浅谈拓扑在二调库中的重要性及快捷修改拓扑错误的方法_数据处理

浅谈拓扑在二调库中的重要性及快捷修改拓扑错误的方法
李新，王晶
摘要：拓扑关系对于数据处理和空间分析具有重要意义，拓扑经常广泛应用于地块查询和土地利用类型分析等。在二调据库中，为正确的建立单个或多个要素的空间位置关系，以确保数据质量及更为客观、逼真的表现各地理要素，建立正确的拓扑规则和快捷修改拓扑错误就显的尤为重要，本文就此做一仔细的分析和探讨。
关键词：拓扑；拓扑规则；拓扑错误；快捷修改
1　拓扑在二调入库中的重要性
1.1 拓扑的定义
在过去，拓扑被认为是一种空间数据结构，主要用于保证相互关联的数据能够形成一种简洁一致的结构。随着科学技术的发展，拓扑被认为是一系列规则和关系的集合，在加上一系列编辑的工具和先进技术，就能够支持地理数据库更为精确的模拟世界上发现的诸多几何关系。
1.2 拓扑容限
为一个距离值，在容限范围内，所有节点和边线被认为是重合的。二调拓扑容限为：0.00000199999999，在ArcCatalog中进行拓扑规则检查时，不要任意修改容限值。
1.3 拓扑规则
用来定义拓扑的状态，即拓扑要素应遵循的规则。
1.4 拓扑在二调库中的重要性
① 为什么必须使用拓扑
拓扑最主要也是最广泛的用途就是用于保证数据质量，即使数据库能够更客观、真实、
准确的反映地理要素。地理数据库提供了一个空间框架，各种要素可能在其中发生各种各样的关系，比如表格的类型、字段的默认值、属性域、校验规则等等的相互关系。这些行为关系可以对客观世界进行更为精准的模拟，同时保证了数据库中各对象间的相互完整性。
② 二调对数据库拓扑关系的严格要求
为保证二调数据库能够客观、真实的反映现有土地基础数据状况，国家二调办公室要求上交数据库严格执行土地利用数据库标准建库。此标准严格规定了数据库的内容、要素分类代码、数据分层、数据文件命名规则、图形数据与属性数据的结构、数据交换格式和元数据等等。
③ 拓扑出现问题后产生的严重后果
拓扑一旦出现问题产生的后果非常严重，总结如下：
① 导致数据库不能客观、真实、准确的反映各地理要素，数据成果质量降低，不符合国家要求。
② 数据库汇总的成果（包括表格、图件、报告等）无法反应真实的土地基础数据，成果可利用性降低。
③ 不能很好的满足社会经济发展及国土资源管理的需要，对今后的社会经济发展带来一定影响。
因此，拓扑是二调数据库的基础，如何处理好拓扑关系，快速改正拓扑错误就尤为关键，下面就二调入库中改正拓扑错误的快捷方法做以介绍。
2　二调入库中改正拓扑错误的快捷方法
2.1 修改要素拓扑错误的先后顺序
① 首先必须改正省下发的界线与二调数据库行政区的拓扑错误，此项操作尤为重要，行政区和行政区界线与下发界线若存在拓扑错误，整个行政区的控制面积就会与下发界线不符，进而导致各面状要素椭球面积平差错误，此外与行政区相关的要素与下发界线都会存在拓扑错误，整个数据库的现实性、精准性便会大打折扣。具体检查的拓扑原则如下：
省下发行政区本图层面的边界必须被其他图层的面边界所覆盖 XZQ
省下发行政区本图层面的边界必须被其他图层的线所覆盖 XZQJX
② 修改要素拓扑错误的先后顺序如下表：

说明：此表为修改元素拓扑错误先后顺序表，按此表先后顺序改错可有效减少反复修改拓扑问题的次数，提高数据库的质量。
2.2 简单拓扑问题的处理
首先，在ArcCatalog中进行表1的拓扑规则检查，生成拓扑错误层，之后，在Arcmap中打开拓扑错误层进行修改。下面就简单拓扑问题的处理作以说明：
① 当拓扑问题为少数要素节点多余或缺少时，可采用对要素对象加点或减点的方法，此方法快速有效，但应注意的是改拓扑问题时，应把某一拓扑错误涉及的所有点、线、面层逐一打开，仔细修改相应的拓扑错误。
② 用merge(合并)快捷修改拓扑错误
例如：面和面不可重叠（not must overlap）：
此时，可在错误上右键选择merge，将重叠部分合并到其中一个面中。：
说明：merge也可用于面不可由缝隙的拓扑错误，在错误上单击右键选择 create feature ,将缝隙创建为一个新要素，然后用merge 合并到相邻面里。
③ 多部分要素的打散
在修改拓扑错误或改动数据库时，往往会出现多部分要素，即复合图形，此时应打散。
2.3 复杂拓扑问题的快捷处理
首先，在ArcCatalog中进行表1的拓扑规则检查，生成拓扑错误层，之后，在Arcmap中打开拓扑错误层进行修改。下面就复杂拓扑问题的处理作以说明：
① 用正确的线生成面状要素
当修改面状要素拓扑错误时，可利用正确的线状要素生成面状要素，此方法且快速有效。例如：行政区与行政区界线间存在拓扑错误。出现此类问题时，应把错误的行政区移走，利用正确的行政区界线生成正确的行政区。步骤如下：
⑴ 添加某一空面图层。
⑵ 选中行政区界线，将当前层改为新加的面层，利用拓扑工具条的Construct Feature功能在新添加的面层中生成新的行政区面。
② 用正确的面生成线状要素
当需要增加或修改与面边缘重叠的复杂线状要素时，用加点或减点的方法效率太慢，显然不合适，为提高效率，快捷修改此类问题的方法是：用正确的面生成线状要素。例如：跨两个图斑的线状地物出现拓扑问题。
此时应把错误的线状地物移走，选中正确的图斑要素，打开捕捉图斑节点，利用编辑工具的Trace Tool 捕捉线状地物对应图斑的起末节点自动生成正确的线状地物。
说明：采用此方法的前提是面状要素无拓扑问题，利用此法也可生成某段地类界线、权属界址线，生成完线状地物、地类界线、权属界址线后应完善其属性。
③ 用周围正确的面要素改正中间面对象的拓扑错误
利用周围正确的面要素可快速改正中间面对象的拓扑错误，此方法与用正确的线生成面状要素相类似，只是在最初应选择的是面，而不是线。应用此法可改正诸多面对象的拓扑错误。
④ 用Auto-complete polygon 生成面状要素
利用 Auto-complete polygon 功能可快速生成面要素，前提是周围面无拓扑问题且已环围住将生成的面状要素，当然生成面后，仍要完善其属性。如下图：
⑤ 用线状要素分割面状要素
利用已有线状地物分割面状对象也是避免拓扑错误产生的好方法。例如：经外业调汇有一条线状地物穿过某一图斑，那么绘好线状地物后，便可用此法分割图斑。

2.4 利用国图软件处理数据库进而减少拓扑问题
利用国图软件自动生成地类界线、界址线、基本农田保护图斑可有效减少拓扑错误的产生，以下作以简要说明。
① 利用国图软件中的系统工具可自动生成地类界线。

说明：进行此步操作的前提是行政区、行政区界线、权属宗地、权属界址点、权属界址线、线状地物、地类图斑、零星地物无任何拓扑问题，否则生成的地类界线也会产生拓扑错误。
② 利用国图软件中图形处理菜单下的宗地生成界址线功能生成界址线。

说明：进行此步操作的前提是行政区、行政区界线、权属宗地、权属界址点、线状地物、地类图斑、零星地物无任何拓扑问题，否则生成的地类界线也会产生拓扑错误。
③ 利用国图软件中专题数据处理菜单下的提取基本农田保护图斑功能生成农田保护图斑。
综上所诉，灵活运用以上操作可大大减少拓扑错误的产生，提高修改数据库的工作效率。
3 结束语
此论文通过本人主持二调数据入库的工作，依据长期的实践经验，总结出了内业处理二调数据库拓扑问题的方法和技巧，希望本论文对运用Arcgis处理拓扑问题的内业人员有一定的借鉴，并针对本论文提供方法的不足之处，提出宝贵的意见。