gis空间分析的基本理论.ppt

空间推理的研究起源70年代初。在国外，成立了许多专门从事空间推理方面研究的协会和联盟，如： NCGIA (National Center for Geographic and Analysis)，美国国家地理信息分析中心； USGS (U.S. Geological Survey)，美国地质勘探局 欧洲定性空间推理网SPACENET； 匹兹堡大学的空间信息研究组； 慕尼黑大学空间推理研究组等。 国际知名期刊Artificial Intelligence近年来发表了许多篇空间推理方面的文章，而且呈逐年增长的趋势， 在一些大学里，不仅有越来越多的研究人员从事空间推理方面的研究工作，而且还在大学生和研究生中开设了空间推理方面的课程。 近几年来, 空间推理方面的学术会议也越来越多。1993年以来，一些重要的国际AI学术会议(如IJCAI: International Joint Conference on Artificial Intelligence，AAAI: Association for the Advancement of Artificial Intelligence，ECAI: European Conference on Artificial Intelligence等)都把时态推理和空间推理作为重要的专题。 许多大学和研究机构纷纷在 Internet 网上建立了空间推理网站，通过这些网站，研究人员可以十分方便地查询资料和进行交流。以上种种迹象表明，空间推理已成为人工智能的一个热点领域。 2.4.2 地理空间推理的特点 空间推理是以空间和存在于空间中的空间对象为研究对象。 在空间推理过程中运用人工智能技术和方法。 空间推理处理的是一个或几个推理的问题。 空间推理是基于空间和存在于空间中的空间对象已经被建模的前提下，不能在没有模型的情况下讨论空间推理。 空间推理必须能够给出关于空间和存在于空间中的空间对象的定性或定量的推理结果。 空间推理必须能够描述空间行为。 当空间推理模型把问题分解为几个组成部分时，必须能够描述这些组成部分的相互作用。 2.4.2 地理空间推理的特点 在空间推理过程中，可能用到空间谓词，空间中确定的点使某些空间谓词为真， 而使另一些空间谓词为假。 空间推理应该能够处理带有模糊性和不确定性的空间信息。 空间推理中应该能够添加和处理时间因素，即成为时空推理。 空间推理应该具有空间自然语言理解能力。 空间推理具有广阔的应用前景，激励着空间推理研究者不断研究和探索。 2.4.3 地理空间推理的研究内容 （1）根据空间目标的位置，基于给定的空间关系形式化表示模型，推断空间目标之间的空间关系。 讨论比较多的是“空间拓扑关系”， 例如，基于2D-String模型，根据空间目标在每个坐标轴上投影的起始点和终止点的位置关系，推断目标之间的关系； 基于4交模型或9交模型，把空间目标看成点集，根据两个空间目标点集的边界、内部和补集之间的交集是否为空来推断空间拓扑关系。 2.4.3 地理空间推理的研究内容 （2）根据空间目标之间的已知基本空间关系，推断空间目标之间未知的空间关系。该研究涉及到空间关系推理规则的表示和推理策略。 （3）利用空间推理，从空间数据库中挖掘空间知识，也可以利用事件推理的方法进行空间目标的模糊查询 2.4.3 地理空间推理的研究内容 （4）基于常识的空间推理研究 常识是相对于专业知识而言的，常识推理就是用到常识的推理。 常识推理是一种非单调推理，即基于不完全的信息推出某些结论，当得到更完全的信息后，可以改变甚至收回原来的结论； 常识推理也是一种可能出错的不精确的推理模式，是在允许有错误知识的情况下进行的推理，即容错推理。 人的常识推理包含多个方面，上述仅是在不完全知识下推理的一般性质。不确定推理、模糊推理、定性推理、次协调推理、类比推理、基于案例的推理、信念推理、心智推理等都从不同的方面对常识推理的某个特性进行了形式化研究。 2.4.3 地理空间推理的研究内容 （5）时空推理。影响空间推理结果的因素包括空间因素和时间因素。时空推理是指在空间推理过程中添加时间因素，时空推理是更一般的空间推理，是时空推理的特例。目前，时空推理的研究还处于起步阶段。 （6）定性空间推理。当描述一个空间配置或对这样的配置进行推理的时候，要获得精确、定量的数据通常是不可能的或不必要的。在这种情况下，可能要用到关于空间配置的定性推理。定性空间表示包括许多不同方面，不仅要判定什么样的空间实体是可以接受的，还要考虑描述这些空间实体之间关系的不同方法。 2.5 空间数据不确定性分析 2.5.1 不确定性 早期的不确定性概念是误差的近义词，两者在大多数情况下可以