一种用矩形代数表示主方向关系的方法

论文重点介绍了基于主方向物体MBR(MinimumBoundRectangle)与矩形代数(Rectanglealgebra)理论相结合对物体空间方向关系进行表述的一个新型模型。通过将物体方向和矩形代数有机结合,利用矩形代数良好的计算性质可以为以后的主方向空间推理以及一致性检验提供更为简便快捷的算法,为GIS和人工智能领域中的方向关系推理提供一个新的思路。     

线型物体主方向关系推理的研究

线型物体主方向关系的推理研究是空间方向关系推理中的重要组成部分.在分析线型物体主方向关系模型的基础上,提出了线型物体主方向关系的投影区间矩形代数方法,从而实现了线型物体主方向关系的合理表示、基本推理运算以及线型物体主方向关系的凸关系判断.结合凸关系网络定理和路径一致性算法,提出了线型物体主方向关系网络一致性检验算法,给出了算法的正确性证明.     

一种基于矩阵的MBR方向关系模型

在空间主方向关系推理的研究中,方向关系模型是其中一项至关重要的课题。介绍了区间代数模型、矩形代数模型和极小边界盒模型,提出了区间代数的矩阵表示方法,并给出了以矩阵表示的区间代数和方向关系矩阵之间的转换方法。     

基本主方向关系的反关系推理

在深入研究了基于MBR的主方向关系的反关系推理的基础上,提出了一种基于区域对象本身的基本主方向关系的反关系推理算法。在理论上对该算法的正确性和完备性进行了证明,并通过与实际情形逐一对比验证了该算法的正确性。     

基于代数理论的三维主方向关系的反关系推理

为了进一步完善和提高现有三维主方向关系模型对三维空间方向关系的智能推理和预测能力,增强模型的可用性,更好地满足复杂三维空间数据应用需求,着重对三维主方向关系的反关系推理进行研究,在深入研究n-维代数理论的基础上,提出基于三维代数理论的三维基本主方向关系的反关系推理算法。理论分析和实例验证的结果表明该算法是正确性、完备的。该结论能增强空间数据库对复杂三维空间方向关系的智能分析和处理能力。     

基于MBR的拓扑、方位、尺寸结合的定性空间推理

解决实际问题需将多方面空间关系结合进行推理,多方面空间关系结合推理已成为定性空间推理的研究热点;已有工作主要集中在两方面空间关系结合,缺少两方面以上空间关系结合工作.为解决上述问题,通过最小外包矩形近似表示区域对象,利用其在坐标轴上投影间的关系表示相应空间关系;提出扩展矩形关系模型,实现拓扑、方位和尺寸关系的统一表示和推理;给出RCC8、主方位及尺寸关系转换成扩展矩形关系的转换算法;讨论其上关系取反和复合,指出其复合是基于相容性而非存在性;证明(强预)凸扩展矩形关系约束网是可处理的.     

基于真实物体模型的空间对象检索技术研究

针对MBR模型只适合检索联通的空间对象且查准率较低的问题,建立了真实物体模型,依据空间对象在平面上的几何投影的方法建立真实物体模型,采用深度方向关系矩阵表示真实物体模型之间的方向关系,利用该模型可以很好地将矩形代数良好的计算性质应用于空间对象检索技术中,简化了检索的过程,实现了矩形代数与真实物体模型的有效结合,使其检索的范围变的更加广泛.同时提出了一种改进的R*树算法,有效地提高了真实物体模型的检索精确度,降低了错误匹配的发生率.实验结果表明,该算法可以有效地提高检索的查准率,提高空间对象检索的效率.     

基于观察者方位的方向关系及其查询处理

通过分析观察者本身及其方位特点,在基于投影的模型基础上,首先提出了一种新的基于观察者方位的方向关系模型.然后结合新模型的特点,对方向关系查询空间建立了R+-树索引,利用拓扑学和矩形代数理论,提出了三步过滤法用以减少索引空间,降低了R*-树中矩形的重叠区域,减少了查询路径.最后给出了方向关系查询算法.实验表明,与传统的基于投影模型的查询方法相比,新模型的基于观察者方位的查询方法节省了I/O时间,提高了查询效率.     

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.     

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。     

Composing Cardinal Direction Relations Based on Interval Algebra

Direction relations between extended spatial objects are important commonsense knowledge. Skiadopoulos proposed a formal model for representing direction relations between compound regions (the finite union of simple regions), known as SK-model. It perhaps is currently one of most cognitive plausible models for qualitative direction information, and has attracted interests from artificial intelligence and geographic information system. Originating from Allen first using composition table to process time interval constraints; composing has become the key technique in qualitative spatial reasoning to check the consistency. Due to the massive number of basic directions in SK-model, its composition becomes extraordinary complex. This paper proposed a novel algorithm for the composition. Basing the concepts of smallest rectangular directions and its original directions, it transforms the composition of basic cardinal direction relations into the composition of interval relations corresponding to Allen''s interval algebra. Comparing with existing methods, this algorithm has quite good dimensional extendibility, that is, it can be easily transferred to the tridimensional space with a few modifications.     

原子方向与基本方向关系合成方法的研究

随着空间数据库技术的不断发展,基于方向关系的空间推理越来越引起人们的注意,作为空间推理的一部分方向关系合成的研究应运而生。文章使用方向关系矩阵表示物体MBR(MinimumBoundingBox)之间方向关系模型,通过一系列方向关系矩阵的性质和运算的定义、定理,提出了原子方向关系与基本方向关系合成问题的求解方法,并证明其正确性。     

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     

结合拓扑和方位的定性空间推理方法*

空间区域的拓扑关系和方位关系是空间推理的重要研究内容,以往的工作集中在单一的空间方面, 这不能满足实际应用领域的需要.基于主方位模型给出了主方位关系的形式化定义,考虑到拓扑与方位间的相互依赖关系,提出了结合拓扑和方位的定性表示与推理算法,能够处理多方面空间信息,在空间数据库和机器人导航等领域具有实际应用价值.