地理信息系统3 矢量数据模型
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在GIS中，输入、存储的各种专题地图和统计图 表是数据；系统软件中所包含的代码是计算机 系统中的二进制数据；用户对地理信息系统发 出的各种指令也是数据。因此，GIS的建立和运 行，就是信息或数据按一定的方式流动的过程。
数据的类型
原始数据（Primary data） 次生数据 (Secondary data)
▪ 利用拓扑数据有利于空间数据的查询。例如判 别某区域与哪些区域邻接；某条河流能为哪些 居民区提供水源，某行政区域包括哪些土地利 用类型等等。
▪ 利用拓扑数据进行道路的选取，进行最佳路径 的计算等。
3.3 矢量数据模型
模型：对现实世界的简化表达。
一幅地图是一个符号模型，存贮数字地图的文件是一种符 号模型。
➢两点间的距离 非拓扑属性 ➢一个点指向另一点的方向
➢弧段的长度 ➢区域的面积和周长
空间关系—拓扑关系—拓扑属性—拓扑不变量
距离、方向、长度、周长、面积—非拓扑属性—拓 扑变量
拓扑学为地理空间关系的研究提供了数学 基础，通过对空间关系特征的拓扑序列研 究，能够揭示空间关系的不同类型：
(1) 弧段结点连接性（Arc-node topology） (2) 多边形区域定义（Polygon-arc topology） (3) 多边形邻接性（Left-right topology）
理解拓扑变换和拓扑属性：
假设在欧氏平面中一块高质量的橡皮，表面上有由 结点、弧段、多边形组成的任意图形。若只对橡皮 进行拉伸、压缩，而不进行扭转和折叠，则在橡皮 形状变化过程中，图形的一些属性将继续存在，一 些属性将发生变化。例如，如果多边形中有一点A， 那么，点A和多边形边界间的空间位置关系不会改 变，但多边形的面积会发生变化。这时，称多边形 内的点具有拓扑属性，而面积则不具有拓扑属性， 拉伸和压缩这样的变换称为拓扑变换。
当原始数据经过解释、编辑和处理后， 它们将转化为次生数据。常用的次生地 球科学数据主要表现为诸如地图、表格 以及空间信息的地学编码等形式。
地理数据（空间数据）的基本特征
地理数据一般具有三个基本特征：
空间特征或几何特征（定位数据）： 表示现象的空间位置或现在所处的 地理位置。一般以坐标数据表示， 例如笛卡尔坐标等。 属性特征（非定位数据），表示实 际现象或特征，例如变量、级别、 数量特征和名称等。 时间特征（时间尺度）：指现象或 物体随时间的变化，其变化的周期 有超短期的、短期的、中期的、长 期的等。
剖面是按一定的间距和剖面方向切割空间曲面，切割而 成的多组剖面就完成了对空间曲面的描述。
二维矢量的主要参数如下：
面积：指封闭多边形的面积。对于三维欧式 空间中的空间曲面而言，还包括其在水平面 上的投影面积。
周长：如果形成多边形的弧段为折线，那么， 周长为各折线段长度之和；多边形由曲线组 成，则计算方法较为复杂，如积分法。
拓扑包含：不同级别或不同层次的多边形图形实体之 间的拓扑关系。下图的a、b、c分别有2、3、4个层次。
空间拓扑关系的形式化描述建立在点集拓扑理论 基础上。空间拓扑关系如按两两结合包括：面-面、 面-点，面-线，线-线，线-点，点-点。每一种形式 的空间关系又包含更多的子形式。
面-面空间关系的形式化表达：
弧段在结点处的相互联接关系。每个弧段都有一个起始端 点和一个终止端点，从起始端点到终止端点表示了弧段的方向， 而所有弧段的端点序列则定义了弧段与结点的拓扑关系，空间 拓扑关系分析就是通过在端点序列中寻找弧段之间的共同结点 来判断弧段与弧段之间是否存在连接性。
多个弧段首尾相连构成多边形的内部域。在矢量模型中， 多边形区域是由一系列弧段序列组成的。
凹凸性：用于二维矢量的形态描述。凸多边 形是指多边形内所有边之间的夹角小于180。 反之，则为凹多边形。
走向、倾角和倾向：在描述地形、地层特征 要素时常使用这些参数。
地理空间的拓扑
“拓扑”（Topology）一词源于希腊文，它的原意 是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个重要 分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何 属性----拓扑属性。
(2)首尾结点可以重合，即弧段首尾相接。相应 的数学表达式为(图(b))： x1 = xn，y1= yn （3）弧段不能与自身相交。如果相交，需以交 点为界把弧段分为几个一维矢量（见图(c)）。 在图 (c)中，弧段数为3，而不是1。三个弧段分 别为AK,KBCDEFGHK,KIJ。
一维矢量的主要参数有： ▪ 长度：从起点到终点的总长。 ▪ 弯曲度：表示像道路拐弯时弯曲的程度。 ▪ 方向性：开始于首结点，结束于末结点。
根据弧段的方向性及其左右边来判断弧段左右多边形的邻 接性。
弧段的左与右的拓扑关系（Left-right topology）表现了邻 接性。一个具有方向性的弧段，沿弧段方向有左边和右边之分 。空间拓扑关系分析正是依据弧段的左边与右边的关系来判断 位于该弧段两边多边形的邻接性。
二意性组合图问题
基于结点—弧段—多边形（Node-arc-polygon）的拓扑 分析，描述了空间实体之间的连接性和邻接性。但是，它对 于两种不同的空间配置仍有可能给出相同的拓扑关系描述， 组合图理论解决了这一空间配置的二意性组织问题。
第三章 矢量数据模型
数据涵义与数据类型 地理空间的矢量表达 矢量数据模型 矢量数据结构 空间数据的元数据 空间数据质量
3.1 数据涵义与数据类型
数据是信息的载体。其具体形式多种多样，如 文本、图像、声音等。在信息系统中，数据的 格式随着载荷它的物理设备的形式而改变。
数据处理就是获得数据中所包含的信息的过程。
目前对前两者的研究较成熟，算法也较简单；后 者的判别方法较复杂，尤其在三维欧氏空间中。
拓扑关系
拓扑是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下 仍保持不变的性质。
在图论中，拓扑是指用图表或图形来研究几何 对象排列及其相互关系。
拓扑关系明确表达了实体/要素之间的空间 相互关系。
结点、弧段、多边形间的拓扑关系主要有如 下三种：
3.2 地理空间的矢量表达
• 地理空间的表达是地理数据组织、存储、 运算、分析的基础。地理空间的表达方 法包括矢量、栅格、三角形不规则网、 Voronoi等几类。以此为基础，可以构造 地理空间各种不同的数据模型和数据结 构。
矢量表达法主要表现空间实体的形状特征。
0维矢量：空间中的一个点（point），在二维、 三维欧氏空间中分别用(x,y)和(x,y,z)来表示。 在数学上，点没有大小、方向。
空间关系
地理空间实体对象之间的空间相互作用关系。 空间关系分为三大类：
拓扑空间关系（Topological Spatial Relationship）：描述 空间实体之间的相邻、包含和相交等空间关系。 度量空间关系(Metric Spatial Relationship)：描述空间实 体的距离或远近等关系。距离是定量描述，而远近则 是定性描述。 顺序空间关系（Order Spatial Relationship）：描述空间 实体之间在空间上的排列次序，如实体之间的前后、 左右和东南西北等方位关系。
专题特征指地理实体所具有的各种性质，以数 字、符号、文本和图像等形式表示，可被其它 类型的信息系统存储和处理，如地形坡度、某 地年降雨量、土地类型、人口密度、交通流量、 空气污染程度等。
时间属性是指地理实体的时间变化或数据采集 的时间等。
空间数据的表示方法
类型数据：考古地点、道路线和土 壤类型的分布等； 面域数据：随机多边形的中心点、 行政区域界线和行政单元等； 网络数据：道路交点、街道和街区 等； 样本数据：气象站、航线和野外样 方的分布区等； 曲面数据：高程点、等高线和等值 区域； 文本数据：地名、河流名称和区域 名称； 符号数据：点状符号、线状符号和 面状符号（晕线）等。
(x1, y1 ),(x2 , y 2 ),...,(xn , yn )
(n 1)
(2 1)
(x1, y1, z1 ),(x2 , y2 , z2 ),...(xn , yn , zn )
(n 1)
(2 2)
一维矢量的空间关系主要有如下几种：
(1)坐标序列中的首点（x1，y1）和末点（xn，yn） 统称为结点（首结点和末结点）。位于首尾结点 间的点（x1，y1），（x2，y2），…，（xn-1，yn-1） 为拐点或中间点或角点（见图(a)）；
点 包 括 如 下 几 类 实 体 ： 实 体 （ Entity ） 点 、 注 记 （ Text ） 点 、 内 点 （ Label ） 、 结 点 （ Node ） 、 角 点 (Vertex)或中间点。
一维矢量：表示空间中的线划要素，它包括线段、 边界、弧段、网络等。在二维（见（2-1）式）、 三维（见（2-2）式）欧氏空间中用有序的坐标对 表示：
空间数据的类型
空间特征数据记录空间实体的位置、拓扑关系 和几何特征，这是GIS区别于其他数据库管理系 统的标志。
空间特征指空间物体百度文库位置、形状和大小等几何特征， 以及与相邻物体的拓扑关系。这是地理信息系统所独 有的。 空间位置可由不同的坐标系统来描述，如经纬度、地 图投影坐标或直角坐标等。 拓扑关系确定某一目标与其他更熟悉的目标间的空间 位置关系，如一所学校位于哪个路口或哪条街道。
原始数据经过GISs和RSIPS（遥感影像处理 系统）处理后都可以转化为次生数据。原始数 据主要包括各种地图数据、表格数据和影像数 据。对于大多数地理信息系统的应用来说，它 们常用的是各种类型的次生数据。
原始地球物理、地球化学和其它有关地球 的技术数据，都是通过数字记录仪器来采集 的。这些数据的样点观测方式，或者是在自 然地理位置上的测量或者是在实验室对于采 集样本的测量。在许多情况下，采样点的地 理位置是根据地形图来确定的，而地形图上 各点的位置坐标则能够以数字化表格的形式 记录，或者直接利用卫星全球定位系统 （GPS）进行测量。
表2-1 欧氏平面上空间对象所具有的拓扑和非拓扑属性
拓扑属性
➢一个点在一个弧段的端点 ➢一个弧段是一个简单弧段（弧段自身不相交） ➢一个点在一个区域的边界上 ➢一个点在一个区域的内部 ➢一个点在一个区域的外部 ➢一个面是一个简单的面（面上没有岛） ➢一个面的连续性（给定面上任意两点，从一点 可以完全在面的内部沿任意路径走向另一点）
为解决组合图问题，定义由结点和弧段形成的组 合图边界网络遵守如下规则： 弧段具有方向性，若沿着弧段运动时，由弧段组 成的多边形对象总是位于弧段的右边，弧段的这 一运动方向就是弧段的正方向；当弧段运动至某 个结点时，以结点为轴按反时针方向旋转，选取 尚未走过的弧段正方向离开结点的几个弧段中的 第一个弧段；由上规则跟踪完所有弧段为止。
拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。
空间数据的拓扑关系
拓扑邻接：存在于空间图形的同类图形实体之间的拓 扑关系。如结点间的邻接关系和多边形间的邻接关系。 左图中，结点N1与结点N2、N3、N4相邻，多边形P1与 P2、P3相邻。
拓扑关联：存在于空间图形实体中的不同类图形实体 之间的拓扑关系。如弧段在结点处的联结关系和多边 形与弧段的关联关系。N1结点与弧段A1、A5、A3相关 联，多边形P2与弧段A3、A5、A6相关联。
如河流中的水流方向，高速公路允许的车 流方向等等。
二维矢量（又称多边形）：表示空间的一个面状要 素。
在二维欧氏平面上指由一组闭合弧段所包围的空间 区域,见图(a)。
在三维欧氏空间中二维矢量为空间曲面。目前通过 二维矢量对空间曲面的表达主要有等高线和剖面法 两种，见图(b)(c)。
等高线通过设置等间距，把具有相同高程值的点连接起 来形成等高线（一维矢量），来描述空间曲面。
数据模型：根据一定的方案建立的数据逻辑组织
面-线空间关系的形式化表达：
面-点空间关系的形式化表达：
空间数据的拓扑关系在GIS数据处理和空间 分析中的作用：
▪ 根据拓扑关系，不需要利用坐标和距离就可以 确定一种空间实体相对于另一种空间实体的空 间位置关系。因为拓扑数据已经清楚地反映出 空间实体间的逻辑结构关系，而且这种关系较 之几何数据有更大的稳定性，即它不随地图投 影而变化。
数据的类型
原始数据（Primary data） 次生数据 (Secondary data)
▪ 利用拓扑数据有利于空间数据的查询。例如判 别某区域与哪些区域邻接；某条河流能为哪些 居民区提供水源，某行政区域包括哪些土地利 用类型等等。
▪ 利用拓扑数据进行道路的选取，进行最佳路径 的计算等。
3.3 矢量数据模型
模型：对现实世界的简化表达。
一幅地图是一个符号模型，存贮数字地图的文件是一种符 号模型。
➢两点间的距离 非拓扑属性 ➢一个点指向另一点的方向
➢弧段的长度 ➢区域的面积和周长
空间关系—拓扑关系—拓扑属性—拓扑不变量
距离、方向、长度、周长、面积—非拓扑属性—拓 扑变量
拓扑学为地理空间关系的研究提供了数学 基础，通过对空间关系特征的拓扑序列研 究，能够揭示空间关系的不同类型：
(1) 弧段结点连接性（Arc-node topology） (2) 多边形区域定义（Polygon-arc topology） (3) 多边形邻接性（Left-right topology）
理解拓扑变换和拓扑属性：
假设在欧氏平面中一块高质量的橡皮，表面上有由 结点、弧段、多边形组成的任意图形。若只对橡皮 进行拉伸、压缩，而不进行扭转和折叠，则在橡皮 形状变化过程中，图形的一些属性将继续存在，一 些属性将发生变化。例如，如果多边形中有一点A， 那么，点A和多边形边界间的空间位置关系不会改 变，但多边形的面积会发生变化。这时，称多边形 内的点具有拓扑属性，而面积则不具有拓扑属性， 拉伸和压缩这样的变换称为拓扑变换。
当原始数据经过解释、编辑和处理后， 它们将转化为次生数据。常用的次生地 球科学数据主要表现为诸如地图、表格 以及空间信息的地学编码等形式。
地理数据（空间数据）的基本特征
地理数据一般具有三个基本特征：
空间特征或几何特征（定位数据）： 表示现象的空间位置或现在所处的 地理位置。一般以坐标数据表示， 例如笛卡尔坐标等。 属性特征（非定位数据），表示实 际现象或特征，例如变量、级别、 数量特征和名称等。 时间特征（时间尺度）：指现象或 物体随时间的变化，其变化的周期 有超短期的、短期的、中期的、长 期的等。
剖面是按一定的间距和剖面方向切割空间曲面，切割而 成的多组剖面就完成了对空间曲面的描述。
二维矢量的主要参数如下：
面积：指封闭多边形的面积。对于三维欧式 空间中的空间曲面而言，还包括其在水平面 上的投影面积。
周长：如果形成多边形的弧段为折线，那么， 周长为各折线段长度之和；多边形由曲线组 成，则计算方法较为复杂，如积分法。
拓扑包含：不同级别或不同层次的多边形图形实体之 间的拓扑关系。下图的a、b、c分别有2、3、4个层次。
空间拓扑关系的形式化描述建立在点集拓扑理论 基础上。空间拓扑关系如按两两结合包括：面-面、 面-点，面-线，线-线，线-点，点-点。每一种形式 的空间关系又包含更多的子形式。
面-面空间关系的形式化表达：
弧段在结点处的相互联接关系。每个弧段都有一个起始端 点和一个终止端点，从起始端点到终止端点表示了弧段的方向， 而所有弧段的端点序列则定义了弧段与结点的拓扑关系，空间 拓扑关系分析就是通过在端点序列中寻找弧段之间的共同结点 来判断弧段与弧段之间是否存在连接性。
多个弧段首尾相连构成多边形的内部域。在矢量模型中， 多边形区域是由一系列弧段序列组成的。
凹凸性：用于二维矢量的形态描述。凸多边 形是指多边形内所有边之间的夹角小于180。 反之，则为凹多边形。
走向、倾角和倾向：在描述地形、地层特征 要素时常使用这些参数。
地理空间的拓扑
“拓扑”（Topology）一词源于希腊文，它的原意 是“形状的研究”。拓扑学是几何学的一个重要 分支，它研究在拓扑变换下能够保持不变的几何 属性----拓扑属性。
(2)首尾结点可以重合，即弧段首尾相接。相应 的数学表达式为(图(b))： x1 = xn，y1= yn （3）弧段不能与自身相交。如果相交，需以交 点为界把弧段分为几个一维矢量（见图(c)）。 在图 (c)中，弧段数为3，而不是1。三个弧段分 别为AK,KBCDEFGHK,KIJ。
一维矢量的主要参数有： ▪ 长度：从起点到终点的总长。 ▪ 弯曲度：表示像道路拐弯时弯曲的程度。 ▪ 方向性：开始于首结点，结束于末结点。
根据弧段的方向性及其左右边来判断弧段左右多边形的邻 接性。
弧段的左与右的拓扑关系（Left-right topology）表现了邻 接性。一个具有方向性的弧段，沿弧段方向有左边和右边之分 。空间拓扑关系分析正是依据弧段的左边与右边的关系来判断 位于该弧段两边多边形的邻接性。
二意性组合图问题
基于结点—弧段—多边形（Node-arc-polygon）的拓扑 分析，描述了空间实体之间的连接性和邻接性。但是，它对 于两种不同的空间配置仍有可能给出相同的拓扑关系描述， 组合图理论解决了这一空间配置的二意性组织问题。
第三章 矢量数据模型
数据涵义与数据类型 地理空间的矢量表达 矢量数据模型 矢量数据结构 空间数据的元数据 空间数据质量
3.1 数据涵义与数据类型
数据是信息的载体。其具体形式多种多样，如 文本、图像、声音等。在信息系统中，数据的 格式随着载荷它的物理设备的形式而改变。
数据处理就是获得数据中所包含的信息的过程。
目前对前两者的研究较成熟，算法也较简单；后 者的判别方法较复杂，尤其在三维欧氏空间中。
拓扑关系
拓扑是研究几何对象在弯曲或拉伸等变换下 仍保持不变的性质。
在图论中，拓扑是指用图表或图形来研究几何 对象排列及其相互关系。
拓扑关系明确表达了实体/要素之间的空间 相互关系。
结点、弧段、多边形间的拓扑关系主要有如 下三种：
3.2 地理空间的矢量表达
• 地理空间的表达是地理数据组织、存储、 运算、分析的基础。地理空间的表达方 法包括矢量、栅格、三角形不规则网、 Voronoi等几类。以此为基础，可以构造 地理空间各种不同的数据模型和数据结 构。
矢量表达法主要表现空间实体的形状特征。
0维矢量：空间中的一个点（point），在二维、 三维欧氏空间中分别用(x,y)和(x,y,z)来表示。 在数学上，点没有大小、方向。
空间关系
地理空间实体对象之间的空间相互作用关系。 空间关系分为三大类：
拓扑空间关系（Topological Spatial Relationship）：描述 空间实体之间的相邻、包含和相交等空间关系。 度量空间关系(Metric Spatial Relationship)：描述空间实 体的距离或远近等关系。距离是定量描述，而远近则 是定性描述。 顺序空间关系（Order Spatial Relationship）：描述空间 实体之间在空间上的排列次序，如实体之间的前后、 左右和东南西北等方位关系。
专题特征指地理实体所具有的各种性质，以数 字、符号、文本和图像等形式表示，可被其它 类型的信息系统存储和处理，如地形坡度、某 地年降雨量、土地类型、人口密度、交通流量、 空气污染程度等。
时间属性是指地理实体的时间变化或数据采集 的时间等。
空间数据的表示方法
类型数据：考古地点、道路线和土 壤类型的分布等； 面域数据：随机多边形的中心点、 行政区域界线和行政单元等； 网络数据：道路交点、街道和街区 等； 样本数据：气象站、航线和野外样 方的分布区等； 曲面数据：高程点、等高线和等值 区域； 文本数据：地名、河流名称和区域 名称； 符号数据：点状符号、线状符号和 面状符号（晕线）等。
(x1, y1 ),(x2 , y 2 ),...,(xn , yn )
(n 1)
(2 1)
(x1, y1, z1 ),(x2 , y2 , z2 ),...(xn , yn , zn )
(n 1)
(2 2)
一维矢量的空间关系主要有如下几种：
(1)坐标序列中的首点（x1，y1）和末点（xn，yn） 统称为结点（首结点和末结点）。位于首尾结点 间的点（x1，y1），（x2，y2），…，（xn-1，yn-1） 为拐点或中间点或角点（见图(a)）；
点 包 括 如 下 几 类 实 体 ： 实 体 （ Entity ） 点 、 注 记 （ Text ） 点 、 内 点 （ Label ） 、 结 点 （ Node ） 、 角 点 (Vertex)或中间点。
一维矢量：表示空间中的线划要素，它包括线段、 边界、弧段、网络等。在二维（见（2-1）式）、 三维（见（2-2）式）欧氏空间中用有序的坐标对 表示：
空间数据的类型
空间特征数据记录空间实体的位置、拓扑关系 和几何特征，这是GIS区别于其他数据库管理系 统的标志。
空间特征指空间物体百度文库位置、形状和大小等几何特征， 以及与相邻物体的拓扑关系。这是地理信息系统所独 有的。 空间位置可由不同的坐标系统来描述，如经纬度、地 图投影坐标或直角坐标等。 拓扑关系确定某一目标与其他更熟悉的目标间的空间 位置关系，如一所学校位于哪个路口或哪条街道。
原始数据经过GISs和RSIPS（遥感影像处理 系统）处理后都可以转化为次生数据。原始数 据主要包括各种地图数据、表格数据和影像数 据。对于大多数地理信息系统的应用来说，它 们常用的是各种类型的次生数据。
原始地球物理、地球化学和其它有关地球 的技术数据，都是通过数字记录仪器来采集 的。这些数据的样点观测方式，或者是在自 然地理位置上的测量或者是在实验室对于采 集样本的测量。在许多情况下，采样点的地 理位置是根据地形图来确定的，而地形图上 各点的位置坐标则能够以数字化表格的形式 记录，或者直接利用卫星全球定位系统 （GPS）进行测量。
表2-1 欧氏平面上空间对象所具有的拓扑和非拓扑属性
拓扑属性
➢一个点在一个弧段的端点 ➢一个弧段是一个简单弧段（弧段自身不相交） ➢一个点在一个区域的边界上 ➢一个点在一个区域的内部 ➢一个点在一个区域的外部 ➢一个面是一个简单的面（面上没有岛） ➢一个面的连续性（给定面上任意两点，从一点 可以完全在面的内部沿任意路径走向另一点）
为解决组合图问题，定义由结点和弧段形成的组 合图边界网络遵守如下规则： 弧段具有方向性，若沿着弧段运动时，由弧段组 成的多边形对象总是位于弧段的右边，弧段的这 一运动方向就是弧段的正方向；当弧段运动至某 个结点时，以结点为轴按反时针方向旋转，选取 尚未走过的弧段正方向离开结点的几个弧段中的 第一个弧段；由上规则跟踪完所有弧段为止。
拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。
空间数据的拓扑关系
拓扑邻接：存在于空间图形的同类图形实体之间的拓 扑关系。如结点间的邻接关系和多边形间的邻接关系。 左图中，结点N1与结点N2、N3、N4相邻，多边形P1与 P2、P3相邻。
拓扑关联：存在于空间图形实体中的不同类图形实体 之间的拓扑关系。如弧段在结点处的联结关系和多边 形与弧段的关联关系。N1结点与弧段A1、A5、A3相关 联，多边形P2与弧段A3、A5、A6相关联。
如河流中的水流方向，高速公路允许的车 流方向等等。
二维矢量（又称多边形）：表示空间的一个面状要 素。
在二维欧氏平面上指由一组闭合弧段所包围的空间 区域,见图(a)。
在三维欧氏空间中二维矢量为空间曲面。目前通过 二维矢量对空间曲面的表达主要有等高线和剖面法 两种，见图(b)(c)。
等高线通过设置等间距，把具有相同高程值的点连接起 来形成等高线（一维矢量），来描述空间曲面。
数据模型：根据一定的方案建立的数据逻辑组织
面-线空间关系的形式化表达：
面-点空间关系的形式化表达：
空间数据的拓扑关系在GIS数据处理和空间 分析中的作用：
▪ 根据拓扑关系，不需要利用坐标和距离就可以 确定一种空间实体相对于另一种空间实体的空 间位置关系。因为拓扑数据已经清楚地反映出 空间实体间的逻辑结构关系，而且这种关系较 之几何数据有更大的稳定性，即它不随地图投 影而变化。