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结合方向关系和拓扑关系的定性空间推理的研究

张鹏  
【摘要】: 解决空间推理的实际问题中,仅考虑一种空间信息是不够的,因此,结合多种空间信息进行推理已成为定性空间推理的一个研究热点。目前针对空间信息中空间关系的研究主要集中在方向关系、拓扑关系等。 本文详细研究了结合方向和拓扑关系的表达和推理,并给出了相关的定理和算法。主要工作包括:(1)在介绍研究的意义及目的的基础上,分析、总结了空间推理,重点是方向关系和拓扑关系结合推理的研究现状;(2)详细介绍了表达方向关系的主方位关系模型、表达拓扑关系的RCC8模型、关系运算中重要的运算——关系复合运算以及结合单片方向关系和拓扑关系推理等重要理论基础;(3)分析了方向关系对拓扑关系的约束,给出了Constraint_D_to_T算子用以表达这种约束,在此基础上给出了结合方向和拓扑关系推理拓扑关系的方法,以及求拓扑关系集的TDT算法和DTT算法,最后通过对RCC8复合表的CD编码,实现了拓扑关系集的并运算;(4)分情况讨论了结合方向和拓扑关系推理方向关系的方法,给出了DTD_ TppiOrNtppi_NB算法、DTD_TppiOrNtppi_CB算法、DTD_ TppOrNtpp算法、DTD_PE算法、TDD_TppiOrNtppi算法、TDD_TppOrNtpp算法、TDD_PO算法以及TDD_EC算法用以计算各种情况下推理得到的方向关系集;(5)设计并实现了结合方向和拓扑关系的推理系统,对文中所提及的所有算法给出了实现。 本文系统地讨论了结合方向和拓扑关系推理的方法,分别从结合方向和拓扑关系推理拓扑关系及结合方向和拓扑关系推理方向关系两个方面阐述,提出了具体的算法并给出了实现。本文对结合过程中方向关系的讨论不再局限于单片方向关系。本文的研究工作可用于空间数据库、地理信息系统、机器人视觉等需要进行结合方向和拓扑关系两方面空间信息进行推理等方面的工作,具有一定的理论意义和应用价值。


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