空间数据拓扑处理的基本操作

1.拓扑概述：

拓扑表达的是地理对象之间的相邻、包含、关联等空间关系，是一种描述地理数据空间关系的模型。在ArcGIS中，拓扑的主要功能是保证空间数据的质量，同时也为模拟地理空间现象提供一个模型框架。利用这些特征，在ArcGIS中就能够真实的模拟现实中的地理空间。
拓扑关系作为一种地理空间实体间的一种关系，比几何数据根据稳定性，它不随着地图投影的变化而变化。
拓扑关系主要用于以下操作：

• 利用拓扑关系，可控制地理实体共享几何的方式。
• 根据拓扑关系，不需要利用坐标或距离，就可以确定一种空间实体相对于另一种空间实体的位置关系。
• 利用拓扑关系，便于空间要素的查询。
• 利用拓扑关系，可重建地理实体。

2.拓扑参数：

• 2.1 拓扑容差（topology tolerance）：
  拓扑容差是不重合的两个要素顶点间的最小距离，也就是说，处于拓扑容差范围内的顶点会被认为是重合的而会被系统捕捉到一起。默认的拓扑容差是系统根据诸如数据精度等因素计算出来的，大多数情况下是 X,Y 分辨率距离（定义用于存储坐标的数值精度）的10倍。

• 2.2 等级（ranks）：
  等级是当要素要进行合并操作时，用来控制那些要素会被合并到哪些要素上的参数。即当不同级别的顶点处于拓扑容差范围内，低等级的顶点会被捕捉到高等级的顶点要素上；同一等级的顶点会被捕捉到两者几何平均位置上。

• 2.2 拓扑规则（rules）：
  拓扑规则用于定义拓扑的状态，用于控制要素之间的空间关系。
  具体的拓扑规则介绍可以参考官方帮助文档。

• 2.3 脏区域（dirty area）：
  脏区域是建立拓扑关系之后，又被编辑或者更新过的区域。脏区域会追踪那些在拓扑编辑过程中可能不符合拓扑规则的位置，是允许验证拓扑的选定位置。

• 2.4 错误和异常（error）：
  拓扑检查出的错误会以要素的形式存储在拓扑图层中，其中记录了发现拓扑错误的位置，系统会用红色的点线块表示出来。
  常见的错误主要是以下几种：
  悬挂结点——仅与一个线要素相连的孤立结点。
  伪结点——两个要素相连或者共享的结点。
  碎屑多边形——同一个要素因为多次录入导致位置不完全一致。
  不规则多边形——输入线结点时因为次序或者位置错误导致。

3.拓扑创建：

• 使用ArcCatalog创建。
  在ArcCatalog目录树中，右键单击要创建拓扑的数据集，在弹出的菜单中，单击【新建→拓扑】，在弹出的新建拓扑对话框中进行相关设置即可。

• 使用ArcToolbox创建。
  双击【Data Management Tools→拓扑→创建拓扑】工具，打开创建拓扑对话框，进行相关设置即可。

4.拓扑验证：

• 使用ArcCatalog验证。
  在ArcCatalog目录树中，右键单击创建的拓扑数据集，在弹出的菜单中，选择【验证】，进行拓扑验证。

• 使用ArcToolbox验证。
  双击【Data Management Tools→拓扑→拓扑验证】工具，打开拓扑验证对话框，输入需要验证的拓扑数据，选择验证范围即可。

5.拓扑重定义：

对于创建好的拓扑，也可以进行一系列的修改，例如，添加要素类、删除要素类、添加拓扑规则、删除拓扑规则、拓扑重命名、更改拓扑容差、更改坐标等级等操作。

• 使用ArcCatalog修改。
  在ArcCatalog目录树中，右键单击要创建拓扑的数据集，在弹出的菜单中单击【属性】，在弹出的拓扑属性对话框中进行相关设置。

• 使用ArcToolbox修改。
  在【Data Management Tools→拓扑】工具下面，选择相应的工具，进行相关设置。

6.共享要素的编辑：

创建了拓扑关系之后，拓扑关联要素之间就具有了共享点或边，对共享点或边的编辑，会更改拓扑关联的要素。
进行拓扑编辑，需要加载拓扑编辑工具条（在工具栏空白处点击右键，在弹出的菜单中选择拓扑命令，弹出拓扑工具栏），进而对共享要素进行相关编辑操作。