基于Geodatabase拓扑规则矢量地形数据编辑方法的探讨

基于Geodatabase拓扑规则矢量地形数据编辑方法的探讨王小蓉
【摘要】为了提高生产效率和作业质量,针对数据的质量要求,利用Geodatabase 提供的点、线、面拓扑规则,提出在ArcCatalog定义相应的拓扑规则,在ArcMap 中进行检查和修改的作业方法.通过在国家西部1:50 000比例尺地形图空白区测图工程和国家1:50 000数据库更新工程中的DLG数据生产实践,大大降低了工作量,取得了很好的效果,证明了该方法切实可行.
【期刊名称】《测绘技术装备》
【年(卷),期】2010(012)002
【总页数】2页(P41-42)
【关键词】拓扑规则;数据编辑;数据检查
【作者】王小蓉
【作者单位】国家测绘局第一航测遥感院,陕西西安,710054
【正文语种】中文
在国家西部1∶50 000比例尺地形图空白区测图工程和国家1∶50 000数据库更新工程中，矢量数据是最基础、最重要也是工作量最大的基础地理信息数据。

如何在矢量数据（Geodatabase数据）中准确快速检查同一要素类（同层）或不同要素类（异层）中公共边不重合、悬挂点等错误，顺利完成数据编辑任务，是数据生产中的一个难点问题。

本文提出了基于Geodatabase拓扑规则的作业方法，较好地解决了自动发现并准确定位错误要素这一难题。

在ArcInfo的经典数据格式COVERAGE中，拓扑关系被完整地保存，并有一组检查工具（命令和函数）供使用者对空间数据进行拓扑关系检查并给出错误定位标识和相应的统计数据[1]。

通过这可以检查重点、重线、重面、公共边不重合、悬挂
点等错误。

这些数据处理方法也为作业员所熟知。

在ESRI将ArcInfo7.1升级为ArcGIS8.0后，采用Geodatabase数据模型，经典的COVERAGE拓扑关系不复
存在。

而为了弥补和提高要素拓扑关系的处理能力，ESRI在ArcGIS8.3及以后版本，为Geodatabase数据模型引入了拓扑规则。

在Geodatabase中可以通过ArcCatalog定义拓扑规则。

该拓扑规则即可作用于同一要素数据集中的不同要素
类（异层）也可作用于同一要素类（同层）中的不同要素。

用户可以指定要素类之间（异层要素）或要素之间（同层要素）应满足的拓扑关系，如：相邻关系、连接关系、覆盖关系、相交关系、重合关系等。

所有这些关系都对应相应的规则。

ArcGIS8.3为Geodatabase定义了25种拓扑规则，如表1所示。

要素重合关系在数据编辑中最为常见。

要素重合关系涉及点与点、点与线、点与面边线、线与线、线与面边线、面与面六种重合关系。

当需要检查和处理重合关系时，可以根据具体情况选用表1中的规则1、2、3、7、9、16、20、21、22、23、24。

其中有的规则是正反向成对，如2和16、20和22等。

以半依比例尺桥与道路的关系（线与线重合关系）为例，根据工程的数据要求和数据采集特点，将半依比例尺桥和道路单独设置在不同的要素类，在ArcCatalog中定义拓扑类“tuopu”，选择拓扑规则为表1中的规则7，设置源要素类为半依比例尺桥要素类，设置目标要素类为道路要素类，设置重合限差为实地10 m（以
1∶50 000比例尺为例，图上0.2 mm），半依比例尺桥精度等级设为1（最高），道路精度等级设为5（2～50都可以，ArcGIS系统规定最大不能超过50）。

设置完成后创建拓扑类“tuopu”，ArcGIS自动将道路上距离半依比例尺桥在10 m以内的点重合到半依比例尺桥相应的点上，这样就实现了限差范围内重合关系
的自动化处理，避免了繁琐的人工处理及可能带来的不确定性问题（如修改不彻底、误操作等），同时保证了数据编辑的质量。

同时在拓扑类“tuopu”中记录了道路上距离半依比例尺桥在10 m以外的点，作为拓扑关系错误信息。

在ArcMap中打开拓扑类“tuopu”，可以图形化显示这
些错误的地方，这样就可以实现要素关系错误的快速准确地查找和定位。

当错误被正确修改后，将自动反应到拓扑类中，原有的错误标记会自动被删除，这种实时、动态的检测错误状态和修改正确性的功能非常有利于作业人员进行判断和决策。

如果发现半依比例尺桥的点坐标几何位移误差超限，需要修改时，利用ArcMap
提供的拓扑编辑工具，进行局部点坐标的移动修改，与其重合的道路上的相应点则会同时自动进行对应的移动，继续保持重合状态，省去了对重合要素的二次修改工作，使得重合要素的几何图形编辑修改只需修改一个要素一次就可完成两个要素（甚至多个要素）两次（甚至多次）的修改工作量。

类似的点与线重合、线与面重合、面与面重合等都可以利用上述方法进行编辑和检查。

对于大量的线要素图形错误问题，如悬挂点、伪节点、线自相交、线自重合（回头线）等人工难以检查和发现的问题，可以分别采用表1中的拓扑规则10、11、13、12建立相应的拓扑类，进行错误的自动消除和定位，相应操作与2.2相同。

对于面要素的标识点遗漏问题可以使用拓扑规则25进行错误定位。

联合使用拓扑规则17、18可以发现和处理面要素相邻关系中的微小缝隙和重叠错误。

实际应用中，由于拓扑规则较多，必须清楚明白每个规则的具体作用和使用环境。

除了使用ArcCatalog，还可以利用ArcGIS提供的开发包，根据工程数据要求，
将常见的要素关系固化为要素关系规则库以实现全自动化处理。

该方法的关键是选择正确的拓扑规则、设置合理的重合限差、设置正确的精度等级，其他的工作则交由计算机处理。

在国家西部1∶50 000比例尺地形图空白区测图
工程和国家1∶50 000数据库更新工程中，利用该方法，查找错误准确、快速，
极大地减轻了作业人员的编辑和检查工作量，提高了工作效率和作业质量，使原本困难的问题变得简单容易，取得了非常好的效果。

[1] 蔡晓兵.Geodatabase中基于规则的拓扑关系管理机制[J].国土资源信息化，2002.。