地理空间中的空间关系表达和推理研究

　　摘要：空间关系表达和推理是地理空间研究当中的重要内容，用以了解地理现象、空间以及本质的认知，准确的描述地理空间。从空间的有限性、地理语义、地物形状以及空间关系等多个方面进行综合考虑分析，从地理信息检索和图像分析的方向进行。文章围绕地理空间中的空间关系，结合其性质和特征，采取行之有效的表达和推理办法，进一步认识地理空间中的空间关系。

　　关键词：地理空间；空间关系；表达和推理

　　前言：根据地理信息科学的相关知识，进而了解地理空间，根据其性质和特征，表达和推理地理空间中的空间关系。在人类的空间理解和认知范围内，进行定性空间推理，是从地理空间认知、地物语义和地理空间特点的研究当中总结出来的，为地理空间中的空间关系表达和推理提供了重要的参考。

　　1.地理空间的认知

　　定性空间推理是提升地理空间认知的重要途径，针对度量空间内的假定对象进行分析，并予以严格的数学定义，其中欧式空间是其中最具代表性的一种，由于欧式空间内定义了内积操作，充分满足了度量空间内的假定对象数学定义的要求。因此，可以将欧式空间视为度量空间。通过文本、地图和实际体验等三种方式，提升对地理空间的认知，具有一定的抽象性。其中以地图认知方式来进行空间关系的表达，从地图认知特点当中推理出具有分片和分层特征的它空间关系，并以矢量形式予以呈现。虽然扭曲了现实世界，但可以将其视为空间关系和地物形状的简单化，充分反映出地理空间认识的具体特征[1]。

　　2.地理空间关系的具体特征

　　2.1 不确定性

　　首先，地理空间组成形式多种多样，两个空间关系组合起来即可得出多个新的空间关系，其中的空间关系没有规律性，很难从中计算出概率。这是地理空间信息不确定性的重要体现。其次，不清晰的定性空间关系，对于认知关系实证的描述要求更加精密和准确，并根据地物的实际情况，采用定量分析的办法，对空间认知关系予以区分，主要针对于同类空间关系当中。第三，地理空间测量的精确度不高，模糊的地理空间和空间关系概念，是地理空间关系表达和推理不确定性的重要体现，根据实际情况而定，分别采取概率建模或模糊逻辑和模糊集表进行地理空间关系准确的表达和推理。

　　2.2 尺度和层次性

　　尺度和层次性是空间关系表达与推理的主要特征。与地图认知的特征有着民不可分的联系。根地图认知下地理空间关系分片和分层的层次性特征。在空间数据元模型当中进行空间关系的表达与推理，根据层次性的相关原则，有效把握表达与推理尺度，进而保证空间关系表达与推理的准确性，将尺度和层次性的特征充分体现出来。

　　2.3 时态特性

　　从地理信息科学与技术知识体系进行分析和定义，结合地理空间中的关系，分析和考虑不确定性、尺度和层次性等因素，并结合时态特征可以发现。时间推理的效率高于空间推理，因此需要采用引入了形式化的推理办法。在地理空间关系表达和推理当中，需要对三维地物的空间关系进行考虑，必要时进行空间关系的动态演化，充分利用地理空间关系的时态特性[2]。

　　3.地理空间中的空间关系表达和推理的要点

　　3.1 复杂的地物形状

　　在地理空间中的空间关系表达和推理的过程当中，针对复杂的地物形状，予以抽象简化，并与拓扑关系、度量关系紧密的联系在一起。根据地物的形状，选择正确的度量方式，边界以及质心都要加以考虑。根据地物尺寸来衡量定性度量关系，进而明确地物间的定性距离。从简单的拓扑关系着手，根据地物形状的复杂性，进行地理空间中的空间关系形式化表达，满足拓扑关系的要求。根据复杂的地物形状，准确的进行表达和推理，进而描述地理空间中的空间关系[3]。

　　3.2 地物的地理语义

　　将参与地理空间中的空间关系表达和推理的对象进行抽象化处理，成为由点、线以及面组成的几何体，并需要从中解读地理语义的几何体，具有一定的难度。地理空间的地物具有显著的地理语义特征，甚至每一个地物都对应着一个特定的地理语义。地理语义是分析地物地理空间关系的有效途径。结合空间认知中地物的特征和属性。从非空间和空间两方面加以考虑，并根据其耦合性，充分满足人的地理空间认知要求，准确的进行地理空间推理，并结合几何体的地理语义的表达，明确地理空间的二元空间关系。从中可以发现，地物的认知与地物的地理语义有着密切的关联，根据其不对称性，从不同的角度进行表达和推理，参照地物要大于目标地物，通过地物的地理语义进行地理空间中的空间关系表达和推理，能够得到更为精确的结果。

　　3.3 空间的有限性

　　基于尺度特征以外，根据空间的有限性进行空间关系表达和推理，定性度量成为行之有效的途径，影响着表达的准确性。提升主方位关系的定位能力，在很大程度上增加了推理的准确度，对于空间关系有了更准确的表达，一般参照于定性度量关系。“近”和“远”只是相对的，并根据地理空间环境的实际情况而定，限定空间范围，并结合定性度量关系，准确的进行表达和推理，空间的有限性充分体现出来。作为地理空间中的空间关系表达和推理的要点，空间的有限性需要足够的重视起来[4]。

　　结论：地理空间中的空间关系表达和推理，是从地理现象、空间以及本质当中总结出来的地理空间特征。从多个角度和多个方面对地理空间进行综合考虑分析，结合对地理空间的性质和特征，严格遵循空间关系表达和推理的要点，包括复杂的地物形状、地物的地理语义以及空间的有限性等内容，针对性的表达和推理办法，以推理出地理空间中的空间关系，并予以准确的表达。

　　参考文献：

　　[1]姜惠玲.关于地理空间中的空间关系表达和推理分析[J].现代营销(学苑版)，2011，11：286-287.

　　[2]杜冲，司望利，许珺.基于地理语义的空间关系查询和推理[J].地球信息科学学报，2010，01：48-55.

　　[3]李松，郝忠孝.空间关系推理的研究方法[J].计算机工程与应用，2009，19：17-21.

　　[4]华一新，曹亚妮，李响.地理空间可视分析及其研究方向综述[J].测绘科学技术学报，2012，04：235-239.

　　范华林 白佳赋 范华敏

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