面向空间方向关系查询的多模型复合方法研究

The performances of spatial direction relation queries depend on the abilities of describing direction relations of the direction relation models. However, the existing models are difficult to give consideration to both accuracy and efficiency of the queries due to their own shortcomings, which leads to low performances of spatial direction relation queries, not meeting the needs of practical applications. Hence, the project will research respectively the integrating methods of multiple models for single-target and group-target direction relation models, aiming to compound the advantages of different models to overcome the performance defects caused by the current spatial direction relation queries using only a single model. The specific research contents include: (1) the integrating methods of single-target direction relation models; (2) the group-target direction relation model considering the impacting of multiple factors, including the main factors impacting on the determination of group-target direction relations and the formal description of group-target direction relations; (3) the integrating methods of group-target direction relation models; (4) the construction technology of spatial indexing; and (5) the spatial direction relation query system based on the multi-model integrated and the experimental study on it. The research will help enrich the theory of spatial relations and further improve the functions of spatial queries in GIS.

空间方向关系查询的性能有赖于空间方向关系计算模型的方向关系描述能力。但现有的模型因自身存在的不足，难以兼顾查询的准确性和高效性，导致空间方向关系查询性能偏低，无法满足实际应用的需求。为此，本项目拟分别针对单目标和群组目标空间方向关系计算模型，系统研究多个模型之间的复合方法，目的是能够集不同模型的优势于一体，有效克服目前空间方向关系查询中因采用单一模型所造成的性能缺陷。具体研究内容包括：（1）单目标空间方向关系计算模型复合方法；（2）顾及多因子影响的群组目标空间方向关系计算模型，包括群组目标空间方向关系的主要影响因子、群组目标空间方向关系的形式化描述；（3）群组目标空间方向关系计算模型复合方法；（4）空间索引构建技术；（5）基于多模型复合的空间方向关系查询系统及实验研究。本项目的研究将有助于丰富空间关系理论，进一步完善GIS的空间查询功能。

项目针对空间方向关系查询的多模型复合方法展开了系统研究，实现了预期的研究目标，主要研究内容包括：1）群组目标空间方向关系基础性问题；2）顾及多因子影响的群组目标空间方向关系计算模型；3）空间方向关系多模型复合方法；4）基于方向关系的空间查询算法；5）空间关系在地图自动综合、地理空间分析等领域的应用。项目取得的主要研究成果有：1）分析了群组目标空间方向关系的特点，构建了群组目标空间方向关系的分类体系，发现了影响群组目标空间方向关系的主要因子；2）建立了顾及多因子影响的群组目标空间方向关系计算模型，具体包括：基于Delaunay三角网的群组目标空间方向关系定量计算与定性描述模型、基于方向关系矩阵模型的群组目标空间方向关系定性描述方法、群组目标空间方向关系的定量计算与可视化分析模型；3）提出了能够兼顾空间方向关系计算的正确性、普适性和效率性的多模型复合方法；4）构建了面向方向关系查询的空间索引结构，提出了基于方向关系的空间查询算法；5）利用空间关系的基础理论和基本方法，建立了综合考虑空间特征和语义特征的道路网地图综合自动选取模型，提出了城市空间位置优化及城市功能区识别的空间分析方法。项目的研究成果有助于完善空间关系理论、提升GIS空间查询功能，为地图自动综合和地理空间分析技术的发展提供了较好的支撑。项目在执行期间发表期刊论文18篇，其中SCI收录2篇，EI收录1篇，CSSCI收录1篇，CSCD收录12篇；出版专著1部；获省部级科技奖励一等奖1项、二等奖1项；申请国家发明专利5项；在学术会议上作分组报告2次，墙报展示1次；培养硕士生12人，完成硕士学位论文10篇。