拓扑关系推理即区域间拓扑关系的推理,可由一组或多组拓扑关系推理得到其他拓扑关系。将上文得到的宽边界区域和简单区域间的11种拓扑关系图进行整理分析,可以制定出拓扑关系复合表,如表1所示。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 拓扑关系复合表 Table 1 Topological relation reasoning table f(A,B) f(A,C) f(B,C) PPI DR DR PO DR,PO,PP PPI DR,PO,PPI,EQ,PP EQ PP PP PP

表1 拓扑关系复合表 Table 1 Topological relation reasoning table

表中的f(A,B)表示A与B间的拓扑关系;f(A,C)表示A与C间的拓扑关系;f(B,C)表示B与C间的拓扑关系;DR表示相离;PO表示相交;PP表示被包含;EQ表示相等;PPI表示被插入到;由于 f( A, B)=PPI已经给定,可以根据f(A,C)或f(B,C)实现对应的推理和表示。

随着对海洋和陆地空间利用需求的不断增大,岛屿的旅游价值、资源潜力和军事意义逐渐凸显。高度准确的气象预报尤其是准确的大风预报作为岛屿必需的服务项目,对日常生产生活有着重要指导作用,因此为岛屿地区制定完备的抗台风预案十分重要。

在具体的拓扑关系模型建立中,岛屿地区可分为陆上区域和沿海区域,如图5所示。由于岛屿地区海上贸易频繁,海防、沿海旅游业、渔业和集装箱进出口等业务大多分布在沿海地区,因此本文着重以岛屿的沿海地区为对象,对其受台风影响的情形进行分析,如图6所示。

图5

Fig.5

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	图5 岛屿区域例图Fig.5 Hainan Island

图6

Fig.6

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	图6 台风强降水区域与岛屿沿海地区拓扑关系示意图Fig.6 Typhoon rainfall area with islands coastal areas of topological relations schematic diagram

值得注意的是,由于岛屿沿海有纵深且边界界定不明显,因此采用宽边界的模型。上述建立的台风降水与目标地区的拓扑关系模型是有具体实际意义并与上述所得的11种拓扑关系对应的。表2仅表示3例。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 拓扑关系对应 Table 2 Topological relations corresponding diagram 1 2 3

表2 拓扑关系对应 Table 2 Topological relations corresponding diagram

表中序号2的说明:序号2所示的是岛屿沿海区域与台风强降水区域的降水影响拓扑关系模型,其拓扑关系具体包括 PPI(A,B), PO(A,C), DR(B,C),它表示台风强降水区域C部分与岛屿陆上区域B相离,与岛屿的沿海区域A相交。即陆上地区B不会受到强降水的直接影响,但是沿海局部地区会因台风带来的降水而受灾害。于是,可启动对应级别的预案,通知海上船舶注意台风动向,适时停止海上作业,并提醒相关海域的过往船舶回港避风,保障沿海地区各项防御措施的实施,并密切关注气象部门发布的实时台风预报预警信息,以减轻灾害影响。

按照影响范围,台风对岛屿沿海区域的降水影响可分为:有局部影响、全境影响和无影响3种,即PPI( A, C)和EQ( A, C),DR( A, C)。根据上节建立的拓扑关系复合表(表1),可对岛屿沿海区域与台风强降水区域的降水影响进行全面推理。其中局部影响对应于图4中的拓扑关系图序号包括(b)(c)(e)(h)(j)(k)共6种,全局影响包括图序号(f)和(g)共2种,无影响的有(a)(d)(i)共3种。

建立了宽边界区域和简单区域间的交集模型,给出宽边界模型的约束条件并通过算法得到11种可实现的拓扑关系。在此基础上建立的台风-岛屿沿海地区降水拓扑关系模型可以备份目标地区可能发生的降水情形,为岛屿沿海地区抗台风工作提供了理论支持,有助于完善台风强降水预报和抗台风救灾机制。