定性空间推理(Qualitative Spatial Reasoning)研究的是人类对空间对象及其关系定性认知常识的表示与处理。近几年来,定性空间推理已被广泛应用于空间数据查询、定性导航、地理信息系统等相关领域。研究、分析和探讨定性空间关系的表示和获取,对定性空间推理的研究和应用有着重要的意义。本文主要工作如下:(1)在对区域连接演算RCC(Region Connection Calculus)理论研究的基础上,结合数学形态学引入了定性空间推理的演算算子—区域拓展,提出了基于区域拓展的空间关系形式化表示方法,此方法能以灵活多样的粒度描述区域间的距离关系、方向关系等多种空间关系。(2)基于区域拓展的空间关系形式化表示方法,给出了一种利用栅格法自动获取区域间拓扑关系、方向关系和距离关系的方法,开发了一个定性空间关系获取系统。(3)在组合表和约束处理规则的基础上对定性空间关系的组合表推理技术进行了研究,并利用逻辑程序语言实现了拓扑关系、方向关系、距离关系和方向关系的组合推理。(4)在上述研究工作的基础上,对家庭会客厅环境进行了仿真实验,自动获取家庭会客厅环境中物体间的空间关系,利用获取的空间关系进行定性空间推理,从而验证了基于区域拓展的空间形式化表示方法的有效性以及基于栅格法获取空间关系的合理性和实用性。