Representation and Reasoning for Topological Relations between A Region with Broad Boundaries and A Simple Region on the Basis of RCC-8
本篇文章的主要研究内容是基于RCC-8理论来扩展9交集矩阵到27交集矩阵，以表示具有宽边界区域与简单区域之间的拓扑关系。研究提出了一种新的研究模型，用于表示宽边界区域与简单区域之间的23种拓扑关系，并给出了相应的拓扑关系图。此外，文章还进一步研究了27交集模型，并提供了概念邻域图和拓扑推理合成表，以验证这23种拓扑关系确实可以实现。
知识点如下：
1. RCC-8理论：RCC-8（Region Connection Calculus）是一种用于描述空间区域之间连接关系的理论，被广泛应用于地理信息系统（GIS）、人工智能（AI）和计算机科学领域。RCC-8理论主要由8个基本的关系来描述两个空间区域的拓扑性质，包括DC（Disconnection）、EC（External Connection）、PO（Partial Overlap）、EQ（Equal）、TPP（Tangential Proper Part）、TPPI（Tangential Proper Part Inverse）、NTPP（Non-Tangential Proper Part）、NTPPI（Non-Tangential Proper Part Inverse）。
2. 拓扑关系：拓扑关系指的是描述不同空间对象之间相互位置关系的属性，涉及的对象可以是点、线、面。拓扑关系在空间数据处理、地图表示、机器人导航、路径规划等领域具有重要应用。拓扑关系的特点是相对于平移、旋转、缩放等操作是保持不变的，它们关注的是空间对象之间的相对位置和邻接性。
3. 9交集矩阵：9交集模型是由Egenhofer和Franzosa提出的，用于描述两个简单空间区域的拓扑关系。它考虑了每个区域的内部、边界和外部三个部分，并通过计算这三个部分的交集来表示区域之间的关系。9交集矩阵是一个3x3的矩阵，每个元素代表两个区域相应部分的交集情况，共有8种可能的非空交集结果，用以描述两个空间区域的拓扑关系。
4. 宽边界区域：传统上，区域边界被视作线性几何意义的界线，而宽边界区域指的是具有宽度和面积的边界区域，即边界不再是纯几何意义的线。这种区域在现实世界的地图中非常常见，例如海岸线、边界线等都可能具有一定的宽度。
5. 27交集矩阵：文章提出了一种基于RCC-8理论的27交集矩阵，将9交集矩阵扩展到更详细地描述具有宽边界区域与简单区域之间可能的拓扑关系。这种扩展增加了对宽边界区域之间关系的描述能力。
6. 概念邻域图和拓扑推理合成表：为了进一步研究27交集模型，并验证所提出的23种拓扑关系的实现，作者提供了概念邻域图和拓扑推理合成表。这些工具可以用于辅助理解各种空间拓扑关系的逻辑结构，并且提供了一种形式化表示和推理这些关系的方法。
通过上述研究，可以更精确地描述和理解具有宽边界区域与简单区域之间的复杂拓扑关系，从而为地理信息系统的分析、处理及人工智能的知识表示和推理提供了一种新的工具和方法。文章中提及的国家自然科学基金和吉林农业大学的青年基金支持了这一研究项目的开展，表明该研究得到了中国国家和学术机构的重视和支持。
