環(huán)境地理空間群組目標方向關(guān)系計算模型研究.pdf

1、環(huán)境保護是當今人類社會共同關(guān)注的重大問題。隨著全球環(huán)境的日益惡化,人們已經(jīng)逐漸意識到環(huán)境保護的重要性;同時,也充分認識到信息技術(shù)對環(huán)境保護所起的關(guān)鍵作用。環(huán)境地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System for Environment,簡稱EGIS)是輔助人們進行環(huán)境保護的綜合性技術(shù)平臺。與其它信息系統(tǒng)相比,EGIS最大的優(yōu)勢在于它的空間分析能力,而空間分析技術(shù)自身的提高和進步則有賴于成熟的空間關(guān)系理論的指導

2、。
　　空間關(guān)系是空間目標之間由空間目標的幾何特性所決定的關(guān)系,主要包括距離關(guān)系、拓撲關(guān)系和方向關(guān)系等。與空間拓撲、距離關(guān)系相比,空間方向關(guān)系無疑是用途更廣泛、更貼近人們生活的一種空間關(guān)系,其重要性已經(jīng)在地理數(shù)據(jù)庫、空間語義學、空間分析、空間查詢、空間推理、地圖自動綜合以及環(huán)境地理空間認知等諸多研究領(lǐng)域得到印證。
　　空間方向關(guān)系計算模型是描述兩個目標之間空間方向關(guān)系的重要理論工具,一直以來都是空間方向關(guān)系理論研究的重點和難

3、點。目前,學者們對單個目標空間方向關(guān)系計算模型的研究已經(jīng)比較成熟;但對于群組目標空間方向關(guān)系計算模型而言,卻鮮有研究和論著。鑒于此,本論文以Gestalt心理學和Delaunay三角網(wǎng)作為主要理論依據(jù)和技術(shù)手段,對環(huán)境地理空間中群組目標之間空間方向關(guān)系的特點、影響群組目標之間空間方向關(guān)系的主要因素,以及群組目標空間方向關(guān)系計算模型等內(nèi)容進行了系統(tǒng)地研究。
　　論文取得的研究成果及主要創(chuàng)新點包括以下3個方面:
　　(1)對群組

4、目標之間空間方向關(guān)系的特點進行了總結(jié),具體包括:
　?、購碗s性:群組目標之間的空間方向關(guān)系判斷是一個復雜的空間思維和計算過程,涉及到空間問題的許多方面,人們對群組目標之間空間方向關(guān)系的判斷是多種因素綜合作用的結(jié)果;
　　②多方向性:群組目標之間的空間方向關(guān)系往往不能用一個角度值或一個簡單的定性方向來進行描述,只有借助多方向組合的方式,才能夠全面、準確地描述它們之間的空間方向關(guān)系;
　?、壅w性:根據(jù) Gestalt心理

5、學的鄰近性、連續(xù)性和閉合性定律,群組目標之間的空間方向關(guān)系實際上是一種“整體”對“整體”的相互關(guān)系,與它們的具體幾何構(gòu)成無關(guān),并具有“整體大于各部分之和”的特性,可以通過它們各自的“輪廓”之間的空間方向關(guān)系來確定。該特點是為點群、線群、面群和復雜群建立統(tǒng)一空間方向關(guān)系計算模型的重要理論基礎(chǔ)。
　　(2)通過分析群組目標的空間形態(tài)、分布范圍、分布密度,以及相互之間的距離關(guān)系、可視區(qū)域等對群組目標之間空間方向關(guān)系的影響,得出“可視區(qū)域

6、和分布密度是影響群組目標之間空間方向關(guān)系的主要因素”這一重要結(jié)論,它是建立群組目標空間方向關(guān)系計算模型的關(guān)鍵所在。
　　(3)在上述研究成果的基礎(chǔ)之上,建立了群組目標空間方向關(guān)系計算模型。基本思路是:首先,對群組目標進行 Delaunay三角剖分,并在其基礎(chǔ)上構(gòu)建群組目標之間的可視區(qū)域;然后,通過計算群組目標之間指向線的方位角,得到群組目標之間的定量空間方向關(guān)系;最后,將屬于同一方向區(qū)界的指向線的方位角進行歸類,實現(xiàn)空間方向關(guān)系從