2023 Fiscal Year Research-status Report
Digital terrain model-based analysis focusing on roundness of feature curves and surfaces
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21K01021
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
五島 洋行 法政大学, 理工学部, 教授 (00398950)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | Digital Terrain Model / 等値線 / 特異点 / 見通し限界 / GIS |
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| Outline of Annual Research Achievements |
数値標高モデル（Digital Terrain Model; DTM）データを用いた新たな地形解析手法の検討と試験的実装を行った。DTMモデルに双３次スプライン曲面を用いたときの，等値線 f(x, y)=0を求める課題を主に検討し，(1) 平坦な地形や特異点がある場合など，完全な軌道の検出が困難な場合への対応と，(2) 見通し領域の検出など，f(x, y)の勾配と(x, y)の一次式との積が双３次スプラインの形式で書ける場合への応用を検討した。
(1)に関しては，例えば８の字型の等値線の交点は特異点であるが，数学分野でよく知られた特異点の解消方法での仮定や枠組みと異なり，特異点の真の位置が不明，方向付き等値線の検出の際に方向ベクトルが特異点上で不連続かつ急激に変化する，という本質的な違いがある。このため特異点の推定位置は誤差を含む前提で特異点の近傍領域を定め，その領域への出入りという観点で軌道検出を行う方法を考案した。
(2)に関しては，固定された観測点から見通せる限界線の集合，たとえば尾根の検出に用いることができる。見通し限界点を X=(x, y)とし，固定観測点の座標を P=(p, q)とすれば，z=f(x, y)が双３次スプライン曲面の場合，f(x, y)の勾配ベクトル∇fとX-Pとが直交する条件は，再び双３次スプライン曲面と同一形式で記述できる。
前年度までの検討結果により，等値線 f(x, y)=0の検出はいくつかの特殊ケースを除き，許容誤差（tolerance）以上のものについてはすべて検出できるようになったため，この研究成果を適用することで新たな種類の特徴線の検出が行えるようになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
年度当初に想定していた二つの大テーマ (1) 特異点を含む場合の軌道検出，(2) 見通し限界線の検出，について，(2)は順調に検討が進んだ。(1)については実在のDEMデータを用いた数値実験では，多くのケースの計算実験で良好な結果が得られているが，都市部の河川流域・ゼロメートル地帯など極めて平坦な地形や，人工的に与えた特殊な代数曲線では軌道検出がうまく行えない場合があり，一部未解決の技術的課題を残している。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発・解決済のテーマについては論文執筆など対外発表のフェーズに移行する。
人工的に与えた特殊な曲線や，平坦な地形における等値線の検出など，完全には解決できていない課題については検討を継続するが，実用上問題ないレベルで良好な結果が得られれば，適用限界などを明らかにした上でとりまとめに移行する。
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| Causes of Carryover |
2023年度に参加を予定していた国際会議への参加を取りやめたため，執行を予定していた旅費・参加費が余剰となった。2024年度秋開催の国際会議に参加予定である。
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Research Products
(3 results)
