第117号「トポロジーのレベルって何???」　【メルマガ・バックナンバー】


 Subject: [ts-mag:00125] OpenGIS Mail Magazine for T.S.U 【第 117号】
    Date: Sat, 20 Sep 2003 21:10:43 +0900
    From: Taichi FURUHASHI

OpenGIS Mail Magazine for Technical Support Users        2003/9/19
Keywords: OpenGIS,TNTmips,TopologyLevel,Edit,Style,SML,IKONOS,Ortho


オープンGIS
テクニカル・サポート専用メールマガジン

第117号「　　ト ポ ロ ジ ー の レ ベ ル っ て 何 ? ? ?　　」
#################################################################
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　株式会社 オープンGIS




ライン同士は繋がって欲しいんだけど、ポリゴンはできなくてもいい...

ここは繋がって欲しいけど、ここは繋がなくてもいい...



一体何のこと？　って思われるかもしれませんが、例えば、高速道路の
インターチェンジのようなループを想像してください。このループを２
次元のシンプルなラインで表現すると、立体交差の部分は特に繋がるわ
けではありません。単なる１本のラインです。




でも、トポロジを考えますと、高さ情報がないので、どうしてもここに
交差点(黄色いマーク)が発生してしまう...




というわけで、繋がって欲しいところは繋がって欲しいんだけども、
繋がって欲しくないところは、繋がらなくてもいい...




なんて、ベクタデータを作成する際に、どうしてもいろいろな要望がで
てくるものです。

今週は、この「繋がり方」の使い分けテクニックについてご紹介してい
きましょう。


●


さて、そもそも GIS の世界では、ポイントやラインやポリゴンといった
情報を扱う際に、大きく２つのデータ形式を選択します。

それは「ベクタデータ」と「CAD データ」。

ベクタデータと CAD データの最大の特徴は、繋がっている情報をきちん
と管理できているかどうかということ。　つまり「繋がり」という概念。
専門用語で言いますと「位相(イソウ)」とか「トポロジ(Topology)」と呼
ばれる考え方があるのがベクタデータです。

しかし、一言で「繋がり」といっても、いろいろな「繋がり」があるわけ
で、線と線が繋がったり、面と面が繋がったり、はたまた線と面が繋がっ
たりというすべてを表現しなければなりません。そこでいよいよ TNTmips
の話題に移っていきますが、TNTmips では、この繋がりを、米国の国家画
像地図局(NIMA: National Imagery and Mapping Agency's) という組織が
定義しました、６段階のレベルに沿ってデータを管理しています。

では次に、そのトポロジレベル(レベル０～５)についてご紹介しましょう。


●


まず、各レベルには２次元のものと３次元のものがあります。 レベル１
の２次元ベクタデータとか、 レベル３の３次元ベクタデータといった具
合に種類分けされます(レベル４とレベル５は、概念上３次元でしか適用
できません)。　ただ、サンプルデータとしてご用意したデータは、より
簡単に考えられるよう２次元データとしてご紹介します。
　どんなデータかといいますと、今回はこのような「あみだくじベクタ
データ」を作成してみました。しつこいようですが２次元データです :-)




レベルの数字が小さいほど、繋がりの構成要素が少なく、シンプルなデー
タ構造になっています。　逆にレベルの数字が大きいほど、繋がりの構成
要素が多く複雑なデータ構造となるわけです。

それぞれについて、詳しくご紹介いたしましょう。



☆レベル０『トポロジなし：No Topology (Boundry Representation) 』



１本１本のラインはどことも繋がっていない、CAD のラインのような
データです。ネットワーク解析などに利用できませんので、普段はあま
り使用しません。構成要素は、ラインとその両端のノードだけ。別名「ス
パゲティ・ベクタ」とも呼びます。この状態では、それぞれのラインは
まったく繋がっていないため、あみだくじはできません。


☆レベル１『ネットワーク：Network (Non-planar Graph) 』



あみだくじベクタからわかるとおり、ラインとラインを繋げるノードが
使用できます。ただし、どこにノードを発生させるのかの判断はユーザ
側で行いますので、このようなラインの飛び越しのような事が可能にな
ります。TNTmips は自動的にノードを作成してくれません。
　逆にノードの必要な場所と必要でない場所を明確に区別できるので、
道路ネットワーク網などの表現には向いています。構成要素は、ライン
と端ノード、それに交点ノードです。あみだくじには一番向いているト
ポロジレベルですね。


☆レベル２『プレイナー：Planar (Planar Graph) 』



サンプルのあみだくじベクタをレベル２に変更すると、ラインの飛び越
し部分にも、黄色いノードが発生してしまいます。つまり、ラインとラ
インの交点ノードは、TNTmips が自動的に認識してしまうのです。レベ
ル１のような本来のあみだくじ構造は、残念ながら表現できません。た
だ、注目すべき点は、ラインとラインの交点ノードは自動認識するもの
の、ラインが面的に閉じている状態でも、そこにポリゴンといった面要
素が発生しません。あくまでライン要素までの構造です。構成要素は、
ラインと端ノード、それに交点ノード。大まかにレベル１の交点ノード
自動認識タイプとお考えください。


☆レベル３『ポリゴナル：Polygonal (Full Planar Topology) 』



このレベルになりますと、サンプルデータはだんだんと本来のあみだくじ
から離れていきます。といいますのも、ラインで閉じられた場所には、今
度は自動的に面的要素であるポリゴンが発生します。普段 TNTmips がデ
フォルトで使用している、一番馴染み深いトポロジーレベルですね。構成
要素をまとめますと、ラインと端ノード、交点ノード、それにポリゴンと
島状ポリゴン。いつものポリゴンはレベル３だとお考えください。


☆レベル４『未対応：(3D Face Topology) 』
ここから上のレベルは、残念ながら TNTmips では未対応のトポロジレベル
ですので、サンプルデータでのご紹介はできません。一体どんな構造なの
かといいますと、レベル３では表現できなかった３次元的なポリゴン構造、
例えば、オーロラカーテンのようなウネウネとしたポリゴンや、螺旋状の
スロープのような立体的なポリゴンを表現できるようになります。　そう
いった意味で、いままで２次元的に「データ領域(Extents)」というもの
が定義できましたが、レベル４以降になりますと、そのようなデータが存
在する範囲そのものが表現できなくなる点でレベル３と大きく異なります。
構成要素そのものは、レベル３と同じ。ただ、すべてを３次元で考える事
が異なります。


☆レベル５『未対応：(Full Spatial Topology) 』
最後にご紹介するレベル５は、ラインやポリゴンといった要素の他に、さ
らに３次元的な要素が追加されています。それは体積を持った要素で、あ
る立体的なポリゴンが立体空間的に閉じたとき、その中には体積を持った
立体要素が自動的に生成されます。まるで、ラインが閉じてポリゴンが自
動的に生成されるような、レベル３の発想と同じですね。長くなりますが、
このレベル５の構成要素は、ラインと端ノード、交点ノード、ポリゴン、
それに立体要素。サンプルがないため、なかなか想像しにくいですが、ご
勘弁ください。


●


ふと周りを見渡しますと、身の回りの物を、いかにトポロジを持たせて表
現できるのかということについて考えさせられます。

手当たりしだい GIS で表現してみるなんていかがでしょうか？






今週の過去プチ・テクニック
"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
"
"　このラインを修正したいなぁ...
"
"　Edit/Spatial Data... 機能にて、ベクタデータや CAD データを編集
"　作業中に、既存のライン上で右クリックすると、Edit とか Snap と
"　いったメニューが出てきます。　非常に手続き的な TNTmips の編集
"　機能ですが、この右クリック・メニューを使うことで、いともかんた
"　んにラインやポリゴンの編集を行うことができますので是非お試しを！
"
"
"　この中に、Delete メニューも加わると、便利なのに...
"　と思われた方、もちろんできますよ!!
"
"　Spatial Data Editor ウィンドウのメニュより Option/Right Mouse
"　Button... を選び、右クリックメニューに追加したい機能を選びま
"　しょう。あとは、再度 Edit/Spatial Data... を実行すれば完璧です。
"
"　(プチテクニック第38号を改良)
"
"
""""  隔 週 で 新 / 過 去 テ ク ニ ッ ク を 交 互 に 発 信  """"




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=　「スタイルの作成と使用」の追加【TNT入門】
=　http://www.opengis.co.jp/htm/getstart/getstart.htm
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=　数値地図50000 [地図画像] 変換SML の更新【基本操作】
=　http://www.opengis.co.jp/htm/basic/topo50k.htm
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=　数値地図200000 [地図画像] 変換SML の更新【基本操作】
=　http://www.opengis.co.jp/htm/basic/topo200k.htm
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???　http://www.microimages.com/freestuf/tntpatch/
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???　また、詳しいパッチの充て方につきましては、こちらのサイトをご
???　覧ください。
???　http://www.opengis.co.jp/htm/patch/patch.htm
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今週の話題 on メーリングリスト
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
~
~　以前、ユーザーさまより、高解像度衛星IKONOS と Quick Bird の有理
~　多項式係数オルソ補正機能を追加して欲しいとの要望をいただきました。
~
~　マイクロイメージ社へ日本からの強い要望ということで、リクエスト
~　しまして、TNTmips v6.9 から，標準機能で IKONOS，QuickBird の
~　有理多項式係数オルソ変換ができるようになりました。
~　http://www.microimages.com/freestuf/tntpatch/
~　(Ortho-Rectification of QuickBird and Ikonos Images)
~
~　詳しい内容につきましては、こちらの資料が参考になるかと思います。
~
~　★Rational Polynomial Orthorectification of IKONOS/Quickbird Images
~　http://www.microimages.com/documentation/69rpc.pdf
~
~　★Improve RPC Rectification using Control Points
~　http://www.microimages.com/documentation/69imprpc.pdf
~
~
~
~　ただし、オルソ補正が可能なプロダクトは、それぞれ基本プロダクト
~　ではなく、特別なプロダクトになりますので、詳細につきましては、
~　衛星画像データサービス各社へお問い合わせください。
~
~　■IKONOS　"Geo Ortho Kit"
~　日本スペースイメージング株式会社
~　http://www.spaceimaging.co.jp/
~
~　■QuickBird　"Ortho Ready Standard Product"
~　日立ソフトウェアエンジニアリング株式会社
~　http://www.hgiis.com/index_jp.html
~
~　今後とも、みなさまのご意見・ご要望をお待ちしております。
~
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
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　info@opengis.co.jp までご連絡ください。
　弊社からの対応は バグ対応と、新製品告知のみですが、
　ユーザーさまの間での情報交換の場として
　多くの方に利用されています。






■■■■■■■　現 在 の T N T m i p s の 価 格　■■■■■■■

・TNTmips シングルライセンス 840,000円(税別・送料別)
・年間バージョンアップ(2回分) 140,000円(税別)
・年間テクニカルサポート 90,000円(税別)


普段より、元価格にあまり上乗せしていない分、
円相場に応じて価格が変動いたしますことを
ご理解よろしくお願いいたします。

わからない点などありましたら、
info@opengis.co.jp までご連絡ください。

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学生さん２名が同じくらい使用する場合は、
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サポート期限が半年過ぎたとお考えください。



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>サービスその１：緊急なバグ情報はすぐにメール配信します。
>サービスその２：TNTmips に関するどんな質問にも TEL/e-mail/FAX で対応。
>サービスその３：対応は最優先で行います。
>サービスその４：専用FAX質問用紙をお送りします。
>サービスその５：週に１回メールマガジンを配信します。
>サービスその６：展示ブースへご来場の方には特製オリジナルグッズを進呈。
>サービスその７：サポート対応で FTP サイトを 20MB まで利用できます。
>サービスその８：メルマガ・バックナンバー・サイトも利用できます。
>サービスその９：現在計画中です...



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