JP4675868B2 - Ground surface change discrimination device and ground surface change discrimination program - Google Patents
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Description
この発明は該当地域の地形や構造物等の地表の変化を判別する地表変化判別装置及び地表変化判別プログラムに関するものである。 The present invention relates to a ground surface change discriminating apparatus and a ground surface change discriminating program for discriminating changes in the ground surface of a corresponding area such as topography and structures.
従来の地表変化判別装置では、該当地域の地表を航空機等からレーダで走査して新規に得た地表の高度情報やカメラで撮影して新規に得た色彩スペクトル情報と、事前に得た地表情報である地表の高度情報や地表の色彩スペクトル情報との差から、該当地域の地表の変化を判別している。地表の変化の例として、例えば、建造物の生成又は消滅や、河川の氾濫を含むくぼ地の生成又は消滅や、がけ崩れを含む一定傾斜斜面の生成又は消滅等が上げられる。 In the conventional surface change detection device, the altitude information of the surface newly obtained by scanning the surface of the area with radar from an aircraft etc., the color spectrum information newly obtained by photographing with the camera, and the surface information obtained in advance From the difference between the altitude information of the ground surface and the color spectrum information of the ground surface, the change of the ground surface of the corresponding area is discriminated. Examples of changes in the surface of the earth include, for example, generation or disappearance of a building, generation or disappearance of a depression including flooding of a river, generation or disappearance of a constant slope including landslide.
このように、従来の地表変化判別装置では、航空機又は人工衛星等から該当地域の地表を可視光線、赤外線、電波等により撮影し、地表の高度情報や地表の色彩スペクトル情報を得ることが行われ、また、時間差をおいて撮影又は走査された複数の地表の画像から、時間の経過によって建造物を含む地表の変化を判別することが行われている。 As described above, in the conventional surface change determination device, the surface of the corresponding area is photographed with visible light, infrared rays, radio waves, etc. from an aircraft or an artificial satellite, and the altitude information of the surface and the color spectrum information of the surface are obtained. Further, it is performed to determine a change in the ground surface including a building with the passage of time from a plurality of ground surface images taken or scanned with a time difference.
従来から、この地表の変化を判別する過程を人間の目視能力によらずに自動的に行うための発明がなされており、例えば特許文献1では、建造物や自然物等の物体が存在する地域の撮影画像からエッジ画像を生成するエッジ画像生成手段と、エッジ画像生成手段が生成したエッジ画像毎に当該撮影画像全体に対する存在確度を算出するとともに存在確度が一定値以下となるエッジ画像を当該撮影画像の該当領域から除去する手段とを有し、物体の影成分が削除された前処理画像を生成する画像処理装置が開示されている。 Conventionally, an invention for automatically performing the process of discriminating the change in the ground surface without depending on human visual ability has been made. For example, in Patent Document 1, an object such as a building or a natural object exists in an area. Edge image generation means for generating an edge image from the photographed image, and for each edge image generated by the edge image generation means, the existence accuracy for the entire photographed image is calculated, and an edge image whose existence accuracy is a predetermined value or less And an image processing apparatus that generates a preprocessed image from which the shadow component of the object is deleted.
また、特許文献2では、同一地域を時間を置いて上空から撮影した新旧画像を用意し、上記新旧画像の夫々から第1の画像変換手法により第1及び第2の変換画像を求め、該第1及び第2の変換画像を比較し、変化領域と推定されるデータを有する第1の2値化画像を求め、上記新旧画像の夫々から第2の画像変換手法により第3及び第4の変換画像を求め、該第3及び第4の変換画像を比較し、変化領域と推定されるデータを有する第2の2値化画像を求め、上記第1の2値化画像を所定画素数からなる複数の画素領域に分割し、夫々の画素領域中の領域変化を示す画素数を求め、該画素数をしきい値と比較して第3の2値化画像を求め、上記第2の2値化画像を所定画素数からなる複数の画素領域に分割し、夫々の画素領域中の領域変化を示す画素数を求め、該画素数をしきい値と比較して第4の2値化画像を求め、上記第3及び第4の2値化画像に基づいて上記新旧画像間の変化領域を特定する画像データ処理方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2, new and old images obtained by shooting the same area from the sky at a time are prepared, and first and second converted images are obtained from each of the old and new images by a first image conversion method. The first and second converted images are compared to obtain a first binarized image having data estimated as a change region, and the third and fourth conversions are performed from the old and new images by a second image conversion method. An image is obtained, the third and fourth transformed images are compared, a second binarized image having data estimated as a change area is obtained, and the first binarized image is composed of a predetermined number of pixels. Dividing into a plurality of pixel areas, obtaining the number of pixels indicating the area change in each pixel area, comparing the number of pixels with a threshold value to obtain a third binary image, and obtaining the second binary value The divided image is divided into a plurality of pixel areas each having a predetermined number of pixels, and the area change in each pixel area The number of pixels to be shown is obtained, the number of pixels is compared with a threshold value to obtain a fourth binarized image, and the change area between the old and new images is specified based on the third and fourth binarized images. An image data processing method is disclosed.
上記特許文献の従来の地表変化の検出手法においては、新旧の該当地域を撮影した画像を正確に位置合わせしてから、その後に地表変化を検出する必要があるが、この際の位置合わせの手法については、同一縮尺の平行移動のみで位置合わせをするか、開示しておらず手作業で位置合わせを行うことを前提として記述されている。 In the conventional ground surface change detection method of the above-mentioned patent document, it is necessary to accurately align the images obtained by photographing the old and new areas, and then detect the ground surface change. Is described on the premise that alignment is performed only by parallel movement of the same scale, or manual alignment is performed which is not disclosed.
一方、測量の際には、非特許文献1に、地上に対空標識を設置して位置合わせの基準とすることが記載されているが、通常の測量以外の測定の場合、特に災害が発生した後の地上の撮影においては、このような位置合わせ用の対空標識は被写体である地上には設定されない。 On the other hand, at the time of surveying, it is described in Non-Patent Document 1 that an anti-air sign is installed on the ground and used as a reference for alignment. However, in the case of measurements other than normal surveying, a disaster occurred in particular. In the subsequent shooting on the ground, such an anti-air marking for positioning is not set on the ground as the subject.
また、撮影するカメラやレーザ照射装置の位置や姿勢は航空機に設置してあるGPS(Global Positioning System)装置及び姿勢制御装置で得ることができ、これを新旧の該当地域の撮影画像の位置合わせに用いることができるが、誤差も多く、その位置合わせのみに頼っていては、地表の変化を捉えるための位置合わせとしては不十分である。 In addition, the position and orientation of the camera and laser irradiation device to be photographed can be obtained with a GPS (Global Positioning System) device and posture control device installed on the aircraft, and this can be used to align the image of the old and new areas. Although it can be used, there are many errors, and relying only on the alignment is not sufficient as an alignment for capturing changes in the ground surface.
従来の地表変化判別装置は以上のように構成されているので、新旧の該当地域の撮影画像の位置合わせの精度が低く、該当地域の地表の変化を高速に精度良く解析することができないという課題があった。 Since the conventional surface change determination device is configured as described above, the accuracy of the alignment of the captured images of the old and new applicable areas is low, and the change in the surface of the applicable area cannot be analyzed accurately at high speed. was there.
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、該当地域の地表の変化を高速に精度良く解析することができる地表変化判別装置及び地表変化判別プログラムを得ることを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to obtain a ground surface change discriminating apparatus and a ground surface change discriminating program capable of analyzing a ground surface change in a corresponding area at high speed and with high accuracy. .
この発明に係る地表変化判別装置は、新規に得た該当地域の地表情報の特異な分布を検出して新規に得た該当地域の特異領域を算出すると共に、事前に得た該当地域の地表情報の特異な分布を検出して事前に得た該当地域の特異領域を算出する特異地表情報検出手段と、上記特異地表情報検出手段により算出された新規に得た該当地域の特異領域及び事前に得た該当地域の特異領域に基づき、新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との位置合わせを行う位置補正手段と、上記位置補正手段により位置合わせが行われた新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との差分を検出する地表情報差分検出手段と、上記地表情報差分検出手段により検出された差分について、予め設定された地表情報の変化を評価するためのパラメータと比較して、実際に発生した地表情報の変化であるか否かを評価する地表情報変化評価手段とを備え、上記特異地表情報検出手段が、該当地域を所定の中領域及び小領域に分割する領域分割手段と、上記領域分割手段に分割された所定の中領域及び小領域毎に地表情報の領域統計を算出する領域統計算出手段と、上記領域統計算出手段により算出された中領域及び小領域毎の地表情報の領域統計に基づき、該当領域の地表情報の特異な分布を検出して該当地域の特異領域を算出する特異領域算出手段とを備えたものである。
The ground surface change determination device according to the present invention detects a specific distribution of the surface information of the corresponding area newly obtained, calculates the singular area of the corresponding area newly obtained, and obtains the surface information of the corresponding area obtained in advance. Singular surface information detection means for calculating the singular area of the corresponding area obtained in advance by detecting the singular distribution, and the singular area of the corresponding area newly obtained by the singular ground information detection means and the obtained in advance Based on the specific area of the corresponding area, the position correction means for aligning the newly obtained surface information of the corresponding area and the surface information of the corresponding area obtained in advance, and the position correction means The surface information difference detecting means for detecting the difference between the newly obtained surface information of the corresponding area and the surface information of the corresponding area obtained in advance, and the ground surface set in advance for the difference detected by the surface information difference detecting means. Of information And a surface information change evaluation means for evaluating whether or not the change in the surface information actually occurs compared to a parameter for evaluating the conversion. An area dividing means for dividing the medium area and the small area, an area statistics calculating means for calculating area statistics of the ground information for each predetermined medium area and small area divided by the area dividing means, and the area statistics calculating means. Based on the calculated area statistics of the surface information for each of the medium area and the small area, a specific area calculating means for detecting a specific distribution of the surface information of the corresponding area and calculating a specific area of the corresponding area is provided. .
この発明により、該当地域の地表の変化を高速に精度良く解析することができるという効果が得られる。 By this invention, the effect that the change of the ground surface of an applicable area can be analyzed accurately at high speed is acquired.
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図1はこの発明の実施の形態1による地表変化判別装置の構成を示すブロック図である。この地表変化判別装置は、該当地域の地形や構造物の地表の変化を判別するもので、新着情報入力手段101、新着情報メモリ102、特異地表情報検出手段103、新着特異情報メモリ104、位置補正手段105、新着位置補正情報メモリ106、地表情報差分検出手段107、新着情報差分メモリ108、地表情報変化評価手段109、変化情報メモリ110、変化情報出力手段111、旧来情報メモリ202、特異地表情報検出手段203、旧来特異情報メモリ204及び地表情報変化モデルメモリ208を備えている。
Embodiment 1 FIG.
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1 is a block diagram showing the structure of a ground surface change determination device according to Embodiment 1 of the present invention. This ground surface change discriminating device discriminates the topography of the corresponding area and the ground surface change of the structure. New arrival information input means 101, new
図1において、新着情報入力手段101は、例えばディスク装置であり、該当地域の地表の高度情報又は地表の色彩スペクトル情報である地表情報を新規に得て新着情報メモリ102に格納する。特異地表情報検出手段103は、新着情報メモリ102に格納されている新規に得た該当地域の地表情報の特異な分布を検出し、新規に得た該当地域の特異領域を算出して新着特異情報メモリ104に格納する。
In FIG. 1, new arrival information input means 101 is, for example, a disk device, and newly obtains ground surface information that is altitude information on the surface of the corresponding area or color spectrum information of the ground surface and stores it in the new
旧来情報メモリ202には、事前に得た該当地域の地表の高度情報又は地表の色彩スペクトル情報である地表情報が格納されている。特異地表情報検出手段203は、旧来情報メモリ202に格納されている事前に得た該当地域の地表情報の特異な分布を検出し、事前に得た該当地域の特異領域を算出して旧来特異情報メモリ204に格納する。
The
位置補正手段105は、新着特異情報メモリ104に格納されている新規に得た該当地域の特異領域及び旧来特異情報メモリ204に格納されている事前に得た該当地域の特異領域に基づき、新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報における中領域毎の位置ずれのベクトル量を求め、求めた中領域毎の位置ずれのベクトル量に基づき、新規に得た該当地域の地表情報を小領域毎にずらすことにより、新規に得た該当地域の地表情報の位置を補正して新着位置補正情報メモリ106に格納する。
このようにして、位置補正手段105は、特異地表情報検出手段103により算出された新規に得た該当地域の特異領域及び特異地表情報検出手段203により算出された事前に得た該当地域の特異領域に基づき、新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との位置合わせを行う。
The position correcting means 105 is newly created based on the newly obtained unique area of the relevant area stored in the new arrival
In this way, the
地表情報差分検出手段107は、新着位置補正情報メモリ106に格納されている位置が補正された新規に得た該当地域の地表情報と、旧来情報メモリ202に格納されている事前に得た該当地域の地表情報との差分を検出して、新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との差分を新着情報差分メモリ108に格納する。
The ground surface information difference detection means 107 includes the ground surface information of the newly obtained corresponding region whose position stored in the newly arrived position
地表情報変化モデルメモリ208には、該当地域の地表情報の変化を評価するためのパラメータが予め格納されている。地表情報変化評価手段109は、新着情報差分メモリ108に格納されている新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との差分について、地表情報変化モデルメモリ208に格納されている予め設定された地表情報の変化を評価するためのパラメータと比較して、実際に発生した地表情報の変化であるか否かを評価して変化情報メモリ110に格納する。
The surface information
変化情報出力手段111は変化情報メモリ110に格納されている実際に発生した地表情報の変化を出力する。
The change
図2は特異地表情報検出手段103の構成を示すブロック図である。この特異地表情報検出手段103は、領域分割制御手段301、領域分割手段302、領域統計算出手段303、領域統計メモリ304及び特異領域算出手段305を備えている。また、図示されていないが、特異地表情報検出手段203も図2に示す特異地表情報検出手段103の構成と同じ構成を備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the peculiar ground surface information detecting means 103. This peculiar ground surface information detection means 103 includes a region
図2において、領域分割制御手段301には、該当地域の全体領域を所定の中領域に分割し、分割した中領域を所定の小領域に分割する該当地域の領域分割方法が予め複数設定されている。領域分割手段302は、領域分割制御手段301に設定されている該当地域の領域分割方法に基づき、該当地域を所定の中領域及び小領域に分割する。
In FIG. 2, the region
領域統計算出手段303は、領域分割手段302により分割された所定の中領域及び小領域毎に、地表情報の領域統計を算出して領域統計メモリ304に格納する。特異領域算出手段305は、領域統計メモリ304に格納されている地表情報の領域統計に基づき、該当領域の地表情報の特異な分布を検出し、該当地域の特異領域を算出する。
The area
次に動作について説明する。
新着情報入力手段101は、該当地域の地表の高度情報又は地表の色彩スペクトル情報である地表情報を新規に得て新着情報メモリ102に格納するが、ここでは、地表情報としてレーザ等で走査して地表の高度データを得るものとする。このレーザ等による走査で新規に得た地表情報は、赤外線を含む光学的なセンサの画像と比較した場合、雲や日照の陰等の影響を受けないという特徴はあるものの、得られるのは高度データであり、地表面の反射スペクトルによる色彩や熱の差は検知されないという特徴がある。
Next, the operation will be described.
The new arrival information input means 101 obtains newly the ground surface information which is the altitude information of the surface of the corresponding area or the color spectrum information of the ground surface and stores it in the new
レーダ等で取得された高度データは、基本的には離散的な地点毎の高度データである。この地点毎の高度データについては、離散的な地点毎の高度データ(例えばデータ形式:x,y,zで、xが緯度、yが経度、zが高度)という形式で扱うこととする。新着情報メモリ102に格納された地表情報は特異地表情報検出手段103と位置補正手段105に転送される。
Altitude data acquired by a radar or the like is basically altitude data for each discrete point. The altitude data for each point is handled in a format of discrete altitude data (for example, data format: x, y, z, where x is latitude, y is longitude, and z is altitude). The ground surface information stored in the new
特異地表情報検出手段103における領域分割制御手段301には、該当地域の領域分割方法が予め複数設定されている。
図3は特異地表情報検出手段103における領域分割制御手段301に予め設定されている該当地域の領域分割方法の例を示す図である。図3に示す領域分割方法Aでは、該当地域を300m×200mの中領域401に分割し、分割した中領域401を60m×40mの小領域402に分割している。また、領域分割方法Bでは、該当地域を300m×200mの中領域401に分割し、分割した中領域401を50m×50mの小領域402に分割している。
In the region
FIG. 3 is a diagram showing an example of the region dividing method for the corresponding area preset in the region dividing
新着情報入力手段101では、通常、1辺が3kmないし10km程度の該当地域の領域を保持していて、平均の分解能(xの値の最小間隔ないしyの値の最小間隔)が0.3mないし10m程度とする。領域分割制御手段301に予め設定されている該当地域の領域分割方法では、この全体領域を、中領域401として1辺が100mないし300m程度に分割し、さらに、この中領域401を1辺が30mないし100m程度の小領域402に分割している。
The newly arrived information input means 101 normally holds a region of the corresponding area whose one side is about 3 km to 10 km, and the average resolution (minimum interval of x values or minimum interval of y values) is 0.3 m or less. It is about 10m. In the area division method of the corresponding area set in advance in the area division control means 301, this whole area is divided into a
領域分割方法として、図3では領域分割方法A,Bを例示したが、これ以外に縦長や斜め方向に分割する領域分割方法を複数種類を用意して設定する。なお、小領域の1辺の長さは、地表変化として検出すべき事象(建物の新築や撤去、川床の変化等)の大きさを勘案したものであり、事象の大きさが異なる場合(大規模地震による地殻変動等)の場合には領域分割制御手段301において変更して設定することが可能である。 As the area dividing method, the area dividing methods A and B are illustrated in FIG. 3, but other than this, a plurality of types of area dividing methods for dividing vertically and obliquely are prepared and set. Note that the length of one side of the small area takes into account the magnitude of events (new construction or removal of buildings, changes in riverbed, etc.) that should be detected as ground changes. In the case of crustal deformation due to a large-scale earthquake or the like, it can be changed and set in the area division control means 301.
領域分割手段302は、領域分割制御手段301に設定されている該当地域の領域分割方法Aに基づき、例えば、該当地域の最左端で最下端を基点として、該当地域を所定の中領域及び小領域に分割する。
The
領域統計算出手段303は、領域分割手段302により分割された所定の中領域及び小領域毎に、地表情報の領域統計を算出して領域統計メモリ304に格納する。ここで、地表情報がx、y、zで、xが緯度、yが経度、zが高度の場合に、領域統計算出手段303は、各中領域及び各小領域の各緯度x、経度yにおける各地点の高度zに基づき、各中領域及び各小領域における高度zの算術平均値(以下、平均値と称する)を領域統計として算出し、その結果を領域統計メモリ304に格納する。
The area
次に、領域分割手段302は、領域分割制御手段301に設定されている該当地域の領域分割方法Aに基づき、該当地域の基点より、小領域のサイズの半分である、緯度xを30mずらしたところ、経度yを20mずらしたところ、並びに緯度xを30m及び経度yを20mずらしたところの各々を原点にして、該当地域を所定の中領域及び小領域に分割し、領域統計算出手段303は、領域分割手段302により分割された所定の中領域及び小領域毎に、同様にして、各中領域及び各小領域の各緯度x、経度yにおける各地点の高度zに基づき、各中領域及び各小領域における高度zの平均値を領域統計として算出し、その結果を領域統計メモリ304に格納する。
Next, the
また、領域分割手段302が、領域分割制御手段301に設定されている該当地域の領域分割方法Bに基づき、該当地域の基点から該当地域を所定の中領域及び小領域に分割した場合と、該当地域の基点より小領域のサイズの半分ずらした点を原点として該当地域を所定の中領域及び小領域に分割した場合について、領域統計算出手段303は、領域分割手段302により分割された所定の中領域及び小領域毎に、同様にして、各中領域及び各小領域の各緯度x、経度yにおける各地点の高度zに基づき、各中領域及び各小領域における高度zの平均値を領域統計として算出し、その結果を領域統計メモリ304に格納する。
In addition, when the
さらに、領域分割制御手段301に設定されている該当地域の他の領域分割方法についても、同様に、領域分割手段302は、該当地域を所定の中領域及び小領域に分割し、領域統計算出手段303は、地表情報の領域統計を算出して領域統計メモリ304に格納する。
Further, with respect to other area dividing methods set in the area
領域統計算出手段303により算出され領域メモリ304に格納される領域統計について、地表情報と関連して説明する。
図4は地表情報を略地図として表し、ある小領域402aとその小領域402aの経度yを小領域のサイズの半分だけずらした小領域402bを示す図である。図4の地表情報内には建物501と川床502がある。建物501内部の高度zは周辺の土地よりも高く、川床502内部の高度zは周辺の土地よりも低いとする。高度zの平均値は、この付近が平地であれば、小領域402bにおいては、建物501や川床502がない近隣の小領域より高い。小領域402aにおいては、高度zの平均値は、建物501と川床502に影響されるので、建物501や川床502がない近隣の小領域と比べた場合に特段の特徴はないが、分散値は大きい。
The area statistics calculated by the area statistics calculation means 303 and stored in the
FIG. 4 shows the ground surface information as a schematic map, and shows a
そこで、特異領域算出手段305は、領域統計メモリ304に格納されている中領域の領域統計とその内部の小領域毎の領域統計を比較し、事前に設定されているしきい値に比べて、次の特徴を持つ小領域を特異領域とみなして、特異事由コードを設定する。
Therefore, the singular region calculation means 305 compares the region statistic of the middle region stored in the region
図5は特異領域算出手段305に予め設定されている特異事由コード表の例を示す図である。この特異事由コード表は小領域の領域統計の状態と特異事由コードとの対で設定されており、領域統計メモリ304に格納されている小領域の領域統計の状態に対して特異領域算出手段305が該当の小領域の中心座標(x,y)に与える特異事由コードを示している。なお、図5では、各特異事由コードに対して説明のための検出目的を図示している。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a singular reason code table preset in the singular region calculation means 305. This singular reason code table is set as a pair of a small region's region statistics state and a singular reason code, and the singular region calculation means 305 for the small region's region statistics state stored in the
図5に示すように、特異事由コードとして、平均値による特異事由コード01,02,03,04,・・・があり、例えば、特異事由コード01は周辺よりも低地であることが示される。特異領域算出手段305は、この特異事由コードを該当小領域の中心座標(x,y)と共に、新着特異情報メモリ104に特異領域として(x,y,特異事由コード)を格納する。
As shown in FIG. 5, there are
すなわち、特異領域算出手段305は、領域統計算出手段303により算出された小領域の地表情報の平均値と当該小領域を含む中領域の地表情報の平均値とを比較し、又は領域統計算出手段303により算出された小領域の地表情報の平均値と当該小領域に隣接する小領域の地表情報の平均値を比較し、予め設定された所定の条件を満たす場合に、当該小領域を特異領域として算出する。
That is, the singular area calculation means 305 compares the average value of the ground information of the small area calculated by the area statistics calculation means 303 with the average value of the ground information of the middle area including the small area, or the area statistics calculation means. If the average value of the ground surface information of the small area calculated in
例えば、特異領域算出手段305は、図5に示すように、小領域の地表情報の平均値が当該小領域を含む中領域の地表情報の平均値より所定のしきい値以上低い場合には、くぼ地や川床と判断して当該小領域に特異事由コード01を与え、小領域の地表情報の平均値が当該小領域を含む中領域の地表情報の平均値より所定のしきい値以上高い場合には、建物や山頂と判断して当該小領域に特異事由コード02を与え、小領域の地表情報の平均値が当該小領域の上(北)の小領域の地表情報の平均値より低く、下(南)の小領域の地表情報の平均値より高い場合には、南向き斜面と判断して当該小領域に特異事由コード03を与え、小領域の地表情報の平均値が当該小領域の左(西)の小領域の地表情報の平均値より低く、右(東)の小領域の地表情報の平均値より高い場合には、東向き斜面と判断して当該小領域に特異事由コード04を与える。
For example, as shown in FIG. 5, when the average value of the ground information of the small area is lower than the average value of the ground information of the middle area including the small area, the singular
一方、旧来情報メモリ202に格納されている地表情報についても、特異地方情報検出手段203は、特異地方情報検出手段103と同様にして、小領域に特異事由コードを与えて、旧来特異情報メモリ204に特異領域として格納する。なお本処理は、いうまでもなく、新着情報入力手段101に新規に得た地表情報が入力される以前に実施しておくことができる。
On the other hand, for the ground surface information stored in the
新着特異情報メモリ104及び旧来特異情報メモリ204に特異領域としての各小領域毎の特異事由コードが格納された後、位置補正手段105は、特異領域としての各小領域毎の特異事由コードに基づき、新着情報メモリ102に格納されている新規に得た地表情報と旧来情報メモリ202に格納されている事前に得た地表情報との位置合わせ行う。なお、仮に新規に得た地表情報と事前に得た地表情報の位置がずれていないならば、新着特異情報メモリ104内の特異事由コードと旧来特異情報メモリ204内の特異自由コードは全く一致するが、これは実際の観測データをもとにしていると起こりがたいため、以下のようにして位置合わせを行う。
After the singular reason code for each small area as the singular area is stored in the new arrival
位置補正手段105は、新着特異情報メモリ104に格納されている特異領域としての(x1,y1,特異事由コード)を参照すると共に、旧来特異情報メモリ204に格納されている特異領域としての(x2,y2,特異事由コード)を参照し、新規に得た中領域における各小領域の特異事由コードと、事前に得た中領域における各小領域の特異事由コードとを比較し、同じ特異事由コードを持ち所定のしきい値以内の距離にある小領域の個数が所定のしきい値以上ある場合に、中領域における位置ずれのベクトル量(x1−x2,y1−y2)を中領域における位置ずれの候補として求める。
The position correcting means 105 refers to (x1, y1, singular reason code) as the singular area stored in the newly arrived
また、位置補正手段105は、他の領域分割方法、例えば図3に示す領域分割方法Bで同様の処理を行い、位置ずれの候補を求める。このとき、位置ずれの候補を確実に得るために、該当領域を原点をずらして分割した中領域についても、同様の位置ずれの候補を求める処理を行う。 Further, the position correcting means 105 performs the same processing by another region dividing method, for example, the region dividing method B shown in FIG. At this time, in order to surely obtain a positional deviation candidate, similar processing for obtaining a positional deviation candidate is performed for the middle area obtained by dividing the corresponding area by shifting the origin.
このようにして、位置補正手段105は中領域毎の位置ずれのベクトル量を中領域における位置ずれの候補として求める。このとき、走査方向に5度以内の位置ずれがあれば領域全体は位置ずれのベクトル量が異なるが、例えばsin5度=0.087であり、1辺が300mの中領域であれば、位置ずれの最大は2.6m程度であるので、中領域毎にずれを求めれば角度の影響は無視できる。
In this way, the
そして、位置補正手段105は、最大個数の中領域の位置ずれのベクトル量を算出した該当地域の領域分割方法を選択し、位置ずれのベクトル量が算出された中領域では算出された位置ずれのベクトル量を採用し、位置ずれのベクトル量が算出されていない中領域では、中心座標が最も近い中領域の位置ずれのベクトル量を採用する。さらに、位置補正手段105は、採用された中領域毎の位置ずれのベクトル量に基づき、新着情報メモリ102に格納されている新規に得た地表情報を小領域毎にずらすことにより、位置が補正された新規に得た地表情報を新着位置補正情報メモリ106に格納する。
Then, the
次に地表情報差分検出手段107は、新着位置補正情報メモリ106に格納されている位置が補正された新規に得た地表情報と、旧来情報メモリ202に格納されている相当位置にある事前に得た地表情報とを比較し、以下の方法により顕著な地表情報の差分を検出する。なお、センサの差及び高さ検出地点(x,y)の差があるため、本来は差のない地表であっても高度差は生じるので、単純にデータ上に高度差があるだけでは顕著な差とはいえない。また、位置補正手段105による位置ずれの算出の際に、同じ特異事由コードを有する相当領域であっても、これは統計量による比較であるため、顕著な地表情報の差は存在しうる。
Next, the ground surface information difference detection means 107 obtains in advance the ground surface information obtained by correcting the position stored in the newly arrived position
地表情報差分検出手段107は、事前に得た地表情報の小領域単位に、地表情報の値(x2,y2,z2)に対し、新着位置補正情報メモリ106に格納されている最も距離の近い地表情報の値(x1,y1,z1)を求め、その高度の差をz3=z2−z1として算出する。高度の差の絶対値|z2−z1|が所定のしきい値を超えた高度の差z3について、値(x2,y2,z3)を新着情報差分メモリ108に格納する。
The ground surface information difference detecting means 107 is the ground surface closest to the distance stored in the newly arrived position
新着情報差分メモリ108に格納されているのは、点毎に高度に顕著な差がある地点のリストであるが、これが検出目的である実際の地表変化にあたるかどうかを次に示す方法で地表情報変化評価手段109により評価する。
What is stored in the new arrival
地表情報変化評価手段109は、新着情報差分メモリ108に格納されている値(x2,y2,z3)について、所定のしきい値より大きい正の高度の差z3を有する所定の距離以内の(x2,y2)の点を、該当地域の基点近傍の小領域から追跡して左回りの連鎖を作ることにより上昇区域輪郭線を形成し、上昇区域輪郭線で囲まれた輪郭領域の面積S1を求めると共に、所定のしきい値より小さい負の高度の差z3を有する所定の距離以内の(x2,y2)の点を、該当地域の基点近傍の小領域から追跡して左回りの連鎖を作ることにより下降区域輪郭線を形成し、下降区域輪郭線で囲まれた輪郭領域の面積S2を求める。
The surface information change evaluation means 109 uses a value (x2, y2, z3) stored in the newly arrived
そして、地表情報変化評価手段109は、上昇区域輪郭線で囲まれた輪郭領域の面積S1が所定のパラメータ1より大きい場合には実際に上昇区域が発生したと評価し、下降区域輪郭線で囲まれた輪郭領域の面積S2が所定のパラメータ1より大きい場合には、実際に下降区域が発生したと評価する。ここで、パラメータ1は上昇区域又は下降区域が発生したと評価する際の誤差を排除するためのパラメータである。 Then, the surface information change evaluation means 109 evaluates that the rising area has actually occurred when the area S1 of the contour area surrounded by the rising area outline is larger than the predetermined parameter 1, and is surrounded by the falling area outline. If the area S2 of the contour region is larger than the predetermined parameter 1, it is evaluated that a descending area has actually occurred. Here, the parameter 1 is a parameter for eliminating an error in evaluating that an ascending zone or a descending zone has occurred.
また、地表情報変化評価手段109は、上昇区域輪郭線の外接長方形の面積S3、下降区域輪郭線の外接長方形の面積S4及び両外接長方形の重複面積S5を求め、S5/S3>パラメータ2又はS5/S4>パラメータ2の場合に、上昇区域と下降区域が混在して発生したと評価する。ここで、パラメータ2は上昇区域と下降区域が混在して発生したと評価する際の誤差を排除するためのパラメータである。 The surface information change evaluation means 109 obtains the circumscribed rectangle area S3 of the rising area outline, the circumscribed rectangle area S4 of the falling area outline, and the overlapping area S5 of both circumscribed rectangles, and S5 / S3> parameter 2 or S5. When / S4> parameter 2, it is evaluated that the rising area and the falling area are mixed. Here, the parameter 2 is a parameter for eliminating an error when evaluating that the rising area and the falling area are mixed.
そして、地表情報変化評価手段109は、実際に発生した地表情報の変化と評価した値(x2,y2,z3)、又は上昇区域輪郭線、下降区域輪郭線を変化情報メモリ110に格納する。
Then, the surface information
変化情報出力手段111は、変化情報メモリ110に格納されている値(x2,y2,z3)、又は上昇区域輪郭線、下降区域輪郭線を、変化情報として出力する。
The change
以上のように、この実施の形態1によれば、特異地表情報検出手段103が新規に得た該当地域の地表情報の特異な分布を検出して新規に得た該当地域の特異領域を算出し、特異地表情報検出手段203が事前に得た該当地域の地表情報の特異な分布を検出して事前に得た該当地域の特異領域を算出し、位置補正手段105が算出された新規に得た該当地域の特異領域及び事前に得た該当地域の特異領域に基づき、新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との位置合わせを行い、地表情報差分検出手段107が位置合わせが行われた新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との差分を検出し、地表情報変化評価手段109が、検出された差分について、予め設定された地表情報の変化を評価するためのパラメータと比較して、実際に発生した地表情報の変化であるか否かを評価することにより、該当地域の地表の変化を高速に精度良く解析することができるという効果が得られる。
As described above, according to the first embodiment, the peculiar surface
上記実施の形態1では、地表情報として(x,y,z)のz情報として高度情報を用いて説明してきたが、このかわりに、赤外線センサにおける反射値を離散値(例:0〜255)とした場合にも本処理は適用できる。その際は、高度のかわりに温度放射の高い区域と低い区域で変化を評価することとなる。また、高度情報のかわりに、赤・青・緑の3原色による色彩スペクトル情報を離散値として得た場合にも本処理は適用できる。その場合には、各原色による反射でまず変化を評価し、地表情報変化評価手段109により各原色での評価結果の論理和をとることで変化を判別する。 In Embodiment 1 described above, altitude information is used as the z information of (x, y, z) as the ground surface information. Instead, the reflection value in the infrared sensor is a discrete value (for example, 0 to 255). This process can also be applied to In that case, instead of altitude, changes are evaluated in areas with high and low temperature radiation. Further, this processing can also be applied when color spectrum information based on the three primary colors red, blue, and green is obtained as discrete values instead of altitude information. In that case, the change is first evaluated by reflection by each primary color, and the change is determined by taking the logical sum of the evaluation results for each primary color by the ground surface information change evaluation means 109.
なお、上記実施の形態1による地表変化判別装置は、コンピュータと、このコンピュータを上記実施の形態1における各手段として機能させるための地表変化判別プログラムにより実現することも可能である。 The ground surface change determination apparatus according to the first embodiment can be realized by a computer and a ground surface change determination program for causing the computer to function as each unit according to the first embodiment.
101 新着情報入力手段、102 新着情報メモリ、103 特異地表情報検出手段、104 新着特異情報メモリ、105 位置補正手段、106 新着位置補正情報メモリ、107 地表情報差分検出手段、108 新着情報差分メモリ、109 地表情報変化評価手段、110 変化情報メモリ、111 変化情報出力手段、202 旧来情報メモリ、203 特異地表情報検出手段、204 旧来特異情報メモリ、208 地表情報変化モデルメモリ、301 領域分割制御手段、302 領域分割手段、303 領域統計算出手段、304 領域統計メモリ、305 特異領域算出手段、401 中領域、402 小領域、402a 小領域、402b 小領域、501 建物、502 川床。 101 newly arrived information input means, 102 newly arrived information memory, 103 unique land surface information detecting means, 104 newly arrived unique information memory, 105 position correcting means, 106 newly arrived position correction information memory, 107 ground surface information difference detecting means, 108 newly arrived information difference memory, 109 Land surface information change evaluation means, 110 Change information memory, 111 Change information output means, 202 Conventional information memory, 203 Singular ground surface information detection means, 204 Conventional singular information memory, 208 Ground surface information change model memory, 301 Area division control means, 302 area Dividing means, 303 area statistics calculating means, 304 area statistics memory, 305 singular area calculating means, 401 middle area, 402 small area, 402a small area, 402b small area, 501 building, 502 riverbed.
Claims (2)
上記特異地表情報検出手段により算出された新規に得た該当地域の特異領域及び事前に得た該当地域の特異領域に基づき、新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との位置合わせを行う位置補正手段と、
上記位置補正手段により位置合わせが行われた新規に得た該当地域の地表情報と事前に得た該当地域の地表情報との差分を検出する地表情報差分検出手段と、
上記地表情報差分検出手段により検出された差分について、予め設定された地表情報の変化を評価するためのパラメータと比較して、実際に発生した地表情報の変化であるか否かを評価する地表情報変化評価手段とを備え、
上記特異地表情報検出手段が、
該当地域を所定の中領域及び小領域に分割する領域分割手段と、
上記領域分割手段に分割された所定の中領域及び小領域毎に地表情報の領域統計を算出する領域統計算出手段と、
上記領域統計算出手段により算出された中領域及び小領域毎の地表情報の領域統計に基づき、該当領域の地表情報の特異な分布を検出して該当地域の特異領域を算出する特異領域算出手段とを備えたことを特徴する地表変化判別装置。 Detecting the unique distribution of the surface information of the corresponding area newly obtained and calculating the unique area of the corresponding area newly obtained, and detecting the unique distribution of the surface information of the corresponding area obtained in advance A peculiar surface information detecting means for calculating a peculiar region of the obtained area;
Based on the singular area of the corresponding area newly obtained and the singular area of the corresponding area obtained in advance calculated by the above-mentioned singular ground information detection means, the ground information of the corresponding area newly obtained and the surface of the corresponding area obtained in advance Position correction means for aligning with information;
A ground surface information difference detecting means for detecting a difference between the ground information of the corresponding area newly obtained by the position correction means and the ground surface information of the corresponding area obtained in advance;
The ground surface information for evaluating whether or not the difference detected by the ground surface information difference detecting means is a change in the ground surface information actually generated by comparing with a preset parameter for evaluating the ground surface information change. Bei example and change evaluation means,
The singular ground surface information detecting means is
Area dividing means for dividing the area into predetermined medium and small areas;
Area statistics calculating means for calculating area statistics of the ground information for each predetermined medium area and small area divided by the area dividing means;
Singular area calculation means for detecting a specific distribution of ground information of the corresponding area and calculating a singular area of the corresponding area on the basis of the area statistics of the ground information for each medium area and small area calculated by the area statistics calculating means; A ground surface change determination device characterized by comprising:
上記特異領域算出手段は、上記領域統計算出手段により算出された小領域の地表情報の平均値と当該小領域を含む中領域の地表情報の平均値とを比較し、又は上記領域統計算出手段により算出された小領域の地表情報の平均値と当該小領域に隣接する小領域の地表情報の平均値を比較し、予め設定された所定の条件を満たす場合に、当該小領域を特異領域として算出する請求項1記載の地表変化判別装置。 The area statistics calculation means calculates the average value of the surface information of each middle area and each small area as area statistics based on the ground surface information of each point of each middle area and each small area,
The singular area calculation means compares the average value of the ground information of the small area calculated by the area statistics calculation means with the average value of the ground information of the middle area including the small area, or by the area statistics calculation means. Compare the calculated average value of the ground surface information of the small area with the average value of the ground surface information of the small area adjacent to the small area, and calculate the small area as a singular area when a predetermined condition is set in advance. The ground surface change determination device according to claim 1 .
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