基于方向关系矩阵的空间方向相似性定量计算方法

介绍了一种多尺度空间对象的方向关系表达模型以及基于该模型的方向相似度度量方法。该方向关系模型对方向关系矩阵模型进行了改进,根据空间对象的形状定量描述空间对象之间的方向关系;借鉴平衡传输问题的解决方法计算方向矩阵间最小转换代价,即方向矩阵间的距离,从而量化方向对间的差异,最终获得任意尺度空间对象的方向相似度并对其进行比较。对不同尺度空间对象的方向相似性的试验表明,该方法简单可行且不失精度,结果符合人类认知。     

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。     

拓扑和方向空间关系组合描述及其相互约束

提出了一种拓扑关系和方向关系组合描述框架,在统一的框架下研究拓扑和方向关系。采用9交模型描述拓扑关系,方向关系矩阵模型表达方向关系,并给出了有意义的方向片组合,将两者统一到一个框架下进行描述。在统一描述框架下,拓扑关系与方向关系相互约束。阐述了7个定理及其证明,描述了拓扑关系与方向关系之间的相互约束,实现拓扑关系和方向关系有效性的相互检测。拓扑关系和方向关系组合描述能够提高空间关系描述的准确性和有效性。     

空间目标的方向关系定性推理

由于空间问题固有的复杂性和不确定性,空间关系的描述和推理普遍采用定性的方法来符合人们的认知。方向关系是一类重要的空间关系,以往对方向关系的定性推理大多在2个参照系下进行,将目标对象抽象为点或者认为目标的大小近似相等。为了更细致地推理方向关系,提出四种不同情况下基于1个参照系的定性方向关系推理方法,并就本方法存在的问题和今后的研究方向提出了一些看法和思路。     

V-代约束的结构保持空间插值算法

针对现有空间插值方法对样点空间分布及结构约束考虑较少,难以保真原有空间数据的统计参量等问题,利用Voronoi和Delaunay的相互关系,建立了基于样点分布V-邻域结构的插值控制点自适应生成方法,构建了顾及样点分布结构与分布密度的结构保持空间插值方法。基于中国气象台站日均气温数据的方法验证与对比表明,相比于常用的空间插值算法,本文算法具有更好的结构自适应性,且对原始数据的空间统计特征具有更好的保持性。     

双投影矩阵模型的方向关系组合推理研究

将三维空间中的参照物体分别向xoy和xoz平面投影,得到的最小外接矩形将两个平面都划分成9个区域,用两个三行三列矩阵联合表示目标物体投影与两个参考区域的相交情况,据此提出了双投影方向关系矩阵模型。基于该模型,利用矩阵的计算性能,提出了一种三维空间方向关系的组合推理方法,解决了方向关系的组合推理问题。     

基于方向关系矩阵的空间方向相似性计算改进模型

空间方向关系作为空间关系的一个重要分支,其相似性研究已成为地理信息科学领域的热点问题。对于Goyal提出的基于方向关系矩阵计算空间方向相似性模型进行以下两个方面改进:首先通过方向关系的反转运算计算对象目标与参考目标的最小投影矩阵在包含或相交情况下的空间方向关系,扩展了方向关系矩阵的使用范围;其次利用运筹学中解决平衡运输问题的伏格尔法计算两个多元素方向关系矩阵之间的方向距离,克服了由平衡运输表中元素位置变化而引起方向距离变化的局限。通过实例证明该方法计算简单,得到的方向距离更优,相似性更加准确。     

GIS栅格数据的邻域粒化和粗糙逼近

GIS栅格数据能表述连续变化的空间现象,它每个像元的属性值有连续数据和离散数据2种。针对栅格连续数值空间进行分析,突破传统的基于栅格本身邻域位置的研究方法,从属性值本身来定义邻域,基于属性距离度量公式来定义数据的领域。不同的邻域大小,一个栅格像元可以得到不同的邻域;并且从粗糙逼近的角度来探讨邻域信息粒子样本的上、下近似...     

一种结合空间邻域关系特征的面向对象遥感影像 变化检测方法

为了充分挖掘遥感影像特征,提高遥感影像变化检测精度,在面向对象遥感图像分割基础上,提出一种遥感影像空间关系特征度量方法,并应用到了变化检测中。首先,通过对两个时期遥感影像叠加分割,提取影像对象;然后,利用目标对象光谱特征及对象与其邻域对象的空间关系特征,构建两个时期影像对象差异特征影像。对象光谱特征参数主要选择对象内像元亮度均值,对象空间关系特征参数主要为目标对象与两个时期的邻域对象之间的像元亮度之间的差值。最后,通过最大期望EM算法自动获取分割阈值,得到影像变化信息。文中利用两期QuikBird影像对实验区域构建多组特征变化矢量影像,实验结果发现,新加入的空间邻域关系特征能较好地提高变化检测精度。     

GIS中拓扑和方向关系推理模型

当今GIS在空间分析、建模和推理方面的能力极其有限,究其原因,现有GIS空间数据表达不直接支持推理运算,空间关系推理模型相互独立且运算复杂,准确性不高。本文在深入研究现有空间拓扑关系和方向关系推理模型的基础上,基于Cobb的空间拓扑关系模型的基本思想,建立了拓扑关系矩阵TopX2×2、TopY2×2和方向关系矩阵Dir3×3并将拓扑和方向关系推理计算统一到空间目标的MBRs(MinimumBoundingRectangles)的比较运算上来,达到了简化推理运算和统一建模实现拓扑和方向关系的联合推理,丰富了空间关系推理的语义,提高了推理的准确性。     

相同侧视方向异轨SAR图像差异化约束连接点提取

为了实现SAR图像区域网平差时连接点的自动稳健提取,面向相同侧视方向、近似平行轨道的异轨SAR图像,针对其方位向相对几何畸变较小、距离向相对几何畸变较大的特点,提出一种采用差异化约束的SAR图像连接点提取方法。该方法在构建SAR图像影像金字塔的基础上,采用增大方位向边长的长方形匹配窗口由金字塔顶层向下逐层进行相关系数匹配,利用方位向强约束、距离向弱约束的差异化随机采样一致性算法剔除误匹配点,并利用方位向全局双线性变换模型与距离向局部双线性变换模型进行下层金字塔影像的匹配点位预测。采用Envisat ASAR图像和国产机载SAR图像分别进行了连接点提取试验,验证了本文方法的有效性。     

平面直角坐标与空间直角坐标间的协方差转换

推导出由大地坐标转换为高斯平面直角坐标严密的全微分公式,导出由高斯平面直角坐标向大地坐标再由大地坐标向空间直角坐标严密的协方差转换公式,并在此基础上,导出直接由高斯平面直角坐标向空间直角坐标近似的协方差转换公式,且举例说明其转换过程。结果表明,两种转换方法是等价的。     

彩色像素地形图的矩形分割

地图数字化方式已经由手扶跟踪数字化逐渐过渡到扫描数字化。为了方便计算机对像素地图的处理，提出基于方格投影和墨卡托投影的彩色像素地图的矩形分割，并提供分割的具体思路与方法。     

Spatial Interpolation Using Fuzzy Reasoning

Spatial interpolation is an important feature of a Geographic Information System, which is the procedure used to estimate values at unknown locations within the area covered by existing observations. In this paper, we describe a conservative spatial interpolation technique that incorporates the advantages of local interpolation, Euclidean interpolation, and conservative fuzzy reasoning, and a dynamic fuzzy–reasoning–based function estimator with parameters optimised by a genetic algorithm. The main objective of this paper is to formulate a computationally efficient spatial interpolation technique similar to the IDWA technique that can be used in real time application. The main feature of our spatial interpolation technique is a capability for spatial interpolation and extrapolation in a higher–dimensional space. Examples from a rainfall spatial interpolation problem are used to illustrate the applicability of the proposed technique.     

空间方向关系粗糙推理

针对现有的空间方向关系表达模型不能捕获其所固有的不精确性和模糊性这一缺点，把粗糙集理论和方法引入方向关系的表达，提出了方向关系粗糙表达方法、变精度粗糙表达方法以及方向关系的粗糙推理方法，以加强对不精确性和模糊性的处理和分析能力，并能够把模糊对象和精确对象之间的方向关系统一到一个框架中来描述。     

广义最短路径在街区人员疏散中的应用研究

选择广度优先遍历算法,以事发地点为起始对所有路段进行编号。通过分析影响街区人员疏散的几个因素,研究了人员疏散的相关模型,并对广义最短路径在人员疏散过程中的模拟做了一些研究。最后对全文内容进行了小结,并对值得进一步研究的问题给出了建议。     

顾及邻域结构的线状要素Morphing方法

地图综合过程中,综合前后图形轮廓上两点间的绝对距离可能会发生很大改变,但是点的邻域结构和上下文信息相对保持稳定。基于此,首先提出一种结合形状上下文和松弛标记法的形状匹配方法,通过全局形状描述子形状上下文来描述点集的不变特征;然后将点集间形状上下文的统计检验匹配代价转化为松弛标记法的初始匹配概率,接着通过迭代支持度函数更新匹配概率,直到建立最优匹配;最后根据点集的匹配关系,得到相应的匹配线段,通过线性插值实现要素的连续尺度变换。实验结果表明,该方法不仅能够很好地顾及要素的上下文信息,而且也能顾及到邻域结构特征,提高Morphing变换的精度。     

一种附加边界约束和内约束的多中心ERP融合模型

不同技术、不同分析中心得到的地球自转参数（Earth rotation parameters,ERP）往往是不同的,为提供统一的ERP供用户使用,常需对ERP进行融合处理。提出了一种基于多分析中心ERP结果的附加边界约束和内约束融合模型,即先通过参数变换把各分析中心结果转换到相同时刻,考虑到相邻观测时段边界点处ERP应当一致这一特点,施加边界约束,然后对各分析中心的长期解施加转换参数内约束,最后得到多分析中心ERP的融合解。采用从2005—2011年共6 a的7个全球卫星导航系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）分析中心的结果进行融合处理,并与IERS C04（International Earth Rotation and Reference Systems ServiceCombined 04）结果进行比较。结果表明,所提出的融合方法计算结果的精度有明显改善。