JPH03238931A - 受信基地へのマイクロ波中継可能領域決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、受信基地を特定し、その基地に対してマイ
クロ波伝送可能な領域を２次元の形態で求める方法に関
するものである。

（発明の概要） この発明は、受信基地に対してマイクロ波伝送可能な領
域を２次元的に求める方法に関するもので、国土地理院
発行などの標高を含む地形地図と複数の建築物の屋形、
位置、階数が登録されている電子地図とさらにユーザが
別途用意した複数の建築物の高さデータなどから、あら
かじめ電波が遮蔽を受けるシャドウ領域を計算により求
め、および建築物の屋上から受信基地が見通しにあるか
否かを判定して段間候補を求め、このようにして得られ
たシャドウ図および段間候補を地図の上に重ねてブラウ
ン管などに表示している。

かくて局外中継時すみやかに受信基地に対して送信点か
らのマイクロ波伝送方法を決定することができる。

（従来の技術） 従来この種マイクロ波の伝送可否を決定する場合、送信
点と受信点を特定し、この２点を結ぶ直線内における障
害物の有無を地図上で判読しその可否を判定していた（
参考文献：　ＮＨＫ技術）＼ノドブック１、日本放送協
会編集発行、昭和４５年３月２２日）。

また、国土地理院発行の地形データが、緯度、経度で約
１０秒（約２５０＋＋＋メツシユ）の地点の標高を表わ
しており、受信点に対し各メツシュ地点を送信点と想定
し、前述の方法と同様に障害物の有無から伝送の可否を
決定し、地図帳に記載していた。

（発明が解決しようとする課題） 従来のいずれの方法においても、マイクロ波伝送の可否
が得られるのは２次元すなわち面ではなく点てあり、さ
らに建築物のデータが全く考慮されていないため、高層
ビルが林立する都市部においては、伝送の可否判定は不
可能であった。

従って本発明の目的は、上述の課題を解決し、マイクロ
波伝送の可否を点ではなく面で決定でき、しかも途中の
建築物による遮蔽も考慮した受信基地へのマイクロ波中
継可能領域決定方法を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段） この目的を遠戚するため受信基地へのマイクロ波中継可
能領域決定方法第１の発明は、受信基地を特定し、その
基地に対しマイクロ波伝送可能な領域を２次元的に決定
する方法において、地上高を表わす標高を含む地形デー
タが記憶された第１メモリと、複数の建築物の形状、位
置、階数のデータが記録された第２メモリと、複数の建
築物の高さデータが記録された第３メモリとを用意する
とともに、各建築物の高さデータを第２メモリと第３メ
モリとよりこれを読取り、抽出された各建築物を高さの
順に配列して対象とする建築物を高さの順に特定し、対
象とする建築物が特定されるとその建築物について屋形
、地図上の位置データをメモリ２より読取り、続いてそ
の建築物についての標高データをメモリｌより読取り、
これら読取られたデータとマイクロ波前記受信基地の位
置、標高データからシャドウ端点を求めてその建築物の
シャドウポリゴンを作成し、作成されたシャドウポリゴ
ンよりその建築物の段間候補判定をおこない、段間候補
と判定された建築物の場合にはその建築物の属性データ
を段間候補ファイルに登録し、前記抽出された前記各建
築物それぞれについて前記シャドウポリゴンの作成と前
記段間候補判定をおこなった後にシャドウ輪郭生成をお
こない、それによりシャドウ図ファイルを作成すること
を特徴とするものである。

また、受信基地へのマイクロ波中継可能領域決定方法第
２の発明は、受信基地を特定し、その基地に対しマイク
ロ波伝送可能な領域を２次元的に決定する方法において
、地上高を表わす標高を含む地形データが記憶された第
１メモリと、複数の建築物の形状、位置、階数のデータ
が記録された第２メモリと、複数の建築物の高さデータ
が記録された第３メモリとを用意するとともに、各建築
物の高さデータを第２メモリと第３メモリより、および
その建築物についての標高データをメモリ１よりこれを
読取り、抽出された各建築物を標高データをも加味した
高さの順に配列して対象とする建築物を標高データをも
加味した高さの順に特定し、対象とする建築物が特定さ
れるとその建築物について屋形、地図上の位置データを
メモリ２より読取り、これら読取られたデータとマイク
ロ波前記受信基地の位置、標高データからシャドウ端点
を求めてその建築物のシャドウポリゴンを作成し、作成
されたシャドウポリゴンよりその建築物の段間候補判定
をおこない、段間候補と判定された建築物の場合にはそ
の建築物の属性データを段間候補ファイルに登録し、前
記抽出された前記各建築物それぞれについて前記シャド
ウポリゴンの作成と前記段間候補判定をおこなった後に
シャドウ輪郭生成をおこない、それによりシャドウ図フ
ァイルを作成することを特徴とするものである。

（作　用） 本発明によれば、マイクロ波伝送の可否判定を、通常固
定されている受信点（受信基地）と、建築物の屋形の各
頂点を直線で結び、その延長線上にシャドウが発生する
ことに着目し、建築物の形状、受信基地との相対位置か
らシャドウの幅を決定し、建築物の高さ、建築場所の標
高、受信基地の標高、受信基地との相対位置からシャド
ウの長さを決定し、個々の建築物によるシャドウ領域を
特定し、この方法ですべての建築物のシャドウ領域を計
算し地図の上に重ねて表示しているので、マイクロ波に
よる伝送の可否判定が点ではなく面（２次元）で得られ
るようになった。

また、従来の方法では建築物の屋上から、受信基地が見
通しにあるか否かは、まったく検討がなされていなかっ
たが、本発明では都市部の建築物の高い方からシャドウ
生成を行い、個々の建築物のシャドウ計算において、そ
の結果が既に特定されたシャドウ内に包含されているか
否かで判定される、すなわち個々の建築物の発生シャド
ウが既に求まったシャドウ（既シャドウ）内にある時は
、その屋上から受信基地は見通し不可であり、一部でも
既シャドウ外にある時は見通し可能と判定されるので、
容易に段間候補を求めることができる。

（実施例） 以下添付図面を参照し本発明方法を詳細に説明する。

本発明方法によるマイクロ波伝送可能領域を特定する方
法のフローチャート例を示す第１図を参照すると、入力
データとして標高を表わす地形データｌ（例えば国土地
理院発行）と、複数の建築物の形状（屋形）、位置、階
数データを収容する電子地図データ２（例えばＣＤＲＯ
Ｍなどに記録されている）と、複数の建築物の高さデー
タ３があり、逐次各種の図示されたステップ処理４〜１
４を受け、シャドウ図ファイル１５と段間候補ファイル
１６が作成される。

この作成されたファイルのデータを、入力データである
電子地図に重ねてブラウン管上に表示する。

次にこのフローチャートの流れに従い各ステップの処理
機能を説明する。

建築物高さデータ３は、電子地図データ２の建築物の階
数データと居住用建物か否かで２種類のパラメータによ
り、高さデータを推定する高さデータ生成（ステップ４
）の出力が、高さデータとファイルマージ（重ね合わせ
）される（ステップ５）。その際建築物高さデータを持
っている建築物はそのデータが優先される。

そのデータは高い順に１データづつ高さデータ取得され
（ステップ７）、高さデータが終了でないと判定されれ
ば（ステップ８）そのデータが持っていた建築物の屋形
、位置を電子地図データ２から取得する（ステップ９）
。次にその位置の標高を示す地形データ（約２５ｍメツ
シュ展開、ステップ６）から標高データを取得する（ス
テップ１０）。

これらのデータとあらかじめ特定されたマイクロ波受信
基地の位置、標高１７から求められたシャドウの端点（
ステップ１１）でシャドウの形状をポリゴンとして作成
する（ステップ１２）。

次に段間候補判定（ステップ１３）により、上で作成さ
れたシャドウポリゴン全体が、それまでに既に作成され
たシャドウポリゴンの総和の中に包含される場合は、そ
の建築物は段間候補とはなり得すに、再度次の高さデー
タ取得（ステップ７）に戻る。逆に生成されたシャドウ
ポリゴンの一部でも、既シャドウポリゴンの総和からは
み出す場合は、その建築物の屋上の一部分又は全体から
受信基地が見通しの条件にあると判定し、段間候補ファ
イル（ステップ１６）にその建築物の属性データが登録
される。

この処理をすべての建築物について実施し、高さデータ
が終了すれば（ステップ８）、これまでに作成されたシ
ャドウ全体から輪郭生成がなされ（ステップ１４）、シ
ャドウ図ファイルとする（ステップ１５）。

以上は決定方法第１の発明に係る実施例を第１図を参照
して説明してきたものであるが、決定方法第２の発明の
実施例は第１の発明が若干変更されたものである。

すなわち、第２の発明は第１図示フローチャートにおい
て標高取得（ステップ１０）をこの位置に挿入する代わ
りに、高さデータファイルマージ（ステップ５）と高さ
データ取得（ステップ７）との間に挿入し、抽出された
各建築物の高さにその建築物の標高データをも加味して
真の高さデータとしこれに基づいて各建築物を高さの順
に配列せんとする方法である。

次にシャドウポリゴンの計算、段間点候補の計算につい
て詳細に説明する。

（１）シャドウポリゴン＝　の シャドウポリゴンは、障害建築物によって生成されるシ
ャドウ端点Ｐｎと、大地上の建築物の頂点Ａｎを結んだ
多角形で示される。

第２図は、シャドウ端点ＰｎとシャドウポリゴンＳｎの
関係を示した図である。シャドウ端点Ｐｎは、シャドウ
直線Ｉｎと大地との交点Ｐｎで表わされる。

シャドウポリゴンは図に斜線で示された部分である。た
だし、シャドウ直線Ｉｎは、障害建築物Ｂの頂点Ａｎと
受信基地標高点Ｒを結んだもの。ｎ＝１゜２．・・・・
・・、に、には障害建築物の頂点数を表わす。

（２）シャドウポリゴン−の 第３図は、シャドウ端点Ｐｎ計算の実際について説明し
たものである。

■シャドウ直線の計算 障害建築物Ｂの頂点Ａｎと受信基地標高点Ｒよリシャド
ウ直線１ｎを計算する。ただし、ｎ＝１゜２、・・・・
・・、に、には障害建物の頂点数を示す。

■シャドウ端点の計算 シャドウ端点Ｐｎを含むと予測される大地平面をαｎと
する。シャドウ直線Ｉｎと大地平面αｎの交点を求めシ
ャドウ端点Ｐｎとする。

■シャドウポリゴンの計算 手順■■を、ｋ回繰り返す、求めたシャドウ端点Ｐｎと
大地上の障害建築物頂点Ａ□によって、シャドウポリゴ
ンＳｎの輪郭を求める。この輪郭の内部が求めるシャド
ウポリゴンＳｎである。

（３）　　　　　とメツシュ　　−°−をリンクした住
宅地図データをもとにシャドウポリゴン計算を行なう場
合、標高データとのリンクが必要となる。標高データと
しては国土地理院発行などの２５０−メツシュデータを
利用した場合について、２つの手法Ａ、Ｂを説明する。

王広丘 ２５０ｖ＋メツシユデ一タ４点より大地平面を求める。

この平面とシャドウ直線の交点からシャドウポリゴンを
求める。第４図は手法Ａを説明するための図である。

■シャドウ直線の計算 障害建築物の頂点Ａｎと受信基地標高点Ｒよりシャドウ
直線Ｉｎを計算する。ただし、ｎ＝１．２゜・・・・・
・、に、には障害建築物の頂点数を示す。

■シャドウ直線と標高Ｏｍ平面の交点Ｑｎを計算シャド
ウ直線Ｉｎと標高Ｏｍの大地平面の交点Ｑｎを求める。

■Ｑｎよりシャドウ端点を含むと予測される平面を計算 点Ｑｎのｘ、ｙ座標よりＱｎを含む２５Ｏｎ＋　Ｘ　２
５０ｍのメツシュを特定する。このメツシュの４頂点よ
り１次子面α、を求める。

■シャドウ直線と平面の交点よりシャドウ端点を計算 α、とＩ！ｎの交点がある場合 求めた交点Ｐｎがシャドウ端点となる。

α１とＩｎの交点がない場合（第５図参照）ｉｎの方向
ベクトルよりＩｎと交わると予測される２旗手面α３を
求める。α２とＩｎの交点Ｐｎがシャドウ端点となる。

■シャドウポリゴンの計算 手順■〜■を繰り返すことでシャドウ端点群を求める。

これらの端点群と大地上の障害建築物頂点によってシャ
ドウポリゴンを計算する。

工法１ ２５ｍメツシュデータからなる平面に対し、シャドウ直
線をサンプル比較しシャドウポリゴンを求める。ただし
、２５−メツシュデータは、２５０−メツシュデータを
補関したものである。この補間メツシュの値は小さい程
精度が上る０反面、計算量が増加し、この場合２５ｍと
している。

■２５園補間メツシュデータの算出 ２５０ｍメツシュデータを補関し、２５ｓメ４ツシユデ
ー夕によるステップ平面を計算する。このときの補間法
は、地形の起伏、必要とされる精度によって、直線補間
、双一次曲面補間、双一次曲面補間を選択する。（第６
図参照〉 ■シャドウ直線の計算 障害建築物の頂点＾ｎと受信基地標高点Ｒよりシャドウ
直線Ｉｎを計算する。ただし、ｎ−１，２゜・・・・・
・、に、には障害建築物の頂点数を示す。

■１次サンプル比較 第７図は１次サンプル比較を説明したものである。

シャドウ直線Ｉｎ上を受信基地標高点Ｒより２５０＋＋
間隔でサンプルし、サンプル点をＴｉとする。Ｔｉでの
標高値ＨＴｉとＴｉを含む２５ｍステップ平面標高Ｈα
（ｉ）を比較する。ｉはサンプル数 ＨＴｉ＞Ｈα（ｉ）のとき　ｉ　−）　ｉ　＋　１とし
さらにサンプルを続ける。

ＨＴｉ≦Ｈα（ｉ）のとき　ｉ　−＋　ｉ　−１とし２
次（２５ｍ間隔）サンプルを行う。

■２次サンプル比較 第８図は２次サンプル比較を説明したものである。シャ
ドウ直線Ｉｎ上をＴｉ−１からＴｊ力方向、２５ｍ間隔
でサンプルし、サンプル点をＲｊとする。Ｒｊでの標高
値ＨＲｊ　と、Ｒｊを含む２５ｍステップ平面標高Ｈα
（ｊ）を比、較する。ｊはサンプル数ＨＲｊ＞Ｈα（ｊ
）のとき　ｊ−＋ｊ　＋　１としさらにサンプルを続け
る。

ＨＲｊ　≦Ｈα（ｊ）のとき　このＲｊをシャドウ端点
とする。

■シャドウポリゴンの計算 手順■〜■を繰り返すことで、シャドウ端点群を求める
。これらの端点群と大地上の障害建築物頂点によって、
シャドウポリゴンを計算する。

（４）マイクロ゛　　の　　占　　の＝第９図は、段間
点の概要について示したものである。段間点候補とは受
信基地より見通し可能な建築物群を意味する。段間点候
補の中から段間点を選択する。マイクロ波伝送の段間点
候補の算出は、シャドウポリゴン計算結果を利用して行
う。

第１０図は段間点候補の算出法について説明したもので
ある。

■建築物Ｂ、に対しシャドウポリゴン計算を行い、シャ
ドウ面積Ｓ、を求める。このとき建築物Ｂ＋は受信点よ
り見通せる（段間点候補〉とする。

■建築物８□に対しシャドウポリゴン計算を行い、シャ
ドウ面積Ｓ２を求める。

■Ｓ１と５２を比較しｓ、　＞Ｓ！塩以外とき建築物Ｂ
２が段間点候補となる。

■建築物Ｂ３のように、Ｓ、　＞Ｓ、のときは建築物Ｂ
、は段間点候補とならない。

■手順■〜■に従って、必要な建築物について高い順に
計算を行う。結果を段間点候補群とする。

（発明の効果） 以上詳細に説明してきたように、本発明方法によれば、
大都市においてマイクロ波伝送方法の決定が速やかにで
きる。

シャドウ領域および段間候補建築物の特定が電子計算機
によりあらかしめ計算できて、その結果地図の上に重ね
て表示できるので、マイクロ波の伝送方法が極めて速や
かに決定することができる。

従来はそれまでの経験とカンに頼るしかなく手探り状態
で実施していた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法に係るフローチャートの一例を示す
図、 第２図はシャドウポリゴンとシャドウ端点の関係を示す
図、 第３図はシャドウ端点の計算を説明するための図、 第４図は２５０＋＋メツシユデータより求めた平面とシ
ャドウ直線とからシャドウ端点を求める方法を説明する
ための図、 第５図はα、とｉｎの交点がない場合を示す図、第６図
は２５０−メツシュデータの２５ｍ補間を示した図、 第７図は手法Ｂの１次サンプル比較について示した図、 第８図は手法Ｂの２次サンプル比較について示した図、 第９図は段間点の概要について示した図、第１０図は段
間点候補の求め方について説明するための図である。 １・・・第１メモリ　　　　　２・・・第２メモリ３・
・・第３メモリ　　　　　４・・・高さデータ生成５・
・・高さデータファイルマージ ６・・・２５０ｍ＋メツシュ展開　　７・・・高さデー
タ取得８・・・終了か　　　　　　　９・・・屋形、位
置取得１０・・・標高取得　　　　　　１１・・・シャ
ドウ端点計算工２・・・シャドウポリゴン作成 １３・・・段間か　　　　　　　１４・・・シャドウ輪
郭生成１５・・・シャドウ図ファイル　１６・・・段間
候補ファイル１７・・・受信基地位置、標高　Ｒ・・・
受信基地標高点Ｂ・・・障害建築物　　　　　Ａｎ・・
・障害建築物の頂点Ｉｎ・・・シャドウ直線　　　　Ｐ
ｎ・・・シャドウ端点Ｓｎ・・・シャドウボリゴン Ａ□・・・大地上の障害建築物の頂点 αｎ・・・大地平面 Ｑｎ・・・Ｉｎと標高Ｏｍ平面の交点 Ｔｉ・・・サンプル点（２５０ｍ間隔）ＨＴｉ・・・Ｔ
ｉでの標高値 Ｈα（ｉ）・・・ステップ平面標高（２５０ｍ）Ｒｊ・
・・サンプル点２５ａ＋間隔） ＨＲｊ・・・Ｒｊでの標高値 Ｈα（Ｄ　・・・ステップ平面　標高（２５ｍ）＠２図 ヲ誉ドつＡでリボンとン警ドＩ＞車島潰、第３図 シ撃Ｆつ真自、！−さす算 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、受信基地を特定し、その基地に対しマイクロ波伝送
   可能な領域を２次元的に決定する方法において、 地上高を表わす標高を含む地形データが記憶された第１
   メモリと、複数の建築物の形状、位置、階数のデータが
   記録された第２メモリと、複数の建築物の高さデータが
   記録された第３メモリとを用意するとともに、 各建築物の高さデータを第２メモリと第３メモリとより
   これを読取り、 抽出された各建築物を高さの順に配列して対象とする建
   築物を高さの順に特定し、 対象とする建築物が特定されるとその建築物について屋
   形、地図上の位置データをメモリ２より読取り、 続いてその建築物についての標高データをメモリ１より
   読取り、 これら読取られたデータとマイクロ波前記受信基地の位
   置、標高データからシャドウ端点を求めてその建築物の
   シャドウポリゴンを作成し、 作成されたシャドウポリゴンよりその建築物の段間候補
   判定をおこない、 段間候補と判定された建築物の場合にはその建築物の属
   性データを段間候補ファイルに登録し、 前記抽出された前記各建築物それぞれについて前記シャ
   ドウポリゴンの作成と前記段間候補判定をおこなった後
   にシャドウ輪郭生成をおこない、それによりシャドウ図
   ファイルを作成することを特徴とする受信基地へのマイ
   クロ波中継可能領域決定方法。 ２、受信基地を特定し、その基地に対しマイクロ波伝送
   可能な領域を２次元的に決定する方法において、 地上高を表わす標高を含む地形データが記憶された第１
   メモリと、複数の建築物の形状、位置、階数のデータが
   記録された第２メモリと、複数の建築物の高さデータが
   記録された第３メモリとを用意するとともに、 各建築物の高さデータを第２メモリと第３メモリより、
   およびその建築物についての標高データをメモリ１より
   これを読取り、 抽出された各建築物を標高データをも加味した高さの順
   に配列して対象とする建築物を標高データをも加味した
   高さの順に特定し、対象とする建築物が特定されるとそ
   の建築 物について屋形、地図上の位置データをメモリ２より読
   取り、 これら読取られたデータとマイクロ波前記受信基地の位
   置、標高データからシャドウ端点を求めてその建築物の
   シャドウポリゴンを作成し、 作成されたシャドウポリゴンよりその建築物の段間候補
   判定をおこない、 段間候補と判定された建築物の場合にはその建築物の属
   性データを段間候補ファイルに登録し、 前記抽出された前記各建築物それぞれについて前記シャ
   ドウポリゴンの作成と前記段間候補判定をおこなった後
   にシャドウ輪郭生成をおこない、それによりシャドウ図
   ファイルを作成することを特徴とする受信基地へのマイ
   クロ波中継可能領域決定方法。 ３、請求項１または２記載の方法において、前記シャド
   ウ図ファイルにファイルされたシャドウ図および／また
   は前記段間候補ファイルにファイルされた段間候補を表
   示装置に表示するステップをさらに具えたことを特徴と
   する受信基地へのマイクロ波中継可能領域決定方法。 ４、請求項１から３いずれか１項記載の方法において、
   第１メモリに記憶された前記地形データが２５０ｍメッ
   シュの各交点ごとに求められていることを特徴とする受
   信基地へのマイクロ波中継可能領域決定方法。 ５、請求項１から３いずれか１項記載の方法において、
   第１メモリに記録された前記地形データが２５ｍメッシ
   ュの各交点ごとに求められていることを特徴とする受信
   基地へのマイクロ波中継可能領域決定方法。