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.     

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.     

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。     

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.     

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。     

TOUR及其改进模型在路径搜索中的应用研究

定性空间推理是近几年来空间关系推理的一个热点,TOUR模型就是一个很好的定性空间推理模型,它基于认知图,对空间信息进行合理描述,能够吸收新的信息和解决路径搜索问题,但TOUR模型本身也存在一些不足之处。文中介绍了基于空间关系路径搜索的TOUR模型,用TOUR模型解决了一个具体的路径搜索问题,根据具体的应用指出了TOUR模型的不足,对TOUR模型进行了改进,并提出了改进后的算法,最后分析了对TOUR模型改进后的主要优势。     

空间推理中方向关系模型的研究

空间方向关系的基本模型在研究空间推理上起着至关重要的作用,直接影响空间推理中合成或反方向合成的准确性和效果。文章阐述了现有空间推理中所采用的几种基本模型,对比和分析了现有模型的优点、缺点以及其适用性等问题,在现有主流的MBR框架基础上提出了一种改良后的新模型。经过对比和分析,得到结果表明此新模型在适应度、灵活度、准确度上都有一定提高并能很好的匹配人们的认知习惯。为今后的空间推理寻找到了一种新的思路和新的方法。     

本体辅助的定性空间关系推理机制

引入本体论思想研究空间关系描述与推理,目的是为了实现地理空间信息的共享和互操作。从地理本体的概念出发,建立了符合常识空间认知的空间关系描述模型。以河南省行政区划、交通、旅游景点为基础数据,构建了空间关系本体实例库;自定义了空间关系推理规则,并实现了规则的SWRL表达;设计了基于本体的定性空间关系推理总体框架,并结合应用实例进行了推理实验,有效地验证了空间关系本体推理机制的可行性。     

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.     

Qualitative reasoning with directional relations

Qualitative spatial reasoning (QSR) pursues a symbolic approach to reasoning about a spatial domain. Qualitative calculi are defined to capture domain properties in relation operations, granting a relation algebraic approach to reasoning. QSR has two primary goals: providing a symbolic model for human common-sense level of reasoning and providing efficient means for reasoning. In this paper, we dismantle the hope for efficient reasoning about directional information in infinite spatial domains by showing that it is inherently hard to decide consistency of a set of constraints that represents positions in the plane by specifying directions from reference objects. We assume that these reference objects are not fixed but only constrained through directional relations themselves. Known QSR reasoning methods fail to handle this information.     

时空推理研究进展

与时态和空间有关的推理问题是人工智能研究中重要的组成部分,在地理信息系统、时空数据库、CAD/CAM等领域有着重要应用.从本体、表示模型和推理方法3个方面分别介绍了时态推理和空间推理的发展,并在此基础上综述了时空结合推理的研究进展.讨论了目前时空推理领域存在的问题,并指出了今后的发展方向.     

GIS中拓扑关系及空间推理研究

通过研究分析GIS中的核心问题——空间拓扑关系,将空间推理引入拓扑关系的研究中,并在拓扑推理的基础上,提出加入方向关系的推理机制,最后给出了推理的模型。     

问题引导的空间关系图推理视觉问答模型

目的 现有视觉问答模型的研究主要从注意力机制和多模态融合角度出发,未能对图像场景中对象之间的语义联系显式建模,且较少突出对象的空间位置关系,导致空间关系推理能力欠佳。对此,本文针对需要空间关系推理的视觉问答问题,提出利用视觉对象之间空间关系属性结构化建模图像,构建问题引导的空间关系图推理视觉问答模型。方法 利用显著性注意力,用Faster R-CNN(region-based convolutional neural network)提取图像中显著的视觉对象和视觉特征;对图像中的视觉对象及其空间关系结构化建模为空间关系图;利用问题引导的聚焦式注意力进行基于问题的空间关系推理。聚焦式注意力分为节点注意力和边注意力,分别用于发现与问题相关的视觉对象和空间关系;利用节点注意力和边注意力权重构造门控图推理网络,通过门控图推理网络的信息传递机制和控制特征信息的聚合,获得节点的深度交互信息,学习得到具有空间感知的视觉特征表示,达到基于问题的空间关系推理;将具有空间关系感知的图像特征和问题特征进行多模态融合,预测出正确答案。结果 模型在VQA(visual question answering)v2...     

基于地理本体的空间方向关系定性推理

围绕基于地理本体的空间方向关系定性推理进行研究,给出了定性推理系统总体框架,并对方向关系模型、自定义规则、地理本体、定性推理进行详细探讨。