基于等宽ε-带的三维线-线对象不确定性拓扑关系描述与判别方法

三维空间下不确定性对象拓扑关系是研究三维GIS中不确定性问题的基础。该文将二维平面直线不确定性的思想引入到三维空间,基于二维平面ε-带自旋转构建三维拓展包络体,表达不确定性三维线对象的置信区域。在对不确定性三维线对象进行描述的基础上,对不确定性线-线对象各部分之间的交集程度提出了一种定量化分析方法;通过对交集程度的度量,将三维空间下不确定性线-线拓扑关系用这些度量组成的空间向量表达;结合9I模型确定的参考空间关系向量理论,逐一考察度量化空间关系向量与参考空间关系向量之间的相关度,提出三维空间下不确定性线-线对象之间拓扑关系的描述模型,通过定量化分析方法对其空间拓扑关系进行判别。实验结果表明,该方法具备一定的可行性,可为不确定性问题的探讨提供科学依据。     

基于粗糙模型的模糊地理对象空间拓扑关系研究

在粗糙集的基本概念上,基于上、下近似集定义了二维离散空间中的粗糙区域和粗糙模型,用粗糙模型描述二维离散空间中的模糊地理对象,并给出了粗糙区域的3种类型:确定—确定类型、确定—模糊类型、模糊—模糊类型。在离散空间的空间连接计算理论RCC-D-5的基础上,定义了模糊地理对象拓扑关系之间的拓扑约束关系,并依据概念临近推演和拓扑约束关系,研究得出二维离散空间中简单模糊地理对象之间的73种全拓扑关系,并基于4×4相交包含矩阵进行了描述,使得复杂的拓扑关系在计算机中描述和表达成为可能。     

模糊区域拓扑关系模型

拓扑关系是地理信息系统中空间要素之间最基本也是最重要的关系之一，是进行绝大多数空间查询和分析的基础。非模糊空间要素之间的拓扑关系在一般拓扑学等理论的基础上已有相关的模型和描述，并在实践中得到广泛的应用，如何建立模糊空间要素这间的拓扑关系是建立模糊要素地理信息系统的基础。该文在模糊扑扑学的基础上提出了模糊区域的定义，建立了用于分析模糊区域之间拓扑关系的理论和模型，提出了4*4-intersection模型拓扑关系矩阵，并分析了不同拓扑关系矩阵对于非模糊区域之间、模糊区域之间建立拓扑关系的区别和联系，最后采和不同公式对模糊区域之间的关系进行了系统的描述。     

时空拓扑关系描述及其推理研究

空间目标处于一定的时间与空间中,时态拓扑关系和空间拓扑关系经常交织在一起,形成时空拓扑关系,因此有必要在统一框架下研究时空拓扑关系.基于Allen对时态拓扑关系和Egenhofer对空间拓扑关系的研究,对时态拓扑关系和空间拓扑关系分别采用3×3的矩阵进行描述,将时空拓扑关系表示为3×6的矩阵,并描述了简单面/面之间的104种时空拓扑关系.在研究时态拓扑关系推理和空间拓扑关系推理的基础上,提出了一种时空拓扑关系推理方法.该文提出的时空拓扑关系描述和推理方法对于拓展时空拓扑关系的研究具有重要意义.     

复杂体目标之间三维拓扑关系描述模型

三维空间拓扑关系是空间关系研究领域的重要问题。该文分析了三维空间拓扑关系的研究进展和存在的问题,以点集拓扑理论为基础,提出用于描述复杂体目标之间三维拓扑关系的点邻域模型,以15种点邻域结构涵盖三维空间中两个体目标之间任意一点的归属关系,基于点邻域结构设计了描述体目标之间三维拓扑关系的编码。典型三维拓扑关系实例的比较分析表明,对于9IM模型所能区分的三维拓扑关系,点邻域模型均可区分;对于一些复杂的9IM模型无法区分的三维拓扑关系,点邻域模型仍然给出了唯一的描述结果。因此,点邻域模型区分出的复杂体目标之间拓扑关系的种类更多,对三维拓扑关系的描述更加精确。     

基于粗糙集的不确定区域RCC拓扑关系研究

基于粗糙集定义了粗糙区域和粗糙区域的上、下近似区域,提出两种基于上、下近似区域表示粗糙区域拓扑关系的方法。一种方法用上、下近似区域的连接关系表达粗糙区域拓扑关系,得出两个粗糙区域之间的6种拓扑关系,并进一步利用上、下近似区域的RCC5关系表达粗糙区域之间的拓扑关系,得出两个粗糙区域之间的51种拓扑关系,然后分析两种表达之间的联系。另一种方法扩展RCC5模型,首先定义三值逻辑的部分关系≤和补运算~,然后用三值逻辑三元组(X≤Y,X≤~Y,Y≤X)描述两个粗糙区域X和Y的拓扑关系,并给出可能的8种拓扑关系。     

栅格空间中三维地学实体拓扑关系表达的K6N9-I模型

论述栅格空间中三维地学实体拓扑空间关系研究的理论基础和现实意义,基于数字拓扑理论定义了栅格实体的6邻域内部I6、6邻域边界B6和k阶6邻域E6k,并以此分别替换9-I模型中实体的内部I、边界B和外部E,形成一种适用于栅格空间三维实体拓扑关系描述和分析的新9-I模型,即k阶6邻9-I模型(K6N9-I)。以基于规则六面体表达的地学实体为研究对象,通过扩展关系数据库SQL形成空间关系查询语言,实现了栅格空间中三维地学实体拓扑关系的定性表示和定量计算。以若干地学实体为例进行了初步实验,表明该模型实用方便,且在复杂地学实体的度量、方位等空间关系研究方面亦有较好的应用前景。     

论地理信息的空间粒度

粒度是刻画地理信息抽象程度的主要要素,在比例尺相同的情况下,描述地理信息细节层次可以不同,这受地理信息粒度的控制。地理信息粒度包括语义粒度、时间粒度、空间粒度,其中空间粒度起决定性的作用。该文论述了地理细节层次刻画与尺度的各要素间的关系,对描述地理细节层次的空间粒度进行了分类,把空间粒度分为空间大小粒度、空间特征粒度、空间拓扑关系粒度、空间距离关系粒度和空间方向关系粒度,并详细探讨了其内涵及其对地理信息抽象程度刻画的影响,同时阐述了空间粒度对于语义粒度的影响作用。     

拓扑空间关系描述理论研究现状与发展

空间关系研究是空间信息科学的基础,而拓扑空间关系是空间关系的重点与难点,其描述理论一直是研究的热点。该文就这一理论做一综述,阐述“交互模型”(即“区域连接演算”)的基本原理,并介绍其在空间信息科学界基本的理论问题,即该描述理论对应的数学模型包括拓扑学和代数两方面;揭示“交叉模型”(即“九交模型”)所用的拓扑学思想,并叙述其历史发展过程。对连接这两种模型的Mereotopology理论,阐述其概念与基本原理,指出拓扑空间关系描述理论是一个各模型有严密逻辑关联的统一体,以求对现有描述理论做出改进。     

GTP模型中四面体的引入及其空间模型扩展

该文从空间拓扑概念出发,分析了基于广义三棱柱(GTP)模型建立空间实体间拓扑关系时的不足。针对GTP进行平面剖切时存在的缺陷,讨论了在GTP模型中加入新的几何元素——四面体作为辅助元素的必要性,并将空间实体的描述分为几何元素和实体元素两类。在此基础上,对原有GTP模型进行了改进,建立了几何元素和实体元素之间的拓扑关系。并有效地解决了空间实体的3D平面剖切问题。     

论地理边界

该文对地理边界进行了深入探讨,认为:1.地理边界是由划界因子确定的拓扑结构面,其空间关系根据地缘结构的时空耦合变化;2.地理边界划分依据地理隔离、区域均势、因子梯度而定;3.地理边界是地理现象整体发展中的“断片”,具有时空耦合的统一基础,4.统一地理边界是相互整合的有限划界因子集上的划分,是相对统一的。     

拓扑关系和方向关系的定性组合描述

空间关系理论研究是当前GIS界重点研究的前沿课题之一,但就目前研究成果看,空间关系理论中的拓扑关系和方向关系的理论研究多采用独立的描述模型,影响了空间推理和空间表达的精度。该文在分析拓扑关系和方向关系描述模型的基础上,提出将拓扑关系和方向关系定性表示相结合的TD模型,并用实例说明该模型能较全面地描述空间对象的空间关系。     

三维地籍空间拓扑关系特征分析与分类研究

三维地籍空间拓扑关系是三维空间拓扑关系在地籍领域的应用,随着三维地籍的发展和地籍数据应用范围的拓展,三维地籍空间拓扑关系的重要性日益凸显。该文在总结地籍空间拓扑关系和三维空间拓扑关系研究现状的基础上,讨论了三维地籍空间建模对象和空间数据特征,并以此为基础分析总结了三维地籍空间拓扑关系的特征,提出了三维地籍空间拓扑关系类型分类方法。依据地籍对象几何维度的不同,将三维地籍空间拓扑关系划分为10个类别,对每个类别中拓扑关系进行详细划分后得到82种三维地籍空间拓扑关系类型。三维地籍空间拓扑关系分类研究成果可以为三维地籍空间拓扑关系分析与计算、地籍宗地更新、地籍空间数据拓扑一致性检验等提供研究基础。     

地理空间意像模式的Voronoi模型

提出用Voronoi空间模型来表达意像模式，Voronoi模型无岐义空间邻近关系，构建能封装对象间空间关系的拓扑网络，使用该模型将各种空间介词映射为不同的拓扑结构，GIS采用该模型，可按自然语言中空间介词描述的定性空间关系查询检索模糊地理信息。     

基于凸凹理论的三维地质体空间关系模型研究

目前的三维地质体空间关系模型表达能力较弱,限制了其在空间分析、查询等方面的应用。三维模型的应用与发展迫切需要一种新的底层分解与理论建模解决此类问题。该文基于凸凹理论重新对地质体进行结构定义与空间关系建模,提出了内凸体、外凸体、内缘体、外缘体等构造,并在此基础上建立了三维地质体R7×7空间关系模型,将地质体间空间关系表达能力理论上扩充至249种,实际能够表达40余种空间关系;给出了包容、镶嵌、部分镶嵌等关系的定义并对其进行了模型表达;针对不同应用,给出了R7×7模型的变换模型R(5×5 3×3)等。为能够表达地质体交集的边界长度、交面面积、地质体体积、外缘体体积、镶嵌体积等地质空间重要关系,基于凸凹理论建立了地质体度量关系模型,是矿区地质体拓扑关系查询、空间分析推理等应用的基础模型。给出了模型与地质体模糊理论的相契性分析,二者模型能够相辅相成,相互借鉴使用。     

京津冀全球城市区域边界研究

全球城市区域的边界界定对象包括整体空间范围边界界定和内部结构边界界定两方面。该文对京津翼全球城市区域及其周边地区209个县、市、区的就业人口结构和空间分布特征进行主成分分析和聚类分析,探讨相应都市区的结构特征及空间组合特征等,进而确定不同层次京津冀全球城市区域的整体范围边界和内部结构边界。     

移动点与参考地物时空关系的自然语言描述方法研究

基于分解-组合的思想,首先对移动点的运动轨迹进行细化,并分别对移动点与参考地物目标的时空拓扑关系进行描述,在此基础上综合考虑它们之间的方向关系和距离关系,并对自然语言时空关系进行定义和集成描述。最后,通过实例对移动点运动轨迹进行了自然语言描述和应用分析。文中实现的移动对象运动轨迹的形式化描述方法,可广泛应用于导航系统中,对时空查询、时空分析及时空推理等诸多问题的研究具有重要意义。     

基于等值线分布区域树的分层设色图自动生成研究

基于ArcGIS Engine的核心组件功能实现了空间离散点生成等值线,并针对ArcGIS Engine在生成等值线分布区域方面的不足,提出采用等值线分割确定研究区域边界、构建等值线分布区域树的算法,实现了等值线分布区域、拓扑关系构建及高程值的计算,最终实现了分层设色图的自动生成。通过浙江省金华市地下水水位等值线与分层设色图的自动生成试验,表明该文的技术路线是可行的。     

空间依赖与滇黔桂省际边界区域的新区划

区划是区域国土开发和空间优化布局的基础。从克服现有行政区划对区域发展限制作用的角度出发,采用最大P区域问题的区划方法对滇黔桂省际边界区域重新进行区划,新区划以现有行政区划为基准,重在体现区域内部的空间异质性和空间依赖性。结果表明:黔西南州、文山州和百色市70%以上的区域单元仍然与其行政区划的区域单元是一致的,而其余30%的区域单元则来源于其邻居区域。说明黔西南区域、百色区域和文山区域所包含的区域单元均跨越了现有行政区划的省际边界,区域单元之间存在着较强的空间依赖性。这一区划结果可以为滇黔桂省际边界区域国土空间优化和布局提供科学依据。     

产业集聚与城镇空间格局的耦合关系及时空演化——以长三角区域为例

产业集聚与城镇空间格局的变动之间存在着密切的联系。针对两者之间的耦合关系及时空演化问题,构建区域产业集聚与城镇空间格局演化综合评价指标,并利用1990—2016年长三角区域16个城市的统计数据,基于面板回归模型和空间重心模型探究两系统之间演化的互动作用关系和时空演化。结果表明：长三角区域的产业集聚与城镇空间格局间存在较显著的耦合关系;长三角区域各市区的耦合协调度及空间匹配度均稳步提升,但长三角区域耦合协调发展程度不够均衡,长三角南部的耦合协调的发展程度稍弱于长三角区域北部的发展;在近几十年的发展中,长三角北部地区逐渐形成以上海-南京为轴线的耦合协调发展区域,整个长三角区域的耦合协调则呈现“Z”字形特征。