1, and the process returns to Step 550 to repeat the above processing.
If it is determined in step 552 that the line segment tmp_segment having (x1, y1) and (x2, y2) as the end points intersects the contour line, the process proceeds to step 555 without saving the data.
In step 555, when the value of k reaches end1, with respect to each line segment from the contour line data points start1 to end1 by a process after step 557, an intermediate point on the line segment (line segment is Also check n equal points (points where n is an integer).
At this time, the length of each of the n equally divided line segments is longer than min_length. This min_length is determined by input by the user.
In step 559, the value of k is set to start1.
The length 12 of the contour line segment whose end points are (x [h] [k], y [h] [k]) and (x [h] [k + 1], y [h] [k + 1]) is min_length. When x2 or more, _n is determined as a quotient of 12 / min_length.
In the next step 562, Sign = 1 is set.
560, the length 12 of the contour line segment whose end points are x [h] [k], y [h] [k] and x [h] [k + 1], y [h] [k + 1] is min_length. When it is less than x2, it is checked whether or not the value of k is end1-1. If it is No, k is incremented by 1 (step 569), the process returns to step 560, and if it is Yes, the process jumps to step 572.
Proceeding to step 563, the coordinates of x2 and y2 are calculated.
[0077]
【formula2]
[0078]
In the processing after the next step 564, it is checked whether or not the line segment tmp_segment having the end points at (x1, y1) and (x2, y2) intersects the contour line. It suffices to examine only the contour lines whose elevation is one rank lower than Z [i] and Z [i].
When the line segment tmp_segment with (x1, y1) and (x2, y2) as the end points intersects the contour line, it is checked whether sign = n−1, and when sign = n−1, the sign is set to 1. Increment and return to step 563 to repeat the above processing. When sign = n−1, the process proceeds to step 571 to determine whether or not the value of k is larger than endi−1. If the value of k is not equal to endi-1, k is incremented by 1, and the process jumps to S563.
When the value of k is equal to endi-1, it is determined whether or not times is 2. If it is 2, then start1 = start2, end1 = end2, and times = 1 are set (step 573), and then to step 548. Return. When times is not 2, it is determined whether or not tt is 0. When tt is 0, the process returns to step 503, and when tt is not 0, it is determined whether or not tt is 2 or more. If it is 2 or more, the tmp_x [tt] = x2 and the tmp_y [tt] = y2 are rearranged in order of increasing tmp_1 [tt] (step 576), and the number is incremented by 1 in the next step 577 (step 577). .
In the next step 578, the following information is stored as a new line segment new_segment connecting the two contour lines.
[0079]
【table3]
[0080]
Next, it is checked whether or not new_segment intersects with the segment segment created so far.
In step 581, it is checked whether or not number is 1. If 1, the process returns to step 503, and if not 1, t is set to 1 (step 582), and (one_x [t], one_y [t]) and ( It is checked whether or not a line segment pre_segment [t] and new_segment intersecting with two_x [t], two_y [t]) as endpoints.
When these intersect, when final_l [t] is smaller than final [number], information of pre_segment [t] and new_segment is replaced (step 586), and the process proceeds to step 587 where number = number-1 and step 503 is set. Return to.
If final_l [t] is not smaller than final [number], the process jumps to step 587 to set number = number-1 and returns to step 503.
Furthermore, if the line segments pre_segment [t] and new_segment do not intersect with each other (one_x [t], one-y [t]) and (two-x [t], two-y [t]), t When t is not equal to number-1, t is incremented by 1. When t is equal to number-1, the relationship between pre_segment [t] and new_segment is examined.
In step 591, t is set to 1. In the next step 592, it is determined whether or not pre_segment [t] has already been connected for two contour lines connected by new_segment.
If the result of the determination is No, it is further determined whether one point of one of the contour lines (line numbers i and h) connected by new_segment is the end point of pre_segment [t]. (Step 593), the distance 13 between the two end points on M of new_segment and pre_segment [t] is calculated (step 594). As a result, when l3 does not exceed 1000, new_segment and pre_segment [t] are considered to be vectors starting from one point on M, respectively, and an angle θ formed by the two vectors is calculated (step 596). After determining whether <45 ° and l3 <500, it is further determined whether final_l [t] <final_l [number] (steps 597 to 598). If both are Yes, pre_segment [t] and new_segment Put informationReplacementThen, after processing number = number-1 (step 599), the process returns to step 503. If the determination result in step 598 is No, the process of step 600 is performed and the process returns to step 503.
If the determination result in step 592 is Yes, if final_l [t] <final_l [number], the information of pre_segment [t] and new_segment is replaced, and then the process of number = number-1 is performed. Return to 503 (steps 601 to 603).
Further, when the determination result of step 593 is No and the determination result of step 595 is Yes, the process returns to step 503.
[0081]
[Calculation of valley order]
If the occurrence sites of the slope collapse are concentrated at a specific valley order n, the portion of the valley order n where the collapse has not yet occurred has a higher risk of collapse than others. Therefore, the valley order obtained along the valley line is important information for grasping the progress of erosion, the tendency of collapse, and the degree of danger. This program first executes a valley line generation program to generate a valley line, and then reads water system classification data obtained by executing a water system classification program for classifying the generated valley line for each water system. The order is calculated. Of course, a falling water line may be used.(Fig. 45).
[0082]
Since the valley line generation program was described above, the water system classification program(Fig. 43)Will be described in detail below.
As a premise, data points of two valley line (falling water) data with the same altitude(end point)When the distance is within d [m] (default is 0.5 [m]), it is assumed that the two valley line (falling line) data merge.
The falling water line creation method of the present invention connects adjacent contour lines, and therefore, contour lines having different elevations with straight lines., BendIn the intense part of the song, the falling water line is interrupted.
Since there are only a few such parts as a whole, it is currently most practical to connect the disconnected parts manually.
Therefore, if there is an interrupted portion in the created waterfall line, the portion is manually connected to correct the waterfall data, and the corrected waterfall data is set as an analysis target.
[0083]
[Water system classification program]
Regarding the water system, in the present invention, valley line (falling line) data that converge to the same end point is defined as the same water system.
Actually, when the plane distance between the end points of two valley lines (falling line) with the same altitude is within d [m], the two valley lines (falling line) converge to the same end point. Is processed.
In this embodiment, the default is d = 0.0 [m]. For example, if the original data isScaleWhen it is desired to make the end points which are contour lines of 1: 25,000 and are only 0.1 [mm] apart in the figure, d = 2.5 [m]. In the present invention, this d is input according to the purpose by an analyst.
In addition, when at least f or more valley lines (falling lines) have the same end point, these valley lines (falling lines) form a water system. This f is input according to the purpose by a person who analyzes using the present invention.
43In step 611, the corrected valley line (falling line) data is read, and the attribute of water system number -1 is given to all valley line (falling line) data.
In the next step 612, k = 1 and s = 1 are set. In the next step 613, WsThe end point of is the same as w in the valley line (falling line) data where the valley line (falling line) number is larger than s, and the horizontal distance is within d (determined by the user) from w Select a certain valley line (falling water line) data. When the total number of these valley lines (falling lines) is greater than or equal to f (step 614), a water system number k is given to each selected valley line (falling line) (step 615).(Fig. 12_1_B). When the total number is smaller than f, the attribute of the water system number −10 is given to each selected valley line (falling line).(Step 616)(Fig. 12_1_A). If s is the largest valley line (falling line) number (step 617), the process returns to the main routine, and if not, the valley line (falling line) numberTo issue+1 (step 618), WsIf the attribute is -10 (step 619), the process jumps to step 617. WsIf the attribute is not -10, SuW at step 620sIn the same way, the process jumps to step 617 when the attribute of the image> 0. If not satisfied, +1 is given to the water system number, and the process jumps to step 613.
Through the above processing, the valley line (falling line) is classified for each water system.
In addition, by changing the color of the valley line (falling line) for each water system number (for example, 1, 2, 3,...), The classified water system is displayed and printed based on the valley line (falling line). It is possible to create a water map that is easy to understand visually.
[0084]
Next, the valley order calculation program will be described with reference to FIGS.
First, valley data subjected to water system classification is read (step 631), and in the next step 632, α = altitude interval between contour lines (default is α = 10 [m]). Further, s = 1.
Thereafter, the valley order is calculated for each water system. Here, k = 1. This k is a water system number (1, 2, 3,..., K_end) assigned to each water system.
In the next step 634, the valley data having the water system number k is rearranged in descending order of the elevation of the starting point, and provisional numbers h (1, 2, 3,..., H_end) are given. Valley line data W of temporary number 11Let al_Z be the elevation of the start point and min_Z be the elevation of the end point(Fig. 13).
In this embodiment, the data used as the basis for calculating the valley order is a valley line, but it may be a falling water line.
Valley line data W of temporary number hhThe g th data point of wh, gWhen WhThe total number of data points is P [h]. Line segment wh, gwh, g + 1The starting point of wh, g, W the tip pointh, g + 1And
At this time, wh, gThe altitude of wh, g + 1Higher than the altitude.
First, the line segment w whose starting point is the starting point of the valley line datah, 1wh, 20 is given in advance to the valley order.
[0085]
In step 636, E = max_Z, and in the next step, h = 1. Next, Count = 0 is set (step 638).
Then WhIt is determined whether or not the total number P [h] of the data points is zero.
WhWhen the total number of data points is not 0, WhFor the data points, search for a point where the elevation of the data point is equal to E in ascending order of the point number. Here, g = 1 is set.
Next, [wh, gIs determined to be E (step 641). [Wh, gIf Elevation] is E, and Count is 0, i = h, j = g, and line segment wi, j wi, j + 1Is the reference line segment. At this time, tmp = −1, count = 1, order = −1 (step 643), the process returns to step 647, it is determined whether or not the temporary number h is the final number, and the process proceeds to the next step.
[0086]
On the other hand, [wh, gWhen Elevation] is greater than E,w h, g + 1Is Wh(Step 645). If it is not the end point, g is incremented by 1, and the process returns to step 641.
In step 645, wh, g + 1Is WhIn step 644, [wh, g) Is less than E, and in step 649 the line segment wi, j wi, j + 1And line segment wh, gwh, g + 1Is wi, j + 1If it is determined that they will not join,BothProceed to step 647.
In step 647, it is determined whether or not the temporary number h is the final number. If it is not the final number, h is incremented by 1 (step 648), and the process returns to step 639.
[0087]
In step 649, the line segment wi, jwi, j + 1And line segment wh, gwh, g + 1Is wi, j + 1If it is determined that they will merge at step 650, the process proceeds to step 650 to calculate the valley order.
In step 650, h and g are stored, and P [h] = 0 is set. This is wi, j + 1Downstream, WiAnd WhTo avoid duplication(Figs. 17 and 18).
In step 651, it is checked whether tmp is negative ((See paragraph 0098 for the meaning of tmp)If negative, line segmentw i, j wi, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1In step 653, tmp = 5, order = (wi, jwi, j + 1(Valley order) +1. Line segmentw i, j wi, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1Is greater than the valley order of tmp = 1, order = (wi, jwi, j + 1Of the valley).
In addition, the line segmentw i, j wi, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1Is smaller than the valley order of, in step 656, tmp = 10, order = (line segmentw h, g w h. g + 1 Of the valley).
[0088]
When the above processing is completed, the process returns to step 647.
In step 647, when the temporary number h is not the final number h_end, h is incremented by 1, and the process returns to step 639.
If the temporary number h is the final number h_end, the process proceeds to step 657. If order is a negative number, the line segment wi, j + 1wi, j + 2No valley order line segment wi, jwi, j + 1If the order is equal to or greater than 0 (step 658), wi, j + 1wi, j + 2The order of the valley is set to the order number (step 659).
[0089]
In step 651, when tmp is 0 or more, Option-v1(Fig. 47)Enter the subroutine.
This subroutine is executed when three or more valley line data merge at one point.(The meaning of tmp is
Reference).
In step 671, wi, jwi, j + 1No valley degree is wh, gwh, g + 1And tmp = 1, tmp = 5 and order = (wi, jwi, j + 1Of the valley) +1 (step 672).
In step 671, wi, jwi, j + 1No valley degree is wh, gwh, g + 1W is not equal to the valley order of or tmp = 1i, jwi, j + 1No valley degree is wh, gwh, g + 1It is judged whether it is smaller than the valley order of. If the determination result is Yes, it is checked whether tmp is 1, 5, 10, 10 or 15 (steps 674, 676, 678, 683). When Yes in steps 674 and 676, tmp = 10, order = (Wh, gwh, g + 1Of the valley order).
In step 678, tmp = 10, and in step 679 wh, gwh, g + 1When the valley degree of order is order, tmp = 15, order = wh, gwh, g + 1The process of the valley order of +1 is performed (step 680).
In step 679, wh, gwh, g + 1If the valley order of is not order, go to step 681 and go to wh, gwh, g + 1It is determined whether or not the valley order of is larger than order. If it is larger, tmp = 10, order = wh, gwh, g + 1The trough degree is processed (step 682).
Further, in step 683, when tmp = 15, order = wh, gwh, g + 1If the valley degree of the order is “order” (whether or not there is), when “Yes”, tmp = 10, order = wh, gwh, g + 1Is processed (step 685). When the result is No, the process ends and the process returns to step 647.
[0090]
When the calculation for the valley number is completed, the calculation result is written in step 660.
Next step 661Then, s is incremented by 1 and when i = h_end is not satisfied, h = i + 1 and count = 0 are set, and the process returns to step 639 again.
When i = h_end, if E> min_Z + α, E = E−α is processed (step 66).4Then, the process returns to step 638.
When i = h_end, if E> min_Z + α, k = k_end is determined.
If k = k_end is not satisfied, k is incremented by 1 and the process returns to step 634 to execute processing for the data of the next water system number.
If the data of all water system numbers is processed, k = k_end, so the calculation is terminated.
[0091]
[Combination of valley order and vertical section of slope]
This will be described with reference to FIGS.
Falling water line data Wi, Wh, WpFor each jth data point wi, j, The g th data point is wh, g, The qth data point is wp, qAnd Wi, jAnd wi, j + 1, Wh, gAnd wh, g + 1, Wp, qAnd wp, q + 1The midpoints of ti, j, Th, g, Tp, qAnd The vertical cross-sectional shape of the slope according to the present invention has two line segments with the data point of the falling water line data as the middle point, that is, a line composed of three points as one unit. In many cases, the points at both ends of a unit line are the midpoints of the line segment of the falling water line data (FIG. 1).5B)) may be the start point and end point of the falling water line data (FIG. 1).5A)). Further, when a plurality of waterfall line data merge at the same data point, the vertical sectional shape of one unit line having the merge point as the midpoint may be different (FIG. 15, B1) and B2)). Therefore, waterfall data Wi, Wh, WpIs the data point wi, j + 1When joining ati, j + 1Vertical cross-sectional shape of the slope (wi, j + 1The line with the middle point is determined by the following procedure..
AheadFirst, the waterfall line generation program is executed to generate a waterfall line (step 701), and then the water system classification program is executed in the next step 702. Although the present Example calculated based on the falling water line data, valley line data may be sufficient.
Therefore, the water system classification data is read (step 702-2). Subsequently, it is determined by inputting whether or not to calculate a waterfall line that does not have a water system number, that is, does not form a water system (step 703).
When it is decided to calculate a waterfall line that does not have a water system number, Option-cProceed to subroutine. Since this subroutine is additional, this subroutine will be described later.
[0092]
This program first calculates the valley order for each water system, and further classifies the vertical cross section. Therefore, this process will be described in detail.
First, in step 706, an altitude interval α between contour lines is defined. The default is α = 10 [m]. Here, s = 1 (since s comes out in step 765), k = 1. s is a data number, and k is a water system number (1, 2, 3,..., k_end) assigned to each water system.
In step 708, the waterfall line data of the water system number k is rearranged in descending order of the elevation of the starting point, and the temporary number h (1, 2, 3,…,h_end). Moreover, the waterfall line data W of the temporary number 11Let al_Z be the elevation of the start point and min_Z be the elevation of the end point.
Next, the waterfall line data W of the temporary number hhThe g th data point of wh, gAnd WhThe total number of data points is P [h]. Line segment wh, gwh, g + 1The starting point of wh, g, W the tip pointh, g + 1And At this time, wh, gAltitude> wh, g + 1There is a relationship of altitude.
And the line segment w whose starting point is the starting point of the falling water line datah, 1wh, 2The valley order of is assumed to be 0. Next, E = max_Z, h = 1, and count = 0.
[0093]
WhWhen the total number of data points is not 0, WhFor the data points, search for a point where the elevation of the data point is equal to E in ascending order of the point number. Here, g = 1 is set (step 714).
Then wh, gIt is determined whether or not the altitude of E is E (step 715). wh, gIf the elevation of E is E and Count is 0, i = h, j = g, and line segment wi, jwi, j + 1Is the reference line segment. At this time, tmp = −1, count = 1, order = −1 (step 723), the process returns to step 719, and it is determined whether or not the temporary number h is the final number. When the determination result is No, the temporary number h is incremented by 1 and the process returns to step 713.
[0094]
On the other hand, wh, gWhen the elevation of is higher than E, wh, g + 1Is Wh(Step 717), if it is not the end point, the data number g is incremented by 1 and the process returns to step 715.
In step 717, wh, g + 1Is WhIn step 716 when it is the end point ofh, gWhen the altitude of E is lower than E and in step 724 wi, jwi, j + 1And wh, gwh, g + 1Is wi, j + 1If it is determined that they will not merge at step 719, the process proceeds to step 719.
In step 719, it is determined whether or not the temporary number h is the final number. If the temporary number h is not the final number, the temporary number h is incremented by 1 (step 720), and the process returns to step 713.
[0095]
Line segment w in step 724i, jwi, j + 1And line segment wh, gwh, g + 1Is wi, j + 1If it is determined that the two will join, the process proceeds to step 725 to calculate the valley order. In step 725, h and g are stored.
In step 726, it is checked whether tmp is negative.i, j w i, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1In step 728, tmp = 5, order = (line segment wi, jwi, j + 1(Valley order) +1.
The line segment wi, j w i , J + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1Is greater than the valley order of tmp = 1, order = (line segment wi, jwi, j + 1Of the valley).
Furthermore, line segment wi, j w i , J + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1Is smaller than the valley order of tmp = 10, order = (line segment) in step 731.w h, g w h, g + 1 Of the valley).
[0096]
When the above processing ends, the process returns to step 719.
In step 719, if the temporary number h is not the final number h_end, h is incremented by 1 and the process returns to step 713, and the above processing is repeated until the temporary number h reaches the final number.
When the temporary number h reaches the final number h_end, it is determined whether Count is 0 or not. If it is determined in step 721 that Count is 0, the process proceeds to step 790. If the altitude is the altitude just before the end point, the altitude at the start point of the falling water line data is lowered by 1, and the process returns to step 713.
On the other hand, in step 790, if the altitude is not the one immediately before the end point, and the water system number k is not the final one, the water system number is incremented by 1 and the process returns to step 708 to start data processing for the next water system number. Further, when the water system number k is the final one, the processing is finished for all the objects, so this processing is finished.
[0097]
Step 726If tmp is greater than or equal to 0, in step 732, the line segment wi, jwi, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1And tmp = 1, tmp = 5 and order = (line segment wi, jwi, j + 1Of the valley) +1 (step 733).
In step 732, the line segment wi, jwi, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1If it is not equal to the valley order of or tmp = 1, the line segment wi, jwi, j + 1No valley degree is line segment wh, gwh, g + 1It is judged whether it is smaller than the valley order of.
If the determination result is Yes, it is checked whether tmp is 1, 5, 10, 10 or 15 (steps 735, 736, 738, 743). = 10, order = (line segment wh, gwh, g + 1) (Step 737).
In step 738, tmp = 10, and in step 739, the line segment wh, gwh, g + 1If the valley order of is order, tmp = 15, order = line segment wh, gwh, g + 1The process of the valley order of +1 is performed (step 740).
In step 739, the line segment wh, gwh, g + 1If the valley order of is not order, go to step 741 and go to line wh, gwh, g + 1It is determined whether or not the valley order of the order is greater than order.h, gwh, g + 1The trough degree is processed (step 742).
In step 743, when tmp = 15, the line segment wh, gwh, g + 1If the determination is “valley order of order ≧ order”, when Yes, tmp = 10, order = line segment wh, gwh, g + 1Is performed (step 745), and the process returns to step 719. Also, the line segment w in step 744h, gwh, g + 1If the determination is “No” or “No”, the process is terminated and the process returns to step 719.
[0098]
Here, the meaning of the value of tmp is summarized.
tmp = 1: line segment wi, jwi, j + 1Only has the largest valley order.
tmp = 5: line segment wi, jwi, j + 1And other line segment (s)w h, g w h, g + 1 Has the highest valley order.
tmp = 10: single line segment wh, g w h , G + 1(≠ line segment wi, jwi, j + 1) Has the largest valley order.
tmp = 15: multiple line segments wh, g w h , G + 1(≠ line segment wi, jwi, j + 1) Has the largest valley order.
[0099]
When the calculation of the valley order for the falling water line data belonging to one water system is completed, a determination of Yes is made in step 719, and the process proceeds to step 721 to determine whether Count is 0 or not. Step when the Count is determined to be 079If it is not 0, the process further proceeds to step 746.
In step 746, it is determined whether order is negative.
When it is determined to be negative, the line segment wi, j + 1wi, j + 2The value of the valley order of the line segment wi, jwi, j + 1The value of the valley order.
If it was not negative,, OrderThe value of theLine segment wi, j + 1wi, j + 2The value of the valley order of.
[0100
Next, in step 749 and step 750, when order is negative or tmp is 1, ii = i and jj = j are set.
When tmp is 10 in step 752, the data point wi, j + 1Line segment wh, gwh, g + 1Here, ii = h and jj = g are set using (h, g) of the line segment having the maximum valley degree in h ≠ i.
If none of the above three steps apply, line segment wi, jwi, j + 1And line segment wh, gwh, g + 1Since they have the same valley degree and the flow histories of each other are equal, in order to find out which drainage line will flow linearly, the line segment wh, gwh, g + 1And line segment wh, g + 1wh, g + 2Is the angle δ on the horizontal planeh, g + 1(≤180 °) is calculated(FIG. 16B). However, this h includes i, and this g includes j.
Therefore, the line segment wi, jwi, j + 1And line segment wi, j + 1wi, j + 2Is the above angle δ on the horizontal planeh, g + 1(≦ 180 °) is also calculated. And the calculated δh, g + 1Of which is the largest δh, g + 1Ii = h and jj = g for h and g. That is, priority is given to the one that flows linearly as the reference line segment.
[0101]
Here, the data structure and the calculation method of the attribute and the attribute will be described.
[0102]
【table4]
Gradient θii, jj: Tanθii, jj= Α /l ii, jjMore calculated
Valley degree vii, jj-1: Wii, jj-1wii, jjValley order
Τ which determines the vertical cross sectionii, jj= 180 ° + θii, jj-1−θii, jj
Angle δ on the horizontal planeii, jj: Lii, jj-1 , L ii, jj , W ii , Jj-1Whenw ii , Jj + 1Horizontal plane distance tolIs obtained by the following calculation.
[0103]
【formula3]
[0104]
In addition, the middle point, data point, middle point data m from aboveii, jj-1wii, jjmii, jj + 1 InThe attributes to be written to the attribute file are as follows.
(1)Line number: s (corresponds to s in the xy file)
(2)Midpoint elevation: zii, jj
(3)Water system number: k
(4)wii, jjThe slope of the line segment upstream: θii, jj-1
(5)wii, jjThe slope of the line segment downstream: θii, jj
(6)wii, jjAngle in the horizontal plane at δ:ii, jj
(7)Angle for separating vertical section: τii, jj
(8)Valley degree vii, jj-1: Line segment wii, jj-1wii, jjValley order
As described above, for example, the valley degree has one attribute with respect to one line segment of the waterfall line data, and thus two data points. For example, the angle that determines the vertical cross-sectional shape is the value of two continuous waterfall line data. It has one attribute for the line segment and thus for the three data points.
For this reason, the waterfall line data excluding the first and last ones typically writes out the data points in step 807 as shown in the table below.
[0105]
【formula4]
The attributes to be written are as shown in the table below.
[0106]
【table5]
[0107]
By executing the following processing, processing for writing data to the xy file attribute file is executed for all line segments.
wii, jj(X, y, z) coordinates of (xii, jjyii, jj, Zii, jj), Wh, g(X, y, z) coordinates of (xh, g, Yh, g, Zh, g(Step 755).
And the line segment wii, jjwii, jj + 1Besides, wi, j + 1It is determined whether or not there is a line segment with the tip point at (step 756).ii, jjwii, jj + 1Excluding wi, j + 1A plurality of line segments with the tip as wh, gwh, g + 1(Step 757).
[0108]
Step 758 to Step 766By this process, all the data acquired by the process so far is written to the file.
First, in step 759 and step 761, it is determined whether the data point number is 1 or 2 or other.
If the data point number is 1, writing is performed in step 760. If the data point number is 2, writing is performed in step 762.
If the data point number is neither 1 nor 2, writing is performed in step 763.
In step 764, WhThe total number of data points P [h] is set to 0. This is a process that is performed in order to eliminate overlapping waterfall line data in subsequent processes.
With the above processing, writing of the xy coordinate data and attribute data of all the falling water line data is completed.
[0109]
Next, the line segmentw ii, jj w ii, jj + 1 Export about.
Data point number is 1Or 2 and W ii It is checked whether or not it is two before the total number of data points P [ii], and data is written according to conditions that satisfy each of them (steps 768 to 77).8), The data number s is incremented by 1, and the process proceeds to step 789.
On the other hand, in step 756, wii, jjwii, jj + 1Besides, wii, j + 1If there is no line segment with the tip point, the process proceeds to step 780, where it is determined whether the data point number is 1, and if it is 1, the process proceeds to step 789.
If the data point number is other than 1, the data point number is 2 and the total number of data points is 3.,Data number is2. Data number isData is written in four formats depending on whether one of the conditions before the total number of data points is satisfied (steps 781 to 787).
Thereafter, the data point number s is incremented by 1, and the process proceeds to Step 789.
[0110]
In step 789, it is determined whether or not the line number of the reference line has reached the total number of temporary numbers.
If not reached, h = i + 1 and count = 0, and the process returns to step 713.
If it is determined that the line number of the reference line has reached the total number of temporary numbers, when E> min_Z + α, the altitude is lowered by one rank (E = E−α) and the process returns to step 713 and thereafter. Execute the process.
Further, when E> min_Z + α is not satisfied, if the end of the water system number has not been reached, the process proceeds to the process for the next water system (step 794).
Here, when the end of the water system number is reached, since the processing has been completed for all the water systems, the execution of the program is terminated.
[0111]
Here again, the subroutine Option_c (Fig. 48)To explain
Next, an attribute of valley degree 0 is given to all the lines of the falling water line G (step 796).
G waterfall data W not writteniiWhen there is (1 in Step 797), wiiJj-th (jj = 1, 2, 3,...)ii, jjAnd At this time, jj = 1 is set (step 797-2).
In the next step 798, when the data number jj is not 1, jj = 2And P [ii] = 3Orjj = 2,If either condition of jj = P [ii] -1 is satisfied, Steps 801, 804, and 808 are executed to write data.
This is also the most common, but step 807TheExecute.
After step 801 and step 808 are executed, s is incremented by 1 in step 802, and the process returns to 1 in step 797 to repeat the subsequent processing.
Further, after executing Steps 804 and 807, s is incremented by 1 at Step 805, jj is incremented by 1 at Step 799, and the routine returns to Step 798 to repeat the subsequent processing.
As a result of the repetition of the above processing, all G waterfall data w in step 797-1iiIs determined to have been written, the process is terminated, and the process returns to the main routine to enter the processes in and after step 706.
[0112]
[Contour grid attribute data gridding program 1]
The present invention provides various attribute data calculated based on contour line data.(line segment)This is related to a program used when grid is formed.
In general, the number-of-values statistical analysis method often uses grid data having a regular, grid-like arrangement. Many data such as vegetation data and geological data have been prepared as grid data.
On the other hand, line data and various (random) point data holding various information are combined with the grid data as they are.useIt is difficult to do.
Therefore, the present invention intends to expand the range of utilization by making the obtained line segment data having terrain attributes into a grid and linking with various grid data.
The line segment data used for grid formation always has information on the plane position coordinates of the start point and end point of the line segment, and has one or more attributes such as gradient and slope direction.
And, for example, the slope, slope direction and valley degree are calculated simultaneously from the line data of the falling water line, 1) the line number, 2) the x coordinate of the starting point of the line segment, 3) the y coordinate of the starting point of the line segment, 4) Create a file in which the x coordinate of the end point of the line segment, 5) the y coordinate of the end point of the line segment, 6) water system number, 7) gradient, 8) slope direction, and 9) valley degree are written for each line segment. , You may read only the attributes as needed.
When creating gradient grid data, a file in which only the above 2) to 5) and 7) are written may be created.
In any case, formation of line segment data used for creating grid data can be variously considered. In addition to the falling water line, it is possible to create grid data based on the steepest climb, valley line, ridge line, and point data with attributes.
[0113]
If the unit is two line segments of the falling water line, such as the vertical cross section of the slope, it is divided into two line segments.
The line segment divided into two has the same attribute, although the start point and end point (x, y) coordinates are different.
[0114]]
[0115]
In the case of a horizontal cross section of a slope classified along a contour line, it is written for each contour line segment.
(Example)
1) Line number
2) The x coordinate of the start point of the line segment
3) The y coordinate of the start point of the line segment
4) The x coordinate of the end point of the line segment
5) The y coordinate of the end point of the line segment
6) Types of horizontal cross section (1: ridge type, -1: valley type, 0: other than that)
[0116]
First, the creation range for creating grid data is determined. The following two methods are given as examples.
Method 1) The maximum value and minimum value (min_x, max_x, min_y, max_y) of (x, y) coordinates are determined manually by looking at the drawings and the like.
Method 2) The line segment data that is the basis of the grid data is read, and the maximum value and minimum value (min_x, max_x, min_y, max_y) of the (x, y) coordinates are determined from the start point and end point of these line segment data. . However, it should be noted that the range of distributed data is not always rectangular.
Next, the grid interval d of the grid data to be created is determined..
In addition, determine the position of the grid points (center or points off the four corners).
Note that the grid data is actually expressed not as dots but as spread cells.
[0117]
【table6]
[0118]
When various types of grid data are calculated using altitude grid data that has been frequently used in the past, the calculation is performed as shown in the figure below.
[0119]
【table7]
For example, grid point gi, jWhen you want to calculate the slope ati, jUsing only the elevation ofi, jThe slope of cannot be calculated.
For this reason, gi, jIt is also necessary to use the elevations of grid points around.
Therefore, since the calculation range is widened, the calculation result tends to be gentle.
On the other hand, in the present invention, line segment data calculated up to the attribute is created, and only data existing within the calculation range is used.
The feature is that the value in the grid is obtained.
Conventionally, various types of grid data such as gradients are usually created from elevation grid data.
[0120]
【table8]
[0121]
Less than, AttributeAn example of the gradient will be described in detail.
Figure35-36In reference toexplain.
FirstDetermine the line segment data and priority to use.
This priority is patterned, and the pattern is
pattern1 [Priority 1: Falling Line Data, Priority 2: Fastest Climbing Data]
pattern2 [Priority 1: Most rapid climbing data, Priority 2: Falling water data]
pattern3 [Priority 1: Downstream data, Priority 2: None]
pattern4 [Priority 1: Most rapid climbing data, Priority 2: None]
There are four types.
Next, a range for creating grid data is determined.
At this time, min_x, max_x, min_y, and max_y are input. In addition to the manual input method, line segment data that is the basis of the grid data is read, and (min_x, max_x) is selected from the start point and end point of these line segment data. , Min_y, max_y) is automatically obtained by calculation. However, it should be noted that the range of distributed data is not always rectangular.
[0122]
Then, the user determines d by inputting the grid interval d. As a result, the calculation range r is determined. The calculation range r is defined by a radius r centered on the grid in this embodiment. The default of r is d / √2, but can be changed by the user. When determining r, it is necessary to consider the accuracy of the data on which the grid is formed. Further, the position (x, y) and the total number (num_x, num_y) of each grid are determined by inputting the grid interval d.
Subsequently, the data of the priority order 1 is read, the line segment number is s, and the total number of line segments is sum_s (step 814).
In the next step 815, the pattern input and determined by the user is pattern = 1 or If it is determined that pattern = 2, the data of the priority order 2 is continuously read, the line segment number is ss, and the total number of line segments is sum_ss.
Then, the row value j = 1 of the grid point, the column value i = 1, and the line segment number s = 1 are set (step 817).
In the subsequent processing, the grid point gi, jCalculate the value at. At this time, the stored data number n = 0.
And the starting point of the line segment with the line number s is p1= (X1, Y1), P is the end point2= (X2, Y2).
[0123]
In steps 820, 821, 822, 824, and 825, the start point and end point of the line segment are both outside the range of one grid, or the grid center gi, jAnd the starting point p1And end point p2Grid center g on straight line T passing throughi, jIf it is determined that the distance between the intersection point T (hereinafter simply referred to as “intersection point”) of T and the perpendicular line dropped from T exceeds the calculation range r, the process proceeds to step 826 and the line segment number reaches the total number of line segments. If not, the line segment number s is incremented by 1 and steps 819 to 825 are executed again. As a result of the execution, if it is determined No in steps 820, 821, 822, 824 and 825, in steps 828, 830 and 832,
a)The distance between the grid center and the intersection does not exceed the calculation range r, and the intersection is a line segment p1p2The top point (step 828),
b)The distance between the grid center and the end point is shorter than or equal to the distance between the grid center and the start point, and the distance between the grid center and the end point does not exceed the calculation range r (step 830).
c)When the distance between the grid center and the start point is shorter than the distance between the grid center and the end point, and the distance between the grid center and the start point does not exceed the calculation range r (step 832), the line segment The number s and their distance l are stored (step 833-2), n is incremented by 1 (step 833-3), and the process returns to step 826.
In addition, a)~ C)If the line segment number s does not reach the total number sum_s of the line segments, s is incremented by 1 and the process returns to step 819..
[0124]
TheIn step 835, saveDeData numbern isWhen it is judged that there is(N> 0)If there is an instruction by an input to generate gradient grid data using the nearest line segment data, the n line segments stored in step 837 are rearranged in order of increasing distance l, and then the distance l is The slope value of the smallest line segment is the grid point gi, jThe value is written as the gradient value at (Step 838).
On the other hand, in step 836, when there is no instruction to create gradient grid data using the nearest line segment data, the average value of the gradients of n line segments is set to the grid point g.i, jThe value is written as the gradient value at (step 840).
[0125]
On the other hand, when the priority level 1 data does not exist within the calculation range r of the grid point, “Yes” is determined in Step 835. If the user has selected “pattern 1” or “pattern 2”, “Yes” is determined in Step 841. Therefore, the process proceeds to step 847 and the grid point gi, jCalculate the value at.
Since the processing content from step 848 to step 870 is the same as the processing from step 819 to step 840 already described, description thereof will be omitted.
Note that step 841 is unique for processing data of priority 2.
If the priority level 2 data exists within the calculation range of the grid point as a result of executing the above processing and the priority level 2 data is processed, the process returns to step 843 after executing steps 865 to 869. , Continue processing.
If n = 0 in step 835 and the selected pattern is neither pattern = 1 nor pattern = 2, the grid point gi, jSince there is no value at-, -9999 is written (step 842).
[0126]
Thereafter, in step 843, when the grid point row i has not yet reached the total number num_x, the process proceeds to the next grid point row (step 845), and returns to step 818 to repeat this cycle.
As a result, when it is determined in step 843 that the grid point column i has reached the total number num_x, the process advances to the next row of grid points (step 846), and returns to step 818 to increment the grid point column by one. When it is executed and the processing of the last grid point is finally finished, it is determined Yes in step 844, and the processing for grid formation is finished.
[0127]
[Contour attribute data gridding program 2]
This program is characterized in that the data used in the previous grid point processing is not used in the subsequent processing, and the other points are the same as in the grid program 1.
Therefore, only for the feature points, With reference to FIGS.I will explain.
In step 874, the attribute used = -1 is given to all line segment data.
In step 894, when the line segment number s and the distance l are saved, the value of used is also saved.
This used value is used when it is determined that all n line segments are used = 1, that is, all the line segment data has already been used as data at the previous data point. Because there ’s no data available.,The same processing as program 1 is performed (steps 903 and 907).
In the opposite determination, the same processing as in program 1 is performed using only the line segment where used = −1, but at this time, used = 1 is assigned to the line segment used for the calculation. (Steps 905, 909).
[0128]
On the other hand, for priority level 2 data, it is assumed that this data is rarely used, and if there is no priority level 1 data, the number of priority level 2 data is also low. Since it is assumed, the attribute used = −1 is not given.
[0129]
As mentioned above, although the calculation program of the gradient and the slope direction has not been described, it will be described again here.
Figure39First, n line data are read in ascending order of line numbers. Line data of line number i (1, 2,..., N) is WiAnd s = 1.
W i Jth data point ofw i, jAnd WiLet m be the total number of data points. Then, j = 1 is set.
In step 955, wi, jAnd wi, j + 1Line segment wi, jwi, j + 1When calculating the gradient θ and the slope orientation δ,i, jThe three-dimensional coordinates of (xi, j, Yi, j, Zi, j),w i, j + 1 The three-dimensional coordinates of (xi, j + 1, Yi, j + 1, Zi, j + 1).
The slope gradient θ and the slope direction δ are calculated by the following [formula A] and [formula B], respectively (steps 956 to 957).
The slope direction δ is counterclockwise and east is 0 [°].i, jAnd wi, j + 1To the altitude (zi, jAnd zi, j + 1) Is the lower three-dimensional coordinate (x1, Y1, Z1), The higher 3D coordinates (x2, Y2, Z2).
1) x1-X2≧ 0 and y1-Y2≧ 0 → δ = a [°]
2) x1-X2<0 and y1-Y2≧ 0 → δ = 180−a [°]
3) x1-X2<0 and y1-Y2<0 → δ = 180 + a [°]
4) x1-X2≧ 0 and y1-Y2<0 → δ = 360−a [°]
[0130]
[Formula A]
[Formula B]
[0131]
In step 958, wi, jAnd wi, j + 1The position coordinates, gradient θ, slope orientation δ, etc. are written out according to the purpose. At this time, the line segment number is s.
Next step 960If the data number j has not reached the total number m,jIs incremented by 1, the next data is calculated, and when the total number of the line data is processed (step 962), the next line data is processed (step 963).
When all the data has been processed, the calculation is terminated.
[0132]
In the present inventionGenusCharacteristically, since the line segment data calculated up to the characteristic is read and converted into grid data using only the data existing within the calculation range, the value in the grid can be obtained.
In addition, the user can select whether to generate gradient grid data using the nearest line segment data or to generate gradient grid data using the average value of the gradients of n line segments. Depending on the nature of the specific output, it can be used properly.
Furthermore, when there are multiple basic data of the same type, various data can be used alone or in combination, and can be flexibly handled according to the purpose..
[[0133]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a classification diagram of the shape of a slope (change of Dikau (1990)). L, straight line; V, convex; C, concave. The thick lines divide these shapes into three groups. (1) Both straight lines; (2) One is straight and the other is curved; (3) Both are curved
FIG. 2 shows a contour data structure and format.
[Figure 3] Pointsq j Decisions and pointsq j An example of an error when finding (A)t 1 Is closest to m among the selected points, and the contour line data T is located next to the contour line data M, and the temporary line segment mt 1 Does not intersect any contour lines.t 4 Whent 5 Is not a selection point. B1) Temporary line segment mt 1 Intersects the contour line data M. This error often occurs where the contour data M is bent.
FIG. 4 shows a procedure for searching for a candidate for a point w.
FIG. 5 represents the relationship between contour line data M and H (or K) next to M.
FIG. 6 shows points for classifying horizontal cross-sectional shapes of slopes.
FIG. 7 shows the horizontal cross-sectional shape of the slope obtained by the outer product of successive vectors.
FIG. 8 shows a data format of falling water line data / rapidest line data.
FIG. 9 shows the falling water line data and the steepest line data.
FIG. 10 shows the angle of valley slope and the angle of ridge slope: ω.
FIG. 11 shows a search for a valley head / ridge bottom.
FIG. 12 shows the assignment of a water system number.
FIG. 13 shows the order of calculating the valley order.
FIG. 14 shows combinations along waterfall data.
FIG. 15 shows a unit of vertical cross section.
FIG. 16 shows a procedure for determining a single vertical cross-sectional shape of a slope at an arbitrary data point.
FIG. 17 shows deletion of overlapping line segments.
FIG. 18 Data point wi, j + 1The merging of the falling water (fastest climbing) data is shown.
FIG. 19 is a flowchart of a horizontal section type program (part 1).
FIG. 20 is a flowchart of a horizontal section program (part 2).
FIG. 21 is a flowchart for determining the horizontal sectional shape of the slope of each data point.
FIG. 22 is a flowchart for generating the steepest climb (part 1).
FIG. 23 is a flowchart of the most rapid climb generation (part 2).
FIG. 24 is a flow chart of falling water line generation (part 1).
FIG. 25 is a flowchart for generating a falling water line (part 2).
FIG. 26 is a program flowchart for determining a valley head.
FIG. 27 is a flowchart for determining a ridge bottom point.
FIG. 28 is a flowchart of creating the same contour line connecting line segment (part 1);
FIG. 29 is a flowchart of the same contour line connecting line segment creation (part 2).
FIG. 30 is a flowchart of the same contour line connecting line segment creation (part 3).
FIG. 31 is a flowchart (part 1) of a combination program of a valley order and a vertical cross section.
FIG. 32 is a flowchart of a combination program of valley order and vertical section (part 2).
FIG. 33 is a flowchart (part 3) of a combination program of valley order and vertical section.
FIG. 34 is a flowchart (part 4) of the combination program of the valley order and the vertical cross section.
FIG. 35 is a flowchart of attribute grid data creation 1 (part 1).
FIG. 36 is a flowchart of attribute grid data creation 1 (part 2);
FIG. 37 is a flowchart of attribute grid data creation 2 (part 1).
FIG. 38 is a flowchart of attribute grid data creation 2 (part 2).
FIG. 39 is a flowchart for calculating a slope and a slope direction.
FIG. 40 is a flowchart of a ridge line generation program.
FIG. 41: Rapidest climb generation (reference) (part 1) flow chart
FIG. 42: Rapidest climb generation (reference) (part 2) flow chart
FIG. 43: Water system classification program flowchart
FIG. 44 is a valley line generation program flowchart;
FIG. 45 is an overall flowchart for calculating the valley order.
FIG. 46 is a flowchart for calculating the valley order.
FIG. 47 is a flowchart of Option_v1.
FIG. 48: Option_cflowchart
FIG. 49 is a flowchart of an attribute analysis program for one unit line.
FIG. 50 is a flowchart of Option 1
Claims (1)
該地形データ処理プログラムは、
任意の等高線データの線分データの任意のデータ点を最急登線生成の起点として選定する第１のステップと、
上記選択した等高線データに隣接する高位の等高線の線分データの任意のデータ点のうち、前記起点からの距離が短いものが優先的に選ばれた任意のデータ点を選択点として選定する第２のステップと、
前記選択点と前記起点の距離を演算し、最も距離が短い選択点を到達点の候補として、前記優先的に選ばれた任意のデータ点を含む等高線の線分である仮線分を選定し、前記起点と前記到達点の候補を結ぶ線分であり、かつ、前記仮線分と交差しない線分を選定し、該選定した線分の到達点を含む等高線は前記選択した等高線に隣接する高位の等高線であると判断する第３のステップと、
前記起点から隣接する高位の等高線であると判断された等高線データの各線分の任意の点に引かれた線が前記仮線分と交差しないとき、前記等高線データの各線分の任意の点を最急登線作成の到達点の候補とする第４のステップと、
全ての到達点の候補の中から起点に最も近い候補を到達点として決定する第５のステップと、
前記起点から前記到達点に向かって最急登線線分データを生成する第６のステップとを含み、
コンピュータに、
前記決定した到達点を次に生成する最急登線線分データの起点として、前記第２乃至第６のステップを順次繰り返し実行させ、
上記到達点の候補が全く存在せず最急登線の終点に到達したと判断されたとき、次の任意のデータ点を選択した後前記第１と第２のステップの間にジャンプして前記第２乃至第６のステップを繰り返し実行させ、
前記選択した任意のデータ点が前記任意の等高線データの最後のデータ点であると判断されたとき、まだ始点とするために用いていない等高線データを選択して前記第１と第２のステップの間にジャンプして前記第２乃至第６のステップを繰り返し実行させ、始点とするために用いていない等高線データがないと判断されたとき処理を終了することにより、等高線から隣接する高位の等高線に対して最大傾斜で登る最急登線を生成させるための地形データ処理プログラム。 The computer repeats data processing using the arrival point of the most rapid climbing data generated earlier as the starting point of the most rapid climbing data to be generated next, so that any point of all line segment data of the contour line data can be obtained. Starting from an arbitrary point of all the line segment data of the adjacent high level contour line, the individual steepest line segment data is generated from the arbitrary point with the maximum slope from the contour line to the adjacent high level contour line. the steepest climbing line to climb a terrain data processing program that Ru was made raw,
The terrain data processing program is
A first step of selecting an arbitrary data point of line segment data of arbitrary contour line data as a starting point for generating the steepest climb;
A second data point selected as a selection point is an arbitrary data point preferentially selected from the arbitrary data points of the line data of the higher contour line adjacent to the selected contour line data . And the steps
The distance between the selected point and the starting point is calculated, and the selected point having the shortest distance is selected as a candidate for the destination , and a temporary line segment that is a contour line segment including any of the preferentially selected data points is selected. A line segment connecting the origin and the candidate for the arrival point is selected and does not intersect the temporary line segment, and the contour line including the arrival point of the selected line segment is adjacent to the selected contour line A third step of determining a high contour line;
When a line drawn to an arbitrary point of each line segment of the contour line data determined to be an adjacent high-level contour line from the starting point does not intersect with the temporary line segment, the arbitrary point of each line segment of the contour line data is maximized. A fourth step that is a candidate for a destination for rapid climbing;
A fifth step of determining the candidate closest to the starting point among all the candidate reaching points as a reaching point;
And a sixth step of generating steepest climb line segment data from the starting point toward the reaching point,
On the computer,
Starting the steepest registered line segment data to be next generated an arrival point with the determined sequentially repeated to execute the second to sixth steps,
When it is determined that there is no candidate for the arrival point and the end point of the steepest climb is reached , after selecting the next arbitrary data point , jump between the first and second steps and repeating is performed second to sixth step of,
When it is determined that the selected arbitrary data point is the last data point of the arbitrary contour line data, the contour line data not yet used to be used as the starting point is selected, and the first and second steps are performed. By jumping between the above steps, the second to sixth steps are repeatedly executed , and when it is determined that there is no contour data that is not used for the start point, the processing is terminated, so that the contour line is changed to the adjacent higher contour line. terrain data processing program for causing made live steepest registration lines to climb up to the inclined against.
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