专利名称：一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法
技术领域：
本发明属于地理信息技术领域，特别涉及一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法。
背景技术：
空间方向关系与空间距离、空间拓扑关系一样，是GIS (地理信息系统)的重要理论问题。在地理信息系统的空间数据建模、空间查询、空间分析、空间推理、制图综合、地图解译等过程中起着重要的作用。国内外学者针对空间方向关系问题进行了大量研究，如精确数据空间方向关系的表达模型、模糊空间对象(不确定地理目标)空间方向关系表达模型、多尺度下顾及空间数据简化不确定性的空间方向关系模型，这些研究成果一方面建立符合人类认知的空间方向关系系统，另一方面建立空间方向关系表达(计算)模型用于确定具体对象的空间方向关系，而很少研究空间方向关系表达的确定程度。但是，对空间方向关系不确定性的认识和评价是科学、客观的空间方向关系认知的前提。在实际应用中，空间方向关系是利用确定的空间方向关系表达模型通过空间数据直接计算出来的，空间数据存在不确定性，空间方向关系也就必然存在不确定性；另外，方向系统划分的粒度不同，空间目标方向关系的确定程度也不一样。粗集是一种不确定性数据分析工具，在揭示和表达多层次(或粒度)的空间知识方面具有较大的优势，然而空间方向关系系统的划分存在多层次(或粒度)性，如4方向系统、8方向系统、16方向系统等。将方向关系模型用粗集进行表达，将粗集不确定性的数值特征应用于多粒度空间方向关系的粗集表达的不确定性度量中，就是评定多粒度空间方向关系不确定性大小的具体数值指标。因此，引入粗集理论进行近似表达和评价多粒度空间方向关系的不确定性具有可操作性和应用空间，但目前尚未有相关研究出现。
发明内容
本发明目的在于提供一种应用粗集理论评价多粒度空间方向关系不确定性的方法。本发明所提供一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法，包括以下步骤步骤1，确定参考目标，建立多粒度划分的空间方向关系锥形模型；步骤2，确定源目标，针对源目标的位置不确定性，构建源目标位置不确定性的粗集表达模型；步骤3，确定源目标粗集表达在多粒度空间方向关系锥形模型中的粗集描述；步骤4，多粒度空间方向关系不确定性度量。而且，步骤I中定义参考目标0，参考目标节点坐标为ys_1；xs, ys)，s为参考目标节点的个数，s ^ I ;建立空间方向关系锥形模型的过程包括以下子步骤，
步骤1. 1，定义参考目标0的质心C(Xc;，y。)为方向参考系统的中心，当s = 1时,参考目标为点，(XuyJ就是方向参考系统的中心；当S > 1时，参考目标为线或面，假定线或面是均质的，其质心计算公式为
权利要求
1.一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法，其特征在于，包括以下步骤步骤1，确定参考目标，建立多粒度划分的空间方向关系锥形模型；步骤2，确定源目标，针对源目标的位置不确定性，构建源目标位置不确定性的粗集表达模型；步骤3，确定源目标粗集表达在多粒度空间方向关系锥形模型中的粗集描述；步骤4，多粒度空间方向关系不确定性度量。
2.根据权利要求1所述的基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法，其特征在于步骤I中定义参考目标0，参考目标节点坐标为(X1, Y1, X2, y2, ···, Xs-!, ys-!, xs, ys), s为参考目标节点的个数，s ^ I ;建立空间方向关系锥形模型的过程包括以下子步骤，步骤1. 1，定义参考目标O的质心C(Xc^ye)为方向参考系统的中心，当s = I时,参考目标为点，(Xpy1)就是方向参考系统的中心；当s > I时，参考目标为线或面，假定线或面是均质的，其质心计算公式为
3.根据权利要求2所述的一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法，其特征在于步骤2中定义源目标A,源目标节点坐标为(X1, Y1, X2, y2, ···, Xm, yt_!, xt, yt), t为源目标节点的个数，I ;假定各节点位置误差相同且不相关，各节点位置误差为ε ;构建源目标位置不确定性的粗集表达模型的过程包括以下子步骤，步骤2. 1，判断源目标A的数据类型，当t = I时，源目标为点，转入执行步骤2. 2 ;当t =2时，源目标为直线段，转入执行步骤2. 3 ;当t > 2且X1古Xt或yi古yt时，源目标为折线段，转入执行步骤2. 4 ;当t > 2且X1 = Xt和yi = yt时，源目标为呈平面多边形的面目标，转入执行步骤2. 5 ;执行步骤2. 2,2. 3,2. 4或2. 5后进入步骤3 ；步骤2. 2，建立点目标A的粗集模型Bn (A)，包括以下子步骤，步骤2. 2. 1，将点目标A的数据格式转换为栅格数据Pa ；步骤2. 2. 2，确定栅格数据Pa的粗集表达结果，
4.根据权利要求3所述的一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法，其特征在于步骤3包括以下子步骤，步骤3. 1，定义方向关系论域空间和知识库，包括设论域空间U为以C(x。，yc)为圆心的圆形区域，R是U上的一族基于方向划分的等价关系，令K= (U, R)为方向关系知识库，U/R =IO1, O2，…，OJ，On为基于锥形模型以C(Xc;，y。)为参考点对U划分的η个方向区域；步骤3. 2，确定源目标上、下近似与方向区域的隶属关系，建立源目标上近似和下近似分别位于各粒度划分方向系统中的方向关系集合，包括具有位置不确定性的对象A相对于参考点C(x。，y。)的方向关系Rqa的下粗近似集Em和上粗近似集/itt1.
5.根据权利要求4所述的一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法，其特征在于步骤4包括以下子步骤，步骤4.1，确定源目标在各方向系统中的近似精度a E (Roa)和粗糙度P E (Roa)，D = IU/卜I式七
全文摘要
本发明公开一种基于粗集的多粒度空间方向关系不确定性评价方法。该方法提出从空间方向关系不确定性的来源出发，基于粗集在揭示和表达多层次(或粒度)的空间知识方面具有的优势，在充分分析空间方向关系确立与粗集关系的基础上，根据源目标位置不确定性对空间方向关系不确定性的影响，分别在源目标为点、线、面的情况下定义了源目标的多粒度空间方向关系的粗集表达，并定义了基于知识(方向关系)含量的粗糙度和近似精度来评价多粒度空间方向关系的不确定性，为多粒度空间方向关系不确定性的评价构建提供了一种有效的评价方法。
文档编号G06F19/00GK103034782SQ20121052351
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者徐丰, 牛继强 申请人:徐丰, 牛继强