非连通空间对象方向关系表达与推理

为了弥补现有的二维空间对象方向关系表达模型大都利用点、最小外包矩形等近似地代替空间对象,距离真实空间对象间方向关系的描述与推理仍存在差距的不足,提出了一种基于Voronoi图的非连通空间对象方向关系表达模型。该模型借助Gestalt心理学理论,通过提取非连通空间对象的特征点、特征链,构建空间对象间的可视区域,生成方向关系Voronoi图,实现了非连通、含洞的参考对象与目标对象间方向关系的表达。该模型较好地顾及了空间对象形状、大小等因素带来的影响,表达精度更高、适用范围更广。为了提高复杂空间对象方向关系复合推理的精度,基于该模型提出了一个非连通对象间主方向关系复合推理算法。该算法借助Tile-union运算和Pr运算,实现了该模型下基本主方向关系的复合推理,降低推理结果的不确定性。分析和验证的结果表明,提出的非连通空间对象方向关系模型及复合推理算法,提高了表达与推理的精度,完善和提高了对复杂空间对象方位关系的分析与处理能力。

空间方向关系表达与推理模型研究综述

空间方向关系作为空间关系不可缺少的组成部分,广泛应用于城市智能交通管控、环境资源检测、防灾减灾等诸多任务,日益成为地理信息系统、空间数据库、人工智能、模式识别等领域研究的热点。综合分析和梳理现有空间方向关系表达与推理模型,针对二维空间对象,从单目标对象、群组目标对象等方面详细介绍目前二维空间方向关系表达与推理模型的研究进展,依据描述对象的不同进行分类,对每类模型的特性及适用范围进行定性分析比较。针对三维空间对象,从点到区域依次分析当前三维空间方向关系表达与推理模型的特点、优势和不足。针对不确定性对象,从确定性空间方向关系模型的扩展模型、基于不确定性集合理论模型2个方面阐述不确定性方向关系模型的研究现状,并对每类模型的优缺点、适用范围等进行分析总结。最后阐明当前工作存在的不足,并从自动推理技术、空间关系的联合表达以及群组目标对象等方面对空间方向关系的未来研究方向进行展望。

空间方向关系定性推理技术研究进展

空间方向关系是空间认知中的一个基本概念,在空间数据库、人工智能、机器人等领域发挥着极其重要的作用。随着对空间方向关系研究的不断深入,空间方向关系定性推理受到了广泛关注,逐渐成为研究的热点。为了更进一步地介绍和挖掘空间方向关系推理技术的研究现状,首先,针对现有的推理模型进行详细梳理和总结,对各类模型进行比较和分析,指出了各种模型的特性及适用范围;其次,从二维、三维及不确定性空间对象方向关系的复合、反关系推理、一致性检验以及结合多种空间信息的组合推理等几个方面,对空间方向关系推理相关工作进行了系统性的阐述和分析;最后,分析了目前所面临的挑战,并对其未来发展趋势进行了展望。

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。

空间推理中方向关系模型的研究

空间方向关系的基本模型在研究空间推理上起着至关重要的作用,直接影响空间推理中合成或反方向合成的准确性和效果。文章阐述了现有空间推理中所采用的几种基本模型,对比和分析了现有模型的优点、缺点以及其适用性等问题,在现有主流的MBR框架基础上提出了一种改良后的新模型。经过对比和分析,得到结果表明此新模型在适应度、灵活度、准确度上都有一定提高并能很好的匹配人们的认知习惯。为今后的空间推理寻找到了一种新的思路和新的方法。

方向与拓扑关系相结合的3维推理模型研究

定性推理中的推理模型涉及到的空间关系主要有拓扑、方向和距离等,仅用单一的空间关系往往不能精确地描述空间场景。利用内部矩形体对参照物体进行方向片划分,提出3维空间双投影内分矩阵模型,通过内部、边界、外部3种方向关系组合表达空间方向关系;利用方向关系与拓扑关系间的依赖约束,提出方向关系与拓扑关系间的11条转化规则;最后,根据Roop K Goyal给出的5个模型性能指标对该模型进行性能评估,结果表明该模型满足各项指标。

方向关系定性推理模型的可视化研究

以往对方向关系的研究主要集中在方向关系的形式化描述方面 ,忽略了空间关系认知与空间关系可视化的联系 ,因而只反映了空间关系认知的一个方面 .在方向关系形式化描述的基础上 ,探讨了方向关系推理的可视化 。

空间方向关系推理计算的NP完全性研究

空间方向关系推理问题的NP完全性证明是基于两个重要的变换基础之上的,其中一个变换是把空间方向关系推理问题变换为一个限定满足问题,基于这种变换,空间方向关系推理问题中的变量和值域相应地变换为限定满足问题中的空间目标和方向关系限制;另一个变换是从不全等3可满足问题到方向关系限定满足问题,基于这种变换,3可满足问题实例中的变量可以变换为两个方向关系限制.为此,一个满足所有目标方向关系限制的空间结构可以建立,从而可以证明空间方向关系推理问题的NP完全性性质.

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。

空间方向关系描述模型及其GIS应用分析

空间方向关系建模是一个属于空间认知范畴的研究问题。近20年来,该研究问题受到来自计算机、人工智能、机器人以及地理信息科学等领域的众多学者们关注,提出了许多形式化描述模型。首先阐述了方向关系描述框架、表达形式、基本性质以及影响方向关系描述的主要因素。然后,重点回顾及评价了一些较有代表性的方向关系建模方法及其在GIS空间查询、分析、推理中的应用,指出了其中存在的一些主要问题。最后,展望了方向关系模型及其应用中有待进一步研究的若干相关工作。

GIS空间方向关系形式化描述模型分析

空间方向关系是空间关系的重要内容,是地理信息系统(GIS)的基础理论问题之一,在GIS空间查询、空间分析、空间推理、制图综合等过程中起着重要作用。空间方向关系的理论研究相对于拓扑关系和度量关系的研究相对滞后。本文给出了空间方向关系形式化描述方法的分类,阐述了空间方向关系的形式化描述模型与表达方法,分析比较了各自的优缺点,并探讨了目前存在的问题和今后的发展方向。

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。

三维空间中3DR44方向关系表示模型

现有方向关系模型无法表示参照对象的最小包围盒的内部空间方向。针对该不足,提出3DR44方向关系表示模型,给出动态邻接关系以及双向映射关系,利用交集对的有序序列处理特定目标对象与参照对象间的复杂方向关系,并将该模型转化为二维空间中的方向关系模型进行处理。应用结果表明,该模型可增强空间数据库表示三维空间对象方向关系的能力。

空间方向关系形式化描述模型研究

空间方向关系形式化描述模型是空间关系研究的难点和重点,目前尚无完善的模型出现,因此进行其模型的研究意义重大。首先论述运用平面目标Voronoi图描述方向关系在理论上的可行性;然后详细阐述基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述模型建立;为了验证模型的正确性,给出几个典型的算例;最后指出本模型的优、缺点。

四叉树直方图空间方向关系形式化模型

空间方向关系形式化模型是空间关系研究的重要内容,为了建立通用性和实用性强的空间方向关系形式化模型,提出一种四叉树直方图模型.首先分析了目前存在的空间方向关系形式化模型的特点和缺陷,然后详细介绍了四叉树直方图的基本思想和构造方法,并阐述了基于四叉树直方图的空间方向关系判定方法.采用人工图片作为算例对文中模型进行验证的实验结果表明,该模型是可行的.

锥形空间方向关系模型的改进

提出了一种融入方向关系矩阵模型思想的改进型锥形模型。该模型同时具备了两者的优点,尤其对多尺度空间目标的空间方位关系的表达比较有效,并顾及到了多尺度的包容性。

空间数据库的方向关系模型

方向作为一个定性的空间关系,是空间拓扑关系的一个重要补充。现在的方向关系模型运用十分粗糙的最小包含矩形或概括为单个的点来表示近似方向关系。文章设计的方向关系矩阵模型克服了传统模型的限制,为复杂空间对象提供了更好的方向近似,包括凹面区域和有洞的对象。

基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述模型

运用认知心理学信息加工的观点 ,建立了基于Voronoi图的空间方向关系形式化描述模型 ,并详细阐述了模型的逻辑结构、数据结构和空间方向的计算过程。为了验证模型的正确性 ,列举了该模型计算空间方向的几个例子 ,并总结了模型的优。

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。

基于位置不确定性的多尺度空间方向关系相似性粗集模型

针对现有研究中没有考虑空间目标的不确定性对空间方向关系相似性的影响问题,借助粗集表达不确定性问题的优势,定义在空间方向关系锥形模型中空间方向关系的粗集表达方法,以此为基础提出基于空间对象位置不确定性的多尺度空间方向关系相似性的计算和粗集表达方法,使得多尺度空间方向关系相似性的取值在一个区间范围内变动,在多尺度空间方向关系相似性概念表达上更符合人类的认知逻辑.