拓扑关系和方向关系的统一表达模型

统一表达空间关系中的拓扑关系和方向关系是非常有必要的。本文首先对已有的方向模型进行分析和比较,提出了一种方向模型,即采用锥形的方法将空间参照对象的内部、边界和外部分别划分出9个方向区域,描述空间目标对象与这些方向区域的交集的情况,然后结合这种方向模型和九交模型,进而提出了一种能统一表达拓扑关系和方向关系的形式化模型。     

基于拓扑参考的定性方向关系矩阵描述模型

定性方向关系描述是空间关系推理、空间关系语义匹配、模糊空间关系查询、面向对象遥感影像处理等的基础。针对现有定性方向关系模型存在的MBR区域描述缺陷,本文提出一种基于拓扑参考的定性方向关系描述模型,基于拓扑划分进行方向区域划分,定义拓扑参考反映不同拓扑划分中方向参考的变化,并以此为基础建立分层定性方向关系矩阵。新模型能够反映不同拓扑划分区域方向关系参考的变化,实现MBR区域定性方向关系的精确描述,能有效提高定性方向关系描述的精确性及准确性。     

利用Voronoi图形式化描述和判断GIS中的方向关系

方向关系在 GIS中占据着十分重要的地位 ,由于它的模糊性和依赖空间实体形状的特殊性 ,使得它的形式化描述和判断比较困难。文中在 CDR方法的基础上 ,利用 MBR四边的 Voronoi多边形及其边界 ,形式化描述了方向关系 ,进而将方向关系分为主方向关系和次方向关系 ,并分别给出了两者利用 MBR四边 Voronoi多边形及其边界判断的算法。     

基于拓扑约束的方向关系定性描述模型

针对原有方向关系矩阵模型对于参考目标MBR区域的方向描述缺陷问题,本文将拓扑约束引入方向关系定性描述,构建基于拓扑参考的方向关系定性描述模型,实现了MBR区域方向关系的有效表达。新模型首先将参考目标的MBR区域划分为不同的拓扑区域,提出方向关系拓扑参考定义;基于拓扑参考,分别对不同拓扑区域定义相应的方向关系矩阵;最后,根据参考目标与源目标间的不同拓扑关系,提出不同情况下方向关系分层定性描述策略。实验结果表明,新模型充分反映了拓扑关系对方向关系描述的约束关系,能有效提高方向关系表达的准确性和精确性。     

基于锥形模型的空间方向查询研究

分析了基于锥形模型进行空间方向查询的原理,提出应结合不同实际应用领域和针对不同的空间数据特征选择适当的空间方向关系形式化描述模型的思想。按照这种思想,针对全国各省1∶25万县市级行政区划数据,设计并实现了基于八方向锥形模型的空间方向查询,取得了比较好的检索效果。     

群组目标空间方向关系形式化描述模型

针对目前群组目标空间方向关系模型在描述方向关系方面存在的不精确及复杂性等问题,该文提出一种形式化描述模型。该模型采用"剥皮"法计算得到源目标群的边界多边形,较好地顾及了空间形状及分布范围对方向关系的影响;并通过方向关系矩阵模型计算源目标群的边界多边形与各方向区域之间的交,借助矩阵形式化描述源目标群相对于参考目标群的空间方向关系。实验结果表明,该模型较好地克服了现有方法中存在的缺陷,能够准确判断地理空间中两个群组目标之间的空间方向关系。     

基于方向和距离关系的复合空间查询

利用四叉树索引,提出一种基于方向和距离关系的复合空间查询算法.其基本思路是：计算给定的方向区域和距离范围之间的交S,借助四叉树索引快速查找其MBR（Minimum Bounding Rectangle）被S包含或与S相交的空间对象,构成候选集,从候选集中删除不符合给定方向和距离关系的空间对象,得到查询结果.实验表明,算法具有较好的空间查询性能.     

多尺度下的不确定性空间方向锥形模型研究

利用质心作为参考点,并在空间方向锥形模型中添加了扩展不确定度的参数,用区间分析法,对多尺度下顾及不确定性的空间方向关系进行形式化描述,来适应尺度变化引起的空间关系不确定性的变化,以更好地描述空间方向关系。该模型使得方向关系的划分上有个平滑的过渡区,在方向概念的表达上更符合人的认知。     

图斑编号方法探索及其实现

鉴于目前图斑编号算法研究薄弱,提出了3种编号方法:简化MBR编号法、改进锥形编号法以及递归分解编号法;详细阐述了这3种方法的原理与编号步骤,并对它们的优缺点进行了比较分析。利用ArcGIS的VBA编程,实现了简化MBR编号法,并通过实验数据进行了测试,结果表明,该方法的编号效果相比目前普遍使用的方法,有较大的改善。     

基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性定量评价模型

针对确定性地理目标位置不确定性和方向系统划分粒度粗细产生的空间方向关系的不确定性问题,提出了锥形模型空间方向关系的粗集表达模型,然后定义了知识含量的测度(I(R_n))用于度量锥形模型粗集表达的方向分类能力,在近似精度和粗糙度中引入I(R_n)因子,构建了基于知识含量的近似精度和粗糙度,用于确定性地理目标位置不确定性及方向系统划分粒度引起的方向关系不确定性的定量评价。实验表明,基于知识含量的近似精度和粗糙度,是定量评价由于确定性地理目标位置不确定性及方向系统划分粒度引起的方向关系不确定性的理想指标。     

地影模型对导航卫星轨道数值积分的影响及改进

以RKF7（8）和Adams12阶PECE方法为例，分析了单步法积分器和多步法积分器在圆柱体、双锥形地影模型下，地影边界对导航卫星轨道积分的影响，并提出了相应的改进方法。改进方法原理简单，在3d积分弧段内最大误差优于cm级。     

锥形空间方向关系模型的改进

提出了一种融入方向关系矩阵模型思想的改进型锥形模型。该模型同时具备了两者的优点，尤其对多尺度空间目标的空间方位关系的表达比较有效．并顾及到了多尺度的包容性。     

边界约束最大p区域问题及其启发式算法

针对城市空间内的自动化分区，顾及空间域边界对于分区结果的约束效应，提出一种边界约束最大p区域问题。在最大化区域个数p前提下，针对单元与多个边界交叉产生的单元从属不确定性，设计一种顾及空间单元从属不确定度的单元差异性加权目标函数。并在满足阈值约束等最大p区域问题原有约束下，增加若干边界约束，保证形成的区域一般在某个边界之内，若需跨越多个边界，则需涵盖整个边界。针对该非确定性多项式难题设计并实现一种基于禁忌搜索的启发式算法，并在模拟数据和实际数据集上进行实验。实验结果表明，该方法可以使科研和实验人员能够将现实世界中的边界约束灵活地加入到分区问题的模型中，以对最大p区域问题的求解结果进行更为实际的控制。     

面向异构空间区域分片的3RM缝隙处理模型

针对分布式环境下区域分片片段间的各种原始缝隙,提出一种3RM(Three Relational Matrix)缝隙处理模型。该模型采用两阶段流程,第1步划分空间计算单元,对区域分片边界处的要素进行聚类分组;第2步对各个空间计算单元进行缝隙处理。模型研究区域分片边界处缝隙的描述和区分方法,依据要素拓扑关系、属性关系以及精度3种关系建立了3RM缝隙处理矩阵,发现线状和面状要素在分片数据边界处的38种潜在的缝隙,并建立了相应的缝隙处理方法。运用3RM模型对异构的土地利用分片数据进行缝隙处理试验,试验结果表明,本文提出的缝隙处理模型能够有效处理实际分片数据当中的各种缝隙。     

利用约束满足问题进行多洞面实体相似性度量

多洞面实体作为现实世界的抽象,主要用来表示拥有多个内部边界的地理实体,如包含多个湖泊的区域,或带有岛屿的湖泊。为了度量这些空间实体,提出了一种顾及多约束的多洞面实体相似性度量模型,该模型将多洞区域看做微场景,将洞视为空间对象,洞之间的方向表示为空间分布关系。顾及复杂多洞面实体中洞与洞之间的方向、几何形状等约束条件,利用傅里叶描述子来描述洞的形状,使用方向特征矩阵来表示洞之间的分布,将相似性度量过程转换变成满足约束条件问题。利用由结点和边组成的关联图对约束条件的匹配过程进行描述。采用伊朗西北部的乌鲁米耶湖作为实验数据,对其不同年份的形态进行相似性度量,实验结果表明该方法简单可行且不失精度。     

基于城市引力模型的城市空间发展方向选择——以山东省潍坊市为例

研究目的：从区域之间相互影响的角度对城市空间发展方向进行选择。研究方法：改进城市引力模型,计算城市之间的吸引力及城市内各区县之间的社会经济引力。研究结果：山东各城市对潍坊之间的吸引力最强的是东南方向的青岛,其次是西部的淄博和济南。在潍坊市域内,中心城区在东南部和西北部具有较强的经济引力。研究结论：利用城市引力模型能在一定程度上判断一个城市近期的用地发展方向;潍坊市主要的空间发展方向为东南方向和西北方向。     

基于土地适宜性评价与元胞自动机模型的城市开发边界划定方法

城市开发边界的划定可以在一定程度上引导城市空间的良性扩张。为了研究边界划定的方法,以我国某港口城市作为研究区域,在空间增长模拟的方向进行探索。研究中借助土地适宜性评价和元胞自动机边界工具,构建既符合生态资源环境要求又符合城市发展需要的边界划定,同时,为了实现城市用地健康和动态管控举措,提出了建立健全土地用地管理机制的要求。     

高精度道路数据压缩中空间方向关系的维护方法

高精度导航地图的精度降低时,导航道路数据的压缩非常重要。文中提出一种高精度道路数据压缩中维护道路空间方向关系的方法。该方法首先采用锥形模型描述道路端点处和内部形状点处的空间方向关系,然后根据实际导航需要,利用局部空间场景内空间方向关系相似性原则,分别对端点处和形状点处的道路进行空间方向关系的调整,以使在精度降低时道路局部空间场景内空间方向关系变化最小。最后,以上海市的局部高精度道路数据验证文中所提出的空间方向关系维护方法,实验结果表明,该方法能够在高精度道路数据压缩时较好地维护道路的空间方向关系。     

基于GVF模型的地物边界边缘优化方法

采用梯度矢量流(GVF)模型对自动提取的地物边界进行优化，可以在一定程度上提高其与实际边界的匹配度，但GVF模型进行边缘优化在计算过程中容易受到周围突变点或突变区域的影响，导致部分点位偏离真实边界。本文对GVF模型进行改进，分别对道路和海岸线边界进行优化，提高提取结果与实际边界的匹配程度。     

方向与拓扑关系相结合的3维推理模型研究

定性推理中的推理模型涉及到的空间关系主要有拓扑、方向和距离等,仅用单一的空间关系往往不能精确地描述空间场景.利用内部矩形体对参照物体进行方向片划分,提出3维空间双投影内分矩阵模型,通过内部、边界、外部3种方向关系组合表达空间方向关系;利用方向关系与拓扑关系间的依赖约束,提出方向关系与拓扑关系间的11条转化规则;最后,根...