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《江苏大学》 2009年
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基于区域拓展的空间关系表示与获取的研究

万军朋  
【摘要】： 定性空间推理(Qualitative Spatial Reasoning)研究的是人类对空间对象及其关系定性认知常识的表示与处理。近几年来,定性空间推理已被广泛应用于空间数据查询、定性导航、地理信息系统等相关领域。研究、分析和探讨定性空间关系的表示和获取,对定性空间推理的研究和应用有着重要的意义。 本文主要工作如下: (1)在对区域连接演算RCC(Region Connection Calculus)理论研究的基础上,结合数学形态学引入了定性空间推理的演算算子—区域拓展,提出了基于区域拓展的空间关系形式化表示方法,此方法能以灵活多样的粒度描述区域间的距离关系、方向关系等多种空间关系。 (2)基于区域拓展的空间关系形式化表示方法,给出了一种利用栅格法自动获取区域间拓扑关系、方向关系和距离关系的方法,开发了一个定性空间关系获取系统。 (3)在组合表和约束处理规则的基础上对定性空间关系的组合表推理技术进行了研究,并利用逻辑程序语言实现了拓扑关系、方向关系、距离关系和方向关系的组合推理。 (4)在上述研究工作的基础上,对家庭会客厅环境进行了仿真实验,自动获取家庭会客厅环境中物体间的空间关系,利用获取的空间关系进行定性空间推理,从而验证了基于区域拓展的空间形式化表示方法的有效性以及基于栅格法获取空间关系的合理性和实用性。
【关键词】：定性空间表示 定性空间推理 度量 栅格法 组合表推理 约束处理规则
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TP181
【目录】：
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-18
  • 1.1 引言10-11
  • 1.2 定性空间表示11-14
  • 1.2.1 拓扑关系11-12
  • 1.2.2 方向关系12-14
  • 1.2.3 距离关系14
  • 1.3 定性空间推理方法14-16
  • 1.4 本文的主要研究工作16
  • 1.5 本文的组织安排16-18
  • 第二章 基于逻辑的RCC推理18-24
  • 2.1 RCC模型理论基础18-19
  • 2.2 RCC关系的连续变化19-20
  • 2.3 RCC-5的命题逻辑表示20-22
  • 2.4 拓扑关系的一致性检验22
  • 2.5 对RCC理论的进一步研究22-23
  • 2.6 本章小结23-24
  • 第三章 基于区域拓展的空间关系表示24-30
  • 3.1 数学形态学的基本理论24-25
  • 3.1.1 膨胀运算24-25
  • 3.1.2 膨胀的性质25
  • 3.2 区域拓展25-26
  • 3.3 用区域拓展描述空间关系26-29
  • 3.3.1 拓扑关系26-27
  • 3.3.2 方向关系27-28
  • 3.3.3 距离关系28-29
  • 3.4 本章小结29-30
  • 第四章 基于栅格法的空间关系获取的设计与实现30-46
  • 4.1 栅格法简介30-31
  • 4.1.1 栅格位置的编码30-31
  • 4.1.2 栅格数据的获取途径31
  • 4.2 区域的栅格化和栅格区域拓展的设计31-34
  • 4.2.1 区域的栅格化的设计31-33
  • 4.2.2 栅格区域拓展的设计33-34
  • 4.3 定性空间关系获取的设计34-39
  • 4.3.1 空间拓扑关系获取的设计34-36
  • 4.3.2 空间距离关系获取的设计36-38
  • 4.3.3 空间方向关系获取的设计38-39
  • 4.4 区域的栅格化和栅格区域拓展的实现39-41
  • 4.4.1 区域的栅格化的实现39-41
  • 4.4.2 栅格区域拓展的实现41
  • 4.5 定性空间关系获取的实现41-45
  • 4.5.1 空间拓扑关系获取的实现41-43
  • 4.5.2 空间距离关系获取的实现43
  • 4.5.3 空间方向关系获取的实现43-45
  • 4.6 基于栅格法的定性空间关系获取系统45
  • 4.7 本章小结45-46
  • 第五章 基于组合表的定性空间关系推理46-55
  • 5.1 空间关系的推理机制46
  • 5.2 拓扑关系的组合表46-47
  • 5.3 方向关系的组合表47
  • 5.4 定性距离关系的推理47-49
  • 5.5 基于约束的定性空间关系推理49-54
  • 5.5.1 约束处理规则(CHRs)49-50
  • 5.5.2 定性空间关系推理的程序实现50-54
  • 5.6 本章小结54-55
  • 第六章 定性空间关系获取系统仿真实验55-66
  • 6.1 仿真实验目的55
  • 6.2 系统仿真实验过程与结果分析55-62
  • 6.2.1 环境栅格图的建模55-57
  • 6.2.2 空间拓扑关系获取57-59
  • 6.2.3 空间距离关系获取59-61
  • 6.2.4 空间方向关系获取61
  • 6.2.5 仿真实验结果分析61-62
  • 6.3 定性空间关系推理的实现62-64
  • 6.4 本章小结64-66
  • 第七章 总结和展望66-68
  • 7.1 全文总结66
  • 7.2 研究展望66-68
  • 致谢68-69
  • 参考文献69-72
  • 在读期间所发表的论文72

【参考文献】
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