专题4 空间拓扑.doc

专题4 空间拓扑一、实验目的1、 了解拓扑关系、拓扑规则；2、 拓扑规则用于同一图层内数据质量检验；3、 拓扑规则用于不同图层之间数据质量检验；二、实验准备实验数据位置： Training Material | 空间拓扑预备知识：1、 拓扑是地理要素间的空间关系，它是确保数据质量的基础。拓扑能提高空间分析能力，并且在确保GIS数据库质量方面扮演了一个重要角色；2、 拓扑将GIS行为应用到空间数据上。拓扑使得GIS软件能够回答这样的问题，比如邻接、连通、邻近和重叠；3、 在ArcGIS9.0中常用的有关topology的操作主要有两个地方，一个是在ArcCatalog中，一个是在ArcMap中。通常我们将在ArcCatalog中建立拓扑称为建立拓扑规则，而在ArcMap中建立拓扑成为拓扑处理；4、 geodatabase的拓扑规则有25个： 线topology 1.must not have dangle：线，不能有悬挂节点 2.must not have pseudo-node：线，不能有伪节点 3.must not overlay：线，不能有线重合（不同要素间） 4.must not self overlay：线，一个要素不能自覆盖 5.must not intersect：线，不能有线交叉（不同要素间） 6.must not self intersect：线，不能有线自交叉 7.must not intersect or touch interrior：线，不能有相交和重叠 8.must be single part：线，一个线要素只能由一个path组成 9.must not covered with：线线，两层线不能重叠 10.must be covered by feature class of：线线，两层线完全重叠 11.endpoint must be covered by：线点，线层中的终点必须和点层的部分（或全部）点重合 12.must be covered by boundary of：线多边形，线被多边形边界重叠 13.must be covered by endpoint of：点线，点被线终点完全重合 14.point must be covered by line：点线，点都在线上(2) 多边形topology 1.must not overlay：单要素类，多边形要素相互不能重叠 2.must not have gaps：单要素类，连续连接的多边形区域中间不能有空白区（非数据区） 3.contains point：多边形点，多边形要素类的每个要素的边界以内必须包含点层中至少一个点 4.boundary must be covered by：多边形线，多边形层的边界与线层重叠（线层可以有非重叠的更多要素） 5.must be covered by feature class of：多边形多边形，第一个多边形层必须被第二个完全覆盖（省与全国的关系） 6.must be covered by：多边形多边形，第一个多边形层必须把第二个完全覆盖（全国与省的关系） 7.must not overlay with：多边形多边形，两个多边形层的多边形不能存在一对相互覆盖的要素 8.must cover each other：多边形多边形，两个多边形的要素必须完全重叠 9.area boundary must be covered by boundary of：多边形多边形，第一个多边形的各要素必须为第二个的一个或几个多边形完全覆盖 10.must be properly inside polygons：点多边形，点层的要素必须全部在多边形内 11.must be covered by boundary of：点多边形，点必须在多边形的边界上三、实验内容与步骤第1部分 用于同一图层内数据质量检验实验数据：实例1实验过程介绍：导入初始线划数据，以不能出现悬挂点为规则建立拓扑关系，通过发现违背拓扑规则的错误并进行修正，最后生成高质量的多边形数据。1） 启动ArcCatalog，进入Geo_DB22数据库，右键点击要素数据集dataset1，在弹出式快捷菜单中选择New / Topology，弹出如下对话框：2） 点击下一步，弹出对话框，选择唯一的线状要素；3） 点击下一步，弹出对话框，设置总共的拓扑级数，设定地物类的拓扑级数；4） 点击下一步，弹出对话框，在Add Rule中选择“Must not have Dangles”的拓扑规则；5） 完成后续操作，创建拓扑，期间弹出对话框，选择Yes，使得拓扑有效化。6） 启动ArcMap，用Add Data加载拓扑；7） 加载后，图上存在三个错误；8） 第1个错误放大，不难看出线段1过长导致错误；激活编辑工具栏，开始编辑；然后激活高级编辑工具栏；首先点击，在线段2上点击，然后选择截断工具，在线段1上多余部分点击，即可除去悬挂点。9） 第2个错误放大，发现是线段1长度不足造成；首先点击，在线段2上点击，然后选择延长工具，在线段1上点击，即可延长线段1，从而除去悬挂点。10） 第3个错误放大，发现是多余线段造成；首先点击，在多余线段上点击，然后敲击Del键删除即可。11） 最后激活Topology工具栏，选择Validate有效化，验证拓扑错误是否清除；12） 启动ArcCatalog，在数据集中右键点击，弹出环境菜单，选择第2部分 用于不同图层之间数据质量检验1） 启动ArcMap，打开拓扑实验.MXD地图文档文件，激活Data frame2，可以看到一幅有道路和地块图；2） 关闭ArcMap，启动ArcCatalog，在数据集dataset2中创建拓扑，将两个地物类均加入；3）点击下一步，弹出对话框，将road设为1，parcel设为2，表示road精度高于parcel；4）点击下一步，弹出对话框，加入规则road必须被parcel的边界覆盖；5）完成，激活，用ArcMap打开拓扑，可以看到两个错误；6）激活拓扑工具栏，点选拓扑编辑工具，移动拓扑共享End Point，或者用编辑工具栏中的Modify Feature功能，移动Vertex节点，消除拓扑错误。注意事项：1） Dangle Node（悬挂结点，DN）和Pseudo Node（伪结点，PN）DN:仅和一个线要素相连，孤立的结点；PN:两个线要素相连、共享的结点；普通结点：三个或三个以上的线要素交汇、共享的结点。2)Cluster Tolerance（线簇容差）线簇容差指不相接的要素结点之间最小直线距离