長崎大学工学部研究報告 第
2 7
巻 第4 8
号 平成9
年1
月画像 データベースによる橋梁台帳 の制作
1 37
岡 林 隆 敏 * ・ 野 見 山 哲 典 **
新 井 伸 博 ***
Pr o d uc t i ngo fBr i d geLe d ge r sbyI ma geDa t a ba s e s
by
Ta ka t o s h iOKABAYASHⅠ * ,Te t s u f u miNOMI YAMA* *a n dNo b u h i r oARAI * * *
Br i dge sar emanage dbas e dont hebr i dgel e dge
r. Re c e nt l y, pr o gr e s s i ngo fhar dwar e sands of t war e s o fc omput e r s ,wege tpos s i bi l i t yt opr oduc tt hebr i dgel e dge r sbyt hei magedat abas e s . Thepur pos e o ft hi ss t udyi st opr oduc teas yhandl i ngi magedat a bas e sf o rt hebr i dgel e dge r s .
Thi sdat a ba s e sha veope r at e donWi ndo ws 9 5 . Fordat a bas ee ngi ne,dBASE5. 0hasus e dandI c on Aut ho r 5 . 1hasut i l i z e dt oaaut hor i ngt oo
l. I nt hi spape r ,t woe xampl e sar es ho wn. Thef i r s ti st he dat a bas eoft hemode r nhi s t or i calbr i dge si nKyus yuar ea. Thes e c ondi saf r a me wor koft hei ma ge dat a bas ef ort hebr i dgel e dge rofNagas akipr e f e c t ur e.
1.
は じ め に近年,橋 梁 に関す る画像 データベ ース1卜 6)の必 要性 が高 まって きてい る.例 えば,景観 の分野 において価 値 のあ る歴史 的橋 梁,各 県で管理 されてい る橋梁 に関 す る台帳 な どである. これ らを画像 デー タベース化す る際 に重要 となるの は,写真 や図面 といった画像 を容 易 に取 り扱 えることであ り,検索が視覚的 に,かつ容 易 に行 える ことであ る.橋 梁 に関す る台帳 について言 えば, そのデータは膨大 な量 で あ り,写真 ・図面等が 貼付 されてい るが,分冊 に分 かれていた りして,容易 に検索 で きる状態で はない. そ こで文字情報 に加 え, 写真 ・図面等 をパ ー ソナル コンピュータで デー タベ ー ス化 し,検索 はビジュアルで,容易 に行 えるシステム を構築 す る必要が あ る.本研究で は, デー タベ ース を 作成す る際,検索すべ きデータを入力 して検索結果 を 得 るまでの効果的なイ ンター フェースの設計 について 検討 した.具体 的な作成事例 として,パ ー ソナル コン ピュー タを用 いて,橋梁 の技術史 において価値 のあ る
九州 の歴 史 的橋 梁 の データベ ース, お よび橋 梁 台 帳 データベースの骨格 を作成 した. これ ら2つのデー タ ベ ースについて説 明す る.
2.
イ ンター フェース とマルチ メデ ィア技術7)現 在,パー ソナル コ ン ピュータ で稼 動 す るデー タ ベ ース ソフ トで は,地 図 な どの図形 か らの検索 とい っ た,検索画面 を設計 す る ことがで きない場合 が多い.
そ こで,本研究 で は,図
‑1
に示す ように,オーサ リン グ ソフ トに,ボタ ンや地図,ナ ビゲー シ ョン画面 とい っ たマルチ メデ ィア技術 を応用 させ るこ とによ り,検索 方法 として,地図や図形 な どのイメー ジか ら,直感 的 に検 索が可能 であ るデー タベー スの作成 を検討 した.データベ ース を構築 す る場合,重要 とな るの は,検 索結果 を得 るまでのイ ンター フェースの部分 である.
今 回作成 した
2
つのデー タベースは, その対 象が橋梁 で あるた めに, そのイ ンター フェースの部分 に地図 を 使 用す る ことによって,視覚的 に検索 で きるように し 平成8
年1 0
月28
日受理*社会 開発工学科
( De par t me ntofCi vi lEngi ne e r i ng)
**大学院修士課程社会 開発工学専攻
( Gr aduat eSt ude nt ,De par t me nto fCi vi lEngi ne e r i ng)
***大 日本 コンサルタ ン ト株式会社
( Ni pponEngi ne e r i ngCo ns ul t ant sCo. ,Lt d. )
1 3 8
岡林隆敏 ・野見 山野典 ・新井伸博 てい る.地図 については,市販 されてい る地図 ソフ トウェア を多数検 討 したが, データベース の イ ンター フェース として使用で きるのは, カーナ ビゲー ション 用の地図 ソフ トで あった. また,検索結果 として,棉 梁 に関す る文字情報 と写真,裏ページには図面 と周辺 地図 を出力す るよう構築 した.
ヒ ュ ー マ ン イ ン タ ー 7 エ ー ス の 設 計 lデ ー タ ベ ー ス の 投 射 l検 索 画 面 の 設 計 l
図
‑1
視覚的 なイ ンター フェース を有 す る画像 デー タベース3.
画像 データベースの土木分野への応用土木の分野では,写真や図面,地図な どが多用 され る.歴史的構造物 や各種 の公共施設の維持管理 におい て も,文字情報だ けで はな く,画像の情報が不可欠で ある. しか し,近年のパ ー ソナル コンピュータの進歩 に伴 い,従来 は放送,印刷,出版,デザイ ンな どの専 門分野 に限 られていた画像情報 の電子的な管理 ・利用 が土木分野 において も可能 となって きている.図
‑2
に 画像 データベースの土木分野へ の応用範囲 を示 してい る.特 に,本研究で画像 データベースの対象 としてい る橋 梁台帳 についていえば,現在 の橋梁台帳 は,文字 情報 だけが用紙 に書 き込 まれ, その量 は膨大 な もので あ り, 目的の橋梁 を非常 に検索 しづ らい ものである場図
‑2
画像 データベ ースの応用分野合が多 い. この ような理 由か ら,検索方法 はビジュア ルで容易 に行 うことがで き,検索結果 として,文字情 報 と写真や図面 といった画像 を同時 に出力で きる画像
データベース を作成す ることが必要 となる.
4.
画像 デー タベースの利用形態8)・9)データベースの利用形態 としては,大 き く分 けてス タン ドアロン型,クライアン ト・サーバー型,インター ネ ッ ト対応型の
3
つに分 け られ る.以下 に, その3
つ について説明す る.① スタ ン ドアロン型
この利用形態 は,図
‑3 a)
に示す ように,データベー スを1
台のパー ソナル コンピュータのみで作成,使用 す るもので,他 のコンピュータか らのアクセスは不可利 用 者
クライアン ト
j i i i ‑ 利 用 者 A
j i i ‑ 利 用 者 C
≡ 利 用 者 B
⊂====コ
∈〕
データベース
a)
スタン ドアロン型b)
クライア ン ト・サーバー型C)
イ ンターネ ッ ト対応型 図‑3
デー タベースの種類画像 データベースによる橋梁台帳の制作 能であ る.す なわち,作成 したデータベースを他 のコ
ンピュータで利用す るには,
MO
やCD‑ ROM
といっ た媒体 を使用す る以外 に方法 はない ものである.従来 のデータベースの利 用形 態 として,一 般 的 な もので あった.② クライアン ト・サーバー型
この利用形態 は,図‑
3b)
に示す ように,個々のアプ リケー ション とのイ ンター フェース を処理す るクライ ア ン トと,複数 のクライア ン トか らの処理 を制御 し, データを提供 す るサーバー とに役菩瞳書分 け られ る. こ の利用形態 は,LAN( Loc alAr e aNe t wor k)
として企 業内において は通常使 われている形態である.③ インターネ ッ ト対応型
この利 用形態 は,現在,急速 に発展 を遂 げてい るイ ンターネ ッ トを使用 した もので,図‑
3C)
に示す よう に,様 々なネ ッ トワー クが結 びついているもので ある.② で説明 した クライア ン ト ・サーバ ー型 を結びつ けて いるネ ッ トワークを, インターネ ッ トに接続す ること によ り,インターネ ッ トに接続 されている世界 中のコ ンピュータか ら,作成 したデータベースの使用が可能 となる. このインターネ ッ ト上でのデータベース作成 では, データベース と
WWW ( Wor l d Wi de We b)
サーバ ー と を結 び つ け るCGI( Co mmon Ga t e wa y I nt e r f ac e)
ソフ トが重要 となる.5.
デー タベ ース とイ ンター フェース( 1 )
ハー ドウェアの構成 、ここで は,本研究で使用 した コンピュータ,お よび その周辺機器 について述べ る.本研究で使用 した画像 データベース システム は,図‑4の ようになる.画像 を 記録す る媒体 としては,何度 で も書 き換 えが可能 で大 容量 を持 つ
PD
を使用 した.以下 に,それぞれの周辺機 器 について説明す る.a)
コンピュータ本体VENTURI SF P51 0 0
(日本 デ ィジタルイクイ ップメ ン ト株式会社)
b)
モニター1 7 i nc hCOLOR MULTI SCAN MONI TOR
(ロジテ ック株式会社)C)
イメージスキャナEPSON GT‑ 9 0 0 0
(セイ コーエプ ソン)
d)PD
PD/ CD‑ ROM
ドライブ (松下電器産業株式会社)e)
サ ウン ドブラスター1 3 9 SoundBLASTERAWE3 2
( CREATI VEMEDI A K.K. )
f)
オ ンボー ドビデオTr i o6 4
グラフィックチ ップ( S3
社)g)
スピーカーマルチメデ ィア パ ソコン用パ ワー ドスピーカー シ ステム
(松下電器産業株式会社)
e)イメージスキャナ d)PD
図
‑4
画像 データベースシステム( 2 )
ソフ トウェアの構成今 回使用 した ソフ トウェアは,図‑5に示す ように, 検 索結果 を得 る まで の イ ンター フェース の部 分 に, オーサ リングソフ トであ る
I c onAut ho r 5 . 1
(株 式会社 エム ・ピー ・テクノロジー社製),実際 に検索 を実行す るデータベースエ ンジンには,dBASE5. 0 f or Wi n‑
dows( Bor l a ndl nt e r nat i o nal
社製)を使 用 した.i c on Aut hor 5 . 1
か らデータベースに入 り,dBASE5. 0
で検 索 を実行 し, I conAut hor 5 . 1
へ検索結果 を出力 す る,とい う構成 になっている.
画像 の処理 には
,Ado bePhot os hop3 . O J
を使用 し た.AdobePhot os hop
は,写真 の レタ ッチや画像編 集, カラーペ イ ン トを 目的 にデザ イ ンされた ソフ ト ウェアである.I c onAut l 1 0r 5. 1
カーナビゲー ション用地図
数 値 白 地 図 インター フ ェース データベ‑ エンジン
図
‑5
使用 した ソフ トウェアの構成1 4 0
岡林 隆敏 ・野見 山哲典 ・新井伸博( 3 ) I conAut hor 5. 1
10)についてI c onAut ho r 5. 1
とは,対話式 アプ リケー シ ョンを作 成 す るた めのオーサ リングツールであ る.図‑7
に示 す ように, コンテ ンツを付加 したアイ コンを視覚的 に並 べて, フローチ ャー トを作成す るだ けで, アプ リケー シ ョンを作成 す る こ とが で きる. I conAut hor 5 . 1
の 様 々 なアイ コンを,視覚 的 に並べ るだ けで,今 まで高 度 なプログラ ミング技術 が必要 で あった,ループ処理 や画面 出力 な どが容易 に行 える.I c o nAut hor 5 . 1
の主 要 な構 成 要素 は以 下 に示 す5
つが ある.これ ら5
つの関係 を示 す と,図‑6の ように な る.a)Smar t Obj
Smar t Obj
とは,オブ ジェク トに基づ くテ キス ト編 集 の全 て を実行 す るエ デ ィタで あ り,Gr a phi c・ Te xt ・ But t on・Li s t box
とい った オ ブ ジェク トク ラ ス が ある.これ らを使用 して画面 を作成す る
. I c onAut hor 5 . 1
の中で最 も重要 なエデ ィタであ る.b)I A Sc ope
I A Sc ope
とは, I conAut hor 5
Jで作成 したアプ リ ケー シ ョンを視覚 的 にデバ ックす るた めのユーテ ィ リ テ ィプログラムのス コー プであ る.C)Gr aphi c sEdi t or
カラフル なグ ラフィックスを作成 す ることが可能 な エ デ ィタである
.Gr aphi c sEdi t or
で作成 された グ ラ フィックスはビッ トマ ップ形式 で保存 され るために, 他 のアプ リケー シ ョンソフ トで も使用す る ことが可能 で ある.d)I conAni mat e
グラフィックスをライ ブ表示 す るス ク リプ トを構築 す る ことがで きるアニメー シ ョンエデ ィタで ある.
Smart Ob
G r a p h i csEd i t o r
I c onAni mat e Re 2 : Sol ut i on
図‑
6 I conAut hor5 . 1
の主要構成要素 の関係e)Re z Sol ut i on
アプ リケー シ ョンを別 の システム に適応 させ るた め に, ビッ トマ ップグラフィックスの解像度 を変更す る こ とが で き る グ ラ フィック ユーテ ィ リ テ ィの レ ゾ リュ‑ シ ョンで ある.
I c o nAut hor 5 . 1
には,データベース機能 も含 まれてお り
, I co nAut ho r 5. 1
自体 でデー タベー スファイル を 作成 し, その ファイル を使 用 してアプ リケー シ ョンを 作成 で きる. また,dBASE5 . 0
とリンク してい るので,dBASE5. 0
で作成 された フ ァイル を使用 して, アプ リ ケー シ ョンを作成 す る こ とも可能 で あ る.dBASE5 . 0
とリンクさせ るた めには
,Dat a ba s e
アイ コンを使 用 す る.Da t a ba s e
ア イ コ ンの コ ンテ ン ツ に は,us e
,l oca t e ,s t o r e
といった コマ ン ドを含 み,それぞれの コ マ ン ドに よ り,dBASE5. 0
で作 成 した データベ ース ファイル を使 用す る仕組 み となってい る.盟叩
一
風
.,
"
.ヒ 文 恵 ヒ宙
E B
歯 仙廃 山画 的画 仙
盛 遠 山虜 画 仙
鮒 由肌与葺▲重宝
瓦圏奥歯鹿慮■
図‑
7 I c onAut hor5 . 1
のプログラム例( 4) dBASE5. 0f o rWi ndows
ll)についてdBASE5 . 0f orWi ndows
は, テーブル, クエ リー, フォーム等 の機能 を基本 とした,開発環境 とデー タを 管理 す るた めの対 話 式 ツール を合 わ せ持 つ, データ ベース管 理 シス テ ム で あ る. メニ ューや ダ イ ア ログ ボ ック ス, ス ピー ドバ ーな ど の ユーザーイ ン ター フェースによ り作業 す る,もし くは,dBASE
言語 の コ マ ン ドを直接入力す るコマ ン ドウイ ン ドウで作業 す る とい う2
通 りの構築 方法が ある. しか し, ユーザーイa)
属性 に よる検索画像 データベース による橋 梁台帳 の制作
b)
架設場所 による検索C)
検索結果画面図‑
8 dBASE5. 0
による画像 データベースンクー フェースによ り作業す ると, コマ ン ドウイン ド ウに自動的 にコマ ン ドが入力 され るため,一般的 には ユーザーイ ンターフェースで作業 を行 う.
dBASE5, 0
で は,画像や音声の取 り込みは,非常 に簡単 であるた め,簡単 なマルチメデ ィアタイ トル な どを容易 に作成 で きる.図‑8
にdBASE5. 0
で実際 に作成 した画面 を 示す.a)
は検索項 目であ り, b)
は県別検索, C)
は検 索結果画面である.6.
九州の歴史的橋梁データベース12)歴史的な近代橋梁 は,橋梁 の形態等 において,現在 で も評価 され るべ きものである. この ような近代橋 梁
検 索結果 図
‑9
設計概念1 41
の内,現況が明 らか にされている橋梁のデータを用い, 九州 の歴史的橋梁データベースを作成 した.対象 とし た橋梁 は,福 岡県6
橋,佐賀県4
橋,長崎県9
橋 ,熊 本県15
橋,大分県7
橋,宮崎県9
橋,鹿児島県9
橋 の, 合計5 9
橋 で ある.比較的橋 梁数が少ないために,橋梁 台帳 データベース を作成す ることは可能 か どうか を確 認す るのに適 してい る.データベースの設計概念 は図‑9
に示す通 りであ る.検 索方法 は,図‑10
に示 す よう に,
「地 図か ら検索」
「キー ワー ド検索」 の2
通 りを準 備 した.図‑1
0
検索選択画面 1) キー ワー ド検索キー ワー ド検索画面 は図
‑ 1
1に示す通 りで凄)る.キー ワー ドには,所在県,架設年等 をあ らか じめ用意 して お き,マウスの操作 のみで検索で きるように,工夫 し てい る.図
‑ 1 1
属性 による検索画面図
‑ 1 2
地図か らの検索画面1 4 2
岡林隆敏 ・野見 山哲典 ・新井伸博2)
地図か らの検索図
‑ 1 2
は,地図か らの検索画面である.地図 には,対 象 とす る橋 梁 数 が 少 な い た め,数 値 白地 図 で あ る「 MAPI O 」( St ud i oNi j i x
社製)を使用 した.九州地図 か ら検索 をしたい県 を選択 し,県別地図で, 目的の橋 梁 をク リックす る ことにより,図‑1 3
に示す検索結果が 表示 され る. ここで,周辺地図ボタンをク リックす る と, その橋 梁が架 かっている場所 を示す,広域地図 と 周辺部 の地 図が表示 され る.図
‑1 3
検索結果画面7.
橋梁台帳デー タベース橋 梁台帳 は,
1
橋 に関す るデータ数が膨大 な もので ある.そのた め,図‑1 4
のデータベースの設計概念 に示 す ように,検索結果 には写真 と一般的事項, また,裏 ペー ジに上 ・下部工 に関す るデータを表示す るよう構 築 している. また,写真や図面 といった画像 は, その検索結果 図
‑1 4
設計概念図
‑ 1 5
属性 による検索画面a)
県全域地図C)
詳細地図 図‑16 地図か らの検索画面画像 データベースによる橋梁台帳の制作 ファイル名 をデータの
1
つ としてdBASE5. 0
に入 力してお き,そのファイル名 と一致す る写真 や図面 を表 示 させ るようにしている.検索方法 は,九州 の歴史的 橋梁 データベース と同様 に,「地図か ら検索」と「キワー
ド検索」 を準備 した.
1) キーワー ド検索
図
‑1 5
は,キー ワー ド検索画面 である.ここで,架設 年や橋長,材料 ・形式,土木事務所 な どのキー ワー ド か らの検索が可能で ある.2)
図‑ 1 6
は,地 図か ら検索画面 である.地図には,九 州 の歴史的橋 梁データベースに対 して, よ り具体 的に 橋梁 を指示 しなけれ ばな らないため,精度 の高いカー ナ ビゲーシ ョン用地 図「 Ma pFa nv e r l . 0
」 (イ ンク リ メン トP
株式会社製)を使用 した.また, a)b)C)
の ように縮尺の違 う地 図を階層的に配 し,検索が容易 に で きるようにしてい る.どち らか らの検索方法で も,図
‑ 1 7
に示す検索結果画 面が表示 され る. ここで上 ・下部工 ボタンをク リック す る と,図‑1 8
に示す上 ・下部工 に関す るデータを表示 す る. また,写真 ボタンをク リックす る とその橋 梁の 拡大写真が表示 され,周辺地図ボタンをク リックす る と,図‑ 1 9
に示す ような,その橋梁が架か ってい る場所 の詳細地図が表示 され る.図
‑ 1 7
検索結果画面鮎泣 ド
済 蔭x袈磁通事藷脚 出 捌,
t≡
盛衰遜 配‑ Ⅶ群 l 済 申出輔
図
‑1 8
上 ・下部工画面1 4 3
謹∩顛∩構 相済だ≡Gnw如琳RYLl伽聯脚軸軸Ⅶ慧脚肋棚
W W敵 側 . ・ 描「 し 汁 ̲ 艶
i
漬新莞 況三=∋;岩∝軽 薮̲
孤 描
漬新莞 況三=∋;岩∝軽 薮̲孤 描
図
‑1 9
周辺地図8.
ま と め本 文 は,パー ソナ ル コ ン ピュータ を用 い て,
MS
‑ Wi ndows
環 境 に お け る橋 梁 に関 す る画 像 データ ベ ース作成 のた めの技術 について述べた ものである.本研究 をまとめる と以下 の ようになる.
(1) 現在
,MS‑ Wi ndows
環境 において,データベース ソフ トだ けを使用 して,画像 データベースを作成す る 場合,画像 は呼 び出す形式で はな く,貼 り付 ける形式 になる.本研究で は,オーサ リングソフ トとデータベー ス ソフ トを リンクさせ ることにより,画像 をファイル 名 で呼び出す ことが可能 となった.( 2)
オーサ リングソフ トをイ ンターフェース として使 用 し, さ らにマル チ メデ ィア技術 を使 用 す る こ とに よって,地図や図形 な どのイメージか らの検索が可能となった.
( 3)
オーサ リングソフ トとデータベースソフ トを リン クさせて, ビジュアル なデータベース は作成可能か ど うか を確認 す るた め に,試作 的 に九州 の歴史 的橋 梁 データベースを作成 した.( 4)
地図か ら検索 といった視覚的な検索が可能で,文 字情報 と画像 とを一度 に表示す ることので きる,橋梁 台帳データベースの基礎 を作成 した.橋梁 に関す る画像 データベースの今後 の課題 として, 現在普及が進んでいるインターネ ッ ト上での画像 デー
タベースの構築 が必要である.著者 らは,イ ンターネ ッ ト上での画像 データベース構築 に取 り組 んでお り, イ ンターネ ッ ト上 でのデータベースを構築 しつつある.
参 考 文 献
1)井手義治 ・岡林隆敏 :歴史的土木構造物管理のた めの画像 データベ ース,土木学会西部支部研究発 表会
p6 4 8 ‑p6 4 9 ,1 9 9 5
年3
月1 4 4
岡林隆敏 ・野見山哲典 ・新井伸博2
) 田島剛之 ・岡林隆敏 ・山口政信 ・吉 田安秀 :長崎市 にお ける近代土木技術史野外博物館 の提案 につ いて,土木学会西部 支部研 究発表会
p6 5 0 ‑p6 51
,1 9 9 5
年3
月3
) 田島剛之 ・岡林隆敏 ・井手義治 :土木史研究 にお ける画像 データベースの活用,土木情報 システム シンポジウム講演集p7 ‑pl o ,1 9 9 5
年1 0
月4
)岡林隆敏 ・鯨津佳久 :古写真画像 データベースによる歴史的古写真収録 ・検索 システム,長崎大学 工学部研究報告第
2 2
巻第3 9
号p1 9 5 ‑p2 0 0 ,1 9 9 2
年7
月5)
岡林隆敏 ・井手義治 ・田島剛之 :土木史研究 にお ける画像 データベースの活用,長崎大学工学部研 究報告第2 5
巻第4 5
号p2 0 3 ‑p2 1 0 ,1 9 9 5
年7
月6)
上林弥彦 ・他 :分散協調 メディア シリーズ4
ハイパーメデ ィア とオブジェク トベース,共立 出版株
式会社