曹一冰，華一新，郭邵萌

（1. 信息工程大學(xué) 地理空間信息學(xué)院，河南 鄭州 450001；2. 黃河水文水資源科學(xué)研究院，河南 鄭州 450004）

0 引 言

傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)經(jīng)過50多年的發(fā)展，已經(jīng)建立起了成熟的基礎(chǔ)理論、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用平臺，無論是在數(shù)據(jù)源的支持種類、數(shù)據(jù)的管理能力、信息的分析和計算能力、結(jié)果的可視化表達(dá)方式、系統(tǒng)的應(yīng)用模式、人機(jī)的交互方式等方面都取得了長足的發(fā)展[1]。廣泛應(yīng)用于資源與環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害評估與應(yīng)急響應(yīng)、城市規(guī)劃與建設(shè)管理、醫(yī)療衛(wèi)生與軍事行動等領(lǐng)域，揭示了各種事物與現(xiàn)象的空間分布特征和動態(tài)變化規(guī)律，為人們更好地解決以空間位置為特征的應(yīng)用問題提供了技術(shù)支撐[2]。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新興IT技術(shù)的出現(xiàn)和蓬勃發(fā)展，傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，各大地理信息系統(tǒng)平臺廠商通過對服務(wù)端平臺產(chǎn)品的重構(gòu)和擴(kuò)展，已經(jīng)能夠支持大數(shù)據(jù)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)，如ESRI對ArcGIS for Server產(chǎn)品進(jìn)行重構(gòu)，在10.5版本中推出了新一代ArcGIS服務(wù)端產(chǎn)品ArcGIS Enterprise，提供對矢量、表格、柵格和影像的大數(shù)據(jù)分析能力以及實(shí)時大數(shù)據(jù)的接入、存儲、可視化和分析能力[3]，但是這種擴(kuò)展方式并沒有從根本上改變GIS以地圖為模板的間接建模方式，難以對現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)體對象進(jìn)行全方位的描述，特別是不能滿足描述現(xiàn)實(shí)世界動態(tài)變化和多能自主的要求，不能描述時空實(shí)體的自主認(rèn)知和行為特征。

在這樣的背景下，文獻(xiàn)[2]提出了全空間信息系統(tǒng)的概念，提出了構(gòu)建無所不在的空間信息系統(tǒng)世界的構(gòu)想和泛在空間的概念。文獻(xiàn)[4]進(jìn)一步明確了全空間信息系統(tǒng)的基本概念和基本特征，提出了多粒度時空對象的基本概念，明確了采用多粒度時空對象構(gòu)建全空間信息系統(tǒng)的研究思路及其關(guān)鍵問題。文獻(xiàn)[1]分析了傳統(tǒng)GIS空間數(shù)據(jù)模型的不足，提出了多粒度時空對象數(shù)據(jù)模型的概念和描述框架，明確了多粒度時空對象數(shù)據(jù)模型的建模思路。通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)的分析可知，多粒度時空對象數(shù)據(jù)模型具有多粒度、多類型、多形態(tài)、多參照系、多元關(guān)聯(lián)、多維動態(tài)、多能自主7個特點(diǎn)，需要從時空參照、空間位置、空間形態(tài)、組成結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)關(guān)系、認(rèn)知特征、行為特征和屬性特征8個方面對其進(jìn)行描述[1]，其中行為特征作為描述框架的一個重要方面，將其抽象并進(jìn)行描述能夠更好地體現(xiàn)時空實(shí)體的多維動態(tài)和多能自主特點(diǎn)，可以將傳統(tǒng)GIS中靜態(tài)的、孤立的、被動的對象轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)的、聯(lián)動的、自主的多粒度時空對象，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一個“活”的全空間信息系統(tǒng)。

傳統(tǒng)GIS的研究基本不涉及行為特征，而是采用一組與數(shù)據(jù)一起存儲于地理數(shù)據(jù)庫中的規(guī)則來表達(dá)地理要素的動態(tài)方面，規(guī)則的增、刪、改并不會影響原始數(shù)據(jù)的完整性，全空間信息系統(tǒng)中則直接采用對象化的方式組織空間和非空間數(shù)據(jù)，能夠?qū)ο筮M(jìn)行全方位的描述，行為特征作為描述對象的一個方面，能夠更加靈活地實(shí)現(xiàn)在信息空間中構(gòu)建一個動態(tài)的現(xiàn)實(shí)世界的目的。

本文面向全空間信息系統(tǒng)，基于多粒度時空對象，對行為特征的基礎(chǔ)理論和描述方法展開探索性研究，主要包括：多粒度時空對象行為的基本概念、行為的觸發(fā)方式、行為的分類方式、行為的描述框架、行為能力的描述方法、環(huán)境影響因素的描述方法、行為觸發(fā)條件的描述方法、行為作用對象的描述方法、行為計算模型的描述方法等，以期對后續(xù)行為特征的研究提供基礎(chǔ)理論指導(dǎo)。

1 多粒度時空對象行為特征概述

多粒度時空對象的行為特征是描述全空間信息系統(tǒng)中不同對象之間聯(lián)動與響應(yīng)、接受與傳播的重要方面，是體現(xiàn)時空對象相互作用、動態(tài)變化、多能自主的核心。通過對行為的基本概念及特點(diǎn)、觸發(fā)方式、分類方式和描述框架的全方位闡述，可以為行為的形式化描述奠定理論基礎(chǔ)。

1.1 多粒度時空對象行為的基本概念

多粒度時空對象的行為是指實(shí)體對象具有的引起自身或其他外部對象（包括外部環(huán)境）狀態(tài)變遷的能力，也是實(shí)體對象隨著時間推移，在內(nèi)在規(guī)律和外部干擾下的表現(xiàn)（動作）。內(nèi)在規(guī)律指的是實(shí)體對象在全空間場景中所遵循的規(guī)則，如自身的物理特性等，外部干擾指的是各種外部干擾因素，包括外部環(huán)境的自然規(guī)律（重力、風(fēng)力、溫度、物體間的相互作用力等）和其他時空對象的刺激[5]。

從多粒度時空對象行為的定義可以看出，行為包含兩個方面的內(nèi)容：從行為的產(chǎn)生機(jī)理角度來看，行為是對象具有的某種能力，包含在具體的時空對象中，能夠?qū)ψ陨砘蛘咂渌麜r空對象施加影響動作，影響自身的過程體現(xiàn)為響應(yīng)，影響其他時空對象或環(huán)境的過程體現(xiàn)為控制；從行為的外在表現(xiàn)角度來看，行為是實(shí)體對象執(zhí)行的某種動作，是行為觸發(fā)的結(jié)果，是對象能力的外化。與傳統(tǒng)實(shí)體對象的行為相比，多粒度時空對象的行為具有以下特點(diǎn)：

1）多粒度特性。多粒度體現(xiàn)時空對象的組成與分解，當(dāng)認(rèn)知和表達(dá)對象的角度發(fā)生變化時，對象就在多個粒度之間無縫切換，對象的各個方面都可能會發(fā)生變化[6]。行為特征作為多粒度時空對象8個描述方面之一并不隨著對象粒度的變化而發(fā)生變化，但是具有行為特征的主體對象會發(fā)生變化，如戰(zhàn)斗機(jī)隨著場景的不同可能會有集群、圖標(biāo)、模型等多個粒度，當(dāng)粒度切換時戰(zhàn)斗機(jī)始終持有打擊行為，但是打擊行為的主體對象分別為集群、圖標(biāo)（單個戰(zhàn)斗機(jī)對象）、模型（子對象炸彈）。此外，對象的行為不僅可以通過其父對象繼承而來，還可以通過組合子對象進(jìn)而獲取子對象的行為，具體行為的實(shí)施和效果由子對象來決定，如皮卡具有運(yùn)動行為沒有打擊行為，但是將皮卡和機(jī)槍組合后，皮卡就獲得了打擊行為，其打擊效果實(shí)際上是由掛載的機(jī)槍來決定。

2）動態(tài)變化特性。行為會隨著時空對象所處的時間和空間環(huán)境的變化而變化。隨時間變化方面，行為在對象的全生命周期中是動態(tài)變化的，這種變化不僅體現(xiàn)在一種行為的強(qiáng)弱變化，還體現(xiàn)在不同行為的獲取和消亡，如戰(zhàn)斗機(jī)在有彈載的情況下具有打擊行為，當(dāng)無彈載時就失去了打擊行為，同時戰(zhàn)斗機(jī)掛載不同的炸彈其打擊行為的強(qiáng)弱也是不同的；隨空間環(huán)境變化方面，行為隨著對象所處空間位置和環(huán)境因素的不同而發(fā)生變化，如汽車的運(yùn)動行為會隨著道路路面狀況的不同而變化（公路、山路、草地等），同時還受風(fēng)力等環(huán)境因素的影響。

3）方向傳導(dǎo)特性。對象的行為并不是孤立的，而是存在相互影響，有時還會產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，也就是說行為具有傳導(dǎo)特性，行為的傳導(dǎo)具有方向性，可以依據(jù)對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系采用單向或定向的方式傳導(dǎo)，如雷達(dá)探測到目標(biāo)后向?qū)楆嚨匕l(fā)送消息的信息傳輸行為，可能會引發(fā)導(dǎo)彈的發(fā)射、飛行和打擊行為，也可以采用廣播的方式傳導(dǎo)；如導(dǎo)彈的打擊行為，會按照一定的計算模型傳遞給其打擊范圍內(nèi)的所有對象，對象根據(jù)毀傷效果和自身的抗打擊能力決定是否觸發(fā)其狀態(tài)變化行為（位置和形態(tài)的變化等）。

4）多能自主特性。多能體現(xiàn)在多粒度時空對象在其生命周期中可以具有多種類別的行為，如獲取信息、處理信息、傳遞信息、調(diào)整狀態(tài)、實(shí)施動作等行為，自主體現(xiàn)在多粒度時空對象具有自我控制和自主決策能力，會根據(jù)外界的刺激和所處的環(huán)境決定執(zhí)行的動作。

在全空間信息系統(tǒng)中并不是所有的對象都具有行為特征，有些對象雖然其狀態(tài)也隨著時間的推移發(fā)生變化，但是這些變化完全是被動的，這類對象主要是現(xiàn)實(shí)世界中沒有生命和智能的實(shí)體，如機(jī)場、地形、陣地、建筑物、物資、給養(yǎng)等，他們是交互的接收者，不能通過行為主動地去影響和改變自身或其他對象的狀態(tài)和行為。本文的研究對象主要針對全空間場景中具有行為特征的實(shí)體對象，這類實(shí)體對象具有時間、空間、屬性、形態(tài)、關(guān)系等多元特征，并且是可以感知、表達(dá)和量化的。

1.2 多粒度時空對象行為的觸發(fā)方式

行為的觸發(fā)方式是指引起多粒度時空對象行為執(zhí)行的方式，根據(jù)行為執(zhí)行方式的不同可以將行為的觸發(fā)方式分為：時間觸發(fā)、規(guī)則觸發(fā)、事件/消息觸發(fā)和狀態(tài)觸發(fā)，如圖1所示。

圖1 行為的觸發(fā)方式Fig.1 Trigger mode of behaviors

時間觸發(fā)方式：場景運(yùn)行到一定的時間節(jié)點(diǎn)，時空對象自動觸發(fā)相關(guān)的行為或者時空對象根據(jù)固定的時間間隔觸發(fā)某個行為，如定時炸彈的爆炸，雷達(dá)按固定頻率發(fā)射電磁波等行為的觸發(fā)。

規(guī)則觸發(fā)方式：時空對象需要滿足若干條件時才能觸發(fā)相關(guān)的行為，如電子眼判定闖紅燈，攝像頭需要拍到車輪越過停車線、經(jīng)過路口、通過路口三張照片才能認(rèn)定車輛闖紅燈，并觸發(fā)信息傳輸行為，修改數(shù)據(jù)庫中的信息，缺一張照片都不能認(rèn)定闖紅燈。

事件/消息觸發(fā)方式：又可細(xì)分為事件觸發(fā)和消息觸發(fā)。事件觸發(fā)是由用戶通過外接設(shè)備觸發(fā)，全空間信息系統(tǒng)能夠感受到用戶觸發(fā)的事件，并將事件轉(zhuǎn)換為特定的消息發(fā)送到系統(tǒng)的消息隊(duì)列中，然后根據(jù)消息觸發(fā)對象的行為；消息觸發(fā)是直接根據(jù)消息隊(duì)列中的消息觸發(fā)對象的行為，消息的來源有3種（全空間信息系統(tǒng)產(chǎn)生、事件轉(zhuǎn)換產(chǎn)生、其他消息產(chǎn)生）。從本質(zhì)上講這兩種方式類似，都具有源對象和目標(biāo)對象，比較常見，大部分行為的觸發(fā)方式都屬于這一類。

狀態(tài)觸發(fā)方式：時空對象在自身狀態(tài)發(fā)生變化時觸發(fā)相關(guān)的行為，如水由固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)時引起的運(yùn)動行為。

1.3 多粒度時空對象行為的分類

行為分類是對多粒度時空對象的行為特征進(jìn)行形式化描述的基礎(chǔ)，決定著行為能力參數(shù)、環(huán)境影響因素、行為觸發(fā)條件的內(nèi)容和取值。考慮到時空對象的行為類型多樣，特征復(fù)雜，以及考察視角的不同，為了盡量涵蓋時空對象的所有行為[7]，本文從行為的產(chǎn)生結(jié)果出發(fā)，對多粒度時空對象的行為進(jìn)行分類，可以將行為劃分為：信息傳輸行為和狀態(tài)變化行為兩大類，每一大類又包含若干小類，如圖2所示。

圖2 基于結(jié)果的行為分類Fig.2 Behavior classif i cation based on behavior results

信息傳輸行為：這類行為不引起時空對象各方面狀態(tài)的變化，可分為信息發(fā)送行為和信息接收行為。信息發(fā)送行為是時空對象根據(jù)內(nèi)部機(jī)制、外部環(huán)境或者其他對象的觸發(fā)產(chǎn)生的對外發(fā)送特定格式信息的行為，信息的發(fā)送方式包括廣播、單向、定向等，如雷達(dá)發(fā)射電磁波、傳感器告警通知、長機(jī)和僚機(jī)的協(xié)同等行為；信息接收行為是時空對象根據(jù)內(nèi)部機(jī)制具有的接收和解析特定格式信息的行為，這類行為主要用來感知外界的變化，根據(jù)認(rèn)知的結(jié)果決定對象的動作。如雷達(dá)接收物體反射的電磁波、陸海空協(xié)同作戰(zhàn)等行為。

狀態(tài)變化行為：對象行為觸發(fā)后引起自身或者其他時空對象空間位置、空間姿態(tài)、空間形態(tài)、關(guān)聯(lián)關(guān)系、組成結(jié)構(gòu)、屬性特征中的一個或多個狀態(tài)發(fā)生變化的行為，又可分為位姿變化行為、形態(tài)變化行為、關(guān)系變化行為、組成分解行為、屬性變化行為和復(fù)合變化行為。位姿變化行為是對象行為觸發(fā)后引起自身或者其他時空對象空間位置或者空間姿態(tài)（俯仰角、偏航角、滾轉(zhuǎn)角）發(fā)生變化的行為，如汽車行駛、飛機(jī)轉(zhuǎn)彎飛行等行為；形態(tài)變化行為是對象行為觸發(fā)后引起自身或者其他時空對象形態(tài)發(fā)生變化的行為，如對象碰撞、道路擴(kuò)建、動植物的生長等行為；關(guān)系變化行為是對象行為觸發(fā)后引起兩個或多個對象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系發(fā)生變化的行為，如飛機(jī)隨著飛行位置的不同切換地面管制單位保持通話、對象消亡引起的指揮關(guān)系變化等行為；組成分解行為是對象行為觸發(fā)后引起自身或者其他時空對象組成結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的行為，如航天器的解體、星箭分離等行為；屬性變化行為是對象行為觸發(fā)后引起自身或者其他時空對象屬性特征發(fā)生變化的行為，如傳感器采集信息的更新等行為；復(fù)合變化行為是行為觸發(fā)后引起自身或者其他時空對象的多個特性同時發(fā)生變化的行為，如炸彈的爆炸會同時引起其他對象的位置、姿態(tài)、形態(tài)、關(guān)系和屬性中的某幾個方面發(fā)生變化。

1.4 多粒度時空對象行為特征的描述框架

由于多粒度時空對象的行為具有動態(tài)變化、方向傳導(dǎo)和多能自主特性，考慮到行為的觸發(fā)方式和分類方式，需要從以下6個方面對行為特征進(jìn)行全方位的描述，如圖3所示。

圖3 多粒度時空對象行為特征的描述框架Fig.3 Description frame of behavior characteristics of spatial-temporal objects of multi-granularity

行為類型主要描述行為的類別，行為類別的不同會影響行為特征其他5個方面的內(nèi)容；行為能力主要描述行為的各種能力以及能力的取值和范圍；環(huán)境影響因素主要描述環(huán)境因素對行為能力的影響效能；行為觸發(fā)條件主要描述引起行為動作執(zhí)行的條件，包括觸發(fā)方式和觸發(fā)參數(shù)；行為作用對象主要描述行為觸發(fā)后影響的全空間運(yùn)行系統(tǒng)中的對象集合；行為計算模型是對象行為動作執(zhí)行的決策模塊，決定著行為產(chǎn)生的結(jié)果。其中行為能力、環(huán)境影響因素和行為觸發(fā)條件的描述體現(xiàn)了行為的動態(tài)變化特性，行為作用對象的描述體現(xiàn)了行為的方向傳導(dǎo)特性，行為計算模型的描述體現(xiàn)了行為的多能自主特性。

2 多粒度時空對象行為特征的形式化描述

多粒度時空對象行為特征的形式化描述即行為建模，是探索一種能夠盡可能貼近真實(shí)時空實(shí)體行為特征的表達(dá)模型，使構(gòu)造時空對象的人能夠按照這種模型方便地構(gòu)造一個數(shù)字世界中行為上真實(shí)的時空對象[8]。行為建模的主要目標(biāo)是對全空間中時空實(shí)體的行為進(jìn)行準(zhǔn)確建模，使得能在計算機(jī)上對其進(jìn)行再現(xiàn)和驅(qū)動[9]。

行為在時空對象的全生命周期中是動態(tài)變化的，這種變化不僅體現(xiàn)在一種行為的強(qiáng)弱變化，還體現(xiàn)在不同行為的獲取和消亡。行為的強(qiáng)弱主要通過行為能力參數(shù)和環(huán)境影響因素來決定，行為在多粒度時空對象數(shù)據(jù)模型中以集合的形式進(jìn)行表達(dá)，在對象的全生命周期中隨著對象行為的變化，集合會同步地增加、刪除和更新元素。每一類行為都是由行為類型BehaviorType、行為名稱BehaviorName、行為能力參數(shù)Parameters、環(huán)境影響因素Conditions、行為觸發(fā)條件Triggers、行為作用對象Receptors、行為計算模型Models組成、多粒度時空對象行為特征的總體形式化描述實(shí)例為：

Behaviors=[{BehaviorType,BehaviorName,[P arameters],[Conditions],Triggers,[Receptors],[Models]}, {BehaviorType,BehaviorName,[Parameters],[Conditions],Triggers,[Receptors],[Models]},…]

從實(shí)例中可以看出行為類型、行為能力、環(huán)境影響因素、行為觸發(fā)條件、行為作用對象、行為計算模型是描述多粒度時空對象行為特征的重要方面，不同描述方面的關(guān)系如圖4所示。

圖4 描述行為不同特征方面間的關(guān)系Fig.4 Relationship of diあerent describing aspects of behavior characteristics

從圖中可以看出，多粒度時空對象的每種行為都由用戶交互部分和自主計算部分組成，用戶交互部分包括：行為類型、行為能力、環(huán)境影響因素、行為觸發(fā)條件和行為作用對象，主要通過UI界面完成各種參數(shù)的交互輸入，自主計算部分根據(jù)用戶交互部分的輸入?yún)?shù)，在對應(yīng)行為計算模型的支持下完成行為的執(zhí)行，進(jìn)而驅(qū)動全空間信息系統(tǒng)中對象之間的相互作用。行為類型的描述比較簡單，已包含在行為特征的總體形式化描述中，下面分別對行為特征的其他5個方面進(jìn)行描述。

2.1 行為能力的描述方法

行為能力主要描述行為的各種能力范圍，可以包含多個行為能力描述參數(shù)Parameter，每個Parameter中包含參數(shù)的名稱、參數(shù)的類型、參數(shù)值的長度、參數(shù)的默認(rèn)值、參數(shù)的閾值等信息，行為能力的形式化描述實(shí)例為：

Parameters=[{Name, ValueType, ValueLength,Value, MaxValue, MinValue},{Name, ValueType,ValueLength, Value, MaxValue, MinValue}, …]

行為能力與行為的類型緊密相關(guān)，不同行為的行為能力參數(shù)在數(shù)量和內(nèi)容上都不相同，行為能力的描述方法中應(yīng)提供各種能力的默認(rèn)值，但在行為觸發(fā)時應(yīng)根據(jù)實(shí)際不同的參數(shù)值計算行為的結(jié)果。如飛機(jī)的飛行行為，其行為能力參數(shù)主要有飛行的高度、飛行的速度、續(xù)航能力等，假設(shè)某型飛機(jī)的默認(rèn)飛行高度是8 000 m，默認(rèn)飛行速度是1000 km/h，默認(rèn)續(xù)航能力是8h，則其描述如下：

Parameters=[{Height, int, 4, 8000, 12000, 7000},

{Speed, double, 8, 1000, 1200, 400},

{Endurance, double, 8, 8, 20, 2}]

2.2 環(huán)境影響因素的描述方法

環(huán)境影響因素主要描述環(huán)境因素對行為能力的影響效能，Conditions是行為的環(huán)境影響因素集合，表示行為隨周圍環(huán)境的動態(tài)變化特性，可以包含多個環(huán)境影響因子Condition，每個Condition中包含環(huán)境影響因子的名稱、環(huán)境影響因子的類別、環(huán)境影響因子的值、影響的行為能力的名稱等，環(huán)境影響因素的形式化描述實(shí)例為：

Conditions=[{FactorName, FactorType,FactorValue, TargetPara},{FactorName, FactorType,FactorValue, TargetPara}, …]

其中，環(huán)境影響因子主要包括風(fēng)力、溫度、地形、地勢、路面類型、天氣、水流速度等，由全空間運(yùn)行系統(tǒng)提供，環(huán)境影響因子的類別包括正影響和負(fù)影響，是指影響因子對行為能力的增強(qiáng)或削弱，影響的行為能力的名稱是指該類型的影響因子可能會影響的行為能力中的哪一個或多個參數(shù)。同時全空間信息系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)提供環(huán)境效能字典，根據(jù)每一個環(huán)境影響因子的取值查詢其影響效能的值，影響效能的取值范圍為[-1 +1]，環(huán)境影響效能最終疊加到行為能力中。如對于飛機(jī)的飛行行為，其環(huán)境影響因素的描述如下：

Conditions=[{Wind, Positive, 5, Speed},{Temperature, Negative , -20, Endurance }]

假設(shè)根據(jù)環(huán)境效能字典查到環(huán)境影響因子Wind在5級風(fēng)的條件下影響效能為0.2，環(huán)境影響因子Temperature在-20°的條件下影響效能為0.1，則最終動態(tài)計算的飛機(jī)飛行行為的行為能力描述為：

Parameters=[{Height, int, 4, 8000, 12000, 7000},

{Speed, double, 8, 1200, 1200, 400},

{Endurance, double, 8, 7.2, 20, 2}]

2.3 行為觸發(fā)條件的描述方法

行為觸發(fā)條件主要描述引起行為動作執(zhí)行的條件，Triggers包括觸發(fā)方式和觸發(fā)參數(shù)等，觸發(fā)方式主要包括時間觸發(fā)、規(guī)則觸發(fā)、事件/消息觸發(fā)和狀態(tài)觸發(fā)，觸發(fā)參數(shù)與觸發(fā)方式和具體的行為類別緊密相關(guān)，如對于按照時間觸發(fā)的飛機(jī)飛行行為，其觸發(fā)參數(shù)為某時間參照下的時間點(diǎn)，同時還應(yīng)包括飛機(jī)飛行的目的地位置。行為觸發(fā)條件的形式化描述實(shí)例為：

Triggers={TriggerType, [TriggerParameter]}

2.4 行為作用對象的描述方法

行為的作用對象是指行為觸發(fā)后會影響的全空間運(yùn)行系統(tǒng)中的對象集合，為了便于描述可以將其分為三類：對象自身、行為能力范圍內(nèi)的所有對象、對象交互列表。一般情況下系統(tǒng)會根據(jù)行為的類別自動確定行為的作用對象，這種情況一般適用于對象自身和行為能力范圍內(nèi)的所有對象，如對于飛機(jī)的飛行行為，行為作用的對象為飛機(jī)自身，對于雷達(dá)的電磁波發(fā)送行為，行為作用的對象是場景中的所有對象，對于炸彈的爆炸行為，行為作用的對象是炸彈爆炸范圍內(nèi)的所有對象等，但是對于像飛機(jī)通信這樣一些行為類型，需要事先建立飛機(jī)之間的通聯(lián)關(guān)系，或者在行為作用對象的描述中動態(tài)增加對象交互列表，以驅(qū)動行為的執(zhí)行，這類行為作用對象的形式化描述實(shí)例為：

Receptors=[Obj1, Obj2, …, Objn]

蘇南自創(chuàng)區(qū)橫跨蘇南五市，涵蓋10家國家高新區(qū)，是我國首個以城市群為基本單元的自主創(chuàng)新示范區(qū)，蘇南自創(chuàng)區(qū)建設(shè)以來形成了上下聯(lián)動、統(tǒng)籌集成的推進(jìn)模式，初步構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)特色化發(fā)展的體系，但是在實(shí)際的發(fā)展過程中還存在區(qū)域協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制有待進(jìn)一步完善，產(chǎn)業(yè)同質(zhì)化競爭現(xiàn)象比較明顯的問題，高新區(qū)在創(chuàng)業(yè)資源集聚、創(chuàng)新人才引進(jìn)、科技金融體系建設(shè)、高成長性企業(yè)培育等方面仍顯不足。

2.5 行為計算模型的描述方法

行為計算模型是對象行為動態(tài)執(zhí)行的決策模塊，決定著行為產(chǎn)生的結(jié)果，是整個全空間場景中對象之間相互作用和行為傳導(dǎo)的核心，行為計算模型面向?qū)I(yè)領(lǐng)域，與行為的類型緊密相關(guān)，一般需要面向不同的行為類型開發(fā)相應(yīng)的行為計算模型。通過對行為類型、行為能力、環(huán)境影響因素、行為觸發(fā)條件、行為作用對象的描述，為行為計算模型提供了基本的輸入?yún)?shù)，這部分內(nèi)容一般可通過用戶UI交互輸入，行為計算模型不與用戶產(chǎn)生交互，主要根據(jù)不可描述性的規(guī)則和算法自主計算，產(chǎn)生對全空間場景中其他對象的影響，不僅可以作用于對象自身，還可以施加給外部對象或環(huán)境。

行為計算模型可以根據(jù)需要從模型庫中進(jìn)行選取，模型庫支持用戶的自定義擴(kuò)展，對于復(fù)雜的行為其執(zhí)行可能會需要多個計算模型的協(xié)同[10-11]，各模型之間可以通過圖形建模的方式指定輸入輸出以及模型的執(zhí)行順序，行為計算模型的形式化描述實(shí)例為：

Models=[Model1, Model2, …, Model3]

2.6 行為的形式化描述示例

為了數(shù)據(jù)交換的方便，可以考慮采用可擴(kuò)展標(biāo)記語言XML對多粒度時空對象的行為特征進(jìn)行形式化描述，將數(shù)據(jù)的內(nèi)容與顯示處理分開，提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和利用的效率[12]。下面以飛機(jī)的飛行行為為例，從飛行行為的類型、飛行行為的能力、飛行行為的環(huán)境影響因素、飛行行為的觸發(fā)條件、飛行行為的作用對象、飛行行為的計算模型6個方面對飛機(jī)的飛行行為進(jìn)行形式化描述，示例如下：

3 結(jié)束語

本文從多粒度時空對象行為的基本概念、觸發(fā)方式、分類方式、描述框架等方面對多粒度時空對象的行為特征進(jìn)行了闡述，有助于進(jìn)一步認(rèn)識和理解行為在多粒度時空對象數(shù)據(jù)模型中的地位和作用；給出了多粒度時空對象行為的總體形式化描述方法，分別從行為能力、環(huán)境影響因素、行為觸發(fā)條件、行為作用對象和行為計算模型5個方面對對象的行為特征進(jìn)行詳細(xì)描述并分析了行為特征不同描述方面的關(guān)系，可以為全空間場景中多粒度時空對象的行為建模提供基本思路。

本文以全空間信息系統(tǒng)為研究背景，對多粒度時空對象行為特征的基礎(chǔ)理論和描述方法進(jìn)行了探索性研究，要進(jìn)行具體的行為建模和行為實(shí)現(xiàn)還需要進(jìn)一步深化理論和實(shí)踐方面的研究，包括行為的存儲與管理、行為的結(jié)構(gòu)化描述與表達(dá)、行為的動態(tài)添加與刪除、行為的驅(qū)動與傳導(dǎo)、行為的可視化顯示與交互等。