城镇数据库建设中基础数据质量拓扑的控制

　　基础数据质量的控制直接关系到城镇地籍数据库建设的质量。基础数据质量的控制，可以由外业数据采集及检核来完成。然而基础数据的拓扑关系的控制必须由内外业结合来共同完成。基础数据的拓扑关系若控制不好，将影响到整个数据库建设的质量。为此我单位在城镇数据库建设中基础数据的拓扑关系控制软件使用ArcGIS软件。

　　本文将探讨城镇数据库建设中使用ArcGIS软件来进行基础数据的拓扑关系的控制。

　　一、城镇地籍数据库系统基础数据的分层

　　城镇地籍数据库的分层必须严格按照《城镇地籍数据库标准》。基础数据的分层若按照最终城镇地籍数据库的分层标准来分层将会加大数据量。在仔细分析这些标准层后，我们可以看出一些层必须入到宗地界址线、宗地界址点层、房屋信息层、行政界线层、用地类型信息层和修饰层等层。一些图层可以在这些必须图层上生成如各类注记层、宗地层、建筑面积容积率层和行政区等层。在归纳总结后我们将图层分成：宗地信息层、房屋信息层、行政区信息层、用地类型信息层和修饰层5类。

　　宗地信息层包括：宗地界址线层(线层)、宗地界址点层(点层)、宗地号注记层(点层)以及由宗地界址线层生成的宗地层(面层)。

　　房屋信息层包括：房屋边界(线层)、房屋注记(点状)、房屋修饰(线状)以及后来由房屋边界生成的房屋层(面状)。

　　行政区信息层包括：行政界线(线层)和由行政界线生成的行政区(面状)。

　　用地类型层：图斑边界(线层)、地类注记(点层)、线状地物(线层)

　　修饰层包括：线状修饰层(线层)、点状修饰层(点层)。

　　二、基础数据转换

　　由于在生产过程中生产单位使用制图软件的不统一，所以基础图存在格式的多种多样，这样我们就需要将这些图转换到ArcGIS能够识别的格式后才能运用ArcGIS强大的拓扑检查功能来进行修正和处理。在转换过程中应用分层转换的方法来逐层转换。在转换的过程中必须将数据的标识码(如cad文件的实体代码、MapGIS文件的要素代码等)一起转换，转换后严格进行要素标识码的检查，并按照上面所述图层来进行分层。

　　三、建立拓扑结构

　　当完成数据的转换和分层后，我们将对所有数据建立相应的拓扑关系，来检查和修正不合理的数据。

　　3.1、宗地信息层之间的相互拓扑关系：

　　在建立拓扑关系的过程中，宗地信息之间的拓扑关系尤为重要，在此我们需要建立宗地的拓扑关系并生成宗地层：

　　宗地界址线层本身的拓扑关系：MustNotHaveDangles(不能悬挂)、MustNotHavePseudos(不能有伪节点)、MustNotSelf-Overlap(不能覆盖自己)、MustNotSelf-Interset(不能自相交)、MustBeSinglePart(必须是单一的)。

　　界址点与界址线的拓扑关系为：(界址点)PointMustBeCoveredByLine(界址线)。

　　当这些检查都通过后可以确保宗地界址线满足了构成宗地层的必要条件。这时我们可以利用宗地界址线层来构建宗地层。

　　宗地层之间的拓扑关系：宗地层是由界址线层构建的，宗地层本身的拓扑关系为：MustNotOverlap。宗地层和宗地界址线层的关系是：BoundatyMustBeCoveredBy(宗地层的边界必须被宗地界址线覆盖)。这样我们利用这些拓扑关系来检查错误，然后提交给外业工作人员来进行修改。检查的目的是对宗地部分发生重叠现象进行纠正。

　　3.2、房屋相关各层的拓扑关系。

　　房屋相关层有：房屋边界层、房屋注记层、房屋修饰层。房屋边界层为构成面状的房屋，故在构成面状以前必须检查该层单独的拓扑关系，该层内部拓扑关系和修正方法与宗地界址线层的拓扑关系和修正办法一致，主要检查和修正房屋发生重叠区域的部分，并生成房屋层。

　　房屋层与房屋注记层的关系：房屋注记层必须包括在房屋层里面。其格式与宗地层和宗地层注记的拓扑关系一样，在此不再说明。

　　房屋层和宗地层的拓扑关系：按照地籍测绘的作业方法，地籍图的最后成果是先有宗地后有房屋，故房屋必须坐落在宗地里面，但是由于存在违法占地的情况，有的房屋部分超出界址线或全部超出界址线而存在违法建筑的发生。故建立房屋层和宗地层的拓扑关系主要目的是为了查找出这类建筑物，以利于逐一核查是否正确。房屋层和宗地层的拓扑关系为：房屋层MustBeCoveredBy宗地层。

　　房屋修饰层包含了必须依附于房屋而存在的线状房屋设施和可以不依附于房屋而存在的线状房屋设施。

　　不依附于房屋而存在的线状房屋设施与房屋层的拓扑关系相对来说比较简单，只要和房屋不交叉里面去就可以。但是在ArcGIS中并未提供这种拓扑关系的检查，我们可以将构成房屋层的边界和可以不依附于房屋而存在的线状房屋设施层合并在一起，检查合并层的层内拓扑关系，然后进行修正原房屋修饰层即可。合并层之间的拓扑关系为：(合并层)MustNotIntersect。

　　依附于房屋而存在的线状房屋设施与房屋层之间的拓扑关系必须为：线状房屋设施必须紧靠在房屋上。由于ArcGIS也没有提供相应的拓扑关系，我们必须借助于构成房屋层的房屋边界层来构建相应的拓扑关系，将这两个层合并成一个层，然后检查这个合并层的拓扑关系：(合并层)MustNotIntersect;(合并层)MustNotHaveDangles;(合并层)MustNotHavePseudos;(合并层)MustNotIntersectOrTouchInterior。

　　在拓扑错误列表中可以看出错误类型，这些错误要求逐一修改。

　　房屋修饰层与宗地层之间的关系：房屋修饰层与宗地层的关系一致，只是处理方法不同而已。在此不再重复说明。

　　3.3、行政区之间的拓扑关系

　　我们在形成行政区文件之前，必须要将行政区边界线进行本层拓扑关系检查，本层的拓扑关系和宗地的界址线层一致。在修改完本层的拓扑错误后，建立行政区面层，行政区的构成是由街坊构成的。

　　行政区自身也有拓扑关系，本层必须被街坊图斑完全填充的区域。本层的拓扑关系为：(行政区)MustNotOverlap，(行政区)MustNotHaveGaps;既行政区层不能相互覆盖，行政区中也不能有空隙存在。通过拓扑关系检查后即可对错误结果进行修正。

　　在检查完行政区本层的拓扑结构后应该对和行政区相关的图层来进行拓扑检查。

　　宗地层与行政区检查：按照要求，宗地层应该包含在行政区层中，他们之间的相互关系为：(宗地层)MustBeCoveredBy(行政区)。其检查方式及修正方式和房屋层与宗地层的方法一致。有些宗地层超出行政区，应该进行严格的核查和修正。

　　行政区是建设数据库的范围，故此每个层均与行政区产生拓扑关系，只是在处理线图层与行政区关系的时候需要作些处理，处理方法在此不作叙述。

　　3.4、地类图斑的拓扑关系

　　在地籍数据库中应该包含着土地利用现状的信息。而这些信息存储在地类图斑层、线状地物层和点状地物层。

　　地类图斑和线状地物的拓扑关系：线状地物可以坐落在图斑层的图斑的任意地方，只要不超出行政区边界就可以了。当线状地物作为地类图斑边界的时候需要进行处理。

　　地类图斑与宗地相关层之间的关系：每宗地必然为地类图斑的一部分地类界线，但地类图斑不一定都是宗地的边界，故宗地边界与地类图斑之间的关系为：(宗地界线层)MustBeCoveredByFeatureClassOf(地类图斑层)。修正应该以宗地层为基准来修正地类图斑的边界。同样的方法，修正地类图斑层与房屋边界层、房屋修饰层、行政界线层等层的相关的地类图斑线。修正方法为变换拓扑容差来进行自动修正。

　　3.5、其他各层之间的拓扑关系

　　在以上主要图层之间的拓扑关系检查完成后，检查其他图层之间的拓扑关系。这些图层如：线状地物修饰层、点状地物修饰层等图层，主要检查这些图层与主要图层之间的关系，在检查过程中有很大的灵活性，应该根据各自的特性，找出其中的拓扑关系，然后进行检查和修正。

　　4、结束

　　本文主要描述城镇地籍数据库建设中的主要图层之间的拓扑关系及修正的原则，检查顺序是按照我单位所做承接的测绘任务进行的，具体到其他城镇地籍数据库建设可能会有所不同，各城镇应该根据本单位实际情况来进行检查和修正城镇数据库的基础数据。

　　参考文献：

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　　[2] 国土资源部.土地利用数据库标准[M].

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　　[6]Kang-tsungChang注陈健飞译《地理信息系统概论》2003.10