摘要: 该文所作的工作如下:引入本体论的思想体系,作为空间关系概念抽象和表示基元认知的分析工具.从空间关系推理的本体论问题出发,分析了空间关系推理首先必须澄清的几个基本概念和问题.从空间关系形式化表示本体基元的认知差异上,进行不同空间关系表示方... 展开 该文所作的工作如下:引入本体论的思想体系,作为空间关系概念抽象和表示基元认知的分析工具.从空间关系推理的本体论问题出发,分析了空间关系推理首先必须澄清的几个基本概念和问题.从空间关系形式化表示本体基元的认知差异上,进行不同空间关系表示方法的分析,提出了基于本体基元的空间关系表示分类方法.针对目前拓扑、方向和距离关系形式化表示存在的主要问题,探讨了空间关系分层、多尺度表示的意义,提出了空间关系的分层、多尺度表示和推理思想,按照度量约束最强,顺序关系次之,拓扑关系最弱的次序,构造了一个总的空间关系分层、多尺度表示框架.分析了本体论在空间关系知识表示和推理中的作用,按照空间关系的分层、多尺度表示思想,不同层次地表示空间关系.首先构造了一个支持一般空间关系推理应用的通用空间关系表示核心本体SRC-Ontology,接着对SRC-Ontology进行了不同层次的扩展,基于SRC-Ontology,分别构造了相离、拓扑、方向和距离关系的分层、多尺度表示模型,集成表示了相离关系、拓扑关系、方向关系和距离关系.●在相离关系的表示与推理方面,给出了相离关系表示的尺度概念,构造了基于本体的相离关系多尺度表示模型.●在拓扑关系的表示与推理方面,给出了拓扑关系表示的尺度概念,基于SRC-Ontology,构造了不同尺度下拓扑关系的表示模型,并分别对SRC-Ontology进行了维数、分离数和尺度的多级扩展,达到分层多尺度表示拓扑关系的目的.●在方向关系的表示与推理方面,给出了方向关系表示的尺度概念,提出了以点目标、线目标和区域目标为参照目标的方向关系表示与推理三层模式结构,每一层又由基本方向关系表示推理模型和方向关系表示推理细化模型组成,细化模型以拓扑和距离关系作为方向关系的细化,克服了以往方向关系模型将空间目标作为一个抽象点处理,或者使用目标的最小外接矩形代表目标本身这两种表示方法的弱点,从而扩展了方向关系的表示和推理,更细致、更准确地表示和推导了方向关系.●在距离关系方面,给出了距离关系表示的尺度概念,分析了欧氏距离和Voronoi距离两种距离概念,构造了距离关系的多尺度表示模型.在空间关系的推理机制研究方面,该文提出代数推理、组合表推理和产生式推理的混合推理方法,充分发挥各种推理方法的优势.为了提高空间关系推旦的效率,构造了空间关系推理的分层、多尺度推理模型,研究了路径查找空间关系推理的分层推理策略.将空间关系推理的理论研究与具体应用结合起来,对大比例尺空间路径查找的空间关系推理问题进行了深入分析,在此基础上探讨了Kuipers的路径查找空间关系推理模型中存在的问题.研究了基于Voronoi的路径查找空间关系推理模型,利用Voronoi图隐含的邻近关系,推断目标与道路、地点的各种邻近关系,推断道路上地点的序关系.提出了基于本体的路径查找空间关系推理的四级模式结构,包括基于本体的空间关系表示基本模型,基于本体的空间关系组合推理模型,基于本体的空间关系表示推理扩展模型,和基于本体的路径查找空间关系推理模型.其中每一层是下一层本体的抽象,每一层具有其自己的本体,自己的推理集和解决问题的方法,每一层所需的目标、相互关系和假设由其下一层提供.设计了基于本体的路径查找空间关系推理模型,最后基于组件式设计思想,对基于本体的空间关系组合推理模型和路径查找空间关系推理模型进行了部分验证. 收起