基于空间球理论的定性空间表示

主要研究了三维空间中空间对象的关系表示,介绍了利用部分学理论和形态学理论定义空间球的方法.根据Bran-don Bennettd的RBG理论,定义了空间球的形态关系及判断方法,提出了空间球全等的公理系统,给出了利用空间球模型定性表示方向关系和距离关系的方法.智能体对空间关系的确定是通过空间球实现的,该模型为智能体在约束空间环境中的行动推理提供了一个新的表示方法.     

基于区域伸缩的空间关系表示

区域连接演算(RCC)是定性空间推理的重要基础理论之一.但由于缺乏必要的度量,RCC只是粗略地描述空间拓扑关系而难以对其更准确地描述,也难以利用RCC描述除拓扑关系之外的其它空间关系,如距离、方向等.本文在RCC理论的基础上,提出了区域伸缩演算(RESC).RESC增加了一个全等CG的原始空间关系,引入了两个新颖的对区域的演算函数,即区域延伸和区域收缩,从而给出了一种以区域为单位的形式化的度量方法.利用RESC,不仅可以扩展RCC-8拓扑关系,而且能以灵活多样的粒度来描述区域间的距离关系、方向关系、位置关系以及运动关系.RESC增强了RCC的空间关系表示能力,拓展了RCC理论的适用范围.     

基于Vague 集的动态Vague 区域关系

模糊区域的不确定空间信息处理和空间关系表示是空间数据库、地理信息系统和计算机视觉等领域的研究热点和难点.为了有效地处理模糊区域内模糊点的未确定隶属信息和复杂的动态区域关系,引入vague 集的概念和理论对静态和动态vague 区域关系进行了系统研究.基于vague 集对vague 区域进行了形式化定义,对无核和含核vague 区域进行了划分;研究了3 种基vague 域空间关系及其动态变化关系;给出了含核vague 域的空间关系表和子区域组合的动态蕴涵关系;研究了含核vague 域动态转变关系,给出了动态关系邻接表和动态关系转变路径.进一步给出了实例模型,进行了实例分析.研究成果可以较好地处理vague 区域内的模糊点未确定的隶属信息和动态vague 区域空间关系表示和动态转化及动态关系预测等问题.     

二维空间对象空间关系的定性表示

主要研究了二维空间中空间对象间关系的定性表示。介绍了基于RCC的拓扑关系定性表示,讨论了方向关系的定性表示,给出了一个将拓扑关系定性表示和方向关系定性表示相结合的定性表示模型——SR表示模型。     

空间网络间的空间关系的表示和推理

空间网络间的空间关系的表示和推理在空间数据库领域具有重要的意义.为了对复杂的空间网络间的空间关系进行定义和区分,首先提出了空间网络间的空间关系的谓词表示和交集模型表示方法,给出了空间网络间的空间关系模型的特征条件式和蕴涵条件式,进一步给出了空间网络间的空间关系的划分定理和推论;系统研究了空间网络间的空间关系的推理方法,针对空间网络间的空间关系推理特点,提出了推理相斥规则和推理蕴涵规则.研究成果为空间网络间的空间关系在空间数据库中的应用奠定了基础,极大地增强了空间数据库处理复杂对象的空间关系的能力.     

凹形区域和带单洞区域间拓扑关系的表示

现有空间拓扑关系模型多针对同种类的空间对象进行处理,在实际应用中具有一定的局限性.本文在4-交集模型的基础上,通过扩展4-交集矩阵,对凹形区域和带单洞区域间的拓扑关系进行了表示,得到凹形区域和带单洞区域间161种拓扑关系,并给出前10种拓扑关系的示意图.提出算法,并通过程序验证161种拓扑关系均可实现.证明所获得的161种基本关系的完备性和互斥性,通过与相关工作的比较可知该表示模型比其它相关模型表达力更强.     

混合维拓扑和尺寸关系的定性空间推理

定性空间推理(QSR)研究空间关系,多数工作集中在单维空间关系,但在地理信息系统(GIS)中多维对象很常见.混合维对象空间关系是指点、线和区域3类对象出现在同一场景的情况,该类问题对定性空间推理研究有着重要的理论意义和应用价值.但这方面的研究工作还比较少.在已有的混合维区域连接演算的基础上进行完善,提出了MRCC5混合维拓扑模型,并研究了其上约束满足推理问题的复杂度.对定性尺寸关系进行了混合维扩展.给出了MDS模型,进而研究了其推理问题.在以上工作基础上.提出了RCCA和MDS的结合模型,给出并分析了结合模型的推理算法.将定性空间推理相关研究推广到混合维领域,深入研究了混合维拓扑关系推理,提出了混合维尺寸以及混合维拓扑尺寸结合模型.     

一种模糊区域的拓扑关系模型

空间区域拓扑关系建模是空间推理、地理信息系统(GIS)和计算机视觉等领域一个非常重要的主题，模糊区域的拓扑关系建模正日益受到相关领域研究者的重视，在分析现有模型的基础上，提出了一种模糊区域的拓扑关系模型，该模型利用模糊集来表示模糊区域，通过三个谓词的真值来判断区域间的拓扑关系，将分明区域作为特例统一处理，根据谓词的多种真值能够实现多层次上的拓扑关系分析．     

基于区域伸缩的空间关系研究与实现

区域连接演算(RCC)是空间推理的重要基础理论之一,它只能粗略地描述空间拓扑关系,难以描述除拓扑关系之外的其他空间关系,如距离和方向。在RCC理论的基础上,引入2个对区域的演算函数,即区域延伸和区域收缩,给出一种以区域为单位的形式化的度量方法。在RESC理论的基础上,利用栅格区域法应用简单和易于实现的特性,准确地得出区域间的空间关系。     

基于缓冲区的扩展拓扑关系模型及应用

定性空间推理在人工智能等领域有着广阔的应用前景,但目前单方面空间关系研究较多,多方面结合研究较少,这与实际应用需求不符.由于各类空间关系具有独立性,需要找到适当的理论将它们融合,目前对于拓扑、距离结合模型的研究还不够充分.针对缺乏基本关系可处理且易于在GIS系统中实现的模型等情况,提出了一种扩展拓扑关系模型BERCC.BERCC源于RCC理论,其主要思想是通过考虑缓存区之间的拓扑关系来提高模型表达能力,同时能表达一定程度的距离信息.推导了BERCC的弱复合表,证明了BERCC基本关系是可处理的,给出了一个包括全集关系和基本关系的可处理子集,在此基础上实现了约束满足推理算法.最后,基于该理论和方法实现了一个实验系统,进一步验证了模型及算法的正确性和实用性.     

3DR44-4d方位关系表示模型

为弥补现有方法在处理3D空间方向关系方面的不足,将3DR44方向关系模型和距离关系相结合,提出一种新的关系表示模 型——3DR44-4d模型。该模型将空间划分成158个方位空间块,能够表示并区分2158种复杂的空间方位关系。研究3DR44-4d模型的动态方位邻接关系,利用方位邻接关系对大量复杂动态方位关系信息进行检验、预测和择优。实验结果表明,该模型可以增强空间数据库对3D方位关系的表示及分析能力。     

基于图论的参数曲线集目标区域识别方法

参数曲线集将平面划分为多个区域,区域的准确识别和提取是矢量图案填充的基础。目前,已经有多种光栅图形学区域识别的成熟算法,但准确、快速地识别任意复杂参数曲线集目标区域还比较困难,其关键问题是：如何利用计算机有效地描述参数曲线集划分的多个区域（内含孔、岛）以及准确地识别目标区域。从空间认知的需求出发,采用图论中的多叉树形式化表达区域的空间组织结构,在建立定向闭环的基础上,给出了目标区域的自动识别方法。实验结果表明：该方法准确、有效,具有普遍适用性,在Dimine数字矿山软件中得到了良好的应用。     

含核Vague区域和Vague洞区域关系及蕴涵定理

模糊区域的空间信息表示和区域关系处理在空间数据库、地理信息系统和人工智能等领域具有重要的意义.引入Vague集的概念和理论对含核Vague区域和Vague洞区域关系进行了系统的研究.基于Vague集给出了含核Vague区域、Vague洞区域和区域划分等概念;详细分析了处于不同平面中的含核Vague区域和Vague洞区域关系;给出了基于Vague集的区域关系交集模型和子区域关系间的蕴涵定理和算法;进一步给出了实例分析.研究成果可较好地处理含核Vague区域和Vague洞区域内的模糊点不确定的隶属信息和确定含核Vague区域与Vague洞区域的关系等问题.     

多种空间关系和时间结合的定性时空推理

空间实体之间存在多种时空关系,主要包含拓扑、方向、距离、尺寸和时间等.以往的研究工作主要集中于3种以下时空关系结合的表示和推理,而3种以上结合的研究很少.但多种时空关系之间是相互统一和相互约束的,所以,将它们全部综合起来研究是时空推理研究发展的必然趋势,也是实际应用的迫切需要.提出了采用矩形关系统一表示多种空间关系,以矩形关系变化次数表示时间的时空统一表示模型,并在此基础上,利用概念邻域图推导空间关系变化和时间变化.据此,结合矩形关系网络和路径一致性算法,提出了检验上述统一模型网络一致性的算法,并分析了算法复杂度.该研究成果提高了空间关系分析方法的准确性,减小了时间信息的冗余,对地理信息系统中空间实体间的空间关系以及时间变化的分析和查询等有一定的理论意义与应用价值.     

3D对象动态方位邻接关系及双向关联表示

3D空间对象方位关系的表示和分析在空间数据库、地理信息系统、人工智能和机器人学等领域具有重要的意义。为了分析和处理复杂的3D空间对象的方位关系,讨论了3种3D空间对象方位关系的立体表示模型：3DR7模型、3DR27模型和3DR39模型,给出了方位关系的交集序列;研究了3D空间对象方位关系的动态邻接关系和处理方法;进一步给出了3D空间对象方位关系的双向映射模型。研究成果为3D空间对象方位关系在空间数据库和地理信息系统等领域的应用奠定了基础。     

基于QR树索引的面包含关系求解算法

为提高空间拓扑计算中求解面包含关系的效率,提出一种基于QR树索引的面包含关系求解算法。根据空间对象的几何信息建立QR树索引,利用QR树查找面包含的空间对象,并将该算法应用于基于线面包含关系的GML空间聚类。实验结果表明该算法能有效提高计算面包含关系的时间效率。     

基于Vague集的含洞不规则Vague区域关系

模糊区域的空间信息表示和区域关系处理在空间数据库、地理信息系统和人工智能等领域具有重要的意义.引入Vague集的概念和理论对含洞不规则Vague区域关系进行了系统的研究.基于Vague集给出了Vague区域、Vague洞和原子域等概念;将含洞不规则Vague区域分成原子域,研究了原子域间的空间关系;联合原子域关系,给出了含洞不规则Vague区域关系.研究成果可较好地处理含洞不规则Vague区域内的模糊点不确定的隶属信息和复杂的含洞不规则Vague区域的空间关系的表示和分析等问题.