QGIS中文操作手册(1-11)GIS拓扑关系

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拓扑关系是 GIS 描述相邻空间之间的图征关系,又称位相关系。
在实际应用时,有些时候点、线、面各图征间必须保持着某种关系。例如:行政区的范围不能重迭(面的规则)、道路间的线段不能重复(线的拓扑规则)、公车站牌需要在道路上(点的拓扑规则)。因此拓扑是 GIS 中点、线、面图征一些规则与关系的组合,有助于让数据更清楚地仿真真实世界的几何关系,同时降低数化或编辑上的错误。

图:拓扑关系图

拓扑关系又可以分成下列三种关系:区域定义(Area Definition)、链接性(Connectivity)、及邻接性(Contiguity)。(Chang,2002)

  1. 区域定义 (Area Definition)-区域是由一连串相连接的线段所构成。仅需记录组成各线段的代码。

  2. 连结性 (Connectivity)-每条线段是由节点(node)相连。记录着起点与终点代码。

  3. 邻接性 (Contiguity)-每条线段有方向性(由起点到终点),且有左、右两边区域,系统可藉此推导两个区域是否相邻。

根据黄敏郎、刘守恒(2005)对拓扑关系的解释为下 [4]:

『拓扑关系的参数包括规则、容忍误差、权重,利用这些参数规则可以检核未清绘区(dirty areas)、错误(errors)、及例外状况(exceptions)。

规则(rules)

规则主要用来定义同一图征类别内,或不同图征类别间相互被允许的关系。

例如,「一定不能重迭」、「一定在里面」即为简单的规则(参考图 38)。当建立规则后,即可进行「规则生效」(validation)的动作。规则生效是实际去检核图征间是否符合所设定规则的功能。

图:规则图

容差(cluster tolerances)

容差是指图征的顶点(vertex)或节点(node)间,可视为同一点的最短距离。通常在规则生效动作之前,我们会先设定容忍误差,以用来检核节点或顶点间之距离是否小于容忍误差。若节点与顶点间之距离小于容忍误差,则于规则生效后,这些点会被视为同一个点,而自动进行彼此合并的动作,此功能称为「自动接合(snapping)」。

图: 容差

权重(ranks)

在规则生效时,当被视为是同一点的节点或顶点,在进行彼此合并时,该由谁向谁移动呢?设定这种移动规则参数即为「权重」。

在 GIS 中,当我们在进行数据收集时,会有精度较高的资料,例如 GPS 定位数据。也会有精度较差的数据,例如扫瞄图数化的数据。当不同精度的数据在建立彼此位相关系时,通常会让精度较低的数据往精度较高的数据进行咬合,因此精度较低的数据设定其权重值较低,而精度较高者则设定为高权重值。』

图:权重

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作者:,开源GIS的践行者。
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