基于Voronoi圖的GIS空間關系計算

前言

空間關系一般是指空間目標之間具有空間特性的關系，如我們所常用的相鄰、包含、前后、遠近等?？臻g關系在人們認識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)地圖對空間實體及其關系進行抽象與概括，地圖是人類探索與認知空間的高度智慧結晶。電子計算機的發(fā)明與信息技術革命的到來，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。上個世紀中期人們開始借助于具有智能特征的計算機存儲、計算、顯示和分析紙質(zhì)模擬地圖所描繪的空間目標及其關系。一般說來，人類能夠直接識別與記憶現(xiàn)實世界與模擬地圖中的空間目標之間的空間關系，但計算機卻難以直接感知；人類能夠憑借這些空間關系形成心像地圖再現(xiàn)空間環(huán)境，但計算機卻必須被賦予執(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)學關系所代替。因此，計算機對空間實體及其關系的認識必須建立在精確的可計算的基礎之上，這就是計算機環(huán)境下的空間實體之間的空間關系計算問題。

內(nèi)容概要

《基于Voronoi圖的GIS空間關系計算》系統(tǒng)地評述了國內(nèi)外空間關系計算的研究現(xiàn)狀，重點介紹了利用集合代數(shù)與Voronoi方法進行空間關系計算的基本原理與方法。主要內(nèi)容包括：國內(nèi)外空間關系計算的研究現(xiàn)狀，Voronoi圖的生成算法，空間關系計算的集合代數(shù)方法框架，拓撲關系計算，方向關系計算，鄰近關系計算，空間關系計算工具VTKit以及應用等。全書比較全面地分析了當前主要的空間關系計算理論與方法，反映了國內(nèi)外空間關系計算方面的研究動態(tài)與學術水平?！　　痘赩oronoi圖的GIS空間關系計算》可供測量地圖、地理信息系統(tǒng)、計算機圖形學、人工智能以及相關專業(yè)的科研人員、研究生和大學高年級學生參考，同時對相關領域的軟件設計與開發(fā)具有參考價值。

書籍目錄

第一章 緒論　§1.1 問題的提出　§1.2 GIS對空間關系計算的需求　§1.3 空間關系計算研究　§1.4 本文的研究內(nèi)容與章節(jié)安排第二章 空間關系計算的基本方法與模型　§2.1 空間關系的分類　§2.2 空間關系計算方法與模型　§2.3 本章小結第三章 空間關系計算的Voronoi代數(shù)方法　§3.1 利用目標整體與Voronoi區(qū)域判斷空間關系　§3.2 空間關系計算的多集合算子　§3.3 空間關系計算的Voronoi代數(shù)方法　§3.4 本章小結第四章 Voronoi圖的動態(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 基于活動像素的’Voronoi圖動態(tài)柵格生成方法　§4.4 柵格Voronoi圖矢量化　§4.5 本章小結第五章 拓撲關系計算　§5.1 構建拓撲關系計算模型　§5.2 拓撲關系語義規(guī)則表　§5.3 邏輯流程與操作　§5.4 本章小結第六章 方向關系計算　§6.1 影響方向關系的三大要素及與Voronoi區(qū)域之關系　§6.2 基于Voronoi區(qū)域的主方向關系計算　§6.3 基于Voronoi區(qū)域計算左右關系　§6.4 本章小結第七章 VoronoiK階鄰近關系計算　§7.1 VoronoiK階鄰近　§7.2 VoronoiK階鄰近的三種計算方法　§7.3 VoronoiK階鄰近的兩個重要性質(zhì)　§7.4 本章小結第八章 實驗研究　§8.1 實驗工具VTKit　§8.2 實驗結果　§8.3 本章小結第九章 總結與展望參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：1.1.3 數(shù)字環(huán)境下的空間關系電子計算機的發(fā)明與信息技術革命的到來，給人們提供了前所未有的存儲、計算、顯示、傳輸各種數(shù)值與圖形信息的方法與工具。在20世紀60年代，人們開始借助于計算機存儲、計算、顯示和分析模擬地圖所描繪的空間實體及關系，并形成關于地理空間的信息系統(tǒng)幫助人們進行更為復雜的空間存儲、推理與分析活動，這便是地理信息系統(tǒng)（GIS）的理論與實踐。它以其海量的存儲與記憶能力、靈活的檢索與顯示方式，高效精確的計算與分析手段，給人們提供了一個比地圖更為先進方便的分析與理解空間實體及其關系的工具與方法，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，空間實體及其關系直接被置于數(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集轉(zhuǎn)變?yōu)橐淮祟愃荒苤苯永斫獾臄?shù)字編碼，存儲于完全不同于紙質(zhì)地圖的物質(zhì)載體中。然而計算機能夠理解與識別這些數(shù)字編碼，它不僅能夠?qū)⒖臻g實體及其關系再現(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：從某地到達另一地有多遠，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的核心目標與根本特征。因此，從功能上看，計算機與人有著極為相似的一面，都是一個信息加工與處理的過程，可以認為GIS是對人的空間認知與空間信息處理的一種計算機模擬（王家耀，2000）。由此可見，GIS是動態(tài)的和交互的。在GIS中，計算機起著主體作用。

編輯推薦

《基于Voronoi圖的GIS空間關系計算》由測繪科技專著出版基金資助。

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