模糊面元素空间拓扑关系抽象化方法研究

空间拓扑关系的判定是地理信息系统中进行空间查询、空间分析、空间推理等操作的基础.在分析模糊区域空间拓扑关系的基础上,用空间关系向量定量描述这些拓扑关系.依据空间抽象的要求,通过计算向量之间的相关程度,对模糊区域的空间拓扑关系进行抽象,并根据空间拓扑关系的区域分布特征对抽象后的结果进行调整.     

宽边界区域拓扑关系量化分析与抽象

对Cohn等人提出的卵黄模型所确定的宽边界区域的46种拓扑关系及其聚类方法进行了分析,提出了一种定量化方法对这些拓扑关系进行描述,并对这46种拓扑关系进行了抽象。     

图形简化过程中空间拓扑关系抽象的规律

以局域基本拓扑关系的抽象为基础,着重阐述了线与线之间局域拓扑关系抽象的规则,并研究了相邻两类局域基本空间拓扑关系合并的规律,提出了在空间抽象过程中渐进式删除局域拓扑关系的方法。     

在空间抽象中线状目标间拓扑关系的等价转换

拓扑关系在抽象过程中的等价转换是维护多尺度空间关系一致性的基础。本文以空间拓扑关系组合推理所描述的线状目标之间的拓扑关系为例,采用成分抽象的等价转换方法,研究了线之间拓扑关系等价转换的原则,并绘出了相应的等价转换图。     

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。     

R2空间栅格区域拓扑关系描述

针对利用9元组模型对栅格区域进行拓扑关系分析时栅格区域的问题,通过重新定义栅格区域边界、内部、外部,对栅格区域之间的拓扑关系进行描述,并提出一种针对栅格空间的新的拓扑关系"近邻"关系作为对"邻接"拓扑关系的补充,该方法适用性强,能对简单图形的点、线、面之间的拓扑关系进行快速方便的判断。     

基于点集拓扑学的三维拓扑空间关系形式化描述

本文阐明了研究空间关系理论的必要性，分析了拓扑空间关系描述方法的研究进展及存在问题，以点集拓扑理论为基础，运用维数扩展的方法，提出三维拓扑空间关系完善和形式化的描述框架，在此基础上，对三维空间目标中存在着的拓扑空间关系进行了分类，定义了五种基本的拓扑空间关系，并且给出了三维拓扑空间关系最小集的互斥性与完备性证明。     

利用拓扑和度量相结合的方法描述面目标间的空间关系

首先分析了9元组模型描述目标间空间关系的不足，提出了基于点集拓扑和度量特性相结合的方法来分析和描述GIS中面目标间的拓扑空间关系，并给出了合理的几何度量参数及计算方法，增强了空间关系的可区分性，进而提高了空间分析的准确性。该方法将空间关系描述过程概括为3步：①目标发现与定位；②空间拓扑关系的分类（粗略分类）；③在空间拓扑关系粗略分类的基础上，引进几何度量参数，实现空间关系的精化。     

线面目标自然语言空间关系集成表达与描述方法研究

提出了一种基于自然语言的线/面目标空间关系集成表达方法。首先,将线目标进行细化分解得到n个特征点和n-1条特征线,根据自然语言的描述习惯分别针对每个特征点和特征线建立线与面目标之间的空间关系,然后按照自然语言以线目标的走向为顺序对线面间空间关系进行描述的规则,对拓扑、方向、度量关系进行集成描述。实验验证了本文方法的可行性。     

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。     

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。     

离散空间的拓扑关系模型

在分析现有拓扑关系表达模型对离散空间目标间拓扑关系表达不足的基础上,从两个方面对现有RCC5模型进行了改进研究:基于模糊集合的分解定理,通过利用空间实体的k阶邻域构造了空间实体的模糊区域,实现了离散空间的连续化;以部分关系作为基本操作算子构建了基于三元组(P(X,Y),P(X,┐Y),P(Y,X))的拓扑关系表达模型,实现了离散空间实体间拓扑关系的表达,集成了空间拓扑和距离关系的定性表达和推理.     

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。     

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。     

高阶模糊区域的交叉拓扑关系形式化研究

目的 基于区间Ⅱ－型模糊区域模型,讨论了区间Ⅱ－型模糊区域的结构,通过对传统的n-交模型进行扩展,提出了区间Ⅱ－型模糊区域拓扑关系的n-交矩阵和各原子的计算方法,并提出了拓扑关系的形式化分析方法。通过计算区间Ⅱ－型模糊拓扑关系矩阵与8种基本拓扑关系矩阵的相似度并排序,确定其首要拓扑关系,结合拓扑关系距离确定其可能存在的次要拓扑关系。     

地理本体空间关系表达模型研究

地理本体是表达地理概念及其之间关系的有效手段,地理本体的空间关系也是其区别于一般本体最重要的特征。本文探析了地理本体的构建方法,将地理本体空间关系分为拓扑关系、方位关系、距离关系和相似关系,重点研究了地理本体的拓扑关系和方位关系的空间表达模型,对拓扑关系进行梳理归纳,总结出8种互斥并完备的空间关系;利用锥形模型对方位关系进行描述,最后利用OWL语言对两种关系进行了推理表达。     

线与面之间基本拓扑关系类型在抽象过程中的等价转换

以空间拓扑关系组合推理所描述的线与面之间的拓扑关系为基础，研究了抽象过程中基本拓扑关系类型等价转换所涉及的问题；提出了成分抽象的等价转换方法，并将其运用于线与面之间基本拓扑关系类型的抽象过程中；绘制了线与面之间基本拓扑关系类型的等价转换图。