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.     

基于区域延伸的定性空间表示

在区域连接演算(region connection calculus,RCC)理论基础上给出了区域延伸的形式定义.通过区域延伸,定义了关联空间的概念,进而提出了空间表示的一个模型,在这个模型中给出了空间中物体的空间拓扑关系、距离关系、方向关系以及位置等信息的定性表示.智能体对空间关系的确定是通过区域延伸实现的,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.     

定性空间推理中区域连接演算的多维扩展

区域连接演算(RCC)是定性空问推(QSR)的基础理论之一．但RCC理论只支持区域，不能处理包括点、线和区域在内的空问多维对象，这阻碍了RCC应用的发展．扩展了区域概念，将点和线对象视为特殊的区域．提出了能直接用RCC理论描述空间多维对象拓扑关系的MRCC理论．在保留RCC公理的前提下，MRCC增加了2条新公理，并由此推导出了36种MRCC基本关系．进而讨论了基于概念邻域图和复合表的推理．MRCC拓展了RCC理论的适用范围，促进了RCC向实际应用的发展．     

结合方向关系和拓扑关系的约束满足推理

结合定性空间推理中的区域连接演算（RCC）和基于区域的主方向关系模型,应用拓扑和方向关系上的复合表,将方向关系和拓扑关系的推理看作约束满足问题（CSP）,给出了结合RCC8和主方向关系的约束满足问题推理算法,该算法可结合拓扑关系和方向关系进行推理。     

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.     

基于结合空间拓扑和方向关系信息的空间推理

结合了定性空间推理中著名的区域连接演算（region connection calculus，RCC）和基于区域的方向关系演算（cardinal direction calculus，CDC），并且给出两个演算在两个方向上的交互表，即RCC8-To-CDC和CDC-To-RCC8．给出了结合RCC8和CDC知识的约束满足问题的路径一致算法（path consistency algorithm）（该算法是对Allen著名的路径一致算法的修改），并且采用两个队列实现了该算法，采用这种结构可以实现并行计算．在该算法中，基于以上两个交互表的交互操作被嵌入到算法里面来保证整个约束满足问题的一致性．算法的计算复杂性证明是多项式的，     

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.     

基于定性空间推理的多层空间关联规则挖掘算法

很多应用于空间数据挖掘的空间关系模型存在表达能力不强、可理解性较差、不支持不确定性等问题。针对这种情况，以定性空间推理的RCC理论为基础，结合模糊逻辑，提出了一种面向空间数据库的近似区域空间关系模型，在此基础上给出了多层空间关联规则的挖掘算法QSRSAK。该算法使用了MBR优先判定、顶点近似等手段针对大型空间数据库进行了优化处理。实验结果表明，QSRSAR在空间知识表达能力、规则可理解性和空间关系计算效率等方面优于同类算法。     

RCC8的一致分割及其算法

区域连接演算（Region Connection Calculus,RCC）是一种用于空间定性表示和推理的形式化模型,如RCC5,RCC8等,其一致性检查被证明是一个NP问题。幸运的是,在其可处理子集上,路径一致性和一致性等价,即便这样也有[O(n3)]的时间复杂度和[O(n2)]的空间复杂度。为了提高一致性检查的效率,提出了一致分割的概念,给出了其定义和成立的充分必要条件,用来将RCC8的约束图在保持一致性的前提下分割成若干个子图,分而求解各个子图的一致性;并随后给出了几种一致分割的充分条件,和相应的高效分割算法。在随机生成的大型、稀疏约束图上的实验表明了一致分割的有效性。     

A fuzzy sets theoretic approach to approximate spatial reasoning

Relational composition-based reasoning has become the most prevalent method for qualitative reasoning since Allen's 1983 work on temporal intervals. Underlying this reasoning technique is the concept of a jointly exhaustive and pairwise disjoint set of relations. Systems of relations such as RCC5 and RCC8 were originally developed for ideal regions, not subject to imperfections such as vagueness or fuzziness which are found in many applications in geographic analysis and image understanding. This paper, however, presents a general method for classifying binary topological relations involving fuzzy regions using the RCC5 or the RCC8 theory. Our approach is based on fuzzy set theory and the theory of consonant random set. Some complete classifications of topological relations between fuzzy regions are also given. Furthermore, two composition operators on spatial relations between fuzzy regions are introduced in this paper. These composition operators provide reasonable relational composition-based reasoning engine for spatial reasoning involving fuzzy regions.     

近似空间关系代数ASRA及应用

粗定位模型是一种基于粗集的近似区域表示模型 ,基于定性空间推理理论对其进行了代数形式化 .通过空间关系矩阵和 2 4 9种基本空间关系构造了近似空间关系代数 ASRA;讨论了 ASRA的公理和基本性质 ,研究了ASRA和 RCC5关系映射中存在的不确定性 ;把 ASRA应用于 GIS,提出了基于 ASRA的空间关系判定算法ASRA- RCC.与同类算法相比 ,ASRA- RCC能够同时支持确定和近似区域 ,并且具有较高的效率     

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。     

3维空间线与体对象间的拓扑关系完备性研究

线与体是3维空间中两类重要的空间对象,对其之间的拓扑关系进行研究在地矿开采、交通运输等很多领域都有非常重要的应用价值。为了准确高效地对3维空间线与体,特别是复杂对象间的拓扑关系进行分析,首先定义了一类基本空间对象,同时用9交模型来表达空间对象之间的拓扑关系;然后利用线与体之间的9条否定规则推导出基本线与体之间可能存在的11种拓扑关系,再利用复合推导的方法来得到复合线对象与体之间的19种拓扑关系;最后得出了用于推导分析复杂线与体之间拓扑关系的算法。经过详细分析与讨论,证明了这些拓扑关系具有完备性。实践表明,利用完备拓扑关系,不仅可以保证推导分析算法的正确性,也能极大简化复杂线对象与体对象间拓扑关系的分析。     

RCC11复合表的表示

主要研究熟知的区域连接演算(region connection calculus,简称RCC)的关系代数方面的性质.证明了补闭圆盘代数恰好构成RCC11复合表的一个表示,其中,RCC11复合表是由D(u)ntsch于1999年引入的.补闭圆盘代数由两类区域构成:一类是实平面中的所有闭圆盘;另一类是实平面中的所有闭圆盘的补的闭包组成.而连接关系为经典的Whiteheadean连接,即对区域a,b,aCb(表示a,b有连接关系)当且仅当 a∩b≠? .     

利用简化9交模型进行三维拓扑分析

针对点、线、面和体等简单空间对象提出新的否定规则，对9交模型进行了简化．利用简化后的9交模型，仅需分析4组相交关系即可得出实际拓扑关系．在此基础上构建了拓扑关系推导表，可进一步分析复合空间对象之间的拓扑关系，并以线与体之间拓扑关系为例讨论了算法实现．与已有的算法相比，该算法能分析更为复杂的空间对象之间的拓扑关系．