特許 7112908 三次元点群データの断面図を作成するための測量データ処理装置および断面図作成方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-27

(45)【発行日】2022-08-04

(54)【発明の名称】三次元点群データの断面図を作成するための測量データ処理装置および断面図作成方法

(51)【国際特許分類】

   G06T 17/05 20110101AFI20220728BHJP

   G09B 29/00 20060101ALI20220728BHJP

【ＦＩ】

G06T17/05

G09B29/00 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018145770

(22)【出願日】2018-08-02

(65)【公開番号】P2020021352

(43)【公開日】2020-02-06

【審査請求日】2021-05-18

(73)【特許権者】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100087826

【弁理士】

【氏名又は名称】八木 秀人

(74)【代理人】

【識別番号】100207642

【弁理士】

【氏名又は名称】簾内 里子

(72)【発明者】

【氏名】古明地 隆浩

【審査官】村松 貴士

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１６／１３９８１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－１０５０８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４２５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｔ １７／０５

Ｇ０９Ｂ ２９／００ － ２９／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

三次元点群データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を取得する三次元点群データ取得部と、
前記三次元点群データ取得部で取得した前記三次元点群データからＸ－Ｙ平面を作成するＸ－Ｙ平面作成部と、
前記Ｘ－Ｙ平面作成部が作成した前記Ｘ－Ｙ平面上で連続的に指定された複数の区間指定点から縦断面作成ラインを形成する縦断面作成ライン設定部と、
前記縦断面作成ライン設定部で形成された任意の前記縦断面作成ラインを含む鉛直な仮想面に、ある区間の始点から終点までに測量されたＺ点が、前記縦断面作成ラインの（Ｘ，Ｙ）座標に対応されて投影された縦断面図を作成する断面図作成部と、
を備え、
前記断面図作成部は、作成した前記縦断面図に、前記仮想面上に投影された前記Ｚ点の最大値と最小値とを結ぶ鉛直な線分である区間線を付与する、
ことを特徴とする測量データ処理装置。

【請求項2】

前記Ｘ－Ｙ平面作成部は、前記Ｘ－Ｙ平面上において、前記縦断面作成ライン設定部が前記Ｘ－Ｙ平面上に形成した前記縦断面作成ラインの始点および終点に、異なる色のマークを付与し、
前記断面図作成部は、前記縦断面図上の前記区間指定点に対応する位置に前記区間線を付与するとともに、前記縦断面作成ラインの始点及び終点に対応する位置に付与した前記区間線を、該位置に対応する前記マークと同色で着色する、
ことを特徴とする請求項１に記載の測量データ処理装置。

【請求項3】

前記断面図作成部は、前記Ｘ－Ｙ平面上に、ある区間の始点から終点までの前記縦断面作成ラインに直交する横断面作成ラインを形成し、該横断面作成ラインを含む鉛直な横断面用仮想面に、前記横断面作成ラインの始点から終点までに測量されたＺ点が、前記横断面作成ライン（Ｘ，Ｙ）座標に対応されて投影された横断面図を作成可能であり、該横断面図の矢視を、前記マークを用いて示す、
ことを特徴とする請求項２に記載の測量データ処理装置。

【請求項4】

前記Ｘ－Ｙ平面作成部は、前記縦断面作成ライン設定部により形成された前記Ｘ－Ｙ平面上の前記区間指定点に、指定された順に、自他の識別が可能な識別ラベルを付与する、
ことを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の測量データ処理装置。

【請求項5】

前記Ｘ－Ｙ平面作成部は、指定された前記Ｘ－Ｙ平面上の前記区間指定点の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、任意の指定点を原点としたＥＮＵ座標（Ｅ，Ｎ，Ｕ）に変換して、対応する前記区間指定点に付与する、
ことを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の測量データ処理装置。

【請求項6】

前記断面図作成部は、前記三次元点群データより作成した前記縦断面図に、高度および前記縦断面作成ラインに沿った距離を示すグリッド線を追加する、
ことを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載の測量データ処理装置。

【請求項7】

前記断面図作成部は、前記三次元点群データより作成した前記縦断面図の横軸と縦軸を入れ替えて表示することが可能である、
ことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の測量データ処理装置。

【請求項8】

前記縦断面作成ラインは仮想の幅を有し、
前記断面図作成部は、前記仮想面を前記仮想の幅だけ両側に等しくオフセットした一対の面の間に存在する前記三次元点群を、前記一対の面のいずれか一方の面に近い位置に存在する点より順に、前記仮想面に投影する、
ことを特徴とする請求項１～請求項７のいずれかに記載の測量処理装置。

【請求項9】

前記断面図作成部は、作成した前記縦断面図の横軸の左右を反転して表示することが可能である、
ことを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の測量データ処理装置。

【請求項10】

（ａ）：三次元点群データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＸ－Ｙ平面上で、複数の区間指定点を連続的に指定して、任意の縦断面作成ラインを設定するステップと、
（ｂ）：前記区間指定点により形成された複数の区間のうち、ある区間の始点から終点までに測量されたＺ点を、前記縦断面作成ラインを含む鉛直な仮想面に、前記縦断面作成ラインの（Ｘ，Ｙ）座標に対応させて投影するステップと、
（ｃ）：前記仮想面上に、前記（ｂ）のステップで投影されたＺ点の最大値と最小値を結ぶ鉛直な線分を前記区間指定点に対応する位置に作成するステップと、
（ｄ）：前記（ｂ）および前記（ｃ）のステップを全ての区間に対して行うステップと、
を備えることを特徴とする、縦断面作成方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地形や構造物の断面図を作成するための測量データ処理装置、および断面図作成方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、デジタル技術の進歩により、レーザースキャナまたは写真測量カメラを用いて、地形や構造物の三次元点群データが取得できるようになっている。これに伴って、例えば特許文献１では、地形や構造物の三次元点群データから、任意の線に沿った縦断面図を作成する方法や測量データ処理装置が提供されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特願２０１７－１４８５０３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、縦断面図を単に表示するだけでなく、さらなる機能の追加やインターフェースの改善による、見やすさや使い勝手の向上が求められている。

【0005】

本発明は、このようなニーズに鑑みて成されたものであり、三次元点群データからの断面表示における、見やすさや使い勝手の向上を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

このため、本発明のある態様においては、三次元点群データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を取得する三次元点群データ取得部と、前記三次元点群データ取得部で取得した三次元点群データからＸ－Ｙ平面を作成するＸ－Ｙ平面作成部と、前記Ｘ－Ｙ平面作成部が作成したＸ－Ｙ平面上で連続的に指定された複数の区間指定点から縦断面作成ラインを形成する縦断面作成ライン設定部と、 前記縦断面作成ライン設定部で形成された任意の縦断面作成ラインを含む鉛直な仮想面に、ある区間の始点から終点までに測量されたＺ点が、前記縦断面作成ラインの（Ｘ，Ｙ）座標に対応されて投影された縦断面図を作成する断面図作成部とを備え、前記断面図作成部は、作成した縦断面図に、前記仮想面上に投影されたＺ点の最大値と最小値とを結ぶ鉛直な線分である区間線を付与する測量データ処理装置を提供する。

【0007】

従来の仕様では、単に縦断面作成ラインに沿った断面図が作成されるのみで、ある区間から区間との比較や、ある区間での対象物の把握などが難かった。この態様によれば、区間線を断面図に付与することで、全体の傾向が掴み易く、区間ごとの対象物の把握や比較が容易になり、見易さが向上した。

【0008】

また、本発明のある態様では、前記Ｘ－Ｙ平面作成部は、前記Ｘ－Ｙ平面上において、前記縦断面作成ライン設定部が前記Ｘ－Ｙ平面上に形成した縦断面作成ラインの始点および終点に、異なる色のマークを付与し、前記断面図作成部は、前記縦断面図上の前記区間指定点に対応する位置に前記区間線を付与するとともに、前記縦断面作成ラインの始点及び終点に対応する位置に付与した前記区間線を、該位置に対応する前記マークと同色で着色する前記マークと同色で着色するよう構成した。

【0009】

従来の仕様では、Ｘ－Ｙ平面での視点の変更や断面図の表示の変更により、縦断面図の左右の端部が、縦断面作成ラインの始点または終点のどちらに対応するのかを見失いがちだった。Ｘ－Ｙ平面上での縦断面作成ラインの端部と、縦断面図上の区間線の色を合わせることで、Ｘ－Ｙ平面と縦断面図とで、対応する点を即座に把握することができ、見易さと実用性が向上した。

【0010】

本発明のある態様では、前記断面図作成部は、前記Ｘ－Ｙ平面上のある区間の始点から終点までの前記縦断面作成ラインに直交する横断面作成ラインを含む鉛直な横断面用仮想面に、横断面作成ラインの始点から終点までに測量されたＺ点が、前記横断面作成ライン（Ｘ，Ｙ）座標に対応されて投影された横断面図を作成可能であり、該横断面図の矢視には前記マークを用いて表すものとした。

【0011】

縦断面作成ラインに直交する横断面図において、視点がどこにあるのかが、マークを使用されることで分かりやすく表現され、使用者が対象物に対する視点および位置関係を把握しやすく、ユーザーフレンドリーである。

【0012】

本発明のある態様では、前記Ｘ－Ｙ平面作成部は、前記縦断面作成ライン設定部により形成された前記Ｘ－Ｙ平面上の前記区間指定点に、指定された順に、自他の識別が可能な識別ラベルを付与するものとした。

【0013】

従来の仕様では、縦断面作成ラインが形成されても、区間指定点は節点であるだけで、カーブした道に沿って縦断面作成ラインを形成した場合、区間指定点を識別しにくかった。また、区間指定点の数が多い場合にも、その中の目的の一点を識別することは困難であった。区間指定点に識別ラベルが付与されることで、区間指定点が識別可能となり、判別しやすくなり、見易さが向上した。

【0014】

本発明のある態様では、前記Ｘ－Ｙ平面作成部は、指定された前記Ｘ－Ｙ平面上の前記区間指定点の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を、任意の指定点を原点としたＥＮＵ座標（Ｅ，Ｎ，Ｕ）に変換して、対応する前記区間指定点に付与するものとした。

【0015】

ＥＮＵ座標の原点は自由に指定可能であり、三次元点群データを取得した際のレーザースキャナの接地点に指定することも可能となる。基準とする点からの位置関係の把握が容易であり、距離感やサイズ感を把握しやすい。

【0016】

本発明のある態様では、前記断面図作成部は、前記三次元点群データより作成した縦断面図に、高度および前記縦断面作成ラインに沿った距離を示すグリッド線を追加するものとした。

【0017】

グリッド線が追加されることで、縦断面作成ラインに沿った距離が示されることで、カーブなどの湾曲した対象物に対しての距離感を把握しやすく、また全体における一部の特徴の把握や比較をし易く、対象物の把握が容易となる。

【0018】

本発明のある態様では、前記断面図作成部は、作成した縦断面図の横軸と縦軸を入れ替えた縦断面図を作成可能であるよう構成した。

【0019】

縦軸と横軸の入れ替えが自由に行うことができるため、作業者の目的に応じた表示が選択できるようになり、利便性が向上する。

【0020】

本発明のある態様では、 前記縦断面作成ラインは仮想の幅を有し、前記断面作成部は、前記仮想面を前記仮想の幅だけ両側に等しくオフセットした一対の面の間に存在する前記三次元点群を、前記一対の面のいずれか一方の面に近い位置に存在する点より順に、前記仮想面に投影するよう構成した。

【0021】

仮想面に投影する順序をコントロールすることで、縦断面図に「奥行き」の表現を持たせ、縦断面作成ライン周辺の空間を表現することができる。縦断面図が、単なる断面図でなく、奥行きをもった二次元図として表現され、三次元点群データとして測量された対象物の把握がより容易となり、利便性が高い。

【0022】

本発明のある態様では、前記断面図作成部は、作成した縦断面図の横軸の左右を反転可能であるものとする。

【0023】

左右が反転することで、断面図の視点を変更することができる。逆からの視点で対象物を把握可能で、使用者は自分の見やすいように視点を変えることができ、見易さが向上する。

【0024】

また、縦断面図作成方法として、（ａ）：三次元点群データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のＸ－Ｙ平面上で、複数の区間指定点を連続的に指定して、任意の縦断面作成ラインを設定するステップと、（ｂ）：前記区間指定点により形成された複数の区間のうち、ある区間の始点から終点までに測量されたＺ点を、前記縦断面作成ラインを含む鉛直な仮想面に、前記縦断面作成ラインの（Ｘ，Ｙ）座標に対応させて投影するステップと、（ｃ）：前記仮想面上に、前記（ｂ）のステップで投影されたＺ点の最大値と最小値を結ぶ鉛直な線分を前記区間指定点に対応する位置に作成するステップと、（ｄ）：前記（ｂ）および前記（ｃ）のステップを全ての区間に対して行うステップとを備える縦断面図作成方法を提供する。

【0025】

上記方法により、使用者が対象物を把握しやすく、見やすい縦断面図を提供できる。

【発明の効果】

【0026】

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、三次元点群データからの断面図表示における、見易さや使い勝手が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】実施の形態に係る測量データ処理装置のブロック図である。

【図2】縦断面作成ラインを設定する例を示す図である。

【図3】縦断面作成ラインを設定する例を示す図である。

【図4】縦断面図を作成する例を示す図である。

【図5】点群を仮想面に投影する順番を説明する説明図である。

【図6】縦断面図を表示する例を示す図である。

【図7】実施の形態に係る測量データ処理装置により作成された縦断面図の一例である。

【図8】実施の形態に係る測量データ処理装置により作成された縦断面図の一例である。

【図9】実施の形態に係る測量データ処理装置により作成された横断面図の一例である。

【図10】実施の形態に係る測量データ処理装置により作成された横断面図の一例である。

【図11】実施の形態に係る測量データ処理装置の処理フローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の具体的な実施形態を、図面を参照しながら説明する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0029】

（測量データ処理装置）
図１は、実施の形態に係る測量データ処理装置（以下、処理装置１０と称する）のブロック図である。図１に示すように、処理装置１０は、汎用パーソナルコンピュータ、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）等による専用ハードウェア、タブレット端末、またはスマートフォン等において、ソフトウェア的に構成されている。処理装置１０は、ＣＰＵおよびその他専用の演算デバイス、半導体メモリ、ハードディスクなどの記憶媒体を備えている。処理装置１０は、キーボードやタッチパネルディスプレイ等の入力部１１、液晶ディスプレイ等の表示部１２、ＵＳＢメモリ等の携帯記憶媒体との間で情報のやり取りを行えるコネクタ部１３、および無線通信や有線通信を行う通信部１４を、必要に応じて備えている。

【0030】

処理装置１０は、三次元点群データ取得部２１、Ｘ－Ｙ平面作成部２２、縦断面作成ライン設定部２３、および断面図作成部２４を備えている。

【0031】

三次元点群データ取得部２１は、測定対象物の三次元群データを取得し、記憶媒体に記憶する。三次元点群データは、例えば三次元レーザースキャナによる測定により取得される。三次元点群データは、測定対象物の各測定点における三次元座標データを含んでいる。三次元座標を表示する座標系は、直交座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が採用される。三次元点群データ取得部２１は、コネクタ部１３または通信部１４を介して、三次元点群データを取得する。

【0032】

Ｘ－Ｙ平面作成部２２は、三次元点群データ取得部２１で取得した三次元点群データをＸ－Ｙ平面上に投影させ、表示部１２で閲覧可能にする。

【0033】

縦断面作成ライン設定部２３は、ユーザに縦断面作成ラインを設定させるアプリケーションプログラムを実行し、アプリケーションに従った画面を表示部１２に表示させる。図２は、このアプリケーション画面の一例であり、縦断面作成ラインを設定する例を示す図である。

【0034】

具体的に、縦断面作成ライン設定部２３は、まずＸ－Ｙ平面作成部で作成されたＸ－Ｙ平面を表示部１２に表示する。図２は、測量現場を三次元レーザースキャナで測定した三次元点群データに、カメラで撮影した画像をマッピングした３Ｄモデルを、Ｘ－Ｙ平面で平面視して表示したものである。平面視にかぎらず、斜視的に表示も可能であり、ユーザが任意に視点を選択可能である。

【0035】

縦断面作成ライン設定部２３は、ユーザに対し、Ｘ－Ｙ平面上で、まずは縦断面図を作成する区間の指定をするよう指示する。ユーザはアプリケーションに従って、縦断面図を作成する区間の始点と終点を指定していく。この区間指定点は、連続的に指定されるようになっており、前区間の終点が次区間の始点とされる。具体的に、ユーザは、図２に例示するように、道路形状に沿って区間指定点Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを、例えばマウス等を使用して指定する。Ｘ－Ｙ平面作成部２２は、それぞれの区間指定点に、指定の順序がわかるように、指定された順にＡ、Ｂ、Ｃ・・・とラベル３１を付す。ラベルが付されることで、区間指定点の識別や順番が把握可能になり、作成される縦断面図のＸ－Ｙ平面における対応点も把握しやすいため、見易さが向上する。

【0036】

Ｘ－Ｙ平面作成部２２は、区間指定点の座標を直交座標系の（Ｘ，Ｙ，Ｚ）座標からＥＮＵ座標に変換する事ができる。ＥＮＵ座標は任意の指定点を原点とするローカル座標系である。図３は、ある地点を原点に指定し、図２の区間指定点の座標をＥＮＵ座標に変換してＸ－Ｙ平面に表示させたものである。既知である日本での基準点や三次元点群データを取得した際の三次元スキャナの設置点など、ユーザは目的に合わせて自由にＥＮＵ座標の原点を設定することができる。ＥＮＵ座標を使用することで、基準となる点からの位置関係の把握が容易となり、距離感や対象物のサイズ感を把握し易くなる。

【0037】

区間指定点が指定されると、縦断面作成ライン設定部２３は、区間Ａ－Ｂ，区間Ｂ－Ｃ、区間Ｃ－Ｄ，区間Ｄ－Ｅを認識し、線分Ａ－Ｂ，線分Ｂ－Ｃ，線分Ｃ－Ｄ，線分Ｄ－Ｅを、縦断面作成ライン３０として設定する。

【0038】

Ｘ－Ｙ平面作成部２２は、Ｘ－Ｙ平面において、指定された縦断面作成ライン３０全体の始点となる区間指定点（本実施形態では区間指定点Ａ）に黒色矩形の第一マーク３２を、終点となる区間指定点（本実施形態では区間指定点Ｅ）に、白色矩形の第二マーク３３を、それぞれ付して表示する。

【0039】

断面図作成部２４は、区間指定点により画された各区間において、区間の始点から終点までに測量されたＺ点を、縦断面作成ライン３０を含む鉛直な仮想面（Ｚ方向の仮想平面）に、縦断面作成ライン３０の（Ｘ，Ｙ）座標を対応させてプロットする。

【0040】

図４は、縦断面図を作成する例を示す図である。断面図作成部２４は、区間Ａ－Ｂにおいて、線分Ａ－Ｂを含む鉛直な第一仮想面４１に、区間Ａ－Ｂで取得されたＺ点を全て投影する。縦断面作成ライン３０はＺ点取得にあたり概念的に太さ（幅）Ｗ１を有し、区間Ａ－Ｂで取得されたＺ点とは線分Ａ－Ｂのみならず線分Ａ－Ｂに沿った近傍の点を含む。この幅Ｗ１はユーザにより任意に指定される。即ち、三次元的には、第一仮想面４１に投影される点は、第一仮想面４１を所望の幅Ｗ１だけ両側にオフセットした領域内に含まれる三次元点群データである。これら点群が全て、線分Ａ－Ｂを含む鉛直な第一仮想面４１に投影される。

【0041】

ここで、点群が仮想面に投影される順番について、図５を用いて詳しく説明する。図５（Ａ）は、投影の順番を説明するための説明図である。

【0042】

面４１Ａ、面４１Ｂは、第一仮想面４１を幅Ｗ１の半分ずつだけ両側へオフセットした位置に存在する。即ち、面４１Ａと面４１Ｂに挟まれた空間に存在する点群が、第一仮想面４１に投影される。

【0043】

線分４０は、第一仮想面４１に垂直で、面４１Ａから面４１Ｂまでを結ぶ線分である。線分４０の長さは幅Ｗ１に等しい。

【0044】

点６０Ａ，点６０Ｂ，点６０Ｃは、三次元点群データの一部であり、全て線分４０上に存在する。即ち、点６０Ａ，点６０Ｂ，点６０Ｃは全て同じ高さにある。点６０Ｂ及び点６０Ａは第一仮想面４１の間に存在し、点６０Ｂは点６０Ａよりも第一仮想面４１に近い。点６０Ｃは面４１Ｂと第一仮想面４１の間に存在する。図５の各図においては、投影の順番の表現のために、模式的に点の大きさを点Ｃ＞点Ｂ＞点Ａとしている。

【0045】

図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）は、点６０Ａ，点６０Ｂ，点６０Ｃが第一仮想面４１に投影されて作成された縦断面図であり、両者は各点の投影順序のみ異なる。

【0046】

図５（Ｂ）においては、面４１Ｂに距離が近い位置に存在する点より順に（図５（Ａ）の白矢印の順序）、点６０Ｃ→点６０Ｂ→点６０Ａの順で投影されている。図５（Ｂ）に示すように、まず点６０Ｃが配置され、その上から点６０Ｂが配置され、さらに点６０Ｂの上に点６０Ａが配置されている。各点が重なり合っており、全ての点を確認することができる。これは、点６０Ｃが一番奥に存在し、点６０Ａが手前に存在していることを示している。面４１Ｂに近い順で各点が投影されることで、面４１Ｂ側が奥側であり、面４１Ａ側が手前側であるという「奥行き」が縦断面図上で表現される。同時に断面方向も表現でき、この場合、点６０Ａ～点６０Ｃを、面４１Ａから面４１Ｂの方向（黒矢印の方向）で見ていることとなる。

【0047】

同様に、図５（Ｃ）においては、面４１Ａに距離が近い位置に存在する点より順に（図５（Ａ）黒矢印の順序）、点６０Ａ→点６０Ｂ→点６０Ｃの順で、投影されている。図５（Ｃ）では、図５（Ｂ）とは異なり、確認できるのは点６０Ｃのみである。実際には、点６０Ｃの下には点６０Ｂ及び点６０Ａが配置されているが、点６０Ｃに覆われており、確認することができない。これは点６０Ｃが一番手前に存在していることを示している。面４１Ａに近い順で各点が投影されることで、面４１Ａ側が奥側であり、面４１Ｂが手前側であることが縦断面図上で表現されている。この場合、点６０Ａ～点６０Ｃを、面４１Ｂから面４１Ａの方向（白矢印の方向）で見ていることとなる。

【0048】

縦断面作成ライン３０は、仮想の太さ（幅）Ｗ１を有しており、縦断面図には第一仮想面４１から離れた位置にある点群も投影される。図６では分かりやすく各点は一直線上に存在するものとしたが、面４１Ａと面４１Ｂの間に存在する点群を、どちらかの面からもう一方の面へ向けて存在する順に投影させることで、作成される縦断面図には、断面図でありながら「奥行き」の表現を持たせることができる。

【0049】

図５各図においては、点６０Ａ～点６０Ｃをそれぞれ一つの点として表現したが、点６０Ａ～点６０Ｃを三次元点群データで表現される対象物と置き換えても同様であり、縦断面図において、対象物の配置の順序が奥行を持って表現される。

【0050】

換言すれば、本実施形態での縦断面図は、切り取られた奥行きのある３次元的な空間を２次元的な平面で表したものである。縦断面作成ライン３０の太さ（幅）Ｗ１は、ユーザにより指定可能であるため、幅Ｗ１をほぼ０に近づけることで、縦断面作成ライン３０を含む仮想面が切り取った従来の意味での縦断面図を作成することも可能である。点群の投影される順番をコントロールすることで、奥行きの表現を可能としている。この点群の投影される順序はユーザにより選択可能である。この順番を入れ替えて投影される順番を逆順とすることで、奥行き側と手前側の入れ替え（奥行きの方向の入れ替え）も可能である。

【0051】

このようにして作成された縦断面図は、単なる断面図でなく、奥行きが表現された二次元図であり、表された対象物の把握が容易となり、利便性が高い。

【0052】

同様に、区間Ｂ－Ｃにおいて、線分Ｂ－Ｃ（縦断面作成ライン３０）を含む鉛直な第二仮想面４２に、区間Ｂ－Ｃで取得されたＺ点を含む鉛直な第二仮想面４２に、区間Ｂ－Ｃで取得されたＺ点を全て投影する。同様の作業が、区間Ｃ－Ｄ，区間Ｄ－Ｅに対しても行われる。これにより、屈曲する縦断面作成ライン３０に沿った、複数の縦断面図が作成される。

【0053】

次に、断面図作成部２４は、複数の縦断面図を、前の区間の終点を次の区間の始点に一致させて、二次元に展開する。図６は縦断面図を表示する例を示す図である。区間Ａ－Ｂの終点（区間指定点Ｂ）は、区間Ｂ－Ｃの始点に一致させられる。同様に、区間Ｂ－Ｃの終点は区間Ｃ－Ｄの始点に、区間Ｃ－Ｄの終点は区間Ｄ－Ｅの始点にそれぞれ一致させられる。即ち、第一仮想面４１と第二仮想面４２は、区間指定点Ｂを基準にして同一平面上に展開され、第二仮想面４２と第三仮想面４３は、区間指定点Ｃを基準にして同一平面上に展開される。その縦断面図が、縦軸が高度Ｚ、横軸がＸ－Ｙ平面を含む軸として、表示部１２に表示される。断面図作成部２４は、全ての区間に対する縦断面図を表示してもよいし、ユーザに指定された任意の区間の縦断面図を抽出して表示してもよい。

【0054】

このように構成することで、縦断面図を作成する線分を任意に連続的に指定することができ、例えばカーブした道路に沿って縦断面図を作成することができる。

【0055】

（各種機能）
断面図作成部２４は、縦断面図において仮想面毎に標高ラインを表示する。標高ラインは各仮想面に表現される対象物の高さ及び高低差を示すものとして、各仮想面の区間指定点位置の鉛直線上に表示される。図６に示すように、第一仮想面４１の第一標高ライン５１は、第一仮想面４１の区間指定点Ａの鉛直線上に、第一仮想面４１に投影された三次元点群データのＺ値の最大値と最小値の線分として表示される。第一標高ライン５１により第一仮想面４１に表される縦断面図の最高高度、最低高度、および高低差が直感的に把握される。同様にして、第二仮想面４２の第二標高ライン５２が区間指定点Ｂの鉛直上に、第三仮想面４３の第三標高ライン５３が区間指定点Ｃの鉛直上に表示される。終点である区間指定点Ｅを含む第四仮想面４４では、区間指定点Ｄ及び区間指定点Ｅの鉛直上に、同長の第四標高ライン５４，第五標高ライン５５が表示される。

【0056】

従来の仕様では、単に縦断面作成ライン３０に沿った縦断面図が作成されるのみであり、ある区間と別の区間との比較や、区間ごとの傾向の把握などが難しかった。この態様によれば、仮想面毎に表示される標高ラインにより、区間ごとの傾向が掴み易く、縦断面作成ライン３０に沿った対象物の高さおよび高低差の把握が容易となる。

【0057】

縦断面作成ライン３０全体の始点である区間指定点Ａの第一標高ライン５１、および縦断面作成ライン３０全体の終点である区間指定点Ｅの第五標高ライン５５は、他の標高ライン５２，５３，５４とは異なる色で着色される。第一標高ライン５１は第一マーク３２と同色の黒色で着色され、第五標高ライン５５は第二マーク３３と同色の白色で着色される。第一標高ライン５１および第一マーク３２は区間指定点Ａに，第五標高ライン５５および第二マーク３３は区間指定点Ｅに、それぞれ対応しており、Ｘ－Ｙ平面表示と縦断面図とで対応するマークと標高ラインの色を同じにすることにより、それぞれどの区間指定点に対応するかが、即座に把握される。従来の仕様では、Ｘ－Ｙ平面での視点変更や縦断面図の表示の変更により、縦断面図の左右の端部が、縦断面作成ライン３０の端点のどちらに対応するかを見失いがちがった。上記のように構成することで、Ｘ－Ｙ平面と縦断面図とで、対応する区間指定点を即座に把握することができる。

【0058】

図７は、処理装置１０によって作成され、表示部１２に表示される縦断面図の一例である。図７上図が、Ｘ－Ｙ平面作成部２２により作成されたＸ－Ｙ平面図であり、図７下図が断面図作成部２４により作成された縦断面図である。縦断面図がＸ－Ｙ平面図と同時に表示されることで、対応する位置の把握や検証が容易となる。縦断面図は単独で表示されてもよい。

【0059】

図７に示すように、Ｘ－Ｙ平面図には、区間指定点にそれぞれラベル３１が付された状態で、縦断面作成ライン３０が表示される。

【0060】

縦断面図には区間指定点Ａを基準としてグリッド線３４が格子状に引かれる。グリッド線３４の縦軸は高度Ｚを、横軸は縦断面作成ラインに沿った区間指定点Ａからの距離を、それぞれ示す。グリッド線３４が追加されることで、縦断面作成ライン３０に沿った距離が示され、カーブした道路に沿っての距離感も把握し易く、また対象物の幅や特徴の把握や比較も容易となる。

【0061】

図７の縦断面図の横軸は、図６の縦断面図の表示とは逆に、左から区間指定点Ａ，Ｂ，・・・Ｅの順で表示されており、図６の縦断面図とは左右が反転している。言い換えれば、縦断面作成ライン３０の始点と終点を入れ替わっていることとなる。断面図作成部２４は、縦断面図の左右（縦断面作成ライン３０の始点と終点）を反転させて表示させることができる。左右が反転されることで逆からの視点で対象物が把握される。その一方で、表示の左右反転により、現在表示されている縦断面図の左右の端部が、区間指定点Ａであるか区間指定点Ｅであるかを、ユーザは見失いがちであった。前述のように、標高ラインとマークの色を合わせることにより、ユーザは即座に対応する区間指定点を把握できる。

【0062】

図８は、処理装置１０によって作成され、表示部１２に表示される縦断面図の他の一例である。図８の左図がＸ－Ｙ平面、右図が縦断面図である。この縦断面図は、図７の縦断面図の縦軸と横軸の表示が入れ替えられた状態を示す。

【0063】

断面図作成部２４は、縦断面図の縦軸と横軸を入れ替えて表示させることが可能であり、図８の縦断面図は、横軸が高度Ｚ、縦軸が縦断面作成ライン３０に沿った距離を示す。ビル等標高の高い対象物を表示する場合や狭小な範囲を対象として表示する場合など、目的や対象にわせた表示が可能である。

【0064】

上記の縦断面図の左右反転、横軸と縦軸の入れ替え、及び配置や奥行き方向の入れ替えの変更は、断面図作成部２４への命令により実施される。断面図作成部２４は、命令に従って、新たな縦断面図を作成し、表示する。命令は、アプリケーションによりユーザから入力され、例えば縦断面図と共に表示されるアイコン３５，３６（図７及び図８参照）から命令されるよう構成してもよい。

【0065】

従来の仕様では、単なる反転や断面図の視点の位置方向などが分かりにくく、断面図の活用方法が充足されていなかった。本実施形態によれば、表示の見易さが向上し、表示方法の選択の幅が広く、表示の切替えの操作も容易で、ユーザーフレンドリーである。

【0066】

（横断面図）
断面図作成部２４は、横断面図も作成可能である。横断面図とは、ユーザが指定した縦断面作成ライン３０上の任意点である横断面作成ポイント６１において、縦断面作成ライン３０に直交する鉛直な断面図を指す。

【0067】

図９は、処理装置１０によって作成された横断面図の表示の一例である。図９上図は、取得せれた三次元点群データを斜視的に表示したものである。図９下図は断面図作成部２４によって作成された横断面図である。

【0068】

横断面作成ポイント６１は、区間指定点同様、マウスなどで指定される。ユーザは横断面作成ポイント６１として、既に形成されている縦断面作成ライン３０上の一点を指定する。

【0069】

Ｘ－Ｙ平面作成部２２は、指定された横断面作成ポイント６１を中心として、Ｘ－Ｙ平面上に、縦断面作成ライン３０に直交する仮想の横断面作成ライン３７を作成する。横断面作成ライン３７の長さは、ユーザにより任意に指定される。

【0070】

断面図作成部２４は、縦断面図作成と同様のプロセスで、横断面図を作成する。即ち、横断面作成ライン３７の端点Ａ’から端点Ｂ’までに測量されたＺ点を、横断面作成ライン３７を含む鉛直な横断面用仮想面（Ｚ方向の仮想平面）に、横断面作成ライン３７の（Ｘ，Ｙ）座標に対応させてプロットする。横断面作成ライン３７はＺ点取得に対して概念的に太さ（幅）Ｗ２を有し、ユーザはこの幅Ｗ２を自由に指定することができる。

【0071】

横断面作成ポイント６１が中央に配置された横断面図が表示部１２に表示される。横断面図の縦軸は高度Ｚ、横軸は横断面作成ポイント６１からの距離を示す。

【0072】

断面図作成部２４により、横断面図に、縦断面図同様、グリッド線３４及び標高ラインを作成される。横断面用仮想面に投影される三次元点群データのＺ値の最大値と最小値を結ぶ線分として、横断面作成ライン３７の端点Ａ’、端点Ｂ’ 、および横断面作成ポイント６１に対応する位置（それぞれ、横断面図の左端、右端、中央にあたる）の鉛直線上に、第一標高ライン５６、第二標高ライン５７、第三標高ライン５８が作成される。標高ラインにより、横断面図に投影される対象物の高さが把握される。

【0073】

Ｘ－Ｙ平面作成部２２は、Ｚ方向に沿って、横断面作成ライン３７に直交（縦断面作成ラインに平行）する黒色の矩形３８を横断面作成ライン３７の一方の端点Ａ’に付して表示する。同様に横断面作成ライン３７のもう一方の端点Ｂ’には、同形で白色の矩形３９を付して表示する。

【0074】

矩形３８，３９の幅Ｗ３は、横断面作成ライン３７の概念的な太さ（幅）Ｗ２に等しく、矩形３８，３９の高さＨは横断面作成ラインに取得されるＺ点の最大値に等しい。 横断面用仮想面を中心として両側に幅Ｗ１だけオフセットされた領域、言換すえれば矩形３８から矩形３９までの領域に含まれる三次元点群が横断面用仮想面に投影される。このため、投影される領域に高い構造物が含まれると、矩形３８，３９の高さＨは高くなる。矩形３８，３９の大きさにより、ユーザは横断面図に投影される三次元点群データが構成する構造物のサイズ感を把握できる。

【0075】

第一標高ライン５６は矩形３８と同色（本実施形態では黒色）、第二標高ライン５７は矩形３９と同色（本実施形態では白色）で、それぞれ着色される。これにより縦断面図右端と左端の標高ラインが端点Ａ’と端点Ｂ’のどちらに対応するかを、ユーザは一目で把握できる。

【0076】

また断面図作成部２４は、横断面図にのみ、第一マーク３２と第二マーク３３を用いた矢視表示６２を表示する。例えば、図９では、矢視表示６２は、第一マーク３２から第二マーク３３への方向を示しているため、横断面図の矢視は第一マーク３２から第二マーク３３へと向かう方向ＤＲ１（図９参照）である。横断面図は縦断面作成ライン３０に直交するため、第一マーク３２と第二マーク３３の方向を示すことで、横断面図の矢視を表現することができる。

【0077】

また、断面図作成部２４は、縦断面図同様、命令により横断面図の左右を反転させて表示させる。図１０は、図９の横断面図の左右が反転した様子を示す。横断面図の左端が端点Ｂ’、右端が端点Ａ’にそれぞれ対応し、矢視表示６２の第一マーク３２と第二マーク３３の位置が入れ替わっている。例えば図１０に示される矢視表示６２は、第二マーク３３から第一マーク３２への方向を示しており、図１０に示す横断面図の矢視は第二マーク３３から第一マーク３２へと向かう方向ＤＲ２（図１０参照）である。

【0078】

断面図の左右を反転させる機能や、Ｘ－Ｙ平面図の表示の変更にともなって、横断面図の矢視がどちらの方向であるか、見失いやすい。矢視表示６２により横断面図の矢視により、ユーザは容易に横断面図の矢視を把握できる。

【0079】

（断面図作成方法）
図１１は、処理装置１０の処理フローチャートである。

【0080】

まず、ステップＳ８１で、三次元点群データ取得部２１により、測定対象物の三次元点群データ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）が取得される。次に、ステップＳ８２で、Ｘ－Ｙ平面作成部２２により、ステップＳ８１で取得した三次元点群データのＸ－Ｙ平面が閲覧可能にされる。次に、ステップＳ８３で、縦断面作成ライン設定部２３により、表示されたＸ－Ｙ平面上で、縦断面図を作成する区間の始点が選択され、ステップＳ８４で、縦断面図を作成する区間の終点が選択される。次に、ステップＳ８５で、縦断面作成ライン設定部２３により、さらに区間を作成するかが問われる。作成する場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８６に移り、前区間の終点が次区間の始点とされ、ステップＳ８４に戻る。ステップＳ８５で、作成しない場合は（Ｎｏ）は、ステップＳ８７に移り、縦断面作成ライン３０が設定される。次に、ステップＳ８８に移り、断面図作成部２４により、設定された各区間の縦断面図が作成される。次に、ステップＳ８９に移り、断面図作成部２４により、各区間の縦断面図に標高ラインを作成される。最後に、ステップＳ９０に移り、断面図作成部２４により、設定された区間のうち、選択された区間の二次元断面図が表示部１２に表示される。

【0081】

上記のように構成することで、標高ライン表示など、断面図表示の各種オプション機能が追加され、機能性が向上した。各種表示の視認性や操作性が改善され、見易さや使い勝手が向上した。

【0082】

以上、本発明の好ましい実施形態について述べたが、上記の実施形態は本発明の一例であり、これらを当業者の知識に基づいて変形させることが可能であり、そのような形態も本発明の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0083】

１０ 測量データ処理装置
２１ 三次元点群データ取得部
２２ Ｘ－Ｙ平面作成部
２３ 縦断面作成ライン設定部
２４ 断面図作成部
３０ 縦断面作成ライン
３１ ラベル
３２ 第一マーク
３３ 第二マーク
３４ グリッド線
３７ 横断面作成ライン
４１、４２、４３、４４ 仮想面
４１Ａ、４１Ｂ 面
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ 区間指定点
５１～５８ 標高ライン
６１ 断面作成ポイント
６２ 矢視表示
Ｗ１～Ｗ３ 幅

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】