拓扑关系是地理空间分析的基础，在图形图像分析有广泛的应用。随着智能GIS向纵深方向发展，特别是自然语言成为重要的GIS数据源后，传统的拓扑关系分析方法已经不能满足智能GIS新发展的需要。该成果主要针对模糊地理现象和自然语言中地理空间概念的高阶模糊性以及目前模糊地理信息科学中的“边界综合症”问题，试图建立自然语言中的空间概念与地理信息空间关系之间的桥梁，弥补两者之间的鸿沟，采用区间II-型模糊理论建立了高阶模糊对象的表达模型，针对不同的应用设计了多种边界模型，通过该模型结合其它空间关系可较为合理地表达多种自然语言中的空间概念，符合人的认知习惯。设计并实现了高阶模糊拓扑关系的形式化分析方法，在实际应用中可根据不同的应用场景选择具体的方法。该成果丰富了现有的GIS理论体系，可用于智能GIS、空间数据深度分析和图形图像分析等的不同应用领域。