本书通过对路径规划融合应用空间拓扑关系和空间推理技术，构建了三维路径规划方案。在构建路径规划方案的过程中，建立了完整的空间数据结构体系和多层次路径规划模式，攻克了相关的关键技术。全书通过仿真进行了系统验证，取得了一定的研究成果，为将空间关系应用于路径规划提出了一种可行的应用模式。此外，本书还总结了受限环境下路径规划的未来发展趋势，受限环境路径规划的多层次组织和表达研究，受限环境的基本构成单位研究，受限环境下三维空间物体拓扑关系深入研究，路径规划的能量最优模式研究。本书适用于高校和科研院所从事路径规划和分析的相关研究人员及研究生，也可供其他相关人员参考。

牛磊，河南大学地理信息系统专业学士，武汉大学摄影测量与遥感专业博士，副教授，任职于兰州交通大学测绘与地理信息学院地理信息科学系，长期从事地理信息系统领域的教学与研究工作，发现论文多篇。

第1章 绪论 1
1.1 路径规划的起源和发展 1
1.2 三维路径规划研究的意义 2
1.3 路径规划相关研究现状 4
1.3.1 路径规划算法 4
1.3.2 空间拓扑关系及模型 10
1.3.3 定量空间推理 16
1.3.4 命题演算 19
1.4 基于空间拓扑关系推理的三维路径规划研究目标 20
1.5 基于空间拓扑关系推理的三维路径规划研究内容 21
1.6 基于空间拓扑关系推理的三维路径规划关键技术 23
第2章 受限环境下三维空间拓扑关系的推理 25
2.1 空间拓扑关系基础 25
2.2 受限环境下基本三维空间拓扑关系 26
2.3 三维空间拓扑关系解析 30
2.3.1 同类空间物体关系再分析 33
2.3.2 异类空间物体关系再分析 34
2.4 定量空间描述与三维空间拓扑关系的映射 36
第3章 融合空间拓扑关系的层次式三维数据结构 42
3.1 基于多层次技术的数据组织架构 42
3.2 基于R树的三维空间数据对象关系体系 45
3.3 三维数据组织方式实现 47
3.3.1 空间对象的存储实现模式 47
3.3.2 三维路径规划数据压缩 49
第4章 多层次路径规划构成 50
4.1 多种路径规划方式的融合 50
4.2 路径构成方式的改进 53
4.3 路径规划方案的其他改进 55
4.3.1 焦点与最优路径构成的融合 59
4.3.2 用户和系统的交互 60
4.3.3 基本移动耗费值的最优模式改进 62
第5章 基于受限环境的三维路径规划解决方案 65
5.1 路径规划环境的预处理 65
5.1.1 路径规划环境基本单元的确定 65
5.1.2 路径规划基本移动规则的制定 67
5.2 路径规划环境的构建 71
5.2.1 空间域构成算法 72
5.2.2 空间域增长算法 73
5.2.3 空间域融合算法 73
5.2.4 关键区域和关键节点的生成 74
5.3 多层次路径规划方案的实施 75
5.3.1 传统A*算法的改进 75
5.3.2 空间域层次寻路算法 77
5.3.3 空间域层次寻路方案最优证明 78
5.3.4 空间域内三维A*路径搜索算法 79
第6章 路径规划实验 81
6.1 实验区域设置 81
6.1.1 实验环境的空间域划分 82
6.1.2 路径搜索的关键参数设置 83
6.2 新路径规划方案性能分析 84
6.2.1 路径起点和终点设置 84
6.2.2 路径搜索模式设置 85
6.2.3 算法对比实验结果 85
6.2.4 新旧路径规划方案的对比分析 97
6.3 新路径规划方案应用案例 97
6.3.1 疏散路径规划 98
6.3.2 人群疏散仿真 100
第7章 总结和展望 106
7.1 受限环境下路径规划研究总结 106
7.2 路径规划研究未来发展趋势 107
参考文献 109
致谢 117