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.     

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。     

基于坐标映射模型的方向关系一致性检验

为处理复杂三维空间物体间的方向关系,基于单纯形数据模型,利用投影方法及区间运算简单的特性,提出三维空间物体方向关系的坐标映射模型。在此基础上,讨论三维空间方向关系的基本推理运算、凸关系判断方法及路径一致性检验算法,给出方向关系网络一致性检验算法及其正确性证明。     

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。     

一种基于真实物体的主方向关系的合成算法

使用基于真实物体的方向关系模型,通过一系列的定义和定理,研究了一种基于真实物体的主方向关系的合成方法。在此基础上,提出了一种新的合成算法,该算法能够更有效地合成真实物体间更为复杂的主方向关系。     

三维空间方向关系的定性描述与推理

在研究现有二维平面对象的方向关系模型的基础上,给出一个三维空间方向关系定性表达和推理模型。该模型是平面方向关系矩阵模型向三维空间的扩展,通过延伸参考对象在三维空间最小外包矩形的边,将三维空间划分为27个方向区域,通过记录上述27个方向区域与主对象的交集是否为空,构造一个三行九列的矩阵,用以表示三维空间的方向关系。基于该模型给出三维空间方向关系的定性推理方法。     

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.     

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.     

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。     

Computing and managing cardinal direction relations

Qualitative spatial reasoning forms an important part of the commonsense reasoning required for building intelligent geographical information systems (GIS). Previous research has come up with models to capture cardinal direction relations for typical GIS data. In this paper, we target the problem of efficiently computing the cardinal direction relations between regions that are composed of sets of polygons and present two algorithms for this task. The first of the proposed algorithms is purely qualitative and computes, in linear time, the cardinal direction relations between the input regions. The second has a quantitative aspect and computes, also in linear time, the cardinal direction relations with percentages between the input regions. Our experimental evaluation indicates that the proposed algorithms outperform existing methodologies. The algorithms have been implemented and embedded in an actual system, CARDIRECT, that allows the user to 1) specify and annotate regions of interest in an image or a map, 2) compute cardinal direction relations between them, and 3) pose queries in order to retrieve combinations of interesting regions.     

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.     

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.     

Modeling Ontological Concepts of Locations with a Heterogeneous Cardinal Direction Model

Modeling human concepts of object locations is essential for the development of the systems and machines that collaborate with ordinary people on spatial tasks. This paper applies a heterogeneous cardinal direction model, called HCDM, to model human concepts of object locations with both directional and topological information in a 2D space. Using its ability we illustrate where and how an object is located as seen from another even if they have different spatial extensions. For generality, we adopt a set of formal spatial concepts defined in an existing spatial ontology called GUM and associate these concepts with the patterns identified by HCDM. We also discuss the converse and composition operations on HCDM patterns for qualitative spatial reasoning and compare it with other cardinal direction models.     

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。