JPH11213128A - ベクトル地図表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明の目的は、多数のベクトル図形を描画す
る際に描画時間がかからないようにベクトル図形を簡略
化して表示する装置を提供することであり、これにより
地図表示システムの操作性の向上を図るものである。 【解決手段】本発明は、ベクトル地図データを表示する
地図表示システムにおいて、ベクトル地図データ６を保
持する記憶手段１と、該記憶手段から入力される表示す
べきベクトル地図データの図形から該図形の輪郭を表す
特徴点を抽出する特徴点抽出手段２と、上記の抽出され
た図形の特徴点から作成される上記ベクトル地図データ
の図形の輪郭をもとのベクトル地図データの形式で保存
する特徴点ベクトル地図データ生成手段３と、上記のベ
クトル地図データを表示するベクトル地図表示手段４を
備えることにより、ベクトル地図データを簡略化して表
示することができるように構成したものである。これに
より一度に表示すべきベクトル地図データの図形が非常
に多数あっても、表示する図形のもつ情報が多少欠落す
るが、高速に描画することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、計算機によりディ
スプレイ等の表示装置にベクトル地図データを表示する
地図表示システムに係り、特にベクトル地図データの図
形を簡略化して描画する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】計算機により地図を表示する地図表示シ
ステムでは、地図データをベクトル形式と呼ばれる表示
図形の特徴を記述した形式（ベクトル地図）で保存す
る。例えば、折れ線であれば頂点座標の列、円であれば
中心座標と半径などである。これにより描画の縮尺によ
らず精密な図形描画が可能となる。しかし、描画図形が
非常に多数になるような縮尺が小さい場合、全てのベク
トル図形を描画していては描画時間が長くなり、地図表
示システムとしては操作性が悪化してしまう。

【０００３】このため従来は縮尺を小さくして地図を表
示するときは、単に詳細な図形が含まれる地図の層（レ
イヤ）を表示しないことで、描画時間を短縮していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の地図表示システ
ムで、縮尺を小さくしベクトル図形を多数描画する必要
がある場合、全ての図形を描画するか、従来方法のよう
に詳細図形を描画しないかのどちらかであった。全ての
図形を描画すれば当然描画時間がかかり、また詳細図形
を描画しなければ表示情報が欠落するため、どちらも地
図表示システムの操作性が悪化してしまう。

【０００５】本発明の目的は、上記のように多数のベク
トル図形を描画する際に描画時間がかからないようにベ
クトル図形を簡略化して表示するシステムを提供するこ
とであり、これにより地図表示システムの操作性の向上
を図るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ベクトル地図データを表示する地図表示
システムにおいて、ベクトル地図データを保持する記憶
手段と、該記憶手段から入力される表示すべきベクトル
地図データの図形から該図形の輪郭を表す特徴点を抽出
する特徴点抽出手段と、上記の抽出された図形の特徴点
から作成される上記ベクトル地図データの図形の輪郭を
もとのベクトル地図データの形式で保存する特徴点ベク
トル地図データ生成手段と、上記のベクトル地図データ
を表示するベクトル地図表示手段を備えることにより、
ベクトル地図データを簡略化して表示することができる
ように構成したものである。これにより一度に表示すべ
きベクトル地図データの図形が非常に多数あっても、表
示する図形のもつ情報が多少欠落するが、高速に描画す
ることが可能となる。

【０００７】上記の特徴点抽出手段は、入力されたベク
トル地図データの図形が線分を含む図形であるか否かを
判定する図形判定部と、図形判定部により線分を含む図
形であると判定された図形に対し図形の線分で構成され
る部分について近接するとみなされる二つの点を一つに
統合する近接点統合部と、近接点統合部の処理を行った
ベクトル地図データの図形に対し二つの隣接する線分の
内角が大きいとみなされるものを直線で近似する直線近
似部とから構成される。近接点統合部は、入力されたベ
クトル地図データの図形に対し図形の線分について、線
分が最短となるものを選択し、該最短線分の長さと地図
表示システムの表示している縮尺に応じて定まる長さの
閾値とを比較し、該最短線分が該閾値より大きければ終
了し、小さければ該最短線分の中点に新しい点を追加
し、最短線分の両端の点を削除し、上記の新たに追加し
た点と上記の削除した二点と接続していた点とを接続し
することで新たな図形を作成し、再び上記の最短線分の
選択からの処理を繰り返す。直線近似部は、入力された
ベクトル地図データの図形に対し隣接する二つの線分に
より構成される内角について、内角が最大になるものを
選択し、該最大内角の大きさと地図表示システムの表示
している縮尺に応じて定まる角度の閾値とを比較し、該
最大内角が該閾値より小さければ終了し、大きければ該
最大内角をもつ点を削除し、該削除した点と接続してい
た二点を接続することで新たな図形を作成し、再び上記
の最大内角の選択からの処理を繰り返す。

【０００８】また、以上のベクトル地図データの図形か
らの特徴点を抽出し簡略化したベクトル地図データの図
形の作成を、上記ベクトル地図表示手段により表示して
いる部分だけでなく、表示部分の周辺部分についても、
表示する前に予め行っておくようにする。これにより、
表示部分をスクロールして周辺地域を表示する際も、ベ
クトル地図データの簡略化の処理にかかる時間をかけず
にスクロールすることが可能となる。加えて、以上のベ
クトル地図データの図形からの特徴点を抽出し簡略化し
たベクトル地図データの図形の作成を、上記ベクトル地
図表示手段により表示している部分だけでなく、表示部
分の縮尺より大きい縮尺での該表示部分に相当する部分
と、表示部分の縮尺より小さい縮尺での該表示部分に相
当する部分を含みかつ小さい縮尺での表示部分のサイズ
の部分についても、表示する前に予め各々の縮尺に応じ
て行っておくようにする。これにより、表示部分を拡
大、縮小した際にも、ベクトル地図データの簡略化の処
理にかかる時間をかけずに拡大、縮小することが可能と
なる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に図１〜図１０を用いて、本
発明の一実施形態のベクトル地図表示システムについて
説明する。

【００１０】（第１の実施例）最初に、図１を用いて、
本発明の一実施形態のベクトル地図表示システムの全体
構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態の
ベクトル地図表示システムの全体構成の説明図である。
図１において、１は地図表示システムで表示するベクト
ル地図データ６を保持する記憶装置である。２は上記ベ
クトル地図データを簡略化して描画する時に、ベクトル
地図データの輪郭がわかる程度の特徴をもつ点を元のベ
クトル地図データから抽出する特徴点抽出装置である。
３は上記の特徴点抽出装置により抽出された特徴点か
ら、地図表示システムに表示できる形式でのベクトル地
図データを作成する特徴点ベクトル地図データ作成装置
である。４はベクトル地図データを表示するベクトル地
図データ表示装置である。

【００１１】次に図２を用いて、本発明の一実施形態に
よるベクトル地図表示システムにおけるベクトル地図デ
ータの表示方法について説明する。図２は、本発明の一
実施形態におけるベクトル地図データの表示方法を説明
するフローチャートである。まず、記憶装置１に保持す
る描画すべきベクトル地図データの一つの図形を特徴点
抽出装置２へ入力する（ステップ２１）。このとき特徴
点抽出装置２では、最初に、入力されたベクトル地図デ
ータの図形が線分を含む図形か否かを判断する（ステッ
プ２２）。上記図形が線分を含まず曲線のみで構成され
る図形、例えば円など、であれば本発明におけるベクト
ル地図表示システムでは簡略化は行わず、そのままベク
トル地図データを表示する（ステップ２６）。上記図形
が線分を含む図形であればステップ２３からステップ２
５の処理を実行する。特徴点抽出装置２は、次に、上記
図形から図形の輪郭を抽出するために、近接点統合（ス
テップ２３）と直線近似（ステップ２４）の処理を行
う。近接点統合と直線近似の処理の詳細は、図３〜図６
を用いて後述する。次いで特徴点ベクトル地図データ生
成装置３は、上記特徴点抽出装置２から上記図形から特
徴点をとりだしたものを受け取り、地図表示システムで
描画可能な形式のベクトル地図データを作成する（ステ
ップ２５）。最後に、ベクトル地図データ表示装置４が
ディスプレイ等に簡略化された特徴点ベクトル地図デー
タを表示する（ステップ２６）。

【００１２】次に図３、図4を用いて、上記近接点統合
の処理の動作について説明する。

【００１３】図３は、近接点統合の処理前のベクトル地
図データの図形３１と処理後のもの３２を表したもので
ある。近接点統合の処理により図形３１から図形３２を
生成する方法について、図４のフローチャート図に沿っ
て説明する。まず、入力されたベクトル地図データの図
形の線分で表される部分について、全ての長さ（図３中
のｘ１、ｘ２、ｘ３を求め、このうち最短のもの（同ｘ
２）を選ぶ（ステップ４１）。次に選ばれた最短の線分
の長さが、描画時の地図表示システムの縮尺によって定
まる閾値ｒより大きいか小さいかを判定する（ステップ
４２）。該最短線分が上記の閾値よりも大きければ（同
ｘ２≧ｒ）、本処理は終了する。一方、該最短線分が上
記の閾値よりも小さければ（同ｘ２＜ｒ）、最短線分
（同線分ＢＣ）の中点に新しい点（同点Ｅ）を追加し、
最短線分の両端の二点（同点Ｂと点Ｃ）を削除する（ス
テップ４３）。そして上記の削除した点に接続していた
点（同点Ａと点Ｄ）と、新しく追加した点（同点Ｅ）を
結び新しい図形を構成する（ステップ４４）。この後、
再び新たに構成された図形でステップ４１から繰り返
し、二点間の距離が閾値ｒよりも小さいものがなくなる
まで繰り返す。なお上記の閾値ｒは、地図表示システム
の縮尺が小さければ大きくなり、縮尺が大きければ小さ
くなる。これにより、縮尺が小さい程、図形から点が削
除され、粗い図形となる。

【００１４】次に図５、図６を用いて、上記直線近似の
処理の動作について説明する。

【００１５】図５は、直線近似の処理前のベクトル地図
データの図形５１と処理後のもの５２を表したものであ
る。直線近似の処理により図形５１から図形５２を生成
する方法について、図６のフローチャート図に沿って説
明する。まず入力されたベクトル地図データの図形の線
分で表される部分について、隣接する２つの線分により
構成される全ての内角（図５中のθ１、θ２、θ３）を
求め、このうち最大のもの（同θ２）を選ぶ（ステップ
６１）。次に選ばれた最大の内角が、描画時の地図表示
システムの縮尺によって定まる閾値φよりも大きいか小
さいかを判定する（ステップ６２）。該最大内角が上記
閾値よりも小さければ（同θ２≦φ）、本処理は終了す
る。一方、該最大内角が上記の閾値よりも大きければ
（同θ２＞φ）、最大内角（同θ２）を持つ点（同点
Ｃ）を削除する（ステップ６３）。そして削除された点
（同点Ｃ）と接続していた点（同点Ｂと点Ｄ）を結び新
しい図形を構成する（ステップ６４）。この後、再び新
たに構成された図形でステップ６１から繰り返し、線分
により構成される内角が閾値φよりも大きいものがなく
なるまで繰り返す。なお上記の閾値φは、地図表示シス
テムの縮尺が小さければ小さくなり、縮尺が大きければ
大きくなる。これにより、縮尺が小さい程、図形から点
が削除され、粗い図形となる。

【００１６】図７は、本発明のベクトル地図表示システ
ムによるベクトル地図データ表示部分と非表示であるが
本発明のベクトル地図表示システムによるベクトル地図
データの簡略化の対象となる部分を示している。本発明
のベクトル地図表示システムによるベクトル地図データ
の簡略化は、全ての図形について簡略化処理を行わなけ
ればならないため、地図表示システムに図形を描画する
際に簡略化処理を行っていては、表示部分をスクロール
した時に描画に時間がかかる。そこで、簡略化したベク
トル地図データを表示する際は、地図表示システムの処
理の負担が軽い時に、地図表示システムの表示部分７１
の周辺７２のベクトル地図データの簡略化を行い、記憶
装置１に保持しておく。これにより表示部分７１がスク
ロールし、部分７３に移動しても簡略化処理をせずに表
示することができ、図形を高速に描画が可能となる。ま
た移動後は、再び地図表示システムの処理の負荷が軽い
時に、簡略化処理を行っていない周辺部分７４のベクト
ル地図データの簡略化を行う。

【００１７】図８は、本発明のベクトル地図表示システ
ムによるベクトル地図データ表示部分と非表示であるが
本発明のベクトル地図表示システムによるベクトル地図
データの簡略化の対象となる異なる縮尺の部分について
示している。本発明の地図表示システムによるベクトル
地図データの簡略化は、図７で説明した地図表示システ
ムの表示部分８４の周辺部分８５に加えて、地図表示シ
ステムで表示している縮尺８２よりも大きい縮尺８１と
小さい縮尺８３についても行う。地図表示システムで表
示している縮尺よりもよりも大きい縮尺８１での簡略化
の対象となるベクトル地図データは、この時地図表示シ
ステムで表示している範囲８６について簡略化を行う。
地図表示システムで表示している縮尺よりも小さい縮尺
８３での簡略化の対象となるベクトル地図データは、こ
の時地図表示システムで表示している範囲８４とその周
辺部分８５を含む範囲８７について簡略化を行う。これ
により小さい縮尺８１や大きい縮尺８３に表示を切り替
えるときも、図形を高速に描画することが可能となる。
また、本発明によるベクトル地図データの簡略化によれ
ば、縮尺が大きいほど簡略化の度合いが小さく、もとの
ベクトル地図データに近くなるため、縮尺を縮尺８１と
縮尺８２の間のレベルに切り替えるときは、縮尺８１の
簡略化ベクトル地図データを利用して該レベルの縮尺で
の簡略化ベクトル地図データ作成する。また縮尺を縮尺
８２と縮尺８３の間のレベルに切り替えるときも同様
に、縮尺８２の簡略化ベクトル地図データを用いること
で該レベルの縮尺の簡略化ベクトル地図データを作成す
ることができる。また図８では、用意すべき大きい縮尺
８１と小さい縮尺８３をそれぞれ１つ示しているが、複
数存在しても構わない。むしろ複数存在した方が縮尺を
切り替えたときに高速に描画することが可能となるが、
各縮尺の簡略化ベクトル地図データを準備することに時
間がかかる可能性もある。大きい縮尺と小さい縮尺の簡
略化ベクトル地図データをどれだけ準備するかは、地図
表示システムを実装する計算機の性能を考慮して決定す
る。

【００１８】（第２の実施例）図９を用いて、本発明の
ベクトル地図表示システムによるベクトル地図データの
圧縮および圧縮データの送信について説明する。図９に
おいて１は、地図表示システムで表示するベクトル地図
データ６を保持する記憶装置である。２は上記ベクトル
地図データを簡略化して描画する時に、ベクトル地図デ
ータの輪郭がわかる程度の特徴をもつ点を元のベクトル
地図データから抽出する特徴点抽出装置である。３は上
記の特徴点抽出装置により抽出された特徴点から、地図
表示システムに表示できる形式でのベクトル地図データ
を作成する特徴点ベクトル地図データ作成装置である。
９３はベクトル地図データを他の計算機や記憶装置に送
信する際に用いるベクトル地図データ送信装置である。

【００１９】次に動作について、図１０のフローチャー
ト図に沿って説明する。まず、記憶装置１に保持する描
画すべきベクトル地図データの一つの図形を特徴点抽出
装置２へ入力する（ステップ２１）。このとき特徴点抽
出装置２では、最初に、入力されたベクトル地図データ
の図形が線分を含む図形か否かを判断する（ステップ２
２）。上記図形が線分を含まず曲線のみで構成される図
形、例えば円など、であれば本発明におけるベクトル地
図表示システムでは簡略化は行わず、そのままベクトル
地図データを表示する（ステップ２６）。上記図形が線
分を含む図形であればステップ２３からステップ２５の
処理を実行する。特徴点抽出装置２は、次に、上記図形
から図形の輪郭を抽出するために、近接点統合（ステッ
プ２３）と直線近似（ステップ２４）の処理を行う。次
いで特徴点ベクトル地図データ生成装置３は、上記特徴
点抽出装置２から上記図形から特徴点をとりだしたもの
を受け取り、地図表示システムで描画可能な形式のベク
トル地図データを作成する（ステップ２５）。最後に、
ベクトル地図データ送信装置９１が他の計算機や記憶装
置に上記の簡略化された特徴点ベクトル地図データを送
信する（ステップ１０１）。これにより、ベクトル地図
データから図形の輪郭を示すだけのデータを抽出して送
信することが可能となり、送信データの圧縮を図ること
ができる。また圧縮の度合いは、図４、図６で説明した
閾値ｒ、φを設定することで調節することができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば記憶装置
からベクトル地図データを取り出し、特徴点抽出装置で
ベクトル地図データを簡略化し、特徴点ベクトル地図デ
ータ生成装置で簡略化したベクトル地図データを作成す
ることで、特徴点ベクトル地図データ表示装置で簡略化
したベクトル地図データを、高速に表示することが可能
である。また、簡略化したベクトル地図データをベクト
ル地図データ送信装置を用いることで、高速に他の計算
機や記憶装置に送信することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおける地図表示方法を説明するフローチャート
である。

【図３】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおける近接点統合処理によるベクトル地図デー
タの簡略化を示す説明図である。

【図４】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおける近接点統合方法を説明するフローチャー
トである。

【図５】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおける直線近似処理によるベクトル地図データ
の簡略化を示す説明図である。

【図６】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおける直線近似方法を説明するフローチャート
である。

【図７】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおけるベクトル地図データの簡略化の対象とな
る範囲を示す説明図である。

【図８】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムにおけるベクトル地図データの簡略化の対象とな
る縮尺の範囲を示す説明図である。

【図９】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示シ
ステムを利用した地図送信装置の構成を示すブロック図
である。

【図１０】本発明の一実施形態によるベクトル地図表示
システムを利用した地図送信方法を説明するフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１…記憶装置、 ２…特徴点
抽出装置、３…特徴点ベクトル地図データ作成装置、
４…ベクトル地図データ表示装置。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベクトル地図データを表示する地図表示シ
   ステムにおいて、ベクトル地図データを保持する記憶手
   段と、該記憶手段から入力される表示すべきベクトル地
   図データの図形から該図形の輪郭を表す特徴点を抽出す
   る特徴点抽出手段と、上記の抽出された図形の特徴点か
   ら作成される上記ベクトル地図データの図形の輪郭をも
   とのベクトル地図データの形式で保存する特徴点ベクト
   ル地図データ生成手段と、上記のベクトル地図データを
   表示するベクトル地図表示手段を備えたことを特徴とす
   るベクトル地図表示システム。
2. 【請求項２】請求項１記載の地図表示システムにおい
   て、上記特徴点抽出手段は、入力されたベクトル地図デ
   ータの図形が線分を含む図形であるか否かを判定する図
   形判定部と、図形判定部により線分を含む図形であると
   判定された図形に対し図形の線分で構成される部分につ
   いて近接するとみなされる二つの点を一つに統合する近
   接点統合部と、近接点統合部の処理を行ったベクトル地
   図データの図形に対し二つの隣接する線分の内角が大き
   いとみなされるものを直線で近似する直線近似部とから
   構成されることを特徴とするベクトル地図表示システ
   ム。
3. 【請求項３】請求項２記載の地図表示システムにおい
   て、上記近接点統合部は、入力されたベクトル地図デー
   タの図形に対し図形の線分について、線分が最短となる
   ものを選択し、該最短線分の長さと地図表示システムの
   表示している縮尺に応じて定まる長さの閾値とを比較
   し、該最短線分が該閾値より大きければ終了し、小さけ
   れば該最短線分の中点に新しい点を追加し、最短線分の
   両端の点を削除し、上記の新たに追加した点と上記の削
   除した二点と接続していた点とを接続しすることで新た
   な図形を作成し、再び上記の最短線分の選択からの処理
   を繰り返すことを特徴とするベクトル地図表示システ
   ム。
4. 【請求項４】請求項２記載の地図表示システムにおい
   て、上記直線近似部は、入力されたベクトル地図データ
   の図形に対し隣接する二つの線分により構成される内角
   について、内角が最大になるものを選択し、該最大内角
   の大きさと地図表示システムの表示している縮尺に応じ
   て定まる角度の閾値とを比較し、該最大内角が該閾値よ
   り小さければ終了し、大きければ該最大内角をもつ点を
   削除し、該削除した点と接続していた二点を接続するこ
   とで新たな図形を作成し、再び上記の最大内角の選択か
   らの処理を繰り返すことを特徴とするベクトル地図表示
   システム。
5. 【請求項５】請求項１記載の地図表示システムにおい
   て、上記特徴点から構成されるベクトル地図データの図
   形の作成を、上記ベクトル地図表示手段により表示して
   いる部分だけでなく、表示部分の周辺部分についても、
   表示する前に予め行うことを特徴とする地図表示システ
   ム。
6. 【請求項６】請求項１記載の地図表示システムにおい
   て、上記特徴点から構成されるベクトル地図データの図
   形の作成を、上記ベクトル地図表示手段により表示して
   いる部分だけでなく、表示部分の縮尺より大きい縮尺で
   の該表示部分に相当する部分と、表示部分の縮尺より小
   さい縮尺での該表示部分に相当する部分を含みかつ小さ
   い縮尺での表示部分のサイズの部分についても、表示す
   る前に予め各々の縮尺に応じて行うことを特徴とする地
   図表示システム。