空间方位关系模型与时空结合推理的研究

论文摘要

本文围绕人工智能领域中空间推理和时空推理中的一些热点问题,展开了研究和讨论。总结以往时空推理的研究工作,特别是时空逻辑方面的工作,研究如何建立更好的时空模型,并提出了可行的解决方案;重点研究了空间推理中区域间的方位关系表示和推理问题,给出了结合主方位和拓扑关系的空间对象表示和推理方法以及模糊区域间的方位关系模型;在时空推理方面给出了结合度量空间和时间的时空逻辑和结合位置关系和时间的定性时空表示方法。主要工作包括:(1)围绕着时、空理论统一和结合这条主线,总结和分析了时空推理的研究现状;(2)对目前时空逻辑的研究进行了综述;(3)对目前以点为基元和以区域为基元的方位关系模型进行了综述;(4)提出了一种结合拓扑和方位的定性表示和推理算法,能够处理多方面空间信息,给出一种对“同一”区域进行细化的方法,并提出了由内部主方位关系推导拓扑关系的一组规则;(5)基于区间值及其运算性质给出了不确定区域间方向关系表示及推理方法,利用区间值方向关系矩阵分析不确定区域间方向关系的隶属程度;(6)给出了结合度量空间逻辑和时态逻辑的时空逻辑模型;(7)提出一种综合方向、距离、时间的时空表示推理方法。本文的研究结果对于主方位关系分析、空间信息不确定性的处理、多种空间关系的综合和时空推理,都有较大的理论意义和应用价值。

论文目录

• 第一章 绪论
• §1.1 研究背景
• §1.1.1 空间推理
• §1.1.1.1 定量空间推理
• §1.1.1.2 定性空间推理
• §1.1.1.3 混合空间推理
• §1.1.1.4 层次空间推理
• §1.1.1.5 不确定空间对象的空间推理
• §1.1.2 时态推理
• §1.1.3 时空推理
• §1.1.3.1 基于逻辑的方法
• §1.1.3.2 基于代数的方法
• §1.2 本文工作
• 第二章 空间、时态及时空推理的逻辑方法
• §2.1 引言
• §2.2 拓扑空间和度量空间的逻辑
• §2.2.1 拓扑空间逻辑
• §2.2.1.1 一阶空间逻辑RCC
• §2.2.1.2 RCC-8
• §2.2.1.3 BRCC-8
• §2.2.1.4 模态逻辑作为空间逻辑S4u
• §2.2.2 度量空间逻辑
• §2.2.2.1 一阶度量逻辑FM[M]
• §2.2.2.2 “模态”度量逻辑MS[M]
• #[M]'>§2.2.2.3 度量空间的可判定逻辑MS^#[M]
• §2.2.3 基于度量和拓扑空间的逻辑MT
• §2.3 时态逻辑
• §2.3.1 线性时间
• §2.3.1.1 一阶逻辑
• §2.3.1.2 命题时态逻辑
• §2.3.2 分支时间
• §2.3.3 一阶时态逻辑—FOTL
• §2.3.4 区间时态逻辑All-13
• §2.4 时空逻辑
• §2.4.1 基于线性时间的时空逻辑
• §2.4.1.1 Muller的时空逻辑
• §2.4.1.2 一阶时空逻辑FOST
• 0，ST₁和ST₂'>§2.4.1.3 基于BRCC-8的时空逻辑ST₀，ST₁和ST₂
• §2.4.1.4 基于BRCC-8与S4u的模态时空逻辑PSTL
• §2.4.2 基于分支时间的时空逻辑
• §2.4.3 基于时态区间的时空逻辑ARCC-8
• §2.5 进一步的研究方案
• 第三章 空间对象间方位关系模型的研究
• §3.1 引言
• §3.2 确定性对象间的方位关系模型
• §3.2.1 点对象
• §3.2.1.1 “圆锥”模型
• §3.2.1.2 基于投影的模型
• §3.2.1.3 “双十字”模型
• §3.2.2 区域
• §3.2.2.1 2-D String方法
• §3.2.2.2 四半区域模型
• §3.2.2.3 最小外接矩形（MBR）方法
• §3.2.2.4 方位关系矩阵
• §3.2.2.5 Voronoi图方法
• §3.2.3 比较
• §3.3 不确定对象间方位关系模型
• §3.4 存在的问题和发展方向
• 第四章 集成方位与拓扑关系的定性空间推理方法
• §4.1 引言
• §4.2 主方位关系模型和区间代数的关系
• §4.3 基于区间的方法表示方位和拓扑关系
• §4.4 方位和拓扑关系对的复合
• §4.4.1 区间关系对的复合
• §4.4.2 拓扑和方位关系对的复合
• §4.4.2.1 拓扑关系与方位关系复合得到方位关系
• §4.4.2.2 拓扑关系与方位关系复合得到拓扑关系
• §4.4.2.3 方位关系与拓扑关系复合得到方位关系
• §4.4.2.4 方位关系与拓扑关系复合得到拓扑关系
• §4.5 包含方位和拓扑关系的CSP问题
• §4.5.1 拓扑和方位关系间的相互关系
• §4.5.2 包含拓扑和方位关系的空间约束满足问题
• §4.6 对“同一”方位关系的细分
• §4.6.1 相关工作
• §4.6.2 内部主方位关系
• §4.6.3 由内部主方位关系推导拓扑关系
• §4.7 小结
• 第五章 基于区间值的不确定区域间方位关系模型
• §5.1 引言
• §5.2 相关工作
• §5.2.1 基于精确模型的方法
• §5.2.2 基于模糊模型的方法
• §5.2.3 基于粗集模型的方法
• §5.2.4 基于概率模型的方法
• §5.3 基于区间值的不确定区域方位关系模型
• §5.3.1 不确定区域
• §5.3.2 区间值
• §5.3.3 不确定区域的区间值方位关系表达
• §5.3.4 不确定区域方位关系推理
• §5.3.5 实例
• §5.4 小结
• 第六章 结合度量空间和时间的逻辑
• §6.1 引言
• §6.2 度量逻辑
• §6.3 度量逻辑与时态逻辑的结合
• §6.4 小结
• 第七章 结合位置和时间的定性时空推理
• §7.1 引言
• §7.2 定性位置关系的表示及推理
• §7.2.1 方位关系
• §7.2.2 距离关系
• §7.2.2.1 定性距离
• §7.2.2.2 距离系统
• §7.2.2.3 均匀距离系统的性质
• §7.2.3 位置关系的表示及推理
• §7.3 结合时间与位置的时空推理
• §7.3.1 时间的定性表示
• §7.3.2 时空信息间的相互作用
• §7.3.2.1 时间和方位
• §7.3.2.2 时间和距离
• §7.3.2.2 时间和位置
• §7.3.3 实例
• §7.4 小结
• 参考文献
• 作者读博期间发表的部分论文
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT