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。     

空间方向关系描述模型及其GIS应用分析

空间方向关系建模是一个属于空间认知范畴的研究问题。近20年来,该研究问题受到来自计算机、人工智能、机器人以及地理信息科学等领域的众多学者们关注,提出了许多形式化描述模型。首先阐述了方向关系描述框架、表达形式、基本性质以及影响方向关系描述的主要因素。然后,重点回顾及评价了一些较有代表性的方向关系建模方法及其在GIS空间查询、分析、推理中的应用,指出了其中存在的一些主要问题。最后,展望了方向关系模型及其应用中有待进一步研究的若干相关工作。     

GIS拓扑空间关系描述的探究

空间关系是GIS的重要理论问题之一,在GIS数据建模、空间查询、空间分析、空间推理、制图综合、地图理解等过程中起着重要作用。而拓扑空间关系是空间关系的重点和难点,其描述理论一直是研究的热点。本文主要论述了拓扑空间关系描述的研究进展和成果。     

一种模糊动态描述逻辑

分析了目前描述逻辑DL的研究现状和存在的问题,特别是动态描述逻辑DDL作为语义Web逻辑基础所存在的问题。针对语义Web需要处理模糊和不精确知识的特点和需求,对DDL进行了模糊化扩充,提出了一种新的描述逻辑,即模糊动态描述逻辑FDDL。给出了FDDL的语法和语义,研究了FDDL的推理机制。与动态描述逻辑DDL相比,该FDDL可以为语义Web提供更为合理的逻辑基础,弥补了DDL作为语义Web逻辑基础的不足。     

基于描述逻辑的模糊ER模型

分析了描述逻辑ALNUI与ER模型的关系,特别是如何将ER模型转化为ALNUI的知识库,从而利用ALNUI的推理机制对ER模型进行自动推理的有效性,在此基础上,进一步研究了基于描述逻辑的模糊ER模型.针对模糊ER模型的特点和需求,在描述逻辑ALNUI的基础上,对描述逻辑ALNUI进行了模糊化推广,提出了一种新的描述逻辑,即模糊描述逻辑FALNUI.研究了基于FALNUI的模糊ER模型,即研究了如何将模糊ER模型转化为FALNUI的知识库,并利用FALNUI的推理机制研究了模糊ER模型的可满足性、冗余性和包含关系等自动推理问题,证明了这些推理问题的正确性.     

空间数据库的方向关系模型

方向作为一个定性的空间关系,是空间拓扑关系的一个重要补充。现在的方向关系模型运用十分粗糙的最小包含矩形或概括为单个的点来表示近似方向关系。文章设计的方向关系矩阵模型克服了传统模型的限制,为复杂空间对象提供了更好的方向近似,包括凹面区域和有洞的对象。     

基于时态的模糊描述逻辑初探

针对现实生活中,有许多的信息都是具有时间属性并且带有模糊、不精确的特点,在时态逻辑和模糊描述逻辑基础上,利用vager集概念,对基于时态的模糊描述逻辑系统进行了初步的研究,并给出了时态模糊描述逻辑的语法和语义的相关说明.与模糊描述逻辑FALC相比,该系统的提出在一定程度上弥补了FALC作为语义Web逻辑基础在表达时序上的空白.     

描述定性方向关系的复合表达模型

目的：由于锥形模型和方向关系矩阵模型没有很好地顾及目标的形状、大小和距离等对方向关系的影响,导致方向关系判断在许多情况下出现错误。鉴于此,通过锥形模型与方向关系矩阵模型的相互结合,提出一种复合表达模型,以克服二者的不足,从而更好地描述两目标之间的定性方向关系。方法：首先,利用锥形模型的锥形方向区域和方向关系矩阵模型中对应的矩形方向区域之间的几何运算,对各方向区域重新进行划分,构造出复合表达模型;然后,通过计算源目标与复合表达模型各方向区域之间的交,得到源目标相对于参考目标的定性方向关系,并将结果以矩阵的形式进行保存。结果：实验表明,复合表达模型有效地避免了锥形模型与方向关系矩阵模型存在的缺陷。结论：该模型能够对两目标之间的定性方向关系进行准确地描述,可以为空间推理与空间查询提供较好的支持。     

一种定性细节方向关系的表达模型

空间关系在空间数据库查询语言、基于内容的图像检索及空间场景的相似性等领域有着广泛的应用。然而，当目标对象与参照对象的外接矩形相交或位于其内时，现有方向关系表达方法不能有效地描述有关方向的信息，从而限制了与空间关系有关概念的表达。为此提出了一种能够表达与参照对象外接矩形内部有关信息的细节方向关系表达模型，研究了线／面、面／面和点／面间拓扑关系和方向关系的组合表达问题，最后给出了细节方向关系的计算模型。与现有的方向关系描述方法相比，细节方向关系能够描述参照对象的形状、岛屿，并且能够提高空间关系的分辨率。     

模糊描述逻辑系统L-ALCN中的形式概念格

该文首先简单介绍格值模糊描述逻辑系统L—ALCN的语法和语义,介绍形式概念分析（FCA）的基本理论。把形式概念分析引入到模糊描述逻辑中,在国际上也是刚刚起步,尚不成熟。该文定义了模糊形式背景、模糊形式概念格,并证明了此概念格为完备格。     

模糊描述逻辑系统L-ALCN中的形式概念格

该文首先简单介绍格值模糊描述逻辑系统L-ALCN的语法和语义,介绍形式概念分析(FCA)的基本理论。把形式概念分析引入到模糊描述逻辑中,在国际上也是刚刚起步,尚不成熟。该文定义了模糊形式背景、模糊形式概念格,并证明了此概念格为完备格。     

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。     

模糊描述逻辑FALNUI的tableaux推理

分析了模糊描述逻辑FALNUI与模糊ER模型的关系,即模糊ER模型可以转化为FALNUI的知识库,并且模糊ER模型的可满足性、冗余性和包含关系等推理问题可以转化为FALNUI的包含推理问题,但FALNUI缺乏相应的推理算法.提出了一种基于描述逻辑tableaux的FALNUI的可满足性推理算法,证明了该推理算法的正确性,以及提出了FALNUI的Tbox扩展和去除方法,证明了FALNUI的包含推理问题可以转化为可满足性推理问题,并给出了FALNUI的包含推理算法. FALNUI的tableaux推理算法为模糊ER模型的可满足性、冗余性和包含关系等自动推理的实现提供了理论基础.     

模糊面向对象数据模型的描述逻辑表示与推理

通过分析描述逻辑与面向对象数据模型之间的关系,研究了基于描述逻辑的模糊面向对象数据(fuzzy object-oriented data,简称FOOD)模型的表示与推理.首先,进一步研究了FOOD模型,提出了FOOD模型的形式化定义和语义定义,以便更好地在FOOD模型与模糊描述逻辑之间建立对应关系;然后,针对FOOD模型的特点和推理需求,介绍了模糊描述逻辑f-ALCIQ.在此基础上,研究了基于f-ALCIQ的FOOD模型的表示与推理,包括:实现了从FOOD模型到f-ALCIQ知识库在结构层和实例层上的转化,即实现了从FOOD模型到f-ALCIQ TBox的转化,以及从FOOD模型相应的数据库实例到f-ALCIQ ABox的转化;进而,基于转化得到的f-ALCIQ知识库,研究了如何利用f-ALCIQ的推理机制对FOOD模型的推理问题(一致性、包含性和冗余性等)进行推理;最后,设计并实现了基于f-ALCIQ的模糊描述逻辑推理机(FRsQ推理机),实现了对FOOD模型和f-ALCIQ模糊概念知识的自动推理.     

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。