任務8.3 空間數(shù)據(jù)拓撲處理

1項目八林業(yè)空間數(shù)據(jù)編輯與處理任務3空間數(shù)據(jù)拓撲處理創(chuàng)建拓撲和拓撲檢查拓撲概念及拓撲規(guī)則目錄

CONTENT拓撲錯誤處理拓撲編輯任務實施拓撲概念及拓撲規(guī)則/01

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲概念ArcGIS拓撲（Topology）指自然界地理對象的空間位置關系。如相鄰、重合、連通等，是地理對象空間屬性的一部分，表示了地理要素的空間關系，是在要素集下要素類之間的拓撲關系集合。ArcGIS的拓撲都是基于Geodatabase（mdb，gdb，sde），shp文件是不能進行拓撲檢查的。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲中的要素

參與拓撲的要素可以是點、線、面和多邊形。拓撲關系作為一種或多種多邊形關系存儲在地理數(shù)據(jù)庫中，描述的是不同要素的空間關聯(lián)方式，而不是要素自身。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲參數(shù)拓撲關系中存在許多參數(shù)，如拓撲容差、等級、拓撲規(guī)則等。（1）拓撲容差拓撲容差指不重合的要素頂點間最小距離，它定義了頂點間在接近到怎樣程度可以視為同一個頂點。在軟件中，將位于拓撲容差范圍內(nèi)的所有頂點被認為是重合并被捕捉到一起，實際應用中，拓撲容差一般是很小的一段距離。大多數(shù)情況下，軟件會有一個默認值（0.001米或0.0000000556度）。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲參數(shù)拓撲關系中存在許多參數(shù)，如拓撲容差、等級、拓撲規(guī)則等。（2）等級

等級是當要素需要合并時，用來控制那些要素被合并到其他要素上的參數(shù)。在拓撲中指定要素等級用來控制在建立拓撲和驗證拓撲過程中，當捕捉到重合頂點時那些要素類將被移動。即不同級別的要素頂點落入拓撲容差中，低等級要素頂點將被捕捉到高等級要素的頂點位置；同一級別的要素落入拓撲容差中，它們將被捕捉到集合平均位置進行合并。在拓撲中。最多可以設置50個等級，1為最高級，50為最低級。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲參數(shù)拓撲關系中存在許多參數(shù)，如拓撲容差、等級、拓撲規(guī)則等。（3）拓撲規(guī)則

拓撲規(guī)則指通過定義拓撲的狀態(tài)，控制要素之間存在的空間關系。在拓撲中定義的規(guī)則可以控制一個要素類中各要素之間、不同要素類中各要素之間以及要素子類之間的關系。拓撲分為兩種：①一個圖層自身拓撲：數(shù)據(jù)類型肯定一致，都是點，或都是線、或都是面；②兩個圖層之間的拓撲：數(shù)據(jù)類型可能不同，有線點、點面、線面、線線、面面五種。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲參數(shù)拓撲關系中存在許多參數(shù)，如拓撲容差、等級、拓撲規(guī)則等。（3）拓撲規(guī)則

拓撲概念及拓撲規(guī)則—拓撲參數(shù)拓撲關系中存在許多參數(shù)，如拓撲容差、等級、拓撲規(guī)則等。（3）拓撲規(guī)則點、線、面的拓撲規(guī)則

拓撲概念及拓撲規(guī)則—內(nèi)部要素層為保證創(chuàng)建和編輯拓撲的邏輯性和連續(xù)性，拓撲內(nèi)部會存儲臟區(qū)域、錯誤和異常兩個附加要素類型的要素類。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—臟區(qū)域

臟區(qū)域是指建立拓撲關系后，在編輯過、更新過的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的該編輯行為結果違反已有拓撲規(guī)則的情況所標記的區(qū)域，或者是受到添加或刪除要素操作影響的區(qū)域。臟區(qū)域?qū)⒆粉櫮切┰谕負渚庉嬤^程中可能不符合拓撲規(guī)則的位置，是允許驗證拓撲的選定范圍，而不是全部。臟區(qū)域在拓撲中作為一個獨立要素存儲。

拓撲概念及拓撲規(guī)則—錯誤和異常錯誤時以要素形式存儲在拓撲圖層中，并且允許用戶提交和管理要素不符合拓撲規(guī)則的情況。錯誤要素記錄了發(fā)現(xiàn)錯誤的位置，用紅色點、線、方塊表示。其中，某些錯誤是數(shù)據(jù)創(chuàng)建與更新過程中的正常部分，是可以接受的，這種情況下可以將錯誤要素標記為異常，用綠色點、線、方塊表示。在ArcGIS中可以創(chuàng)建要素類種錯誤和異常的報告，并且將錯誤要素數(shù)目作為評判拓撲數(shù)據(jù)集中數(shù)據(jù)質(zhì)量的度量。用ArcMap中的【錯誤檢查器】來選擇不同類型錯誤并且放大瀏覽每一個錯誤之處，通過編輯不符合拓撲規(guī)則的要素來修復錯誤，修復后，錯誤便從拓撲中刪去。創(chuàng)建拓撲和拓撲檢查/02

創(chuàng)建拓撲和拓撲檢查創(chuàng)建拓撲和拓撲檢查，首先要建立要素數(shù)據(jù)集，把需要檢查的數(shù)據(jù)放在同一要素集下,要素集和檢查數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)基礎（坐標系統(tǒng)、坐標范圍）要一致，直接拖進入就可以，拖出來也可以，有拓撲時要先刪除拓撲。注意：只有簡單要素類才能參與創(chuàng)建拓撲，注記、尺寸等復雜要素類是不能參與構建拓撲。創(chuàng)建拓撲時，需要按照以下約定指定從要素數(shù)據(jù)集中參與拓撲的要素類：一個拓撲可以使用同一個要素集中的一個或多個要素類；一個要素數(shù)據(jù)集可以具有多個拓撲。但是，一個要素只能屬于一個拓撲；一個要素類不能被一個拓撲和一個幾何網(wǎng)絡同時占有。

創(chuàng)建拓撲和拓撲檢查—使用ArcCatalog創(chuàng)建拓撲在ArcCatlog目錄樹中單擊已經(jīng)有地理數(shù)據(jù)庫，準備建立拓撲的數(shù)據(jù)集；右鍵→新建→【拓撲（T）】，打開【新建拓撲】對話框，單擊→下一步，打開對話框進行按照提示進行拓撲名稱、容差值、拓撲規(guī)則等設置；單擊→【下一步】，查看【摘要】信息框的反饋信息，如果有錯誤返回到上一步，繼續(xù)修改添加規(guī)則，確認無誤后，單擊→【完成】，彈出【新建拓撲】提示框，過一會軟件自動會創(chuàng)建完成新建拓撲，稍后出現(xiàn)一個詢問是否進行拓撲驗證對話框，單擊→【確認】或不確認。

創(chuàng)建拓撲和拓撲檢查—使用ArcToolbox創(chuàng)建拓撲ArcToolbox中雙擊【數(shù)據(jù)管理工具】→【拓撲】→【創(chuàng)建拓撲】，打開創(chuàng)建拓撲對話框。在【創(chuàng)建拓撲】對話框中，輸入要創(chuàng)建拓撲的要素和要素集，在【輸出拓撲】中輸入創(chuàng)建拓撲的名稱，如water_Topology1,在【拓撲容差】選擇默認值。單擊【確定】，完成拓撲創(chuàng)建。在ArcToolbox→【數(shù)據(jù)管理工具】→【拓撲】→【向拓撲中添加要素類】，打開【向拓撲中添加要素類】對話框，輸入拓撲、輸入拓撲要素、XY等級（拓撲容差）和Z等級，單擊→【確定】。則軟件自動運行，向拓撲中添加要素類；在ArcToolbox→【數(shù)據(jù)管理工具】→【拓撲】→【添加拓撲規(guī)則】，打開【添加拓撲規(guī)則】對話框，輸入各個要素的拓撲規(guī)則，單擊→【確定】，軟件則會自動添加各要素拓撲規(guī)則。拓撲錯誤處理/03

拓撲錯誤處理—拓撲工具簡介【拓撲】工具條的工具包括用于創(chuàng)建地圖拓撲的工具和用來進行編輯的工具，如圖所示。它必須在編輯狀態(tài)才能使用。啟動ArcMap,加載【編輯器】工具條。單擊→編輯器→開始編輯，單擊→【編輯器】/更多編輯工具→拓撲，打開【拓撲】工具條。

拓撲錯誤處理—拓撲工具簡介拓撲工具條中各圖標的名稱和功能描述

拓撲錯誤處理—拓撲錯誤處理的方法拓撲錯誤：在ArcMap中打開創(chuàng)建了拓撲的文件(已經(jīng)拓撲驗證過的)，圖層存在許多紅色方框，即存在許多拓撲錯誤。在拓撲圖層中存儲了點、線、面三類錯誤要素，常見的錯誤表現(xiàn)形式：懸掛結點：懸掛結點是僅與一個線要素相連的孤立結點。表現(xiàn)為多邊形的某兩條邊不連接、多條線段沒有形成一個結點（即點之間有空隙）、某一條邊長度不夠沒有與另一條邊相連接、某一條邊太長與另一條邊連接時多余出一點線頭。在圖種錯誤用紅色小方塊表示。偽結點：偽結點是兩個線要素相連、共享結點。在圖種錯誤用紅色小菱形表示。原因是錄入數(shù)據(jù)時一條線要素分兩次錄入，需要將此兩個線要素合并即可。碎屑多邊形：碎屑多邊形又稱為條帶形多邊形，由于重復錄入數(shù)據(jù)，前后兩次錄入同一條線的位置不相同造成的小小多邊形。不規(guī)則多邊形：由于數(shù)據(jù)錄入時線、點的次序或者位置不正確引起的。

拓撲錯誤處理—拓撲錯誤處理的方法查看圖中錯誤：有時圖中錯誤較多，利用【拓撲】中【錯誤檢查器】，打開【錯誤檢查器】對話框，顯示不同規(guī)則或全部規(guī)則錯誤，使用【立即搜索】，就可以看到錯誤類型、錯誤數(shù)量。仔細分析可以看出，圖中錯誤主要是懸掛結點、偽結點兩種類型。錯誤糾正辦法：針對懸掛結點，則利用編輯器中【高級編輯】工具條中【延伸】和【修剪】工具將線條適當延伸和修剪即可，或者使用編輯器工具條中【相交】工具進行。針對偽結點，偽結點指一個圖層中的線必須在其端點處與同一圖層中的多條線接觸，而線任何端點僅與一條其他線接觸都是錯誤的。消除偽結點的方法：是在利用編輯器中“合并”或“合并至最長要素來消除”。在【錯誤檢查器】對話框中消除錯誤的方法是：用鼠標點中某一個錯誤，右鍵→縮放至，則圖像顯現(xiàn)出錯誤位置（黑色小方塊），仔細查看屬于哪種類型，然后使用其提供的工具如【延伸】、【修剪】、【捕捉】、【合并】等進行修改。直至所有錯誤修改完畢。拓撲編輯/04

拓撲編輯—拓撲重定義

當在ArcCatalog或ArcToolbox中將拓撲創(chuàng)建后，有時候還需要對它們進行修訂。如添加、刪除拓撲規(guī)則，拓撲重命名，更改拓撲容差、更改坐標等級等。方法：在ArcCatalog目錄樹中，右擊拓撲（如water_Topolgy）→屬性，打開【拓撲屬性對話框】：拓撲重命名，在【拓撲屬性對話框】的【常規(guī)】中，重新命名，選擇拓撲容差；也可以對拓撲容差重新修訂即設置。向拓撲中添加新的要素類，單擊【拓撲屬性對話框】的【要素類】，打開【添加類】對話框，選擇要添加的要素類。或者使用ArcToolbox→【數(shù)據(jù)管理工具】→【拓撲】→向拓撲中添加新的要素類，打開對話框，進行添加；在兩種方法中也可以將現(xiàn)有的要素選中移除；同時也可以進行等級設置。拓撲規(guī)則處理，單擊→【拓撲屬性對話框】的【規(guī)則】，打開【規(guī)則】對話框，可以重新添加或者刪除規(guī)則，或移除規(guī)則。

拓撲編輯—編輯共享要素共享要素指在圖形中幾個要素共同的要素，如兩個連接在一起的幾何圖形，連接兩個圖形的共同邊，連接二條以上邊的共同結點等。創(chuàng)建地圖拓撲啟動ArcMap,加載需要編輯的空間數(shù)據(jù)集。打開編輯器，添加拓撲工具并激活拓撲工具（編輯器→開始編輯，則激活了拓撲工具）；在【拓撲】工具條中，單擊→【選擇拓撲】，打開【選擇拓撲】對話框，在【要素類】列表框中，選中要參與地圖拓撲的數(shù)據(jù)，在【拓撲容差】文本框中輸入拓撲容差數(shù)值，也可以采用系統(tǒng)默認值；單擊→確定，則完成地圖拓撲的創(chuàng)建工作。

拓撲編輯—編輯共享要素重構拓撲緩存當在地圖上放大到某塊較小區(qū)域進行編輯后返回到之前的范圍時，某些要素可能不會顯示在拓撲緩存中，要融入這些要素，必須重新構建拓撲緩存。重構拓撲緩存的方法是：在拓撲工具條中，單擊【拓撲編輯工具】選擇拓撲元素，右擊ArcMap地圖窗口，單擊【構建拓撲緩存】，則ArcMap將自動創(chuàng)建拓撲緩沖來存儲位于當前顯示范圍內(nèi)的邊與結點之間的拓撲關系。

拓撲編輯—編輯共享要素查看共享要素拓撲元素的要素

拓撲編輯—編輯共享要素移動和編輯拓撲元素移動拓撲元素：用鼠標點擊【拓撲編輯工具】后，用鼠標左鍵可以任意移動共享邊和節(jié)點到圖上任意位置，用鼠標點擊【拓撲編輯工具】后，右擊地圖窗口后，在彈出菜單中，單擊【移動】，打開【移動增量x，y】對話框，輸入相應的x、y距離值，使得共享邊和點移動到相應位置；也可以點擊【拓撲編輯工具】后，右擊地圖窗口后，在彈出菜單中，單擊【移動至】，打開【移動到x，y】對話框，輸入相應的x、y距離值，使得共享邊和點移動到相應位置；修改拓撲邊：點擊【拓撲編輯工具】后，選擇需要修改的拓撲邊，單擊【修改邊】，利用彈出的【編輯折點】工具條，對拓撲邊進行修改，如節(jié)點的添加、刪除、移動。根據(jù)現(xiàn)有要素創(chuàng)建新要素：利用拓撲邊特性和多邊形自動閉合功能，可以自動生成多邊形。在單擊→編輯器-高級編輯工具，選擇需要利用幾何形狀構建多邊形要素的那些要素，單擊【構造面】，打開【構造面】對話框，選擇用于存儲新要素的多邊形要素類、拓撲容差，選擇【使用目標中的現(xiàn)有要素】復選框（可以創(chuàng)建現(xiàn)有多邊形的邊界為邊界的新多邊形），單擊【確定】。分割面：單擊→編輯器-高級編輯工具，選擇要用于分割現(xiàn)有面要素的線要素或面要素，單擊【分割面】，打開【分割面】對話框，選擇用于存儲新要素的圖層、拓撲容差，單擊【確定】，則可以完成疊置要素分割面的操作。任務實施/05

任務實施—林業(yè)小班重疊、縫隙錯誤的拓撲檢查