空间关系的语音变体

与自然语言系统相比，空间信息作为语言系统的一个最大特点是空间关系与语音系统的密切联系。空间关系具有两大功能：一是作为句子的动词，反映主语和谓语的关系，如“桥跨过河流”式的命题，反映不同语义词之间的联系，我们把此环境下的空间关系归为动词；二是作为各级无语义的（如音素）、同义的或上下义的语言单位之间的组合约束，这时空间关系根据不同的组合单位类型分别归为词法和句法的一部分。

1.语音系统对空间关系的影响

语音系统对空间关系的影响主要体现在两个方面：第一是不同尺度的影响，一般来说，人工要素形状规则，但分布范围较小，诸如铁路、公路等大范围延展人工要素，强烈受自然环境影响，几何规律和原子定性组合关系在小尺度上（大比例尺地图或数据库）起重要作用；随着空间范围的扩大，人工要素影响力逐渐减弱，大规模的自然现象逐渐出现。此时，拓扑关系和量度关系开始显现其主要作用；第二是不同距离的影响，空间距离越近，空间要素的相互几何约束就越大，反之就越小。这是因为任何一种要素均有一个影响范围，超出该影响范围的要素可认为不受其影响，而在其影响范围内的要素因出现的先后次序、影响力大小等互为约束。如街道系统和房屋朝向等会受到街道、海岸线或山脚线的影响等等。

2.空间关系的音位变体

空间关系的表达是从音位开始的。音位在空间关系的描述方面有非常完整的体系。如道路的上下交叉关系、陡坎与周围地物的关系、居民地与道路的相离、相切和相割关系就是通过音素的关系反映的。在从模拟形式向数字形式的转换过程中，所有由音素表达的空间关系只能通过语音以外的形式加以表达，一般是通过定义关系属性，如道路交叉情况可用“上跨”和“下穿”关系分别予以表达。

3.空间关系的超音段音位变体

在地理信息系统中，因为词素以下的语言单位已转换成基线加属性的形式，一部分空间关系已反映在属性中。超音段音位主要是处理与符号无关的线、面延伸要素的语音结构，其中线弯曲、认知上具有构成面的切分的面边界弯曲是主要的关注对象。

在线状要素被划分成弯曲以后，弯曲通过拓扑关系中的“相接”关系构成一个同级次序关系。此时，相邻弯曲可以组合成为更高层次的弯曲，高层次弯曲“套”低层次弯曲。对每个尺度，一般有一个基本层次与之对应，诸如取舍等操作都发生在最低一级弯曲上。

面状要素的切分导致反映其结构特征的多个面积，面积之间的关系可以通过面“相接”关系表示。边界线可能会出现弯曲相套的情况，形成多级切分面积的层次关系。

4.组合定性关系的语音变体

在空间信息的矢量描述系统中，由于空间关系具体到实际分布格局中，根据原子组合定性关系来描述延展几何单元之间的关系显得不太可行，建立整条线状单元之间的组合定性关系则比较困难，因为这里线段数量不是一一对应。于是我们进一步寻找比线段层次更高的结构——弯曲，因为弯曲是一个复合结构，却是一个比线段抽象的概念，约束强度降低，则弯曲之间的关系变得比较易于保持。另外在河网中经常出现以下情况，尽管在几何上没有满足原子组合定性关系，但总体感受上平行和垂直关系却很明显。因此有必要对原子组合定性关系进行扩展，放松几何约束，强调更髙层次的空间对比与互补。此时，我们可以定义诸如曲线平行、垂直、共线等。

定性组合关系的扩展实际上是向着模糊化的方向发展，以适应更多的空间要素参与关系描述，使空间信息结构性得以增强。空间现象的平行、垂直和共线等关系是其内部物理过程的外部反映，是空间信息中重要的结构性信息，在空间信息中占有十分重要的地位。还有一些比较复杂的形态结构，如火山山坡的河流或街道的放射状结构等，都处在拓扑关系表达范围之外，也无法单用原子组合定性关系来描述,必须通过语言结构分析才能最终理解和描述这些信息。