一种单线与多面要素间的拓扑关系描述方法

本文将线要素与多面要素的拓扑关系分解为简单面要素与其相关线组之间的局部拓扑关系;并将局部拓扑关系细化为线面基本拓扑关系,用度量关系对线面基本拓扑关系进行描述,提出了一种描述单线与多面要素之间拓扑关系的方法,可应用于线与多面要素数据库的建立、数据存储和查询。实验证明了其有效性。     

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.     

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。     

线与面目标间拓扑关系的层次表达方法

拓扑关系已广泛应用于空间查询、相似性分析、制图综合、不一致性探测以及空间推理等实际应用中。本文研究IR2中一条线与一个简单面目标拓扑关系的描述和区分方法,采用的基本策略是分解与组合方法。首先,将线/面拓扑关系分为两类:基本关系和复合关系。其中复合关系描述为若干个基本关系的组合,即基本关系的一个集合。然后,提出了基本拓扑关系分类和区分方法,建立了相应的层次概念邻域图。针对复合拓扑关系,从空间集合的角度提出了具有三个层次的拓扑不变量,分别是(a)集合层次上的分离数和维数,(b)元素层次上的交分量类型和(c)综合层次上的交分量序列。分析发现,在IR2中一条线与一个简单面目标间具有16种潜在的基本关系。其中,它们的13种是描述复合线/面关系的基本构成单元。     

GIS线目标间空间关系的集成表达方法

GIS中的线目标可以表达现实中一类广泛存在的空间实体,如地铁线、管线、道路以及河流等。以线目标为研究对象,基于分解与组合的思想,提出一种线／线目标空间关系的集成表达方法。在整体上,将空间关系分解为拓扑、方向和距离关系3种,并以拓扑关系描述作为方向和距离信息的载体,通过纳入局部的方向关系和距离关系,来集成表达两个线目标间的各种类型空间关系信息。其中在线目标间拓扑关系、方向关系和距离关系描述时,分别将它们分解为一组局部关系（或基本关系）,并通过对拓扑关系建立一定的排列顺序来进行描述。最后,通过一个简单例子说明本文提出的方法与Clementini和Di Felice（1998）的不同。以及本文方法对表达各种空间关系信息的可行性。     

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线目标间拓扑关系描述的层次方法

拓扑关系是一种相对较弱的空间目标位置约束,已广泛应用于空间查询、分析和推理等实际应用中。本文主要研究IR2中两个线目标间拓扑关系的描述和区分方法,采用的基本思路是将两个线目标间的关系描述为若干个基本关系的组合。在拓扑关系描述和区分时,提出了具有不同分类能力的拓扑不变量,分别是：维数、分离数、交分量类型和交分量全序,并依次建立了相应的分类方法。分析发现,在IR2中的两个线目标间具有17种潜在的基本关系。其中的11种是描述复合线/线关系的基本构成单元。     

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析,提出了一种能描述带多个空洞的复杂面对象间的拓扑关系的层次组合模型。该模型能描述带多个空洞的复杂面对象间的所有拓扑关系,而且不因面对象中空洞的编号顺序不同导致模型所描述的结果不同,同时也弥补了4-4ID模型只能描述带一个空洞的面对象的不足。     

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.     

一种利用改进的扫描线算法计算拓扑关系的方法

针对以往拓扑关系计算方法的缺陷,提出一种利用改进的扫描线算法计算矢量数据拓扑关系的算法(TCBSL)。该算法以平面扫描转换法的思想为核心,通过改进扫描线算法结构,并引入拓扑关系判别参数,实现了较为高效地计算矢量数据空间实体之间的拓扑关系。此外,以该算法思想为依据,利用eclipse构建了矢量数据拓扑关系计算模型,并利用该模型对深圳市OSM矢量数据进行实验。实验显示,该算法可以较为正确地计算点线、点面、线线、线面及面面之间的拓扑关系,且效率较高,易于计算机系统的实现。     

一种有向线间拓扑关系与方向关系的集成表达模型

针对二维欧氏空间内有向线的特点,将有向线对象区分为起点、内部和边界,建立了有向线对象之间拓扑关系与方向关系集成表达的DLR模型,并给出了一个具体应用实例。与现有模型进行对比分析发现,DLR模型不仅能描述二维空间中有向线对象之间的方向关系,还能够有效地区分相离、内部相交、相切、部分覆盖等拓扑关系,从而提高了有向线对象之间空间关系的区分能力。     

有向线与有向带洞面目标之间的拓扑关系研究

针对二维空间有向线、有向带洞面目标的特点，考虑有向线的起终点与有向带洞面目标的正反面，建立了有向线与有向带洞面目标之间拓扑关系与方向关系集成表达的DL-DRH模型(有向线-有向带洞面目标拓扑关系模型)。首先基于点集拓扑理论，构建了DL-RH模型(有向线-带洞面目标拓扑关系模型),得到143种DL-RH拓扑关系。进而根据交集位置特点，对DR-RH拓扑关系进行分类，给出了3类空间语义更丰富的DL-DRH拓扑关系。接着分析了DL-H模型(有向线-简单面目标拓扑关系模型)、DL-RH模型和DL-DRH模型之间的转换规则。然后利用7种拓扑关系规则证明DL-DRH拓扑关系的完备性。最后通过案例分析表明DL-DRH模型能准确、直观地表达有向线与有向带洞面目标之间的拓扑关系。     

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。     

面状要素几何度量指标的研究

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的分析,本文概括出了面状要素之间拓扑关系的6种形式,并建立了7种量化指标对其进行细化描述,给定了这6种拓扑关系与7种量化指标的依赖关系,规范了7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的实施进行了可行性分析。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。     

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。     

利用物体结构信息进行影像线特征关系匹配

针对影像线特征匹配的复杂性,给出了根据物体结构信息,将影像匹配问题转化为确定图同构问题的匹配策略。首先,利用影像特征提取获得的点、线特征建立描述物体结构信息的关系表,通过对左右不同影像的图形进行区域分割获得候选面特征,利用矢量数据拓扑关系的自动建立算法得出左右影像关联图的弧段-多边形拓扑文件。然后,根据基匹配及拓扑关系表,利用图深度遍历的方法进行匹配传递,按面、线、点的顺序完成不同影像间对应物体同名线的匹配。由于关系表的一致性表明了物体构成特征要素的一致性,可使整个影像的匹配搜索范围变小,从而提高影像匹配的准确性与匹配速度。     

线目标间拓扑关系的细化计算方法

拓扑关系的细化计算是生产实践中提出的新的需求,代表了当今空间关系理论研究的趋势。本文从1∶5万数据更新质量检查的实际应用需求出发,研究提出线目标间复杂拓扑关系的分解-组合计算思路;讨论直线段拓扑关系计算的改进平面扫描计算方法;建立根据直线段拓扑关系推断局部拓扑关系的基本规则;给出由局部拓扑关系组合描述线目标间全局拓扑关系的拓扑链模型;将该方法应用于国家1∶5万地图数据库更新中,取得良好的效果。     

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.     

基于建筑平面图的室内空间拓扑模型自动生成算法

针对以建筑平面图为数据源构建室内导航模型时,建筑平面图缺少拓扑信息,尤其是缺少对房间、走廊等多边形对象拓扑描述的问题,本文提出了一种自动化构建室内空间拓扑模型的算法。该算法首先根据CAD建筑平面图的基本特征,将墙线抽象为弧段,门窗抽象为点,房间抽象为多边形;然后从起始墙线出发,将该墙线顺时针或逆时针遇到的第一条墙线作为目标房间或走廊的第一条边,依次类推,直至回到起始墙线,则完成一个房间或走廊的提取;重复上述过程,直到所有墙线均被标记两次,说明所有房间或走廊提取成功,完成墙线与房间、走廊之间的拓扑连接关系自动建立。门窗与房间之间的拓扑关系则是根据门窗与墙线的拓扑关系,推导出门窗与房间之间的拓扑关系。以某大学教学楼的建筑平面图为例进行试验,试验结果表明本文算法能够有效实现室内空间拓扑模型的自动生成。     

引入结点度的线/面拓扑关系细分方法与应用

针对线/面细分拓扑关系研究存在的不足,提出了一种基于结点度的线/面细分拓扑关系描述与计算方法。该方法在定义线/面单元交线并分析其特点的基础上,引入结点度来区分线/面单元交线细分类型。根据单元交线端点在线/面目标组成图形结构中结点度的不同,及线目标在度为3和4的交线端点处是否有相连线段、相连线段位于多边形的边界上、内部或外部4个谓词推导出了21种有意义的线/面交线细分拓扑关系类型。在此基础上分析比较了本文方法与现有方法的异同与优势,举例说明本文方法在复杂线/面细分拓扑关系描述中的应用。最后用Visual C#语言编程实现了该方法,并将其应用到线状道路/面状河流目标间的数据质量检查与修正中,验证可行性。