發(fā)布時(shí)間：2017-08-26 06:32

  本文關(guān)鍵詞：三維空間方向關(guān)系定性推理及查詢技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 空間數(shù)據(jù)庫(kù) 方向關(guān)系 定性推理 查詢處理 三維空間

【摘要】：隨著空間數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)、遙感技術(shù)、信息技術(shù)等飛速發(fā)展,地理信息系統(tǒng)開始應(yīng)用于全球性、全民性問題的解決中,為了適應(yīng)新一代智能應(yīng)用系統(tǒng)的需求,下一代空間信息處理系統(tǒng)必須符合人們對(duì)三維空間信息的定性描述、推理等常識(shí)性處理,用定性的語言來實(shí)現(xiàn)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)的交互。物體間的空間關(guān)系主要包括拓?fù)潢P(guān)系、方向關(guān)系和距離關(guān)系,在三種關(guān)系中,方向關(guān)系定性推理及查詢是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外備受關(guān)注的、多學(xué)科交叉的空間數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)問題。二維空間方向關(guān)系在描述時(shí)有著自身缺陷,如跟蹤和查詢飛行物體時(shí)不能表達(dá)準(zhǔn)確信息,不能給人以自然界的本原感受,而真實(shí)空間中的對(duì)象均包含三維空間信息。本文主要圍繞三維空間中方向關(guān)系的建模、定性推理、方向關(guān)系查詢等相關(guān)理論與關(guān)鍵技術(shù),開展了相關(guān)內(nèi)容的研究。首先,將三維空間中的參照物B體分別向xoy,xoz平面投影,得到的最小外接矩形將兩個(gè)平面都劃分成九個(gè)區(qū)域,用兩個(gè)三行三列矩陣聯(lián)合記錄在xoy,xoz兩個(gè)投影平面中目標(biāo)物體A的真實(shí)區(qū)域落在參照物體B的哪一個(gè)區(qū)域來描述方向,分別用“1”和“0”來表示相交和不相交情況,據(jù)此提出了雙投影矩陣模型�；谠撃Ｐ�,利用矩陣的計(jì)算性能,提出了一種三維空間方向關(guān)系的組合推理方法,解決了單方向關(guān)系與單方向關(guān)系、單方向關(guān)系與多方向關(guān)系、多方向關(guān)系與單方向關(guān)系、多方向關(guān)系與多方向關(guān)系的推理問題。將四種推理方法進(jìn)行總結(jié)歸納,給出了三維空間中方向關(guān)系組合推理算法,并進(jìn)行了分析比較。其次,利用內(nèi)部矩形體對(duì)參照物體進(jìn)行方向片劃分,提出了三維空間雙投影內(nèi)分矩陣模型,通過內(nèi)部、邊界、外部三種方向關(guān)系組合表達(dá)空間方向關(guān)系,利用方向關(guān)系與拓?fù)潢P(guān)系間的依賴約束,提出方向關(guān)系與拓?fù)潢P(guān)系間的12條轉(zhuǎn)化規(guī)則,根據(jù)Roop K.Goyal給出的五個(gè)模型性能指標(biāo)對(duì)該模型進(jìn)行性能評(píng)估,解決了在表示物體間是否相鄰、相離或相交時(shí)存在的局限性。再次,針對(duì)單一的三維空間索引技術(shù)檢索性能較差的問題,分析了八叉樹和經(jīng)典R樹的優(yōu)缺點(diǎn),提出了一種將兩者結(jié)合的混合索引技術(shù)——ORSI,給出了ORSI的原理和結(jié)構(gòu)描述,對(duì)混合索引結(jié)構(gòu)中的R樹分割聚類算法、混合索引結(jié)構(gòu)插入算法、刪除算法、檢索算法等進(jìn)行了研究,并對(duì)其性能進(jìn)行了測(cè)試分析。最后,給出了三維空間方向關(guān)系推理原型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程,介紹了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、概要設(shè)計(jì)、系統(tǒng)功能和主要模塊的算法流程,并通過測(cè)試用例進(jìn)行了驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：空間數(shù)據(jù)庫(kù) 方向關(guān)系 定性推理 查詢處理 三維空間
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP311.13
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-24
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.2.1 空間關(guān)系模型14-16
• 1.2.2 空間關(guān)系推理16-19
• 1.2.3 空間關(guān)系查詢19
• 1.3 本文研究?jī)?nèi)容19-22
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)22-24
• 第2章 相關(guān)概念及空間關(guān)系演算推理24-36
• 2.1 空間關(guān)系的概念和特征24-26
• 2.1.1 空間關(guān)系本體24
• 2.1.2 空間關(guān)系特征24-26
• 2.2 相關(guān)理論26-35
• 2.2.1 區(qū)間連接演算26-28
• 2.2.2 區(qū)間代數(shù)28-30
• 2.2.3 矩形代數(shù)30-32
• 2.2.4 主方向關(guān)系代數(shù)32-35
• 2.3 定性空間關(guān)系推理的應(yīng)用35
• 2.4 本章小結(jié)35-36
• 第3章 雙投影矩陣模型的方向關(guān)系組合推理研究36-56
• 3.1 引言36
• 3.2 雙投影矩陣模型36-39
• 3.2.1 三維空間方向關(guān)系的表示方法36-38
• 3.2.2 雙投影矩陣模型的表示方法38-39
• 3.3 基于矩陣的方向關(guān)系組合推理39-53
• 3.3.1 三維空間組合推理的模式39
• 3.3.2 方向關(guān)系矩陣的運(yùn)算規(guī)則39-41
• 3.3.3 三維空間方向關(guān)系的組合推理41-53
• 3.4 三維空間方向關(guān)系的組合推理算法53-54
• 3.4.1 組合推理算法53-54
• 3.4.2 算法分析54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第4章 方向與拓?fù)潢P(guān)系相結(jié)合的三維推理模型56-66
• 4.1 引言56
• 4.2 三維空間方向關(guān)系及拓?fù)潢P(guān)系的描述方法56-58
• 4.2.1 雙投影矩陣表示方法56-57
• 4.2.2 三維空間拓?fù)潢P(guān)系描述57-58
• 4.3 三維空間方向關(guān)系與拓?fù)潢P(guān)系結(jié)合的表達(dá)模型58-63
• 4.3.1 雙投影方向關(guān)系矩陣模型的局限性58-59
• 4.3.2 一種基于內(nèi)部方向細(xì)分的雙投影內(nèi)分矩陣模型59-60
• 4.3.3 雙投影內(nèi)分矩陣模型的形式化表示60-61
• 4.3.4 集成方向與拓?fù)潢P(guān)系描述空間關(guān)系61-63
• 4.4 雙投影內(nèi)分矩陣模型性能評(píng)估63-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第5章 三維空間方向關(guān)系查詢技術(shù)66-77
• 5.1 引言66-67
• 5.2 ORSI混合索引的結(jié)構(gòu)67-69
• 5.2.1 八叉樹和R樹的優(yōu)缺點(diǎn)67
• 5.2.2 ORSI索引結(jié)構(gòu)的原理67-69
• 5.2.3 ORSI索引結(jié)構(gòu)的定義69
• 5.3 ORSI混合索引的相關(guān)操作與算法69-73
• 5.3.1 R樹分割聚類分類算法69-70
• 5.3.2 ORSI索引結(jié)構(gòu)的插入算法70-71
• 5.3.3 ORSI索引結(jié)構(gòu)的刪除算法71-72
• 5.3.4 ORSI索引結(jié)構(gòu)的檢索算法72-73
• 5.4 ORSI混合索引結(jié)構(gòu)性能測(cè)試與分析73-76
• 5.5 本章小結(jié)76-77
• 第6章 三維空間方向關(guān)系推理原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)77-89
• 6.1 引言77
• 6.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則77
• 6.3 原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)77-85
• 6.3.1 開發(fā)工具分析77-78
• 6.3.2 Map X控件的結(jié)構(gòu)78-81
• 6.3.3 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)81-82
• 6.3.4 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)82-83
• 6.3.5 系統(tǒng)處理流程83-85
• 6.4 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)驗(yàn)證85-88
• 6.4.1 測(cè)試用例說明85-86
• 6.4.2 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果86-87
• 6.4.3 推理求解分析87-88
• 6.5 本章小結(jié)88-89
• 結(jié)論89-91
• 參考文獻(xiàn)91-99
• 攻讀博士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果99-101
• 致謝101-102
• 作者簡(jiǎn)介102

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：740240