3DR39-3d方位关系模型与反方位关系

3D方位关系的表示和分析技术在3D GIS、空间数据库、智能交通控制、3D游戏和智能机器人等领域具有重要作用。为弥补已有方法表示精度不高的不足,将定性距离关系和3DR39方向关系模型相结合,提出一种新的能处理和分析大量复杂方向和位置的关系模型,即3DR39-3d方位关系模型。基于3DR39-3d模型处理复杂的动态方位关系,探讨基于对象运动的动态方位关系和基于盒空间扩张的动态方向关系的特性和规律。为处理空间方位关系的反方位关系问题,给出3DR39-3d模型的基本方位空间元素的反关系。理论研究和比较分析表明,3DR39-3d模型能表示和分析更为丰富的复杂方位关系,增强空间数据库3D方位关系的表示和处理能力。     

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。     

增强型3DR34关系模型表示与分析

为了弥补3DR34关系模型在复杂的3D方向关系表示精度上的不足,研究提出了增强型3DR34关系模型,利用新的关系模型可表示和区分大量的3D方向关系。为了便于对动态方向关系的智能预测与分析,进一步对增强型3DR34关系模型的动态邻接关系进行了研究。该研究成果极大地增强了计算机对空间方向关系的分析和处理能力。     

三维空间中3DR44方向关系表示模型

现有方向关系模型无法表示参照对象的最小包围盒的内部空间方向.针对该不足,提出3DR44方向关系表示模型,给出动态邻接关系以及双向映射关系,利用交集对的有序序列处理特定目标对象与参照对象间的复杂方向关系,并将该模型转化为二维空间中的方向关系模型进行处理.应用结果表明,该模型可增强空间数据库表示三维空间对象方向关系的能力.     

Vague区域关系与方向关系的表示及复合推理

Vague区域关系和Vague方向关系的表示和推理在空间数据库、网络信息安全、数据挖掘和人工智能等领域具有重要的意义。为了处理复杂的Vague区域关系和Vague方向关系表示及其复合推理等问题,基于Vague集对Vague区域关系和方向关系进行了系统研究。给出了Vague区域关系交集矩阵和表示模型;为了处理由参照对象的不确定性所导致的方向关系的不确定性,基于V ag ue集提出了V ag ue方向关系的交集矩阵表示方法;为了对动态V ag ue方向关系进行分析、预测与推理,详细研究了Vague方向关系的动态性和动态邻接关系,给出了Vague方向关系的反向方向关系处理方法;进一步研究了Vague区域关系和Vague方向关系的复合关联推理方法。理论研究和实验分析表明研究成果可较好地处理V ag ue区域关系和V ag ue方向关系及其复合关联推理等问题,增强了数据信息处理系统对复杂不确定空间关系的处理能力。     

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.     

用Voronoi多边形扩展的空间数据模型

Voronoi图是一种基本几何结构 ,也是解决相关几何问题的有效的工具 .为了有效地解决 GIS中的空间目标间关系的动态构建、显示等问题 ,首先重点探讨了用 Voronoi图扩展的空间数据模型 ,然后主要从空间数据建模语义的角度出发 ,在研究 GIS面向对象的空间数据模型的基础上 ,提出了用 Voronoi多边形来部分地代替面向对象的数据模型间的关系定义 ,并给出了一个基于 Voronoi多边形的面向对象数据模型的框架 .该模型由于利用了Voronoi图具有的能良好地表示空间目标邻近关系的特性 ,并且由于通过空间目标的位置 ,能动态地获取和显示空间目标间的邻接关系 ,因而可以有效地弥补目前拓扑数据模型中 ,计算更新复杂及不能表示空间上邻近 ,而几何上不相接目标间的空间关系和栅格数据模型中不能有效地表达目标间拓扑关系的不足的问题 ,实践证明 ,这是一种较为理想的表示复杂空间关系的数据模型 .     

基于矩阵模型的方向关系表示与推理

传统方向关系模型难以支持空间的点、线、面物体的表示,其推理采用效率较低的查表运算,不支持复杂方向关系推理。为解决此问题,提出基于矩阵模型的方向关系表示与推理的方法。该方法为空间方向关系的定性表示、描述、推理运算构建基础理论,为空间查询和一致性校验研究提供了新思路。     

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.     

空间方向关系形式化描述研究进展

空间方向关系的表示与建模作为空间方向关系领域的一个基础性问题,近年来逐渐成为地理信息系统、空间数据库和人工智能等领域研究的热点和难点并取得了一系列研究成果。从二维空间精确对象方向关系模型、三维空间对象方向关系模型、模糊空间方向关系模型等几个方面全面地综述了空间方向关系形式化描述的研究进展, 并对各种模型进行了对比与分析,指出了它们的优势与不足。最后明确指出三维空间方向关系和模糊空间方向关系建模是未来工作的重点,特别是三维模糊对象方向关系的研究是未来空间方向关系研究的重中之重,并指出进一步研究中几个迫切需要解决的关键问题。     

随时间演化的不确定区域间拓扑关系判定

不确定性处理是时空数据库技术研究的新领域,现有研究成果集中在时空不确定性的表示模型方面,缺乏不确定性对象间时空关系特别是拓扑关系的分析.提出了利用3维拓扑分析模型来分析2维运动对象的时空关系,针对随时间演化的2维不确定性区域,将Egg/Yolk模型中的RCC（region connection calculus）区域扩充至3维,得到46种联合完备且互不相交的基本拓扑关系,根据各基本拓扑关系的时空特性,将46种基本关系归类为21类不确定性时空关系.     

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．     

基于MBR的主方向关系一致性检验

定性的空间推理在地理信息系统、人工智能、数据库及多媒体等领域中的应用越来越引起人们的注意.空间推理的基础理论以及相应算法也在不断地创新和发展.方向关系推理是空间推理研究领域的重要分支,利用区间代数及矩形代数理论,以物体的极小边界盒(minimum bounding rectangle,简称MBR)为模型,提出了一种基于MBR的主方向关系与矩形代数关系相结合的推理方法.利用该方法,可以将矩形代数良好的计算性质应用于空间方向关系推理中,实现了矩形代数与基于MBR主方向关系的相互转换方法、主方向关系合成及求反方法、主方向关系中凸(convex)关系判定方法及方向关系一致性检验算法.     

方位关系约束满足问题的推理求解

约束满足问题（Constraint Satisfaction Problems CSP）是人工智能的一个研究领域,诸如空间查找、规划等问题都可转化为约束满足问题。方位关系是空间关系的重要组成部分,用以确定空间对象间的一种顺序。本文研究了空间方位关系模型,给出了方位关系约束的一般表示形式。在此基础上,利用组合表推理给出了方位关系约束满足问题的一个推理求解算法,该算法的时间复杂度为O（n^2）。     

不确定性空间关系

空间关系在空间查询语言、基于内容的数据检索及空间分析中有重要作用。不确定性是空间关系的固有特性，但至今没有受到研究人员的足够重视。为了使人们对该理论有个概略了解，首先给出了空间关系不确定性的定义、内涵及其对空间关系应用的影响；然后从数据的不确定性、认知的不确定性以及空间关系分析处理的不确定性等3个方面详细地分析了空间关系不确定性的来源，同时提出了空间关系不确定性的处理方式，并以空间关系不确定性的3个来源为标准，评价并指出了定性空间关系表达方法的不足之处；最后，给出了用模糊集方法研究模糊空间关系的框架和主要内容，以便为不确定性空间关系的研究奠定基础。     

基于R树的方向关系查询处理

方向关系描述了对象间的空间顺序关系.近年来,方向关系查询处理逐渐受到空间数据挖掘和地理信息系统等空间数据库应用领域研究者的关注.方向关系查询处理需要执行方向连接操作,目前有关空间连接的研究主要集中在拓扑关系和距离关系方面,而较少考虑方向关系.研究了基于R树的方向关系查询处理方法,定义了四元组模型表示对象MBR间的方向关系,提出了基于R树的处理方向关系查询过滤(filter)步骤的方法,并将提炼(refinement)步骤细化为3种不同的操作.所提出的方法能够高效处理任意对象间的方向关系查询.考虑到空间数据挖掘中方向关系查询通常是在满足一定距离约束条件的对象之间进行,还提出了一种同时利用方向和距离约束限制R树搜索空间的查询处理算法.实验证明,与不利用R树的方向关系查询处理方法相比,所提出的方法在I/O开销和CPU开销两方面都具有很高的性能.