基于9-Intersection模型的模糊空间对象间的拓扑关系研究

本文将从地理认知的角度上分析并选择一个适合于在GIS中应用9-Intersection模型的模糊空间对象的边界定义,并构建一个能够采用9-Intersection模型精确判断模糊空间对象之间拓扑关系的模糊拓扑空间(CITfts),并进行相应的证明,最后建立简单模糊区域,采用empty/no-empty算子给出模糊空间对象之间的拓扑关系的表达形式。

能表达带洞区域拓扑关系的扩展9-交集模型

为了表达带洞区域拓扑关系,通过扩展9-交集模型,将9-交集矩阵的元素扩展为二进制编码,提出了一种新的拓扑关系表达方法——D9-交集模型;讨论了D9-交集模型的性质,并比较了该模型与9-交集模型的表达能力。结果表明,D9-交集模型既能表达简单区域拓扑关系,也能表达带洞区域拓扑关系,还能区分9-交集模型不能区分的拓扑关系,表达能力强于9-交集模型,表达结果更符合人们的认知。

利用简化9交模型进行三维拓扑分析

针对点、线、面和体等简单空间对象提出新的否定规则,对9交模型进行了简化·利用简化后的9交模型仅需分析4组相交关系即可得出实际拓扑关系·在此基础上构建了拓扑关系推导表,可进一步分析复合空间对象之间的拓扑关系,并以线与体之间拓扑关系为例讨论了算法实现·与已有的算法相比,该算法能分析更为复杂的空间对象之间的拓扑关系·

基于粗集面-线之间的拓扑关系研究

为解决不确定性面实体与确定线实体之间的拓扑关系,引用粗集理论和九交模型研究它们之间的拓扑关系,分19种情况与不考虑面实体的不确定性情况下进行对比分析,并用实例进行验证。结果表明,由于考虑了空间数据面实体的不确定性,所得到的拓扑关系更加全面,能充分考虑客观实际情况的变化。本研究成果是对现有拓扑关系理论的完善。

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。

基于关系矩阵的复合宽边界区域拓扑关系计算

简单宽边界区域拓扑关系计算比较简单,而复合宽边界区域拓扑关系计算比较复杂,因而需要一个计算方法以实现复合宽边界区域拓扑关系计算、查询和分析处理。在分析复合宽边界区域与简单宽边界区域关系联系的基础上,研究了根据复合宽边界区域中简单宽边界区域拓扑关系矩阵计算复合宽边界区域拓扑关系的方法,并根据复合宽边界区域的性质,简化了算法。计算方法使得扩展九交模型不再是一个概念模型,而是可计算的,从而为查询和分析处理宽边界区域拓扑关系奠定了基础。

复杂区域对象拓扑关系分解与计算

本文提出了基于9交矩阵的拓扑关系计算方法,将复杂区域分解有限个简单区域,采用正则表达式描述其多部分和洞构成,通过定义两个9交关系矩阵操作算子,利用分解区域间的拓扑关系直接计算复杂区域间的9交关系矩阵。详细证明和分析了两个操作算子的不成立条件以及消除不成立条件的方法。结合关系矩阵表法拓扑关系的推导和推理过程,操作算子可用于推导已知结构复杂区域间的所有可能9交拓扑关系。同时,9交关系矩阵操作算子依赖复杂区域的定义,不适用于所有区域对象。

三维空间对象拓扑关系的研究

在数字地球、数字城市、地理信息系统等涉及地理数据等许多应用中,三维空间对象的拓扑关系的研究是一个十分重要的问题;弄清三维空间对象的拓扑关系,对于三维空间对象的操作以及操作的算法研究至关重要。由于三维空间对象的复杂性,它们之间拓扑关系的判定大多只是从简单的概念来进行判断,还没有从理论上全面地给定它的判定准则。该文试图在三维空间中,详细地研究空间对象之间拓扑关系成立的条件与结论,利用这些规则,可以全面地得到三维空间对象之间可能存在的所有拓扑关系。

基于模糊集及RCC理论的区域移动模型

基于RCC理论中的概念邻域结构和模糊集理论,提出了可以表达动态环境下随时间移动或变形的空间区域的区域移动模型,然后基于Allen的路径一致性算法,给出了关于此模型的路径一致性模糊推理算法。

基于方向关系的不确定区域拓扑关系推理

用宽边界区域模型建模不确定区域,把不确定区域间的拓扑和分析关系表示为确定区域间拓扑和分析的组合表示,并根据宽边界区域方向关系矩阵与宽边界区域扩展九交矩阵的联系,提出了基于方向关系的推理拓扑关系方法。根据推理方法可直接推理拓扑关系,因而可以节省计算量和存储空间。

GIS中几何对象之间的空间关系

几何对象之间的空间关系是GIS研究的重要理论问题之一 ,在分析ArcInfo和OpenGIS对空间关系描述的基础上 ,运用基于维数扩展的 9交模型 ,得到在实际应用中基本的空间关系分类 ,并对空间关系的进一步研究提出了展望。

度量参数与空间关系描述的研究

度量参数作为对9交集拓扑关系模型所识别的关系种类的细化,在判断一种几何结构是否匹配一个空间术语时,相比于单独使用拓扑,它能提供更精确的描述。文中分析了9交集模型在实际应用中的不足以及目前的度量参数不支持带孔面对象的缺点,定义了三对细化的面面拓扑关系,并提出了一组支持带孔面对象的面对象间空间关系度量参数。这些度量参数加强了面对象间空间关系的描述,可广泛应用于空间查询和空间分析中。

基于ORACLE SPATIAL的空间线线拓扑关系判断的实现

在GIS中,空间物体间的拓扑关系是基本的空间关系之一,直接利用ORACLE SPATIAL提供的简单的空间关系查询操作算子,对九交模型所描述的任意两2维空间的不自相交的线目标间的拓扑关系的判断设计算法,并进行试验验证,实现两线目标间的33种空间拓扑关系的判断。基于ORACLE SPATIAL的线/线目标间空间拓扑关系判断的实现必将推动基于ORACLE SPATIAL的GIS系统的查询、分析和数据更新的研究进展。

基于交集成分细分的面/面目标拓扑关系扩展模型

由于四交、九交拓扑关系模型未对空间目标的相交细节进行深入分析和详细表达,导致其对面/面目标基本拓扑关系复杂情形的区分能力不足。为此,以四交模型和九交模型为基础,引入空间目标之间交点个数、交线条数、节点贡献值等定量、半定量化元素,扩展其表达矩阵中的交集非空元素,构建基于空间目标交集成分细分的面/面目标拓扑关系扩展模型。剖析了面/面目标之间拓扑相接、拓扑相交和拓扑覆盖3类基本关系的多个复杂情形,分析了基于交集成分细分的拓扑关系模型扩展方法及对复杂拓扑关系分析的计算过程。最后,利用实例分析验证了扩展模型的有效性及优势。结果表明:扩展模型对面/面目标之间基本拓扑关系复杂情形的细节表达得更加准确、直观,同时也增强了拓扑关系模型的定量化、半定量化表达能力。

GIS空间线目标间拓扑关系形式化描述模型

针对现有拓扑关系描述模型的不足,首先以点集拓扑学基本理论为基础,定义了空间线目标的端点、内部、边界等概念,在此基础上提出了一种描述空间线目标间拓扑关系完善的形式化模型——New 9交模型。根据线目标的物理意义,提出了5条取值规则以排除模型描述的拓扑关系中没有意义的类型,并在此基础上总结出了空间线目标间拓扑关系的最小集,定义了6种线目标间的基本拓扑关系,并且证明了此最小集的互斥性与完备性。

多尺度点–线目标拓扑关系不一致性探测方法

不一致性探测对提高多尺度点–线目标拓扑关系一致性处理的科学性和效率具有十分重要的意义。道路和居民地作为基础地理空间数据中两类最重要的地图要素,两类要素之间拓扑关系在不同尺度地理空间数据中的不一致性问题十分突出。本文以同名点状居民地与线状道路为例,研究了多尺度地理空间数据的拓扑关系不一致性问题,提出了基于拓扑距离的多尺度点–线目标拓扑关系不一致性探测方法,并进行了实验验证。研究表明,本文方法识别出的拓扑关系不一致性结果,可以作为不同尺度数据中点–线目标拓扑关系一致性处理的依据。

拓扑关系查询中决策树生成算法的改进

为了高效的查询空间数据库系统中对象之间的拓扑关系,摒弃传统决策树生成算法中对空间中各个拓扑关系具有相同出现率的理想化假定,根据实际情况为空间数据库中的拓扑关系的出现率赋值,提出了基于9交集最小子集的决策树生成算法,保证出现率最高的拓扑关系在查询时具有最少的计算次数,使得决策树有更小的带权路径,决策树更接近最优,从而提高了拓扑关系查询效率。实验结果表明,该算法在查询效率上优于传统的决策树生成算法。

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。

模糊区域拓扑关系模型

拓扑关系是地理信息系统中空间要素之间最基本也是最重要的关系之一,是进行绝大多数空间查询和分析的基础。非模糊空间要素之间的拓扑关系在一般拓扑学等理论的基础上已有相关的模型和描述,并在实践中得到广泛的应用,如何建立模糊空间要素之间的拓扑关系是建立模糊要素地理信息系统的基础。该文在模糊拓扑学的基础上提出了模糊区域的定义,建立了用于分析模糊区域之间拓扑关系的理论和模型,提出了4 4-intersection拓扑关系矩阵,并分析了不同拓扑关系矩阵对于非模糊区域之间、模糊区域之间建立拓扑关系的区别和联系,最后采用不同公式对模糊区域之间的关系进行了系统的描述。

移动目标空间拓扑关系的度量描述

针对传统9交模型对移动目标空间拓扑关系表达及量化描述的不足,基于格网化思想,提出了度量参数量化描述的方法。首先对移动目标和参考目标进行格网化,划分为固定大小的格网阵列;然后利用9交模型确定空间目标间拓扑关系的形式化描述;最后引入内部分量、边界分量、外部分量3种度量参数对移动目标空间拓扑关系进行度量化描述。试验证明,该方法计算简单、直观,能更加有效地度量移动目标间的拓扑关系。