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第1章 绪论1

1.1引言1

1.2空间关系的特征和分类2

1.2.1空间关系的特征2

1.2.2空间关系的分类2

1.3空间关系的研究概况3

1.4空间关系的应用5

1.4.1空间关系与空间推理5

1.4.2空间关系与空间查询6

1.4.3空间关系与空间分析7

1.5本书的内容组织8

参考文献9

第2章 空间关系的理论基础14

2.1引言14

2.2空间认知基础14

2.2.1认知科学14

2.2.2地理空间认知15

2.3空间集合运算16

2.3.1经典集合定义及运算17

2.3.2空间集合定义及运算17

2.3.3空间集合运算结果的定量表达19

2.4矢量与栅格空间中的拓扑基础22

2.4.1拓扑学基本概念22

2.4.2空间目标的拓扑特性24

2.4.3矢量空间中的拓扑特性24

2.4.4栅格空间中的拓扑特性28

2.5图论基础30

2.5.1基本概念31

2.5.2图的遍历32

2.6本章小结33

参考文献33

第3章 空间目标的基本拓扑关系36

3.1引言36

3.2拓扑关系的描述方法36

3.3基于目标分解的拓扑关系模型37

3.3.1 4交模型37

3.3.2 9交模型39

3.3.3基于维数扩展的9交模型40

3.3.4基于Voronoi图的9交模型40

3.3.5基于宽边界的9交模型41

3.3.6拓扑关系细节模型42

3.4基于目标整体的拓扑关系模型43

3.4.1区间关系模型43

3.4.2基于逻辑的RCC模型44

3.4.3鸡蛋-蛋黄模型45

3.4.4空间代数模型45

3.5基于混合方法的拓扑关系模型46

3.5.1 4交差模型46

3.5.2基于模糊区域的4交差模型50

3.6基本模型的比较与分析50

3.7本章小结52

参考文献52

第4章 空间目标的层次拓扑关系55

4.1引言55

4.2线目标间的层次拓扑关系55

4.2.1线目标间基本拓扑关系层次描述55

4.2.2线目标间复合拓扑关系层次描述58

4.2.3线目标间拓扑关系的完备性分析63

4.2.4线目标间拓扑关系的应用算例64

4.3线与面目标间的层次拓扑关系65

4.3.1线与面目标间基本拓扑关系的层次分类及描述66

4.3.2线与面目标间复合拓扑关系的层次分类及描述70

4.3.3线与面目标间拓扑关系描述方法的分析与讨论72

4.3.4线与面目标间拓扑关系的应用算例73

4.4面目标间的层次拓扑关系74

4.4.1简单面目标间基本拓扑关系的层次描述74

4.4.2简单面目标与带孔洞面目标间的基本拓扑关系层次描述75

4.4.3简单面目标间复合拓扑关系的层次描述79

4.4.4面目标间拓扑关系的应用算例85

4.5本章小结86

参考文献87

第5章 空间目标的方向关系88

5.1引言88

5.2方向关系的基本特性与表达形式88

5.2.1方向关系的基本特性88

5.2.2方向关系的表达形式89

5.3方向关系定性模型90

5.3.1锥形模型90

5.3.2投影模型91

5.3.3 2D String模型92

5.3.4四半无限区域模型93

5.3.5 5交模型94

5.3.6细节方向关系模型94

5.4方向关系半定量模型95

5.4.1方向关系矩阵模型95

5.4.2方向组模型97

5.5方向关系定量模型98

5.5.1方向关系统计建模策略98

5.5.2以点为参考目标的方向关系98

5.5.3以线为参考目标的方向关系101

5.5.4以面为参考目标的方向关系103

5.5.5方向关系的分布中心趋势104

5.5.6实验分析106

5.6模型的比较与分析108

5.6.1距离参数109

5.6.2形状参数109

5.7本章小结110

参考文献110

第6章 空间目标的距离关系113

6.1引言113

6.2空间基本单元间的距离关系113

6.2.1欧氏空间中点目标间的距离关系113

6.2.2栅格空间中像元间的距离关系114

6.2.3球面距离115

6.3距离关系的定性模型117

6.3.1距离关系的自然语言描述117

6.3.2 k阶邻近距离118

6.4距离关系的定量模型120

6.4.1扩展的欧氏空间距离120

6.4.2 Hausdorff距离121

6.4.3各种扩展的Hausdorff距离123

6.4.4 Frechet距离125

6.4.5旋转函数距离126

6.4.6各种空间距离的比较分析126

6.4.7空间距离的应用算例128

6.5本章小结132

参考文献132

第7章 空间关系集成描述方法135

7.1引言135

7.2拓扑关系与度量参数的集成描述方法135

7.2.1点/点、点/线、点/面目标间度量参数的集成描述135

7.2.2线/线目标间度量参数的集成描述137

7.2.3线/面目标间度量参数的集成描述139

7.2.4面/面目标间度量参数的集成描述141

7.3线目标间空间关系的集成描述方法144

7.3.1线目标间各种关系信息的空间认知144

7.3.2线目标间各种认知空间关系信息的描述145

7.3.3线目标间各种局部空间关系信息的集成描述147

7.3.4线目标间空间关系信息集成描述方法的比较分析149

7.3.5线目标间空间关系信息集成描述的应用分析151

7.4线与面目标间空间关系的集成描述方法152

7.4.1线与面目标间各种关系信息的空间认知152

7.4.2线与面目标间各种认知空间关系信息的描述153

7.4.3线与面目标间各种局部空间关系信息的集成描述154

7.5面目标间空间关系的集成描述方法155

7.5.1面目标间各种空间关系信息的描述155

7.5.2面目标间各种空间关系信息的集成描述156

7.5.3面目标间各种空间关系集成描述实现158

7.6本章小结159

参考文献159

第8章 自然语言空间关系162

8.1引言162

8.2自然语言空间关系谓词与量词的分类162

8.2.1拓扑关系自然语言描述谓词分类162

8.2.2方向关系自然语言描述谓词分类163

8.2.3距离关系自然语言描述谓词分类164

8.2.4空间查询语言中修饰谓词的量词分类165

8.3自然语言空间关系拓扑谓词的层次特征166

8.3.1自然语言空间关系中的语义变体166

8.3.2自然语言空间关系拓扑谓词的层次性168

8.4自然语言空间关系的形式化描述170

8.5自然语言空间关系查询设计与实现175

8.5.1自然语言空间关系查询句式解析175

8.5.2自然语言空间关系查询整体系统设计176

8.5.3空间查询实例176

8.6本章小结178

参考文献178

第9章 多维动态空间关系180

9.1引言180

9.2三维空间关系180

9.3时空关系182

9.3.1时态关系182

9.3.2动态空间关系183

9.4本章小结185

参考文献185