基于Voronoi圖的GIS空間關(guān)系計(jì)算

前言

空間關(guān)系一般是指空間目標(biāo)之間具有空間特性的關(guān)系，如我們所常用的相鄰、包含、前后、遠(yuǎn)近等?？臻g關(guān)系在人們認(rèn)識(shí)與改造人類所賴以生存的環(huán)境空間的過程中一直起著十分重要的作用。幾千年來人們一直使用各種各樣的紙質(zhì)地圖對(duì)空間實(shí)體及其關(guān)系進(jìn)行抽象與概括，地圖是人類探索與認(rèn)知空間的高度智慧結(jié)晶。電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明與信息技術(shù)革命的到來，深刻影響著許多傳統(tǒng)行業(yè)的生存方式與作業(yè)環(huán)境。上個(gè)世紀(jì)中期人們開始借助于具有智能特征的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、計(jì)算、顯示和分析紙質(zhì)模擬地圖所描繪的空間目標(biāo)及其關(guān)系。一般說來，人類能夠直接識(shí)別與記憶現(xiàn)實(shí)世界與模擬地圖中的空間目標(biāo)之間的空間關(guān)系，但計(jì)算機(jī)卻難以直接感知；人類能夠憑借這些空間關(guān)系形成心像地圖再現(xiàn)空間環(huán)境，但計(jì)算機(jī)卻必須被賦予執(zhí)行這種操作的指令，感知必須被精確的陳述和精確的數(shù)學(xué)關(guān)系所代替。因此，計(jì)算機(jī)對(duì)空間實(shí)體及其關(guān)系的認(rèn)識(shí)必須建立在精確的可計(jì)算的基礎(chǔ)之上，這就是計(jì)算機(jī)環(huán)境下的空間實(shí)體之間的空間關(guān)系計(jì)算問題。

內(nèi)容概要

《基于Voronoi圖的GIS空間關(guān)系計(jì)算》系統(tǒng)地評(píng)述了國(guó)內(nèi)外空間關(guān)系計(jì)算的研究現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了利用集合代數(shù)與Voronoi方法進(jìn)行空間關(guān)系計(jì)算的基本原理與方法。主要內(nèi)容包括：國(guó)內(nèi)外空間關(guān)系計(jì)算的研究現(xiàn)狀，Voronoi圖的生成算法，空間關(guān)系計(jì)算的集合代數(shù)方法框架，拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算，方向關(guān)系計(jì)算，鄰近關(guān)系計(jì)算，空間關(guān)系計(jì)算工具VTKit以及應(yīng)用等。全書比較全面地分析了當(dāng)前主要的空間關(guān)系計(jì)算理論與方法，反映了國(guó)內(nèi)外空間關(guān)系計(jì)算方面的研究動(dòng)態(tài)與學(xué)術(shù)水平。　　《基于Voronoi圖的GIS空間關(guān)系計(jì)算》可供測(cè)量地圖、地理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人工智能以及相關(guān)專業(yè)的科研人員、研究生和大學(xué)高年級(jí)學(xué)生參考，同時(shí)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的軟件設(shè)計(jì)與開發(fā)具有參考價(jià)值。

書籍目錄

第一章 緒論　§1.1 問題的提出　§1.2 GIS對(duì)空間關(guān)系計(jì)算的需求　§1.3 空間關(guān)系計(jì)算研究　§1.4 本文的研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排第二章 空間關(guān)系計(jì)算的基本方法與模型　§2.1 空間關(guān)系的分類　§2.2 空間關(guān)系計(jì)算方法與模型　§2.3 本章小結(jié)第三章 空間關(guān)系計(jì)算的Voronoi代數(shù)方法　§3.1 利用目標(biāo)整體與Voronoi區(qū)域判斷空間關(guān)系　§3.2 空間關(guān)系計(jì)算的多集合算子　§3.3 空間關(guān)系計(jì)算的Voronoi代數(shù)方法　§3.4 本章小結(jié)第四章 Voronoi圖的動(dòng)態(tài)柵格生成　§4.1 Voronoi圖及其基本性質(zhì)　§4.2 Voronoi圖的矢量與柵格生成的基本方法　§4.3 基于活動(dòng)像素的’Voronoi圖動(dòng)態(tài)柵格生成方法　§4.4 柵格Voronoi圖矢量化　§4.5 本章小結(jié)第五章 拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算　§5.1 構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系計(jì)算模型　§5.2 拓?fù)潢P(guān)系語義規(guī)則表　§5.3 邏輯流程與操作　§5.4 本章小結(jié)第六章 方向關(guān)系計(jì)算　§6.1 影響方向關(guān)系的三大要素及與Voronoi區(qū)域之關(guān)系　§6.2 基于Voronoi區(qū)域的主方向關(guān)系計(jì)算　§6.3 基于Voronoi區(qū)域計(jì)算左右關(guān)系　§6.4 本章小結(jié)第七章 VoronoiK階鄰近關(guān)系計(jì)算　§7.1 VoronoiK階鄰近　§7.2 VoronoiK階鄰近的三種計(jì)算方法　§7.3 VoronoiK階鄰近的兩個(gè)重要性質(zhì)　§7.4 本章小結(jié)第八章 實(shí)驗(yàn)研究　§8.1 實(shí)驗(yàn)工具VTKit　§8.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果　§8.3 本章小結(jié)第九章 總結(jié)與展望參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.3 數(shù)字環(huán)境下的空間關(guān)系電子計(jì)算機(jī)的發(fā)明與信息技術(shù)革命的到來，給人們提供了前所未有的存儲(chǔ)、計(jì)算、顯示、傳輸各種數(shù)值與圖形信息的方法與工具。在20世紀(jì)60年代，人們開始借助于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、計(jì)算、顯示和分析模擬地圖所描繪的空間實(shí)體及關(guān)系，并形成關(guān)于地理空間的信息系統(tǒng)幫助人們進(jìn)行更為復(fù)雜的空間存儲(chǔ)、推理與分析活動(dòng)，這便是地理信息系統(tǒng)（GIS）的理論與實(shí)踐。它以其海量的存儲(chǔ)與記憶能力、靈活的檢索與顯示方式，高效精確的計(jì)算與分析手段，給人們提供了一個(gè)比地圖更為先進(jìn)方便的分析與理解空間實(shí)體及其關(guān)系的工具與方法，因而受到了人們的青睞（陳述彭等，1999；王家耀等，2000）。作為地圖的延伸，GIS帶給人們的是一個(gè)無限豐富的不同于傳統(tǒng)模擬地圖的“空間比特世界”。在這樣的空間世界里，空間實(shí)體及其關(guān)系直接被置于數(shù)字化的環(huán)境之中，由傳統(tǒng)地圖可被人們直接感知的可視符號(hào)集轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮祟愃荒苤苯永斫獾臄?shù)字編碼，存儲(chǔ)于完全不同于紙質(zhì)地圖的物質(zhì)載體中。然而計(jì)算機(jī)能夠理解與識(shí)別這些數(shù)字編碼，它不僅能夠?qū)⒖臻g實(shí)體及其關(guān)系再現(xiàn)到人們的面前，而且能夠直接回答人們所提出的各種空間問題，如它能夠直接告訴人們：從某地到達(dá)另一地有多遠(yuǎn)，怎樣走最短，該乘什么路線的車。這些帶有智能性的查詢與分析功能形成了GIS的核心目標(biāo)與根本特征。因此，從功能上看，計(jì)算機(jī)與人有著極為相似的一面，都是一個(gè)信息加工與處理的過程，可以認(rèn)為GIS是對(duì)人的空間認(rèn)知與空間信息處理的一種計(jì)算機(jī)模擬（王家耀，2000）。由此可見，GIS是動(dòng)態(tài)的和交互的。在GIS中，計(jì)算機(jī)起著主體作用。

編輯推薦

《基于Voronoi圖的GIS空間關(guān)系計(jì)算》由測(cè)繪科技專著出版基金資助。

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