带多个空洞的面对象间拓扑关系的层次组合模型

空间拓扑关系描述是空间关系的主要内容,是与人类的认知概念一致的,在空间数据查询与挖掘等方面有重要应用.很多学者研究了不带空洞的面对象间的拓扑关系,但对于带空洞的面对象间的拓扑关系研究甚少.首先回顾了现有模型,并指出了各模型的优缺点,然后根据简单面对象的8种基本空间拓扑关系,对带多个空洞的面对象的拓扑关系进行了层次组合分...     

带空洞面对象间拓扑关系形式化描述

利用Egenhofer等提出的含空洞的两面对象间空间拓扑关系描述框架,在四交差模型的基础上,提出了一种能描述带空洞复杂面对象间的空间拓扑关系的扩展模型——4-4ID模型,并用该模型详细推导了简单面对象和仅带一个空洞面对象间以及两个仅带一个空洞面对象间有意义的拓扑关系。     

带孔洞面域间的拓扑关系的组合推理

空间对象间拓扑关系是GIS中空间要素间最基本也是最重要的关系之一,是进行空间查询和分析的基础,因而空间对象间拓扑关系一直是研究的热点之一。目前,对拓扑关系模型的研究主要集中在简单对象间拓扑关系方面,而对于带空洞的复杂面域间的空间拓扑关系的研究则相对较少,因而对它的进一步研究具有较重要的理论意义。本文在文献[11]的基础上,根据点集拓扑学理论,对带孔面域进行了定义。通过分析简单对象间拓扑关系的演变过程,提出一种能描述带一个孔的面域间的空间拓扑关系的方法,并用该方法详细推导了带一个孔的面域间有意义的拓扑关系。通过实验验证,证明该方法在理论上是可行的,对提高GIS对现实世界的建模和分析能力可提供一定的理论依据。     

带空洞的复杂面域间拓扑关系的形式化描述

拓扑关系的描述和区分是建立在空间目标相互作用过程中目标集合及其分量集合拓扑特性变化基础之上的。对于两个简单面域间的空间拓扑关系描述研究已经很多,而对于带空洞的复杂面域间的空间拓扑关系的描述却相对较少。本文利用Egenhofer等提出的描述带空洞的面域间空间拓扑关系描述框架,在四交差模型的基础上,提出一种能描述带空洞的复杂面域间拓扑关系的扩展模型———D-4 ID模型,并用该模型推导了一个简单面域和一个带空洞的复杂面域间有意义的23种拓扑关系。     

面向带洞面状对象间的拓扑关系描述模型

为研究带洞面状对象间的拓扑关系,提出了一种25IM(25交集模型)。以点集拓扑理论为基础,对带洞面状区域的内部、边界和外部进行定义。分析了9IM(9交集模型)在表达带洞面状对象间拓扑关系方面存在的问题,将带洞面状对象分为内部、外边界、内边界、外边界外部、内边界外部共5部分,提出了一种5×5的矩阵模型,即25IM。基于点集拓扑理论,定义了8条规则来排除不符合逻辑的拓扑关系。基于25IM,对8种基本拓扑关系:相离、相接、重叠、覆盖、包含、相等、被覆盖和被包含,进行细分描述。结果表明,本文提出的25IM能够更为详细地表达带洞面状对象间的拓扑关系。     

简单面目标与带孔洞面目标间拓扑关系的层次表达方法

带孔洞的面目标是现实中较为常见的一类复杂目标,它们之间的拓扑关系要比简单面目标复杂得多.本文基于空间划分和目标分解的思想,利用点集(拓扑学)理论中的邻域概念详细分析和描述带孔洞面目标的点集拓扑分量,这种描述方法实质上是简单面目标点集拓扑分量描述的一种自然延展.进而,对简单面目标间拓扑关系的描述和区分方法进行了扩展,层次地分析和区分简单面目标与带孔洞面目标间的拓扑关系.相比于Egenhofer等人提出的代数描述和间接表达方法,本文提出的方法是一种直接描述和层次表达的方法,并且与简单面目标间拓扑关系的表达方法是相统一的.     

复杂面实体拓扑关系的精细化模型

简单空间对象经过特定组合可形成复杂空间实体。现有的拓扑关系模型对复杂边界间的复杂交互的表达能力不足,很难精确地对复杂空间面实体间拓扑关系的不同形式进行区分。顾及复杂空间面实体间的交互细节,本文对其拓扑关系进行精细化建模。首先引入线面实体间拓扑关系的元拓扑关系,进而利用元拓扑关系与重叠面积对简单面实体间的边界交集进行精细化描述,对洞边界遍历定义和洞中面与洞关系的定义,实现对复杂空间面实体的拓扑关系进行精确地区分与表达,最后对复杂面实体边界交集的5种基础拓扑关系描述模型进行归纳总结。通过5种基础拓扑关系描述模型的叠加,实现对复杂面实体各子部分之间关系细节的精细化表达。     

GIS面目标间拓扑关系的形式化模型

拓扑关系的描述和区分是建立在空间目标相互作用过程中目标集及其分量集合拓扑特性变化基础之上的.建立了GIS中拓扑关系形式化描述和区分的一种广义模型,并与已有的形式化模型进行了比较分析,结果发现现有的形式化方法和模型是广义模型的一些特例.在此基础上,进一步提出了面目标间拓扑关系形式化描述的基本模型,并根据定义的拓扑距离和拓扑复杂性概念,建立了一个新的拓扑关系概念邻域图.     

线状与面状对象的拓扑关系及其量度指标体系研究

以计算几何模型为基础,结合对人们在相互交流中所涉及的拓扑关系分析,本文将线状与面状要素的拓扑关系概括为19种形式,并建立了15种量化指标对其进行细化描述,给定了这19种拓扑关系与15种量化指标的依赖关系,规范了15种拓扑关系量化指标的应用条件,最后对所提出的拓扑关系及其量化指标模型实施的可行性进行了分析。文中所提的拓扑关系描述深化了GIS平台的信息查询,并对查询语言的改进具有借鉴价值。     

复合面状对象拓扑关系的表达模型

为表达复合面状对象间的细节拓扑关系,对经典9-交集模型进行了改进,给出两种基于分解思想的9-交集模型,其中分解成简单区域的9-交集模型方法相对简单,但表现形式繁琐;分解成点集的9-交集模型的表现形式符合经典9-交集模型,但计算较为复杂。通过示例比较了两种扩展9-交集模型及经典9-交集模型的表达能力。结果表明,两种扩展交集模型均能准确地表达出复合面状对象各子部分之间的拓扑关系的细节,扩充了9-交集模型的表达能力。     

基于拓扑关系的不确定区域方向关系推理

利用宽边界区域对多种来源的不确定性数据建模,用确定区域的拓扑和方向关系组合描述不确定区域的拓扑和方向关系。根据拓扑关系和方向关系间内在规律,直接从不确定区域的拓扑符号描述中推理出方向关系的符号描述,是对已有推理方法的有益补充。     

线与线之间的空间拓扑关系组合推理

在空间拓扑关系组合描述的基础上,进一步完善了利用基本空间拓扑关系进行组合推理的方法,并建立了组合表,详细绘制了两条线之间的空间拓扑关系图。     

复杂区域对象拓扑关系分解与计算

本文提出了基于9交矩阵的拓扑关系计算方法,将复杂区域分解有限个简单区域,采用正则表达式描述其多部分和洞构成,通过定义两个9交关系矩阵操作算子,利用分解区域间的拓扑关系直接计算复杂区域间的9交关系矩阵。详细证明和分析了两个操作算子的不成立条件以及消除不成立条件的方法。结合关系矩阵表法拓扑关系的推导和推理过程,操作算子可用于推导已知结构复杂区域间的所有可能9交拓扑关系。同时,9交关系矩阵操作算子依赖复杂区域的定义,不适用于所有区域对象。     

线与面的空间拓扑关系组合推理

在原先所提出的空间拓扑关系组合描述的基础上,进一步完善了利用基本空间拓扑关系进行组合推理的方法,并建立了推理表,详细绘制了线与面的所有空间拓扑关系图。     

不确定区域间拓扑关系定性推理

提出不确定区域间拓扑关系的组合描述法,它对拓扑关系的描述能力与扩展九交完全相同.但组合描述模型的优点在于用已有的5种面/面基本拓扑关系的组合来表示44种不确定区域间的复杂拓扑关系,可以把44种复杂拓扑关系的推理转化为5种基本拓扑关系推理的组合,从而实现不确定区域间拓扑关系的推理.     

面状目标之间空间拓扑关系的组合式分类

在空间目标拓扑关系组合式描述的基础上,分析了基本空间拓扑关系的组合方法,并根据基本空间拓扑关系,提出了面状目标之间空间拓扑关系的两种分类体系,详细绘制了相应的空间拓扑关系图。     

面目标间拓扑关系形式化描述的层次模型

拓扑关系形式化描述和区分的标准是拓扑不变量.在4交差模型的基础上,通过对两面目标边界交集的信息深入分析,提出具有不同分类能力的拓扑不变量,分别是维数、分离数、分量类型和分量排列顺序,并依次建立相应的形式化描述模型.这些模型都是在其分类层次上对面目标间拓扑关系的完备描述,并且它们的区分能力是层次递进的.