三維空間關(guān)系的描述及其定性推理

前言

空間關(guān)系的描述和推理是當(dāng)前測(cè)繪學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)和認(rèn)知科學(xué)等學(xué)科中共同關(guān)心的科學(xué)問(wèn)題?？臻g關(guān)系主要包括拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系和距離關(guān)系三類(lèi)，是GIS學(xué)科中的重要理論問(wèn)題之一。它們的研究?jī)?nèi)容又可細(xì)分為空間關(guān)系描述和空間關(guān)系推理。以往空間關(guān)系的描述主要集中在二維空間關(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系、定性距離和位置關(guān)系的定性描述、表達(dá)及其定性推理。由于GIS研究范圍的不斷擴(kuò)大，許多實(shí)際問(wèn)題用二維空間關(guān)系理論無(wú)法很好地解決，研究三維空間關(guān)系理論勢(shì)在必行。本書(shū)首先建立了空間關(guān)系的描述與表達(dá)模型，在此基礎(chǔ)上研究了空間關(guān)系的定性推理。第1章綜合闡述和分析目前空間關(guān)系的研究現(xiàn)狀。第2章采用單純形數(shù)據(jù)模型基于點(diǎn)集拓?fù)淅碚撗芯客負(fù)潢P(guān)系的描述和推理。第3章研究方向關(guān)系的描述、表達(dá)模型及其定性推理。第4章研究距離關(guān)系的定性描述、表達(dá)及其推理。為揭示空間關(guān)系問(wèn)的關(guān)聯(lián)本質(zhì)，第5章對(duì)拓?fù)潢P(guān)系和方向關(guān)系間的混合空間關(guān)系定性推理進(jìn)行研究。為提高空間關(guān)系的描述、表達(dá)能力以及空間關(guān)系推理的準(zhǔn)確性，第6章研究綜合拓?fù)浞较蜿P(guān)系（拓?fù)潢P(guān)系+方向關(guān)系）的描述、表達(dá)模型及其定性推理，第7章研究位置關(guān)系（方向關(guān)系+定性距離）的描述、表達(dá)模型及其定性推理。本書(shū)的研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（40471109）、國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目子課題（2006BAJl5802）、中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院基礎(chǔ)科研項(xiàng)目（77748）、地理空間信息工程國(guó)家測(cè)繪局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金項(xiàng)目（B2808）、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2009AAl22147）等課題的資助。本書(shū)的順利完成得到了中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院以及山東科技大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)、老師和同事們的大力支持和幫助，在此一并致謝！本書(shū)內(nèi)容系作者近年來(lái)部分研究成果的總結(jié)，還有待于進(jìn)一步深入研究。由于作者水平所限，書(shū)中難免有不足和謬誤之處，懇請(qǐng)同行專(zhuān)家及廣大讀者賜教。

內(nèi)容概要

　　空間關(guān)系主要包括拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系、距離關(guān)系三類(lèi)，是GIS學(xué)科中的重要理論問(wèn)題之一。它們的研究?jī)?nèi)容又可細(xì)分為空間關(guān)系描述和空間關(guān)系推理?！度S空間關(guān)系的描述及其定性推理》闡述了三維空間關(guān)系理論方面的研究成果。首先建立了三維拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系、定性距離、綜合拓?fù)浞较蜿P(guān)系（拓?fù)潢P(guān)系+方向關(guān)系）和位置關(guān)系的描述與表達(dá)模型。在此基礎(chǔ)上，研究了它們的定性推理。 　　本書(shū)可作為地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)及其相關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生的選修教材或教學(xué)參考書(shū)，同時(shí)可供地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)等領(lǐng)域從事空間信息處理與分析的研究人員和工程技術(shù)人員閱讀參考。

書(shū)籍目錄

第1章　緒論　1.1　國(guó)內(nèi)外研究狀況　1.2　空間關(guān)系的發(fā)展趨勢(shì)　1.3　本書(shū)的組織與安排第2章　拓?fù)潢P(guān)系描述及其定性推理　2.1　拓?fù)潢P(guān)系描述　2.2　拓?fù)潢P(guān)系定性推理第3章　方向關(guān)系描述及其定性推理　3.1　二維方向關(guān)系描述及其定性推理　3.2　三維方向關(guān)系描述及其定性推理第4章　定性距離描述及其推理　4.1　定性距離描述　4.2　定性距離間的定性推理第5章　混合空間關(guān)系定性推理　5.1　二維混合空間關(guān)系定性推理　5.2　三維混合空間關(guān)系定性推理第6章　綜合拓?fù)浞较蜿P(guān)系描述及其推理　6.1　二維綜合拓?fù)浞较蜿P(guān)系描述及其推理　6.2　三維綜合拓?fù)浞较蜿P(guān)系描述及其推理第7章　位置信息的定性描述及其定性推理　7.1　二維位置關(guān)系的定性描述及其定性推理　7.2　三維位置關(guān)系的定性描述及其定性推理參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：自20世紀(jì)70年代以來(lái)，GIS在氣象、環(huán)保、災(zāi)害、海洋、生態(tài)等方面的研究不斷深入，在地學(xué)等涉及全球變化或地下工程（如礦山、地質(zhì)、隧道）領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)展。GIS所涉及的范圍已經(jīng)向上進(jìn)人大氣層及地球的外層空間，向下進(jìn)入地球內(nèi)部。以礦山GIS為例，其空間對(duì)象包括上至大氣環(huán)境，中至山川植被、建筑道路，下至礦坑邊坡、井巷工程、煤巖地層等（吳立新等，2005）。在這種情況下，許多實(shí)際問(wèn)題用2D GIS不能很好地解決，必須對(duì)地理現(xiàn)象進(jìn)行三維描述和分析，研究3D GIS已勢(shì)在必行（李清泉，1998）。國(guó)內(nèi)外在3D GIS方面的研究進(jìn)展迅速，三維拓?fù)浞治?、三維空間分析等，已經(jīng)成為許多學(xué)科交叉的技術(shù)前沿和攻關(guān)熱點(diǎn)，相應(yīng)的理論、技術(shù)、方法與軟件系統(tǒng)得到不斷豐富和發(fā)展（吳立新，2004）。由于空間關(guān)系理論及其研究直接影響著GIS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，因而受到國(guó)際GIS及相關(guān)學(xué)術(shù)界的高度重視（陳軍等，1999）。由于空間問(wèn)題固有的復(fù)雜性和不確定性，并且在大比例尺地理空間，人們經(jīng)常遇到不完全、不確定的空間信息，因而普遍使用定性方法理解、分析、描述和對(duì)空間環(huán)境下結(jié)論。當(dāng)所得到的信息為定性信息，缺少更為精確的地理信息的情況下，定性推理成為推導(dǎo)隱含信息和未知信息的唯一可行方法。定性推理可以處理非精確數(shù)據(jù)，雖然可能只提供近似的、粗略的解、丟失一些精度，但簡(jiǎn)化了推理過(guò)程，并足以解決特定的地理問(wèn)題（曹菡，2002）?！?.3本書(shū)的組織與安排全書(shū)系統(tǒng)地研究了三維空間關(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系、定性距離和位置關(guān)系的描述、表達(dá)及其定性推理。研究?jī)?nèi)容分七章。第1章綜合闡述和分析目前空間關(guān)系的研究現(xiàn)狀。本章從二維空間和三維空間兩個(gè)范圍介紹國(guó)內(nèi)外拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系和距離關(guān)系的研究現(xiàn)狀。第2章研究三維空間拓?fù)潢P(guān)系的描述模型及其定性推理。采用SDS數(shù)據(jù)模型，研究三維空間點(diǎn)（O一單純形）、線（1一單純形）、面（2一單純形）、體（3一單純形）間的拓?fù)潢P(guān)系，以及拓?fù)潢P(guān)系定性推理，其中包括點(diǎn)一線、點(diǎn)一面、點(diǎn)一體、線一線、線一面、線一體、面一面、面一體和體一體拓?fù)潢P(guān)系推理，用組合推理表給出推理結(jié)果。第3章研究三維空間方向關(guān)系的描述模型及其定性推理。采用SDS數(shù)據(jù)模型，以體（3一單純形）為參照物研究三維空間方向關(guān)系的描述模型，方向關(guān)系推理主要研究單方向關(guān)系推理，采用組合推理表給出推理結(jié)果。

編輯推薦

《三維空間關(guān)系的描述及其定性推理》是由測(cè)繪出版社出版的。

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