空間關(guān)系模型分類回顧

空間關(guān)系模型具體分類把約束條件先提取出來(lái)是出于約束對(duì)對(duì)象空間關(guān)系計(jì)算的指導(dǎo)作用，任何兩個(gè)對(duì)象間的空間關(guān)系有三類，約束條件用來(lái)確定具體計(jì)算哪一類空間關(guān)系。另外，通過(guò)約束條件中將對(duì)象的幾何類型確定下來(lái)，指導(dǎo)空間關(guān)系具體采用什么方式進(jìn)行表達(dá)、計(jì)算。，name代表對(duì)象名稱，幾何類型即對(duì)象是點(diǎn)、線還是面。，此公式中Value的值通過(guò)確定對(duì)象的幾何類型，采用不同的模型，通過(guò)不同的方法計(jì)算得到。確定每一類關(guān)系采用的模型和計(jì)算公式?，F(xiàn)在先把距離，方向、拓?fù)淙N關(guān)系采用不同的模型表示和計(jì)算，最后三種空間關(guān)系能否統(tǒng)一到一個(gè)模型中有待于驗(yàn)證！距離：類型模型計(jì)算公式點(diǎn)-點(diǎn)點(diǎn)-線點(diǎn)-面線-線線-面面-面方向《GIS空間目標(biāo)間方向關(guān)系的統(tǒng)計(jì)表達(dá)模型》研究了空間目標(biāo)間方向關(guān)系的統(tǒng)計(jì)建模方法：（1）線、面目標(biāo)通過(guò)內(nèi)插處理被分解為相應(yīng)的基本單元；（2）空間目標(biāo)間的方向關(guān)系視為這些基本單元間方向的集合；利用中值（median）和分布范圍（range）兩種度量來(lái)完整描述方向分布的統(tǒng)計(jì)特性。上述是看到的一種計(jì)算方向關(guān)系比較好的方法，采用到了插值、統(tǒng)計(jì)等計(jì)算《矢量GIS空間方向關(guān)系的演算模型》以點(diǎn)-點(diǎn)空間方向關(guān)系的計(jì)算量為基礎(chǔ)，在綜合考慮空間目標(biāo)的幾何構(gòu)成和分布關(guān)系后，提出了定量化演算空間方向關(guān)系的一種新模型。利用該模型的結(jié)果，根據(jù)定量表達(dá)與定性描述之間的轉(zhuǎn)換函數(shù)，可以得到相應(yīng)的定性描述結(jié)果。新模型對(duì)目標(biāo)間距離和目標(biāo)本身的形狀等影響方向關(guān)系的參數(shù)更敏感，因而比現(xiàn)有模型有更高的描述分辨率。拓?fù)潼c(diǎn)與點(diǎn)、線、面之間的拓?fù)潢P(guān)系點(diǎn)—點(diǎn)：點(diǎn)相離、點(diǎn)重合點(diǎn)—線：點(diǎn)在線內(nèi)、點(diǎn)在線的端點(diǎn)上、點(diǎn)在線外點(diǎn)—面：點(diǎn)在面內(nèi)、點(diǎn)在面的邊界上、點(diǎn)在面外拓?fù)潢P(guān)系圖示9-交模型點(diǎn)相離點(diǎn)重合點(diǎn)在線內(nèi)點(diǎn)在線端點(diǎn)上點(diǎn)在線外點(diǎn)在面內(nèi)點(diǎn)在面邊界上點(diǎn)在面外兩條線之間的拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系圖示9-交模型1一個(gè)端點(diǎn)重合，另一個(gè)端點(diǎn)在線上2一個(gè)端點(diǎn)重合，另一個(gè)端點(diǎn)在線的左鄰域3一個(gè)端點(diǎn)重合，另一個(gè)端點(diǎn)在線的右鄰域4兩個(gè)端點(diǎn)重合，兩條線形成一封閉曲線5端點(diǎn)都不重合，一個(gè)端點(diǎn)在線上，另一個(gè)端點(diǎn)在線的左鄰域6端點(diǎn)都不重合，一個(gè)端點(diǎn)在線上，另一個(gè)端點(diǎn)在線的右鄰域7兩個(gè)端點(diǎn)都不重合，兩個(gè)端點(diǎn)在線上8兩個(gè)端點(diǎn)都不重合，一個(gè)端點(diǎn)在線的左領(lǐng)域，另一個(gè)端點(diǎn)在線的右鄰域9兩個(gè)端點(diǎn)都不重合，兩個(gè)端點(diǎn)都在線的左鄰域或右鄰域根據(jù)語(yǔ)義獨(dú)立，兩條線的開集之間的基本拓?fù)潢P(guān)系是：相交、相切、重疊和相離語(yǔ)義拓?fù)潢P(guān)系圖示1相交2相切3重疊4相離《空間推理與漸進(jìn)式地圖綜合》給出的線與線之間的拓?fù)潢P(guān)系組合推理考慮了端點(diǎn)、線的左右鄰域，交叉的次數(shù)等細(xì)節(jié)問(wèn)題，給出了56種情況，但在語(yǔ)義層面（相交、相切、重疊、相離）很多情況可以合并，9-交模型無(wú)法表達(dá)細(xì)節(jié)的不同，而且領(lǐng)域應(yīng)用時(shí)也沒(méi)有必要。線與面之間的拓?fù)潢P(guān)系拓?fù)潢P(guān)系圖示9-交模型語(yǔ)義拓?fù)潢P(guān)系圖示9-交模型1一個(gè)端點(diǎn)在邊界上，一個(gè)端點(diǎn)在內(nèi)域重疊同32一個(gè)端點(diǎn)在邊界上，一個(gè)端點(diǎn)在外域內(nèi)相切3兩個(gè)端點(diǎn)在邊界上外相切4一個(gè)端點(diǎn)在內(nèi)域，一個(gè)端點(diǎn)在外域相交5兩個(gè)端點(diǎn)在內(nèi)域內(nèi)相離同56兩個(gè)端點(diǎn)在外域外相離同6按空間拓?fù)潢P(guān)系的語(yǔ)義可分為：重疊、內(nèi)相切、外相切、相交、內(nèi)相離、外相離面與面之間的拓?fù)潢P(guān)系面與面之間的空間拓?fù)潢P(guān)系是線與面之間的空間關(guān)系的進(jìn)一步演變，面的邊界無(wú)端點(diǎn)，但兩個(gè)面的邊界都有方向性，都有明確的內(nèi)域和外域，設(shè)參考面的內(nèi)域?yàn)檫吔缇€的左鄰域，參看面的外域?yàn)檫吔缇€的右領(lǐng)域。則面與面之間的拓?fù)潢P(guān)系可由直線段與直線段之間的基本空間拓?fù)潢P(guān)系進(jìn)行組合。邊界有重疊內(nèi)相切外相切相交外相離內(nèi)相離圖示9-交模型110001121000103110010400001050100106100001710100180000019001001與6同10100011與7同1110011112101011131011111411001115110111161110111711111118000111190011112001011121011111ArcGIS8.3中引入了一套基于拓?fù)湟?guī)則的拓?fù)潢P(guān)系驗(yàn)證方法，使得Geodatabase處理拓?fù)潢P(guān)系的能力產(chǎn)生了本質(zhì)的飛躍。拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則可作用于同一要素?cái)?shù)據(jù)集中的不同要素類或者同一要素類中的不同要素，用戶可以指定空間數(shù)據(jù)必須滿足的拓?fù)潢P(guān)系約束，例如，要素之間的相鄰關(guān)系、連接關(guān)系、覆蓋關(guān)系、相交關(guān)系、重疊關(guān)系等，所有這些關(guān)系都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的規(guī)則。GDB在基于規(guī)則的拓?fù)潢P(guān)系方面具有的明顯優(yōu)勢(shì)：（1）用戶可以自行定義哪些要素類將受拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則約束；（2）多個(gè)點(diǎn)、線、面要素類可以同時(shí)受同一組拓?fù)湟?guī)則約束；（3）提供了大量的預(yù)定義的拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則；（4）用戶可以為自己的數(shù)據(jù)自行指定必要的拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則；（5）拓?fù)湟?guī)則都在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中進(jìn)行管理，可支持多用戶并發(fā)處理，用戶可以局部建立或檢查拓?fù)潢P(guān)系。最新版本的ArcGIS9.1中，總共有25條可供選用的原子級(jí)拓?fù)湟?guī)則。GDB提供了可用于檢測(cè)層間要素拓?fù)潢P(guān)系的15條拓?fù)湟?guī)則。層間拓?fù)湟?guī)則可以定義在要素類中不同要素之間，也可以定義在同一要素?cái)?shù)據(jù)集的兩個(gè)或多個(gè)要素類之間。定義一組原子級(jí)的拓?fù)湟?guī)則，在此基礎(chǔ)上，定義基于規(guī)則的拓?fù)潢P(guān)系描述，拓?fù)潢P(guān)系可以通過(guò)一個(gè)原子規(guī)則或多個(gè)原子規(guī)則的組合來(lái)描述。面層內(nèi)要素不相互重疊、面層內(nèi)要素沒(méi)有縫隙、線層內(nèi)要素不互相重疊、線層內(nèi)要素不互相相交、線層內(nèi)要素沒(méi)有懸掛節(jié)點(diǎn)、線層內(nèi)要素沒(méi)有偽節(jié)點(diǎn)、面層和另一面層邊界一致、面層和另一面層相互覆蓋、線層必須被面層邊界覆蓋、點(diǎn)要素必須被線要素的端點(diǎn)覆蓋?！痘诿嫦?qū)ο笾R(shí)表示的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，用類來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)抽象，并把作用在該抽象數(shù)據(jù)上的操作封裝在類中，根據(jù)面向?qū)ο蟮睦碚摚嫦驅(qū)ο蠓治龅娜齻€(gè)模型及面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)）來(lái)設(shè)計(jì)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)。建立條件類和規(guī)則類，每條規(guī)則的條件部分定義一個(gè)類，條件中的每一個(gè)子條件表示成一個(gè)子類。整個(gè)規(guī)則庫(kù)定義為一個(gè)類，每條規(guī)則表示成一個(gè)子類。每個(gè)子類中有3個(gè)對(duì)象，分別表示該條件規(guī)則所對(duì)應(yīng)的條件類、規(guī)則和結(jié)論以及規(guī)則的結(jié)論是否為最終結(jié)論。利用此知識(shí)表示方法，當(dāng)獲取答案時(shí)，只需對(duì)對(duì)象或類的文本描述進(jìn)行信息提取，不需要建立復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)，在整個(gè)推理過(guò)程中，始終是通過(guò)對(duì)象消息的傳遞進(jìn)行搜索和推理的。在對(duì)推理機(jī)的設(shè)計(jì)中，普遍采用的推理搜索策略有寬度優(yōu)先搜索策略、深度優(yōu)先搜索策略和啟發(fā)式搜索策略3種?！痘贠RACLE_SPATIAL的空間線線拓?fù)潢P(guān)系判斷的實(shí)現(xiàn)》在Oracle9i中，它提供了11種基本空間拓?fù)潢P(guān)系查詢的操作算子：DISJOINT（邊界和內(nèi)部均不相交），TOUCH（僅邊界相交），EQUAL（相等），OVERLAPBYINTERSECT（邊界和內(nèi)部相交），CONTAINS（包含），COVERS（包含且邊界相交），CONTAINS（包含），COVERS（包含且邊界相交），INSIDE（CONTAINS的逆），COVEREDBY（COVERS的逆），ANYINTERACT（A，B兩個(gè)實(shí)體有任意交集），OVERLAPBYDISJOINT（A的實(shí)體內(nèi)