淺談ArcGIS數(shù)字地圖拓撲

1、淺談淺談ArcGISArcGIS數(shù)字地圖拓撲數(shù)字地圖拓撲ArcGISArcGIS制圖流程制圖流程 為什么需要拓撲為什么需要拓撲 拓撲是地理要素間的空間關(guān)系，它是確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的基礎(chǔ)。拓撲能提高空間分析能力，并且在確保GIS數(shù)據(jù)庫質(zhì)量方面扮演了一個重要角色。 拓撲將GIS行為應用到空間數(shù)據(jù)上。拓撲使得GIS軟件能夠回答這樣的問題，比如鄰接、連通、鄰近和重疊。在ArcGIS中拓撲為用戶提供了一個有力的、靈活的方式，來確立和維護空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性。 拓撲關(guān)系可以看成是空間約束，可把它們應用到空間數(shù)據(jù)上。ArcGIS應用了這些關(guān)系，并且在任何一個約束被打破時會通知你。為了做到這一點，GIS軟件中包含

2、的工具必須要能夠識別空間約束，并且提供用來查找和修復違規(guī)要素的工具。 ArcGISArcGIS中拓撲功能的說明中拓撲功能的說明 在ArcGIS8.3以前，拓撲一直是ArcInfo coverage數(shù)據(jù)模型的一個特性。在ArcInfo coverage數(shù)據(jù)模型中，廣大的GIS用戶通過build和clean操作認識到拓撲的好處。 從ArcGIS8.3開始為geodatabase增加了全面的拓撲。 在ArcGIS9.0中常用的有關(guān)topology的操作主要有兩個地方，一個是在ArcCatalog中，一個是在ArcMap中。 通常我們將在ArcCatalog中建立拓撲稱為建立拓撲規(guī)則，而在ArcMap

3、中建立拓撲成為拓撲處理。 ArcCatalog的Geodatabase中所提供的創(chuàng)建拓撲規(guī)則，主要是用于進行拓撲錯誤的檢查，其中部分規(guī)則可以在所設(shè)容差內(nèi)對數(shù)據(jù)進行一些修改調(diào)整。建立好拓撲規(guī)則后，就可以在ArcMap中打開由拓撲規(guī)則所產(chǎn)生的文件，根據(jù)錯誤提示對SHAPE圖層進行修改。 ArcMap中的topolopy工具條主要功能有對線拓撲，刪除重復線、相交線斷點（topolopy中的planarize lines），根據(jù)線拓撲生成面（topolopy中的construct features），拓撲編輯（如共享邊編輯等），拓撲錯誤顯示（用于顯示在ArcCatalog中創(chuàng)建的拓撲規(guī)則錯誤，topo

4、lopy中的error inspector），拓撲錯誤重新驗證（也即刷新錯誤記錄）。ArcGISArcGIS中拓撲功能的說明中拓撲功能的說明 GeodatabaseGeodatabase中如何創(chuàng)建拓撲規(guī)則中如何創(chuàng)建拓撲規(guī)則 對ArcGIS的Geodatabase而言，能為包含在要素集中的一個或多個要素類定義拓撲。它可以為多點、線和多邊形要素類定義拓撲。 拓撲作為一系列用于空間關(guān)系的完整性規(guī)則，有一些重要的屬性：一個群組容限（cluster tolerance，容差），要素類等級（rank，對坐標精度而言），錯誤（error，違規(guī)）和你所定義的規(guī)則（rules）的任何異常情況。 Geodatab

5、aseGeodatabase中如何創(chuàng)建拓撲規(guī)則中如何創(chuàng)建拓撲規(guī)則 在9.0版中，ArcCatalog包含了一個拓撲向?qū)磉x擇參與拓撲的要素類，并定義它們的屬性。創(chuàng)建拓撲規(guī)則具體步驟如下： 創(chuàng)建一個新的geodatabase（個人數(shù)據(jù)集） 在其下創(chuàng)建一個feature dataset(要素集)，并為該要素集定制坐標系統(tǒng) 創(chuàng)建feature class(要素類)或?qū)⑵渌鼣?shù)據(jù)作為要素類導入到該要素集下 進入到該要素集下，在窗口右邊空白處單擊右鍵，在彈出的右鍵菜單中有new-topolopy 按所給提示操作，設(shè)定合適容差，添加一些所需拓撲規(guī)則，若導入的要素類為多個圖層，還需為圖層劃分等級，接著就可完成

6、拓撲規(guī)則的檢查 最后在ArcMap中打開由拓撲規(guī)則產(chǎn)生的文件，利用topolopy工具條中給出的錯誤記錄信息進行修改執(zhí)行拓撲規(guī)則產(chǎn)生的文件執(zhí)行拓撲規(guī)則產(chǎn)生的文件 geodatabasegeodatabase的拓撲規(guī)則的拓撲規(guī)則 具體規(guī)則包括： 線topology1.must not have dangle：線，不能有懸掛節(jié)點2.must not have pseudo-node：線，不能有偽節(jié)點3.must not overlay：線，不能有線重合（不同要素間）4.must not self overlay：線，一個要素不能自覆蓋5.must not intersect：線，不能有線交叉（不同

7、要素間）6.must not self intersect：線，不能有線自交叉7.must not intersect or touch interrior：線，不能有相交和重疊8.must be single part：線，一個線要素只能由一個path組成9.must not covered with：線線，兩層線不能重疊10.must be covered by feature class of：線線，兩層線完全重疊11.endpoint must be covered by：線點，線層中的終點必須和點層的部分（或全部）點重合12.must be covered by boundary o

8、f：線多邊形，線被多邊形邊界重疊13.must be covered by endpoint of：點線，點被線終點完全重合14.point must be covered by line：點線，點都在線上geodatabasegeodatabase的拓撲規(guī)則的拓撲規(guī)則 (2) 多邊形topology1.must not overlay：單要素類，多邊形要素相互不能重疊2.must not have gaps：單要素類，連續(xù)連接的多邊形區(qū)域中間不能有空白區(qū)（非數(shù)據(jù)區(qū)）3.contains point：多邊形點，多邊形要素類的每個要素的邊界以內(nèi)必須包含點層中至少一個點4.boundary mus

9、t be covered by：多邊形線，多邊形層的邊界與線層重疊（線層可以有非重疊的更多要素）5.must be covered by feature class of：多邊形多邊形，第一個多邊形層必須被第二個完全覆蓋（省與全國的關(guān)系）6.must be covered by：多邊形多邊形，第一個多邊形層必須把第二個完全覆蓋（全國與省的關(guān)系）7.must not overlay with：多邊形多邊形，兩個多邊形層的多邊形不能存在一對相互覆蓋的要素8.must cover each other：多邊形多邊形，兩個多邊形的要素必須完全重疊9.area boundary must be cove

10、red by boundary of：多邊形多邊形，第一個多邊形的各要素必須為第二個的一個或幾個多邊形完全覆蓋10.must be properly inside polygons：點多邊形，點層的要素必須全部在多邊形內(nèi)11.must be covered by boundary of：點多邊形，點必須在多邊形的邊界上拓撲屬性拓撲屬性 (1)群組容限(cluster tolerance) 群組容限與模糊容限（fuzzy tolerance）很相似。它是一個距離范圍,在這個范圍內(nèi)結(jié)點被認為是重疊的。在驗證拓撲的過程中，落入群組容限的結(jié)點和端點會被捕捉。(2)等級(rank) 坐標精度等級在要素類

11、上定義，在拓撲生效的時候，它將控制哪些要素類向另外哪些要素類進行捕捉。級別越高（1為最高），在驗證過程中移動的要素越少。利用拓撲查錯利用拓撲查錯 Geodatabase里建立的拓撲用來捕捉要素的幾何形體，檢查結(jié)點是否在群組容限內(nèi)，以及是否有違規(guī)。 拓撲首先是捕捉要素的結(jié)點，這些結(jié)點在考慮等級的要素類的群組容限范圍以內(nèi)。如果要素的結(jié)點在這個范圍外，則視為違規(guī)，都會在驗證過程中被發(fā)現(xiàn)并標記為錯誤。完整的錯誤列表可以在ArcCatalog和ArcMap的拓撲屬性中看到。 在ArcMap中拓撲中的錯誤和異?？梢栽趫D上顯示出來，也可以在錯誤探測器中列出。然后用戶可根據(jù)錯誤提示對圖層要素進行修改。Geod

12、atabaseGeodatabase中拓撲的優(yōu)點中拓撲的優(yōu)點 ArcInfo coverage模型明確地定義、存儲和操作拓撲信息，并使用一組固定的工具來創(chuàng)建和維護拓撲。結(jié)果被軟件所規(guī)定的工作流程緊緊地控制著，并且拓撲的完整性依然被維持著。這個數(shù)據(jù)模型不夠靈活。因此與很多GIS應用程序的需求相比，用于編輯的應用程序開發(fā)需要建立和維護更復雜的數(shù)據(jù)模型。GeodatabaseGeodatabase中拓撲的優(yōu)點中拓撲的優(yōu)點 在geodatabase中定義拓撲的好處有：更好的數(shù)據(jù)管理-你可以選擇某些要素類參與拓撲。更高的靈活性-多部件的多邊形、點和線要素能夠參與拓撲。改善的數(shù)據(jù)完整性你可以為數(shù)據(jù)指定合適的拓撲規(guī)則。更多的數(shù)據(jù)建模機會大量可能的空間約束可以應用到你的數(shù)據(jù)上。更多的地圖圖層非常多的圖層能存放在一個單一的數(shù)據(jù)庫中。結(jié)語結(jié)語Geodatabase中的拓撲提供了一個更加