基于空间推理的巷道三维拓扑建立

基于空间关系和空间推理理论,结合MGIS领域的需求建立巷道三维拓扑网络模型,研究巷道三维空间关系推理的算法及业务逻辑实现;开发巷道三维拓扑自动生成系统,实现了巷道空间与属性数据管理、三维拓扑自动处理、多尺度成果输出及基于三维拓扑的路径查询,为基于巷道的通风、运输、避灾、多尺度变换等应用奠定了基础。     

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。     

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。     

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。     

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。     

约束Delaunay四面体剖分在三维地质建模中的应用

简要介绍了地质建模概念及层状地质体建模方法,考虑到Delaunay三角剖分良好的边界约束适应能力,提出了一种以地质层面Delaunay三角网为约束条件进行约束四面体剖分构建地质模型的方法。在通过对南京河西地区钻孔数据进行自适应插值处理后,应用此算法构建该地区的三维地下浅层空间地质体模型,实践证明该方法能够得到可视化效果较好的地质模型,并可高效地支撑地学空间分析与计算,为城市规划提供更好的决策支持。     

基于MAS模型的土地利用空间优化研究方法综述

土地利用空间优化是实现土地资源合理利用和区域可持续发展的重要途径和手段,是目前研究的一个热点,在文献阅读的基础上,分析比较了数理统计模型、CLUE-S模型、元胞自动机模型、多智能体系统模型四种土地利用空间优化方法的优缺点.结果是:多智能体系统模型从土地利用的主体出发,选择影响土地利用空间优化的驱动因素,抽象定量化表达智能体的行为准则,利用智能优化算法来选择土地利用类型在空间上的演变过程,并在多目标函数及约束条件下判断土地利用空间优化方案的优劣性,很好的解决了土地利用空间优化过程中土地利用主体、土地利用环境、土地利用类型三个最主要问题在空间上的演变,比数理统计模型、CLUE-S模型、元胞自动机模型在土地利用空间优化方面更具有优势,是未来土地利用空间优化方法的发展趋势.     

基于Morphing的三维地质界面生成

利用Morphing技术,参照四周地质界线的形态特征并以之为约束,插值生成一系列形态渐变的过渡曲线,采用轮廓线算法构建相邻曲线间的不规则三角网,并最终生成较为光滑的三维地质界面。将实际复合问题转化为4种基本问题进行求解,并详述了四边问题的实现细节。实验表明,该方法能够生成光滑三维地质界面,并较好地保留了已知地质界线的形态特征。     

论三维地学空间构模

基于广义地理系统(地学系统)观点,结合3D GIS与3D GMS的应用需求,该文提出三维地学空间构模的4个目标层次,并对相应层次的系统功能要求进行比较分析。围绕三维地学空间构模领域中的地学空间目标认知、空间模型维数、空间模型适应性、二维屏幕上三维操纵、三维空间拓扑关系描述和三维空间模型更新6方面进行讨论,提出11个亟需回答的前沿问题。此外,还指出了8项亟需协作攻关的关键理论与技术问题。     

基于场模型的空间动态数据建模及空间动态模型语言设计

目前空间数据库的研究集中于基于对象（Ｏｂｊｅｃｔ）空间数据据模型的研究,而基于场（Ｆｉｅｌｄ）空间数据模型的研究相对进展较慢,将来的需求要求空间数据库增加基于场模型的功能,特别是考虑到空间动态过程模拟的需要,该文的目的是设计一种能镶嵌在ＧＩＳ系统里的空间动态模型语言,为模拟复杂时空过程提供数据库管理和算法优化支持,并支持逻辑清晰的模型框架结构。该语言可为自然资源管理和生态环境应用提供定量和模拟工具,扩展了空间数据库基于场模型的应用。     

基于TIN的体布尔算法及其地质应用

提出一种基于TIN的体布尔操作算法,即采用快速碰撞检测方法、改进的三角形求交算法和三角形包含测试算法,能解决复杂地质体的交、并、差等布尔操作。该方法不仅可以有效处理具有侵入、交错等复杂空间关系的地质体建模问题,还适用于基于地质模型的工程分析应用,如开挖模拟等,并在北京市某岩土工程信息系统建设项目中得到了检验。     

城市工业空间增长的多智能体模型

城市工业及基本就业空间的增长,是城市空间增长的动力源.有效模拟和预测城市基本就业空间的增长,对城市整体空间增长和城市系统的调控有着重要的作用.以城市工业及基本就业空间增长的决策主体--工业企业商和政府决策者,作为多智能体,通过多智能体之间的交流、竞争和协作,多智能体和环境间的交互作用,决定已存在工业区位的迁移和新工业空间区位的选择,形成城市工业及基本就业空间增长的动态微观模型.以珠江三角洲东部城市快速发展的樟木头镇为例,采用提出的方法模拟了该地区1988-2004年的工业及基本就业空间增长,获得了良好的模拟结果.     

基于场模型的空间动态数据建模及空间动态模型语言设计

目前空间数据库的研究集中于基于对象 (Object)空间数据模型的研究 ,而基于场 (Field)空间数据模型的研究相对进展较慢 ,将来的需求要求空间数据库增加基于场模型的功能 ,特别是考虑到空间动态过程模拟的需要。该文的目的是设计一种能镶嵌在GIS系统里的空间动态模型语言 ,为模拟复杂时空过程提供数据库管理和算法优化支持 ,并支持逻辑清晰的模型框架结构。该语言可为自然资源管理和生态环境应用提供定量和模拟工具 ,扩展了空间数据库基于场模型的应用。     

空间数据分析与空间模型

虽然GIS已在各个领域得到广泛应用,但它相对较弱的空间分析功能正在限制其应用的广度和深度。文中系统论述了空间数据的基本特征,GIS中空间数据分析的基本需求,空间统计分析,空间数据探索分析以及空间模型,探讨了GIS与空间模型结合的必要性,结合途径以及结合中的问题与对策。     

基于空间扩展模型和地理加权回归模型的城市住房价格空间分异比较

鉴于已有研究主要集中探讨住房价格的空间依赖性,较少涉及空间异质性对住房特征价格的影响,也很少尝试构建不同计量模型来比较模型间刻画住房价格影响因素空间分异的准确性,以长沙市中心城区为研究区,采用空间扩展模型和地理加权回归模型比较分析城市住房价格影响因素的空间分异,结果表明：① 空间扩展模型和地理加权回归模型都表明,长沙市中心城区的住房属性边际价格随着区位的变化而变化,揭示住房价格影响因素具有显著的空间异质性;小区环境、交通条件、教育配套、生活设施等因素对住房价格的影响强度存在明显的空间分异。② 地理加权回归模型和空间扩展模型都能对传统特征价格模型进行改进,但地理加权回归模型在解释能力和精度方面都超过空间扩展模型;对属性系数估计空间模式的分析,地理加权回归模型形成的结果比采用坐标多义扩展的空间扩展模型更为复杂和直观。     

基于引力模型的安徽城市空间格局研究

依据引力模型的原理,构建新型引力和断裂点公式,通过安徽省17个城市间引力值和断裂点距离的计算和分析,研究安徽省城市的空间格局,得出结论:安徽省内区域性城市群初步形成,合肥市已经成为区域中心城市,城市间锁定效应和屏蔽效应显现,城市发展偏心化以及城市分布东紧西松加剧。提出应建立一个以中心城市为主的城市空间格局,依托中心城市,实行联动发展,注重城市交通基础设施建设,强调政府在城市空间布局中的主导作用。     

基于空间杜宾模型的山东省制造业时空分异研究

利用2003~2014年山东省17个地级市制造业27个部门的面板数据,研究了山东省制造业的时空分异特征,并基于空间杜宾模型（SDM）探讨了主要的影响因素,结果发现：山东省制造业份额呈现出自东向西递减、先东部集聚后向中西部扩散的规律。以2007年为转折点,制造业呈现东部沿海转出、内陆转入的特点,鲁北地区成为份额增长最快的区域。由于空间溢出效应的存在,市场规模、交通基础设施、产业规模和人力资本水平均有助于提升本地区制造业份额。因此,应该从地区关联的角度重新审视制造业发展规律并制定相应政策措施。     

基于GA复合模型的城市空间演变研究

介绍了元胞自动机（CA）模型、马尔柯夫（MARKOV）和层次分析（AHP）的概念和原理,在分析城市空间演化过程和模型特点的基础上,对标准CA模型进行扩展,构造出CA-MARKOV-AHP复合模型.在GIS和基础地理信息数据库的支持下,对广东江门城市空间的演变进行模拟和预测.     

都市新区住宅地价空间异质性驱动因素研究 ——基于空间扩展模型和GWR模型的对比

以南京市江宁区为例,基于2004~2011年住宅用地出让数据,利用空间扩展模型和GWR模型对都市新区住宅地价空间异质性及其驱动因素进行研究。结果表明：① 空间扩展模型与GWR模型分别可解释采样区63%、61%的住宅地价变化,较全局回归模型(47%)有显著提升,更有利于研究土地市场的空间异质性。② 空间扩展模型可有效表征各解释变量及其交互项对住宅地价作用的空间结构总体趋势,其拟合效果相对较优。GWR模型则在局部参数估计方面存在优势,借助GIS可将各变量的地价作用模式可视化,从而比空间扩展模型更能有效刻画住宅地价影响因素的空间非平稳性特征,各因素对地价的平均边际贡献排序为水域> 地铁> 大学园区> CBD> 商业网点> 医院,且商业网点、 医院系数值具有方向差异性。③ 距地铁站点、水域、大学园区以及CBD的距离是研究区住宅地价的关键驱动因素,各自存在特有的地价空间作用模式,可为研究区住宅土地市场细分提供科学依据。     

基于空间统计理论的新疆各地州经济林营养物质积累空间关系特征分析及应用

积累营养物质是森林生态服务功能中的重要组成部分,它反映了林木生长情况和生产投入情况。基于2014年新疆七种主要经济林木积累营养物质调查数据,核算了2014年全疆经济林木氮、磷和钾的物质积累总量,折合当年化肥价值3.14×10⁸元。并利用全局空间自相关模型和地理加权模型（GWR）对该结果进行了分析。结果表明：（1）全疆不同经济林品种积累营养物质价值量的空间分布符合空间集聚理论,呈现某种经济林木在某个地区具有高度集中的种植现象;（2）GWR模型分析结果表明经济林在南疆林业中占有重要地位;（3）南疆各地州经济林发展存在明显差异,其中克孜勒苏柯尔克孜自治州、和田地区和喀什地区处在经济林发展期;阿克苏地区和巴音郭楞蒙古自治州则处在经济林衰产期。上述结果表明通过深入挖掘新疆生态服务功能价值信息,能够提取对新疆经济林产业发展规划具有重要参考价值的信息。研究所使用的思路和方法对其他类似研究具有重要的借鉴意义。