模糊信息粒化理论在空间信息系统的地位的探讨

发布时间：2022-10-05 21:42 热度：

　　摘要：粒化是人类认识的基础概念之一，粒化是整体分解成部分。空间信息粒、粒的属性及其取值是人类粒化及处理空间信息的特点。模糊信息粒化理论正是受人类粒化信息的特点并据此进行推理而启发。该理论的出发点是广义约束概念。在TFIG中，主要的广义化方法有：模糊化(f-广义化)、粒化(g-广义化)以及这两种方式的结合模糊粒化(f,g-广义)。f,g-广义化使其与其它处理不确定性的方法相区别。本文着重就模糊信息理论在空间信息系统的不确定性的刻画、语义提取及语义共享、词语计算等方面的应用上进行了探讨。文章最后指出该理论等软计算方法是空间信息系统实现柔性化、智能化目标的一种工具。

　　关键词：空间信息;TFIG;词语计算

　　1 引言

　　人类认识的基础有三个基本概念为：粒化、组织及因果。粒化涉及到整体分解成部分;组织涉及到部分结合成整体;因果涉及到原因及结果的联系。一个物体的粒化产生一系列的粒，每个粒即为一簇点。空间信息系统涉及到纷繁复杂的空间信息，空间信息由空间信息粒组成。例如一个居民区是由房屋粒、道路粒、林地粒等组成。信息点粒由于难于区别或相似、或接近、或者由于某种功能结合在一起。因此在一定程度上可以说空间信息的结构是粒的结构，粒化在本质上是分层次的。

　　信息粒化(IG—Information Granulation)在众多的方法和技术中起着重要的作用，其信息粒是非模糊化的方式。但在人类的头脑中的空间信息及空间判断推理中所用到空间信息粒几乎可以说都是模糊的。例如林地和草地的界限、水域和陆地的界限不能截然确定，但在人脑中由于信息粒的模糊化作用，“界限”又似乎以一种“清晰”的方式存在。同样空间信息粒属性：如一块地段区位的优劣，是非常好、好、不好也不差、还是差，也是模糊的。从这个意义上来看，空间信息的粒是模糊的。粒、它们的属性及其取值是人类粒化及处理空间信息的特点。

　　2 信息粒化及模糊信息粒化

　　模糊信息粒化理论(TFIG-Theory of Fuzzy Information Granulation)正是受人类粒化信息的方式并据此进行推理的启发。模糊信息粒化理论的出发点是广义约束概念，一个粒由定义它的广义约束来刻画。粒的主要类型有可能粒、真实粒及概率粒。在TFIG 中，主要的广义化方法有：模糊化(f-广义化)、粒化(g-广义化)以及这两种方式的结合模糊粒化(f，g-广义)。语言变量、模糊“若—规则”及模糊图在模糊逻辑的应用上起着主导作用，并使模糊逻辑与其它处理不确定性的方法区别开来，而f，g广义是上述基本概念的基础。

　　3 模糊信息粒化在空间信息系统中的地位

　　模糊信息理论在空间信息系统的地位主要表现在不确定性的刻画、语义提取及语义共享、词语计算等多个方面的应用上。

　　3.1模糊信息理论与空间不确定性问题

　　空间信息系统中涉及到的不确定问题包含：

　　(1)一个物体的空间位置O(x，y，z);

　　(2)两个空间物体O1和O2的关系R(O1，O2);

　　(3)决定一个空间物体对一个集合的隶属关系O∈(1)A;

　　上述第一个问题指模糊粒自身，第二个问题是模糊粒间的关系，第三个问题是指模糊粒的层次问题。人类具有在不精确性、部分知识及部分真实的环境下作出合理的决策这一不同寻常的能力，而模糊信息粒化正是这种能力的基础。由于空间信息粒模糊性及复杂性，空间信息系统存在着多样的不确定性，在空间决策分析中，常用概率分布(一般是截然定义)来刻画。概率分布尽管是精确与严格的，但却存在着与现实的不一致性。主要原因是大部分现实中的概率不好定义或很难估值。如希望知道某个空间事件发生的概率是多少以便使我们的策略更优。概