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System to Support Environmental Education by Automatic Generation of Environmental 3D Models such as Smart Devices

Research Project

Project/Area Number 16K01045
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Science education
Research InstitutionChukyo Junior College

Principal Investigator

MURASE TAKAHIRO  中京学院大学短期大学部, その他部局等, 教授 (70342053)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 杉原 健一  岐阜経済大学, 経営学部, 教授 (80259267)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords環境教育 / 環境都市 / 学習支援システム / 再生可能エネルギー / 3次元建物モデル / 環境3Dモデル / 太陽光発電 / 3次元地形モデル / 自動生成 / 3D地形モデル / 3Dモデル / 科学教育 / 可視化 / 3次元モデル
Outline of Final Research Achievements

We were able to create 3D models of smart devices that control renewable energy generation etc. and display them on 3D city models. By using this developed system, we have made it possible to support environmental education that allows us to consider what form “next-generation power generation facilities” and “buildings and cityscapes that optimize solar power generation” will be.
Usually, such 3D models were created manually, spending a lot of time and effort. In this research, we developed a system that automatically creates 3D models of next-generation power generation facilities and buildings based on the layout of facilities and electronic maps of houses. In this way, we proposed "Environmental education support system that automatically generates environmental 3D model".
We also developed a system that automatically generates from the perimeter the "3D terrain model" for the purpose of environmental maintenance.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

3次元都市モデルにおいて、敷地や建物を太陽光発電効率に適した形状にして、再生可能エネルギーの利用を進めることが重要である。本研究では、電子地図に基づいて、再生可能エネルギーに適した建物の3Dモデルを自動生成するシステムを開発した。活用事例として、区画整理前後の街区などで再生可能エネルギーに適した建物形状で発電量がどのように変化するか数値実験することを可能にした。
本研究の開発システムにより、環境教育を支援する教材となる、環境3Dモデル、街並みの3Dモデル、3D地形モデルの制作時間を大幅に削減でき、メーカーや環境学の研究者によって設計案が異なるとき、それぞれの提案に応じた3Dモデルを提示できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Automatic Generation of 3D Building Models for Environmental Education by Straight Skeleton Computation2018

    • Author(s)
      Takahiro Murase, Kenichi Sugihara
    • Journal Title

      IEEE International Conference on Signal Processing Proceedings (ICSP)

      Volume: Vol.2018 Pages: 1040-1040

    • DOI

      10.1109/icsp.2018.8652493

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Building Polygon Rectification for Automated 3D Building Models2018

    • Author(s)
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • Journal Title

      IEEE International Conference on Signal Processing Proceedings (ICSP)

      Volume: Vol.2018 Pages: 1065-1065

    • DOI

      10.1109/icsp.2018.8652494

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Automatic Generation of a 3D Terrain Model from Key Contours2017

    • Author(s)
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • Journal Title

      General Track (Full Papers) of 2017 International Conference on CYBERWORLDS

      Volume: 1 Pages: 7-7

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Kinect を利用した人体動きの検出および動画生成 -歴史動画生成のための実験-2016

    • Author(s)
      周欣欣、小橋一秀、周向栄、村瀬孝宏
    • Journal Title

      教育工学論文集

      Volume: 39 Pages: 28-31

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] POLYGON PARTITION AND SHAPE RECTIFICATION FOR AUTOMATIC GENERATION OF 3D BUILDING MODEL2016

    • Author(s)
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • Journal Title

      IEEE TENCON 2016, Oral Interactive Forum 847, Conference Publications

      Volume: 847 Pages: 2311-2314

    • DOI

      10.1109/tencon.2016.7848441

    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] SHAPE RECTIFICATION OF BUILDING CONTOUR FOR AUTOMATIC GENERATION OF 3D BUILDING MODELS2016

    • Author(s)
      杉原 健一, 村瀬 孝宏
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. F3 (Civil Engineering Informatics)

      Volume: 72 Issue: 2 Pages: I_167-I_174

    • DOI

      10.2208/jscejcei.72.I_167

    • NAID

      130005475973

    • ISSN
      2185-6591
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 3次元地形モデルの自動生成と環境教育への活用2018

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • Organizer
      2018年日本教育情報学会第34回年会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレートスケルトン手法による3次元地形モデルの自動生成による環境教育2018

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • Organizer
      教育システム情報学会第34回全国大会
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  • [Presentation] 改良したstraight skeleton手法による 3次元屋根モデルの自動生成2018

    • Author(s)
      杉原健一, 村瀬孝宏
    • Organizer
      2018年度土木情報学シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Straight Skeleton 手法による3次元建物の自動生成による環境教育2018

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • Organizer
      2018年日本教育工学会第34回全国大会
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 拡張straight skeleton手法による街並み3Dモデルの自動生成2018

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一
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      情報文化学会第26回全国大会
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  • [Presentation] Automatic Generation of a 3D Terrain Model by Straight Skeleton Computation2017

    • Author(s)
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • Organizer
      The 2017 issue of the International Conference on Computer Graphics and Digital Image Processing
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Automatic generation of 3D models for mass granular flow simulation2017

    • Author(s)
      Takahiro Murase, Kenichi Sugihara and Zhenjiang Shen
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      2017 International Conference on Spatial Planning and Sustainable Development
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  • [Presentation] GISとCGを統合化した3次元建物モデルの自動生成による環境教育支援システム2017

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一
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      2017年日本教育情報学会第33回年会
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  • [Presentation] 自動生成による3次元都市モデルの環境教育への活用2017

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      村瀬孝宏, 杉原健一
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      2017年日本教育工学会第33回全国大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 外周線からの地形モデルの自動生成とその活用2017

    • Author(s)
      杉原健一,村瀬孝宏
    • Organizer
      2017年度土木情報学シンポジウム
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  • [Presentation] ポリゴン縮小処理による3次元地形モデルの自動生成2017

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • Organizer
      地理情報システム学会第27回学術研究発表大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] BUILDING POLYGON RECTIFICATION FOR AUTOMATIC GENERATION OF 3D BUILDING MODELS2016

    • Author(s)
      Kenichi SUGIHARA, Takahiro MURASE
    • Organizer
      16th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality (CONVR 2016)
    • Place of Presentation
      Hong Kong
    • Year and Date
      2016-12-11
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環境共生型まちづくりのための3次元建物モデルの自動生成2016

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • Organizer
      情報文化学会第24回全国大会講演予稿集, pp.53-57
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2016-11-05
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 街区における再生可能エネルギーに適した建物の3Dモデルの自動生成2016

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • Organizer
      地理情報システム学会講演論文集Vol.25, CD収録4頁
    • Place of Presentation
      立正大学
    • Year and Date
      2016-10-15
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      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 3次元建物モデルの自動生成のための建物境界線の直角ポリゴン整形2016

    • Author(s)
      杉原健一、村瀬 孝宏
    • Organizer
      第41回土木情報学シンポジウム講演集(旧:土木情報利用技術講演集) Vol.37, pp.131-134
    • Place of Presentation
      土木学会講堂およびAB会議室(東京都・四谷)
    • Year and Date
      2016-09-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 再生可能エネルギーに適した街づくりのための3Dモデルを利用した環境教育2016

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • Organizer
      2016年日本教育工学会第32回全国大会講演論文集, pp.1003-1004
    • Place of Presentation
      大阪大学
    • Year and Date
      2016-09-17
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 環境教育のための太陽光発電の最適化を目的とした3次元建物の自動生成2016

    • Author(s)
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • Organizer
      日本教育情報学会 年会論文集32, pp.278-279
    • Place of Presentation
      福山大学宮地茂記念館
    • Year and Date
      2016-08-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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