移动区域时空关系变化建模研究

Original 2017-12-26 吴静, 高宇 测绘科学

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摘要

针对二维欧氏空间内的移动区域对象在时空关系变化建模中存在的问题，该文提出了一种时空关系变化序列模型，并建立了时空关系变化概念邻域图。采取基于时间片的时空数据模型，通过分析移动区域间随时间变化的拓扑、距离和方位关系，解决时空关系变化的集成建模问题。该方法能有效刻画移动区域的动态时空特征。

引用格式

吴静，高宇.移动区域时空关系变化建模研究[J].测绘科学,2017,42(12):39-43．

正文

随着全球定位系统、移动计算、无线通信等空间定位技术的飞速发展，如何有效地对移动对象的相关信息进行管理与分析已成为目前研究的热点之一。目前时空数据库的研究多集中于移动对象的位置管理，通过分析移动对象的时空轨迹，发现其运动模式并预测其未来的变化发展，已广泛应用于交通[1]、人类行为模式[2]、动物习性[3]、模拟仿真[4]等领域。随着当前涉及移动区域的时空应用（如洪水、风暴监测）越来越多，迫切需要对移动区域的时空数据库进行深入研究。其中，移动区域时空关系的表示及变化是移动对象数据库，尤其是移动对象数据模型的研究基础。

目前，对移动区域的时空关系研究主要集中在时空拓扑关系方面。文献[5]基于空间与时间的同等性归纳出了56种时空拓扑关系；文献[6]在9IM[7]的基础上，建立了基于时间片的移动区域时空拓扑关系的定性模型；文献[8]采用空间拓扑关系与时态拓扑关系的笛卡尔积，对时空拓扑关系进行描述；文献[9]讨论了移动区域的6种时空拓扑变化类型；文献[10]在RCC模型的基础上结合时态关系提出时空拓扑关系模型，用于分析道路网中车辆移动轨迹。然而在实际应用中，大多时空信息并不是孤立出现的，通常是拓扑、距离、方位等不同方面的信息相互约束、相互综合的结果。若移动智能机器人只能判断其与另一移动对象是拓扑相离的关系，而不考虑其移动方向，则无法有效避免碰撞。

移动区域的时空关系变化不仅涉及时空拓扑关系，还包括距离关系和方位关系的变化。因此，本文基于时间片的时空数据模型，分析移动区域间随时间变化的拓扑、距离和方位关系。在综合考虑时空拓扑关系、时空距离关系与时空方位关系的基础上，建立时空关系变化序列模型，并利用时空关系变化概念邻域图预测移动区域时空关系变化状态，为移动对象数据库及其预测分析提供理论基础。

本文针对二维欧氏空间内的移动区域对象，在基于时间片的时空数据模型基础上，分析移动区域间随时间变化的拓扑、距离和方位关系，提出了集成3类时空信息的时空关系变化序列表示模型，并建立了时空关系变化概念邻域图用于预测移动区域的时空关系变化。该方法可以有效刻画移动区域的动态时空特征，对移动对象时空特性研究具有重要意义。下一步的工作是研究相邻时间片的中间状态的时空关系变化过程、不同尺度下模糊移动区域的时空关系变化等。

2017年（第42卷）第12期

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编辑：邓国臣 dc_217@126.com