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。     

空间对象及其拓扑关系

论文首先讨论了传统的地理信息系统中空间对象的空间数据模型,提出了面向对象的层次矢量数据模型。然后定性地分析了空间对象点与点、点与线和点与区域之间的拓扑关系,并给出了一种形式化表达空间对象成分拓扑关系的模型。最后,将这种模型与空间对象之间的拓扑关系结合起来,使其可以方便地处理地理信息系统中的对象间的拓扑关系。     

GIS中由多种方向关系推理拓扑关系的方法

研究了根据多种方向关系（包括内部、边界、环部和外部等方向关系）推理拓扑关系的方法．在推理中,首先提出了根据单种方向关系推理拓扑关系的规则;然后,将多种方向关系的组合分为4种基本类型,每种类型的推理方法和规则可表示为单种方向关系推理的组合;最后,讨论了根据多种方向关系可得到的拓扑关系的几何关系、约束条件和推理规则,根据多种方向关系推理拓扑关系的方法和规则可用于空间数据库查询和基于内容的数据检索．     

异构几何集合对象拓扑关系的描述

拓扑关系是一种非常重要的空间关系，在地理信息系统(GIS)中，被广泛地应用于空间查询、空间分析和空间推理。目前，已经提出了多种模型来对空间对象间的拓扑关系进行描述。在GIS中，空间对象包括单一(简单或复杂)的空间对象、同构的几何集合对象和异构的几何集合对象。目前国际上     

地理信息系统中拓扑关系的不确定性推理方法

首先基于点集拓扑学理论提出了一个新的4交差模型,在此基础上分析了空间数据不确定性对拓扑关系形式化描述的影响.通过引入拓扑距离,建立了拓扑关系概念邻域图,并用以实现拓扑关系的不确定性推理.然后,在4交差模型下建立了拓扑关系合成推理关系表,并给出了合成过程中不确定性的表达方法.通过算例分析表明,本文提出的方法是合理的,具有兼顾定性空间推理和定量表达的优点.     

移动点对象与参考地物空间拓扑关系

针对二维欧氏空间内的平面移动点对象,该文基于“9交模型”,定义了参考地物的空间拓扑关系模型,并将该模型表示为3个连续观测时刻的拓扑关系的三元组,给出了移动点对象与参考点、线和面地物的空间拓扑关系的定性表达。该模型可以清楚地刻画移动点对象相对于参考地物的运动变化情况,对于智能交通、移动位置服务等应用具有重要的意义。     

空间推理与地理信息系统综述

对空间推理SR(spatial reasoning)和地理信息系统GIS(geographic information system)进行了全面的综述.介绍了空间推理和地理信息系统的应用和国内外发展概况,在对大量资料进行分析的基础上,给出了空间推理和地理信息系统的关键属性、主要研究方向和研究热点.     

空间区域拓扑关系分析方法综述

空间关系形式化模型的发展是空间推理、地理信息系统(geographic information systems,简称GIS)、计算机视觉等领域中的一个非常重要的主题,近年来受到相关领域研究者的极大关注,特别是在空间区域间拓扑关系模型的研究方面取得了很大进展.介绍了区域间拓扑关系形式化分析的主要研究内容、研究方法和研究进展,并探讨了目前存在的问题和今后的发展方向.     

GIS中由单种细节方向关系推理拓扑关系的方法

介绍了一种用细节方向关系来处理与参照对象内部有关方向的方法,以弥补外部方向关系的不足;提出了描述两个方向关系之间的关系的九交模型,并得到了19条根据细节方向关系推理拓扑关系的规则,通过这些规则即可得到未知的拓扑关系,而不需要任何几何计算．由于规则推理比几何计算速度快、内存消耗小,因此推理能够提高基于空间关系的空间数据查询的速度和效率。     

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．     

空间目标的拓扑关系及其GIS应用分析

拓扑关系是GIS中空间目标之间最基本也是最重要的关系之一，在空间数据建模、空间查询、分析、推理、制图综合、图像检索和相似性分析等过程中起着重要的作用。在综合研究空间关系文献基础上，从方法论的角度论述了精确和不精确空间目标间拓扑关系的描述方法及其最新进展，并简要分析了拓扑关系在GIS空间查询、推理和分析中的应用。     

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.     

三维空间对象拓扑关系的研究

在数字地球、数字城市、地理信息系统等涉及地理数据等许多应用中,三维空间对象的拓扑关系的研究是一个十分重要的问题;弄清三维空间对象的拓扑关系,对于三维空间对象的操作以及操作的算法研究至关重要。由于三维空间对象的复杂性,它们之间拓扑关系的判定大多只是从简单的概念来进行判断,还没有从理论上全面地给定它的判定准则。该文试图在三维空间中,详细地研究空间对象之间拓扑关系成立的条件与结论,利用这些规则,可以全面地得到三维空间对象之间可能存在的所有拓扑关系。     

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。     

Algorithms for Hierarchical Spatial Reasoning

In several applications, there is the need to reason about spatial relations using multiple local frames of reference that are hierarchically organized. This paper focuses on hierarchical reasoning about direction relations, a special class of spatial relations that describe order in space (e.g., north or northeast). We assume a spatial database of points and regions. Points belong to regions, which may recursively be parts of larger regions. The direction relations between points in the same region are explicitly represented (and not calculated from coordinates). Inference mechanisms are applied to extract direction relations between points located in different regions and to detect inconsistencies. We study two complementary types of inference. The first one derives the direction relation between points from the relations of their ancestor regions. The second type derives the relation through chains of common points using path consistency. We present algorithms for both types of inference and discuss their computational complexity.     

Reasoning About Distance Based on Fuzzy Sets

Most computer systems that deal with issues of space reason about distance by using a metric. For example, most geographic information systems apply the euclidean metric, requiring all subjects to adhere to the same view of space. As a result, dealing with imprecise or uncertain geographic information becomes difficult or sometimes even impossible. In this paper, we describe a way of reasoning about distance that is not restricted to euclidean geometry. The idea is to use fuzzy sets to describe how close objects are to each other.     

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。