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スマート機器などの環境3Dモデルを自動生成する環境教育支援システム

研究課題

研究課題/領域番号 16K01045
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 科学教育
研究機関中京学院大学短期大学部

研究代表者

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

研究分担者 杉原 健一  岐阜経済大学, 経営学部, 教授 (80259267)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード環境教育 / 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
研究成果の概要

再生可能エネルギーによる発電などを制御する「スマート機器」を作成し、3次元都市モデル上に表示することにより、具体的な「次世代発電施設」や「太陽光発電を最適化する建物や街並み」はどのような形態になるか検討を行える環境教育支援を可能にした。
従来は、多大な時間と労力を掛け、手作業で3Dモデルを作成している。本研究では、施設レイアウトや住宅等の電子地図に基づいて、次世代発電施設や建物の3Dモデルをプログラムで自動的に作成するシステム開発を行い、「環境3Dモデルを自動生成する環境教育支援システム」を開発提案した。
また、環境整備を目的とした「3次元地形モデル」を外周線から自動生成するシステムも開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Automatic Generation of 3D Building Models for Environmental Education by Straight Skeleton Computation2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Murase, Kenichi Sugihara
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Signal Processing Proceedings (ICSP)

      巻: Vol.2018 ページ: 1040-1040

    • DOI

      10.1109/icsp.2018.8652493

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Building Polygon Rectification for Automated 3D Building Models2018

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • 雑誌名

      IEEE International Conference on Signal Processing Proceedings (ICSP)

      巻: Vol.2018 ページ: 1065-1065

    • DOI

      10.1109/icsp.2018.8652494

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Automatic Generation of a 3D Terrain Model from Key Contours2017

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • 雑誌名

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

      巻: 1 ページ: 7-7

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      周欣欣、小橋一秀、周向栄、村瀬孝宏
    • 雑誌名

      教育工学論文集

      巻: 39 ページ: 28-31

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] POLYGON PARTITION AND SHAPE RECTIFICATION FOR AUTOMATIC GENERATION OF 3D BUILDING MODEL2016

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • 雑誌名

      IEEE TENCON 2016, Oral Interactive Forum 847, Conference Publications

      巻: 847 ページ: 2311-2314

    • DOI

      10.1109/tencon.2016.7848441

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 3次元建物モデルの自動生成のための建物境界線のポリゴン整形2016

    • 著者名/発表者名
      杉原 健一, 村瀬 孝宏
    • 雑誌名

      土木学会論文集F3(土木情報学)

      巻: 72 号: 2 ページ: I_167-I_174

    • DOI

      10.2208/jscejcei.72.I_167

    • NAID

      130005475973

    • ISSN
      2185-6591
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 3次元地形モデルの自動生成と環境教育への活用2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      2018年日本教育情報学会第34回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      教育システム情報学会第34回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      杉原健一, 村瀬孝宏
    • 学会等名
      2018年度土木情報学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      2018年日本教育工学会第34回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 拡張straight skeleton手法による街並み3Dモデルの自動生成2018

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      情報文化学会第26回全国大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Automatic Generation of a 3D Terrain Model by Straight Skeleton Computation2017

    • 著者名/発表者名
      Kenichi Sugihara, Takahiro Murase
    • 学会等名
      The 2017 issue of the International Conference on Computer Graphics and Digital Image Processing
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Automatic generation of 3D models for mass granular flow simulation2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Murase, Kenichi Sugihara and Zhenjiang Shen
    • 学会等名
      2017 International Conference on Spatial Planning and Sustainable Development
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      2017年日本教育情報学会第33回年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      2017年日本教育工学会第33回全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 外周線からの地形モデルの自動生成とその活用2017

    • 著者名/発表者名
      杉原健一,村瀬孝宏
    • 学会等名
      2017年度土木情報学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一
    • 学会等名
      地理情報システム学会第27回学術研究発表大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] BUILDING POLYGON RECTIFICATION FOR AUTOMATIC GENERATION OF 3D BUILDING MODELS2016

    • 著者名/発表者名
      Kenichi SUGIHARA, Takahiro MURASE
    • 学会等名
      16th International Conference on Construction Applications of Virtual Reality (CONVR 2016)
    • 発表場所
      Hong Kong
    • 年月日
      2016-12-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • 学会等名
      情報文化学会第24回全国大会講演予稿集, pp.53-57
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2016-11-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • 学会等名
      地理情報システム学会講演論文集Vol.25, CD収録4頁
    • 発表場所
      立正大学
    • 年月日
      2016-10-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      杉原健一、村瀬 孝宏
    • 学会等名
      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
    • 発表場所
      土木学会講堂およびAB会議室(東京都・四谷)
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • 学会等名
      2016年日本教育工学会第32回全国大会講演論文集, pp.1003-1004
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-09-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 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

    • 著者名/発表者名
      村瀬孝宏, 杉原健一, 周欣欣
    • 学会等名
      日本教育情報学会 年会論文集32, pp.278-279
    • 発表場所
      福山大学宮地茂記念館
    • 年月日
      2016-08-20
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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