基于布尔运算的三维拓扑关系分析
结题报告
批准号:
41301417
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
沈敬伟
依托单位:
学科分类:
D0114.地理信息学
结题年份:
2016
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
周廷刚、陈杰、罗洁琼、逯鹏飞、李国伟、谷景祎、王骏飞
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中文摘要
三维拓扑关系获取涉及到复杂的计算几何算法,且缺乏系统的三维拓扑关系计算框架,由此导致三维拓扑关系分析比较困难。交、并和差等布尔算子的设计理念与三维拓扑关系表达方法的设计思路具有一致性。因此,本课题拟基于布尔运算的理论和方法实现三维拓扑关系分析。以三维空间数据构模理论为基础,研究各种维度的空间对象的统一表达;研究三维计算几何算法的实现和基于计算几何算法的布尔运算框架,实现交、并和差等布尔算子;以点集拓扑学理论为基础,研究三维拓扑关系形式化和三维拓扑关系语义表达方法;研究基于布尔运算的三维拓扑关系计算技术框架,实现直接从底层的数据结构获取高层次的拓扑关系语义信息;构建三维拓扑关系操作工具,实现三维拓扑关系分析。本课题将计算机领域的三维布尔运算理论和方法引入到三维拓扑关系分析中,拓展了三维拓扑关系研究的思路,有望在三维拓扑关系分析研究上取得创新性的研究成果,推动3D GIS的发展。
英文摘要
Because of the complex of computational geometry algorithms and the lack of three dimensional topological relationships computing framework, it is difficult to acquire the three dimensional topological relationships. Boolean operations work on two or more shapes to create more complicated shapes in combination with each other. Boolean operations usually include intersection operation, union operation, and difference operation. By determining whether the intersection is empty or not, many topological relationship formal models are established. Boolean operations and topological relationship formal models are consistent in some aspects. In this project, boolean operations are introduced to solve three dimensional topological relationships analysis. Firstly, in order to describe the geospatial objects and their relationships, the unified spatial data model will be proposed. Secondly, the related three dimensional computational geometry algorithms and boolean operation framework will be designed to support the implementation of intersection operation, union operation, and difference operation. Thirdly, the formalized and semantic representation of the three dimensional topological relationships will be studied base on point set topology theory. Fourthly, three dimensional topological relationships technical framework based on boolean operations will be put forward to support the acquisition of topological relations semantic information from the original data structure. Lastly, three dimensional topological relationships operation tools will be designed to study three dimensional topological relationships analysis. In this project, boolean operations being introduced to the topic of three dimensional topological relationships analysis will expand the research of three dimensional topological relations and promote the development of three dimensional GIS.
拓扑关系是指在拓扑变换下保持不变的空间关系,即拓扑不变量。三维拓扑关系的计算是三维GIS领域研究的热点。本项目定义了一种集成对象和域的面向对象的空间数据模型,实现了三维空间实体及其关系的表达;基于OGC简单要素规范,扩展对三维空间对象的表达,实现了零维、一维、二维、三维和混合维空间对象的统一表达。设计了三维空间对象之间的计算几何算法,并且基于计算几何算法,实现了空间对象的交、并和差布尔运算。基于9交集模型,实现了三维空间对象之间拓扑关系的表达;扩展了OpenGIS SQL实施规范的拓扑关系定义,定义点、线、面、体以及集合对象之间的八种拓扑关系:Disjoint、Touches、Within、Overlaps、Contains、Equal、Covers、CoveredBy;针对三维拓扑关系形式化模型和三维拓扑关系语义表达模型之间映射问题,建立点、线、面、体以及集合对象之间存在的拓扑关系的形式化表达模型,从而实现形式化表达模型和拓扑关系语义表达之间的对应。建立了拓扑关系决策树,并沿着拓扑关系决策树进行拓扑关系判别,从而计算出空间对象之间的拓扑关系。本课题的研究对于三维GIS的研究具有一定的促进作用。
期刊论文列表
专著列表
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会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2015
期刊:西南交通大学学报
影响因子:--
作者:沈敬伟;张弘弢;周廷刚
通讯作者:周廷刚
DOI:--
发表时间:2016
期刊:福建林业科技
影响因子:--
作者:杨俨;沈敬伟;周廷刚
通讯作者:周廷刚
DOI:--
发表时间:2015
期刊:地球信息科学学报
影响因子:--
作者:沈敬伟
通讯作者:沈敬伟
DOI:--
发表时间:2016
期刊:测绘科学技术学报
影响因子:--
作者:沈敬伟;彭安琪;周廷刚;刘德儿
通讯作者:刘德儿
DOI:--
发表时间:2015
期刊:工程设计学报
影响因子:--
作者:刘德儿;袁显贵;沈敬伟;张刚华;姚旭炜
通讯作者:姚旭炜
基于简单事件模型的人群活动知识图谱构建关键技术研究
  • 批准号:
    n/a
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    沈敬伟
  • 依托单位:
国内基金
海外基金