空間分析的理論問(wèn)題(參考版)
2025-05-16 12:01本頁(yè)面
【正文】 空間數(shù)據(jù)的不確定性分析 主要有：隨機(jī)性和模糊性 空間數(shù)據(jù)的不確定性 （ 1）數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生的不確定性 （ 2）空間數(shù)據(jù)的模型表達(dá)、存儲(chǔ)過(guò)程中存在不確定性 （ 3）空間數(shù)據(jù)的操作帶來(lái)的不確定性 空間分析方法的不確定性 （ 1）網(wǎng)絡(luò)分析的不確定性 （ 2）空間統(tǒng)計(jì)分析的不確定性 （ 3）疊置分析的不確定性 （ 4）緩沖區(qū)分析的不確定性 （ 5）可視化表達(dá)的不確定性 空間數(shù)據(jù)的不確定性分析 不確定性分析的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) （ 1）概率理論 （ 2）證據(jù)理論 （ 3）模糊集理論 （ 4）粗糙集理論 （ 5）云模型理論 （ 6）分形理論 。 另一個(gè)拓?fù)潢P(guān)系表示和推理的方法是 “ n交集 ” 表示 ,在這種表示方法中 , 每一個(gè)區(qū)域都與 3 個(gè)點(diǎn)的集合聯(lián)系在一起 , 這 3 個(gè)點(diǎn)的集合分別是區(qū)域的內(nèi)部、區(qū)域的邊界和區(qū)域的補(bǔ)。 RCC8 是用于定性空間表示和推理的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方法，定性空間表示和推理中的空間區(qū)域是一個(gè)非空的拓?fù)淇臻g子集。 定性空間表示包括許多不同的方面，我們不僅要判定什么樣的空間實(shí)體是我們可以接受的 ， 同時(shí)還要考慮描述這些空間實(shí)體之間關(guān)系的不同方法。 (2)定性空間推理 當(dāng)描述一個(gè)空間配置或?qū)@樣的配置進(jìn)行推理的時(shí)候，要獲得精確、定量的數(shù)據(jù)通常是不可能的或不必要的?？梢哉f(shuō)，時(shí)空推理是更為一般的空間推理，或者可以說(shuō)空間推理是時(shí)空推理的一個(gè)特例。 所謂時(shí)空推理是指在空間推理過(guò)程中添加時(shí)間因素。 (11) 空間推理應(yīng)該具有空間自然語(yǔ)言理解能力。 (9) 空間推理應(yīng)該能夠處理帶有模糊性和不確定性的空間信息。 我們不能在沒(méi)有模型的情況下討論空間推理 . (5) 空間推理必須能夠給出關(guān)于空間和存在于空間中的空間對(duì)象的定性或定量的推理結(jié)果 。 (3) 空間推理處理的是一個(gè)或幾個(gè)推理的問(wèn)題 。 我們不能脫離空間和存在于空間中的空間對(duì)象來(lái)研究空間推理 。 在國(guó)外， 近年來(lái)成立了許多專門從事空間推理方面研究的協(xié)會(huì)和聯(lián)盟， 如 NCGIA (Nat ional Center for Geographic and Analysis)， USGS ( U. S. Geo logical Survey)， 歐洲定性空間推理網(wǎng) SPACENET 以及匹茲堡大學(xué)的空間信息研究組和慕尼黑大學(xué)空間推理研究組等等。 目前 , 空間推理被廣泛應(yīng)用于地理信息系統(tǒng)、機(jī)器人導(dǎo)航、高級(jí)視覺(jué)、自然語(yǔ)言理解、工程設(shè)計(jì)和物理位置的常識(shí)推理等方面 , 并且正在不斷向其他領(lǐng)域滲透 , 其內(nèi)涵非常廣泛 . 空間推理的研究在人工智能中占有很重要的地位 , 是人工智能領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn) ,也是 GIS領(lǐng)域的一個(gè)重要研究熱點(diǎn)。 UC Santa Barbara Department of Geography 將空間認(rèn)知理論與 GPS、GIS技術(shù)相結(jié)合用于研究和指引人在不熟悉環(huán)境下的行動(dòng)。 環(huán)境因素 :一個(gè)空間物體的識(shí)別除了主觀因素的影響之外，環(huán)境及物體本身的特點(diǎn)也影響人們的判斷。若身體處于不正常姿勢(shì)時(shí)，知覺(jué)的正常經(jīng)驗(yàn)系統(tǒng)受到破壞，知覺(jué)恒常性失去作用，視網(wǎng)膜的物理學(xué)規(guī)律便起更大的作用。 睡眠 : Cian 和 Barravd (1992) 的實(shí)驗(yàn)中，剝奪被試 60 小時(shí)睡眠，觀察被試的心理表征和空間定向能力變化，結(jié)果心理表象活動(dòng)隨著睡眠量的減少而減慢，但記憶表象的操作無(wú)影響 。 張厚粲等人 (1981) 認(rèn)為，具有場(chǎng)依賴特征的人，善于從環(huán)境中提取信息，周圍視覺(jué)參考物對(duì)于當(dāng)前的知覺(jué)和圖形后效有明顯影響； 場(chǎng)獨(dú)立性強(qiáng)的人不受或少受視覺(jué)參照物的影響，知覺(jué)和圖形后效更多地為直接刺激所決定 。 完成心理旋轉(zhuǎn)作業(yè)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，性別和技能水平上的差異是存在的，男被試的平均旋轉(zhuǎn)速度快于女被試。 人對(duì)空間對(duì)象的立體感覺(jué)主要來(lái)自雙眼視差的橫向視察。 這些線索包括 ： 眼肌調(diào)節(jié)的線索；憑過(guò)去經(jīng)驗(yàn)形成的單眼線索，如遮光、空氣透視、結(jié)構(gòu)級(jí)差和運(yùn)動(dòng)視差等；以及雙眼視差 (visual disparity) 。 空間認(rèn)知的生理機(jī)制 生理心理學(xué)界對(duì)于空間認(rèn)知的 生理機(jī)制 進(jìn)行了多層次的深入研究。 具體體現(xiàn)為 視空間定向 、 空間旋轉(zhuǎn) 、 空間關(guān)系 和 視覺(jué)形狀重構(gòu) 等諸要素，其 核心 是 視覺(jué)空間表象能力 。 這方面的研究國(guó)外在 70 年代初就已經(jīng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，在繼續(xù)分析其基本特征和生理機(jī)制的同時(shí)，也注重了向?qū)嶋H應(yīng)用接軌； 物理空間視覺(jué) 方面繼續(xù)研究影響 三維物體認(rèn)知 的客觀因素和 深度視覺(jué) 的 神經(jīng)生理學(xué)基礎(chǔ)， 并且研究的工具越來(lái)越先進(jìn)，分析方法越來(lái)越精致，研究成果業(yè)已運(yùn)用到了工業(yè)設(shè)計(jì)當(dāng)中。 如今 認(rèn)知工效學(xué)界 對(duì)空間認(rèn)知的研究 以視覺(jué)通道為主，分為： 心理空間視覺(jué) 和 物理空間視覺(jué) 。 飛行中， 各種儀表和舷窗外視景幫助飛行員判斷飛機(jī)的位置。 空間認(rèn)知理論 空間認(rèn)知理論 人類對(duì)周圍環(huán)境的認(rèn)知是通過(guò) 感覺(jué)器官 接收刺激，經(jīng)由中樞神經(jīng)系統(tǒng)將大量的信息綜合、分類、加工，從而形成各種知覺(jué)、思維、意識(shí)和情感。 空間關(guān)系理論的應(yīng)用 空間分析在某種程度上是在 處理 空間實(shí)體之間的相互關(guān)系 ， 如 點(diǎn)模式識(shí)別 是在處理點(diǎn)狀目標(biāo)之間的鄰近關(guān)系與分布， 疊置分析 則處理多個(gè)空間目標(biāo)之間的相交、重疊等拓?fù)潢P(guān)系， 網(wǎng)絡(luò)分析 處理的空間實(shí)體之間的拓?fù)溧徑优c關(guān)聯(lián)， 鄰域分析 是在相互鄰近的空間實(shí)體之間進(jìn)行的。 目前的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢語(yǔ)言因?yàn)橹惶峁┝藢?duì)簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)類型 (如整數(shù)或字符 )的 相等或排序 等操作， 不能有效地支持空間查詢 。 基于 Voronoi圖的空間關(guān)系方法用于 動(dòng)態(tài)建立拓?fù)潢P(guān)系來(lái)擴(kuò)展 MapInfo的功能。 在 GIS空間數(shù)據(jù)建模 與 空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 時(shí)，既要表達(dá) 空間實(shí)體 ，也要表達(dá) 空間實(shí)體間的空間關(guān)系 。 偏序表達(dá)方法不僅層次性強(qiáng)，而且結(jié)構(gòu)中含有包含關(guān)系，對(duì)空間實(shí)體之間的 包含 、 相交 、 鄰近 、 相接 等空間關(guān)系較易獲得，但其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。 基元同基元的構(gòu)成關(guān)系就形成了 偏序表達(dá) 。 偏序法 (partiallyorderedsets) Kainz等發(fā)現(xiàn)用層次方法表達(dá)土地劃撥中的地塊間關(guān)系往往不合適，難以回答空間關(guān)系包含之類的問(wèn)題，而用偏序集則可以較好的表達(dá)。 若將 N個(gè)空間目標(biāo)做為 N個(gè)生長(zhǎng)點(diǎn)，將整個(gè)連續(xù)空間劃分
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