13,079 research outputs found

    Geospatial Narratives and their Spatio-Temporal Dynamics: Commonsense Reasoning for High-level Analyses in Geographic Information Systems

    Full text link
    The modelling, analysis, and visualisation of dynamic geospatial phenomena has been identified as a key developmental challenge for next-generation Geographic Information Systems (GIS). In this context, the envisaged paradigmatic extensions to contemporary foundational GIS technology raises fundamental questions concerning the ontological, formal representational, and (analytical) computational methods that would underlie their spatial information theoretic underpinnings. We present the conceptual overview and architecture for the development of high-level semantic and qualitative analytical capabilities for dynamic geospatial domains. Building on formal methods in the areas of commonsense reasoning, qualitative reasoning, spatial and temporal representation and reasoning, reasoning about actions and change, and computational models of narrative, we identify concrete theoretical and practical challenges that accrue in the context of formal reasoning about `space, events, actions, and change'. With this as a basis, and within the backdrop of an illustrated scenario involving the spatio-temporal dynamics of urban narratives, we address specific problems and solutions techniques chiefly involving `qualitative abstraction', `data integration and spatial consistency', and `practical geospatial abduction'. From a broad topical viewpoint, we propose that next-generation dynamic GIS technology demands a transdisciplinary scientific perspective that brings together Geography, Artificial Intelligence, and Cognitive Science. Keywords: artificial intelligence; cognitive systems; human-computer interaction; geographic information systems; spatio-temporal dynamics; computational models of narrative; geospatial analysis; geospatial modelling; ontology; qualitative spatial modelling and reasoning; spatial assistance systemsComment: ISPRS International Journal of Geo-Information (ISSN 2220-9964); Special Issue on: Geospatial Monitoring and Modelling of Environmental Change}. IJGI. Editor: Duccio Rocchini. (pre-print of article in press

    A qualitative approach to the identification, visualisation and interpretation of repetitive motion patterns in groups of moving point objects

    Get PDF
    Discovering repetitive patterns is important in a wide range of research areas, such as bioinformatics and human movement analysis. This study puts forward a new methodology to identify, visualise and interpret repetitive motion patterns in groups of Moving Point Objects (MPOs). The methodology consists of three steps. First, motion patterns are qualitatively described using the Qualitative Trajectory Calculus (QTC). Second, a similarity analysis is conducted to compare motion patterns and identify repetitive patterns. Third, repetitive motion patterns are represented and interpreted in a continuous triangular model. As an illustration of the usefulness of combining these hitherto separated methods, a specific movement case is examined: Samba dance, a rhythmical dance will? many repetitive movements. The results show that the presented methodology is able to successfully identify, visualize and interpret the contained repetitive motions

    A qualitative calculus for moving point objects constrained by networks

    Get PDF
    Continu bewegende objecten vormen een belangrijk studieobject in een groot aantal domeinen. Enkele voorbeelden zijn: een bioloog die het verplaatsinggedrag van een kudde dieren wil bestuderen, een verkeersplanner die de bewegingen van auto’s wil volgen en een sportwetenschapper die de onderlinge interacties van voetballers tijdens een wedstrijd wil analyseren. Vanuit geometrisch standpunt, concentreren de meeste toepassingen zich op de positionele beweging van het voorwerp zelf waardoor bewegende objecten meestal tot punten worden vereenvoudigd. De recente evoluties in diverse plaatsbepalingstechnieken (GPS, GSM, ...) laten toe grote hoeveelheden dergelijke bewegende puntobjecten op te meten en op te slaan. Er is al heel wat onderzoek verricht in het genereren, indexeren, en modelleren en bevragen van bewegende objecten in tijdruimtelijke databanken. Redeneren over de relaties tussen bewegende puntobjecten echter vormt nog maar sinds kort het voorwerp van onderzoek, vooral het redeneren binnen een kwalitatief kader. Nieuwe technieken binnen informatiesystemen, zoals Geografische Informatiesystemen (GIS), zouden echter veel meer kwalitatieve methodes moeten hanteren. Aangezien mensen verkiezen te communiceren in kwalitatieve termen, zouden dergelijke systemen dichter komen bij de manier waarop informatie wordt meegedeeld. Wat GIS betreft, passen deze ideeën volledig binnen het onderzoeksdomein van de Naïeve Geografie (Naive Geography). Door hun populariteit, wordt een GIS niet alleen meer door domeinspecialisten gebruikt (b.v. Google Earth, systemen voor autonavigatie). Het gebruik van kwalitatieve methodes binnen informatiesystemen zou de toegankelijkheid moeten verzekeren voor een brede waaier gebruikers. Aangezien redeneren over bewegingen een belangrijk onderdeel vormt van het alledaagse menselijke kennisvermogen, is er een duidelijke behoefte om een kwalitatieve ‘bewegingscalculus’ te ontwikkelen. In het domein van kwalitatief ruimtelijk redeneren is Mereotopologie het meest onderzochte studiegebied. Volgens het 9-Intersectie Model (9-Intersection Model) echter zijn er slechts twee triviale topologische relaties tussen twee puntobjecten: de objecten zijn ofwel co-incident ofwel disjunct. Aangezien bewegende objecten in de realiteit meestal niet samenvallen, en topologische modellen geen verder onderscheid kunnen maken tussen disjuncte objecten, zijn deze calculi in het geval van bewegende puntobjecten niet expressief genoeg. Een typisch voorbeeld is het geval waar twee vliegtuigen zich in een gescheiden relatie bevinden. Het is noodzakelijk om te weten of deze beide vliegtuigen in deze relatie kunnen blijven, zoniet kunnen de gevolgen catastrofaal zijn. De Kwalitatieve Traject Calculus (Qualitative Trajectory Calculus: QTC), geïntroduceerd door Van de Weghe, is op dit vlak expressiever. QTC beschrijft en redeneert over kwalitatieve relaties tussen disjuncte continu bewegende puntobjecten. In Van de Weghe, worden twee soorten QTC geïntroduceerd. De basiscalculus (QTC-Basic: QTCB) beschrijft de onderlinge relaties tussen bewegende puntobjecten met behulp van afstandsvergelijkingen, terwijl QTC-Dubbel Kruis (QTC-Double Cross: QTCC) de relaties beschrijft via een referentieframe bestaande uit drie referentielijnen in de vorm van een dubbel kruis. Moreira et al. maken een onderscheid tussen twee soorten bewegende objecten: voorwerpen die in de vrije ruimte kunnen bewegen (b.v. een vogel die door de lucht vliegt) en voorwerpen die in hun bewegingsvrijheid beperkt worden (b.v. een trein kan enkel op het spoorwegnetwerk bewegen). Een groot aantal bewegingen worden duidelijk begrensd door een netwerk (binnenschepen kunnen enkel varen op kanalen en sommige rivieren, auto’s rijden op straatnetwerken, enz.). Daarom is de hoofddoelstelling van dit proefschrift het uitbreiden van de QTC theorie naar objecten die enkel op netwerken kunnen bewegen. Met andere woorden, het doel is een kwalitatieve calculus op te stellen die het mogelijk maakt om relaties tussen bewegende puntobjecten die enkel op netwerken kunnen bewegen te beschrijven en te onderzoeken: De Kwalitative Traject Caculus op Netwerken (QTCN). Een tweede doelstelling bestaat erin om een eerste aanzet te geven tot de taalkundige en cognitieve bruikbaarheid en geschiktheid van QTC

    A survey of qualitative spatial representations

    Get PDF
    Representation and reasoning with qualitative spatial relations is an important problem in artificial intelligence and has wide applications in the fields of geographic information system, computer vision, autonomous robot navigation, natural language understanding, spatial databases and so on. The reasons for this interest in using qualitative spatial relations include cognitive comprehensibility, efficiency and computational facility. This paper summarizes progress in qualitative spatial representation by describing key calculi representing different types of spatial relationships. The paper concludes with a discussion of current research and glimpse of future work

    Network geography: relations, interactions, scaling and spatial processes in GIS

    Get PDF
    This chapter argues that the representational basis of GIS largely avoidseven the most rudimentary distortions of Euclidean space as reflected, forexample, in the notion of the network. Processes acting on networks whichinvolve both short and longer term dynamics are often absent from GIscience. However a sea change is taking place in the way we view thegeography of natural and man-made systems. This is emphasising theirdynamics and the way they evolve from the bottom up, with networks anessential constituent of this decentralized paradigm. Here we will sketchthese developments, showing how ideas about graphs in terms of the waythey evolve as connected, self-organised structures reflected in theirscaling, are generating new and important views of geographical space.We argue that GI science must respond to such developments and needs tofind new forms of representation which enable both theory andapplications through software to be extended to embrace this new scienceof networks

    The Translocal Event and the Polyrhythmic Diagram

    Get PDF
    This thesis identifies and analyses the key creative protocols in translocal performance practice, and ends with suggestions for new forms of transversal live and mediated performance practice, informed by theory. It argues that ontologies of emergence in dynamic systems nourish contemporary practice in the digital arts. Feedback in self-organised, recursive systems and organisms elicit change, and change transforms. The arguments trace concepts from chaos and complexity theory to virtual multiplicity, relationality, intuition and individuation (in the work of Bergson, Deleuze, Guattari, Simondon, Massumi, and other process theorists). It then examines the intersection of methodologies in philosophy, science and art and the radical contingencies implicit in the technicity of real-time, collaborative composition. Simultaneous forces or tendencies such as perception/memory, content/ expression and instinct/intellect produce composites (experience, meaning, and intuition- respectively) that affect the sensation of interplay. The translocal event is itself a diagram - an interstice between the forces of the local and the global, between the tendencies of the individual and the collective. The translocal is a point of reference for exploring the distribution of affect, parameters of control and emergent aesthetics. Translocal interplay, enabled by digital technologies and network protocols, is ontogenetic and autopoietic; diagrammatic and synaesthetic; intuitive and transductive. KeyWorx is a software application developed for realtime, distributed, multimodal media processing. As a technological tool created by artists, KeyWorx supports this intuitive type of creative experience: a real-time, translocal “jamming” that transduces the lived experience of a “biogram,” a synaesthetic hinge-dimension. The emerging aesthetics are processual – intuitive, diagrammatic and transversal

    Fuzzy Spatio-temporal Relations Analysis

    Full text link

    New directions in the analysis of movement patterns in space and time

    Get PDF
    corecore