拓扑创建与处理
ArcGIS空间数据处理和空间数据分析思路整理
ArcGIS基础学习思路整理学习资料：地理信息系统教程上的例题与操作步骤，地理信息系统导论上的习作与挑战任务，往届GIS大赛试题。
一、空间数据处理1.空间数据采集：（1）地理配准（2）空间校正2.空间数据编辑：（1）要素的编辑（2）创建要素（3）修改要素3.空间数据的拓扑处理：（1）拓扑创建（2）拓扑的验证（3）拓扑编辑（4）拓扑错误修改4.空间参考与变换：（1）空间参考与地图投影（2）投影变换（3）坐标问题5.地图制图：（1）地图制图输出（2）符号化与样式（3）掩模与制图表达二、空间数据分析1.矢量数据分析：（1）数据提取：裁剪，分割，筛选（2）统计分析：频数，汇总统计数据（3）缓冲区分析：建立缓冲区，多环缓冲区，点距离（4）叠置分析：相交，联合，融合，合并，标识，擦除，更新（5）泰森多边形2.栅格数据分析：（1）密度分析（2）距离分析（3）提取分析（4）局域分析（5）邻域分析3.地形表面分析：（1）用DEM进行制图（2）坡度坡向分析（3）表面曲率分析（4）提取破向坡度，水系河流4.视域流域水文分析：（1）视域分析（2）流域分析：填洼，流向分析，计算水流长度，流量分析（3）河网分析：生成河网，河网矢量化，平滑河网，河流连接5.插值及重分类分析：（1）插值分析：克里金插值（2）重分类分析6.网络分析：（1）网络分析（2）最小耗费路径分析7.地统计学分析：8.Model Builder与空间建模：ArcGIS处理问题综合流程整理一、按照一定的条件选取事宜区域某一地区引进X型经济作物，该作物的生长环境需要满足一定的地形及气象条件。
现有该地区的地形及气象数据，请你根据X型作物的生长条件，为该地区进行X型作物适宜区分析相关信息说明如下：①数据中，dem为数字高程模型数据，gully.shp为主沟谷数据；climate.txt为气象观测表数据（包含坐标、温度/℃及降雨/ mm等）。
②dll中，DevComponents.DotNetBar2.DLL为工具控件库，IrisSkin2.DLL为皮肤控件库，titlerectangle.ssk为皮肤文件。
第五章 地图数据拓扑处理
第五章地图数据拓扑处理前面章节我们已经讲述了点、线、面等类型数据的输入编辑，但是从数据的完整性和正确性角度来说，这些数据并没有最终完成，还需要进一步的加工和完善。
本章以等高线的拓扑检查为例，从拓扑规则、线拓扑处理、拓扑检查4个方面介绍如何利用SuperMap GIS 6R 进行检查和修改数据，保证矢量化数据质量。
本章采用本书示例数据中的SuperMap影像配准及数据采集中“拓扑处理与检查.udb”数据源来完成。
5.1 SuperMap中拓扑概述空间数据在采集和编辑过程中，会不可避免地出现一些错误。
例如，同一个节点或同一条线被数字化了两次、相邻面对象在采集过程中出现裂缝或者相交、不封闭等，这些错误往往会产生假结点、冗余结点、悬线、重复线等拓扑错误，导致采集的空间数据之间的拓扑关系和实际地物的拓扑关系不符合，会影响到后续的数据处理、分析工作，并影响到数据的质量和可用性。
此外，这些拓扑错误通常量很大，也很隐蔽，不容易被识别出来，通过手工方法不易去除，因此，需要进行拓扑处理来修复这些冗余和错误。
拓扑是地理要素间的空间关系，它是确保数据质量的基础。
拓扑能提高空间分析能力，并且在确保GIS数据库质量方面扮演了一个重要角色。
通过对简单数据集（即点、线、面数据集）进行拓扑处理或检查，并修改生成的拓扑错误，可以提高数字化数据质量，为后续数据应用提供可靠的数据基础。
SuperMap提供拓扑处理和拓扑检查两种处理方式。
拓扑处理是针对线数据集，选择特定的几种规则检查线拓扑错误，之后系统自行更改数据集中的拓扑错误；拓扑检查是指通过用户输入详细的拓扑检查规则对点、线、面数据集进行检查，用户通过生成的新的结果数据集来来修改拓扑错误。
SuperMap拓扑检查规则共有36种，其中线拓扑处理规则7种，包括去除假结点、去除冗余点、去除重复线、去除短悬线、长悬线延伸、邻近端点合并和进行弧段求交。
用于点、线、面拓扑检查规则29种，包括处理相交、重叠、包含、相连接等多种空间关系的规则。
MapGIS拓扑区生成及处理实验报告
MapGIS拓扑区生成及处理实验报告
一．实验目的
1.基本了解MapGis6.7软件的简单操作步骤；
2.学会矢量化过程中的线的画法；
3.基本描绘出“某地区街道与建筑图”这幅光栅数据图中的线性数据
二．实验过程
1.首先打开点文件, 再在“G工作区”选择“A添加文件”, 再选择“添加线文件L”。
2.生产图如下:
3.在“T其它”中选择“清除坐标及自相交”的“清除重叠坐标及自相交”。
并对错误类型进行修改。
4.在“T其它”中选择“清除微短线”。
对错误类型进行逐一处理。
5.在“T其它”中选择“拓扑错误检查”的“线拓扑错误检查”。
然后逐一根据实际情况进行“线上移点”或“删除线”等操作进行修改。
6.在“T其它”中选择“自动剪断线”。
7.对点文件, 线文件进行保存。
8.在“T其它”中选择“线转弧段”
9.打开“区文件”, 在“T其它”中选择“拓扑重建”。
10.在“G工作区”中选择“A添加文件”的“添加点文件”。
三. 实验结果
1.处理了矢量化实验遗留的矢量化数据；
2.通过线转弧段造区得到了相应的拓扑区数据, 如下图:
以上即完成操作。
网络架构与拓扑
网络架构与拓扑在现代社会中，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是个人还是企业，都离不开网络的支持和服务。
而网络架构和拓扑则是构建一个稳定、高效的网络系统所必须考虑和设计的重要因素。
本文将深入探讨网络架构与拓扑的概念、种类及其应用。
一、网络架构的概念及种类网络架构是指网络系统中各个组成部分之间的关系和连接方式。
它直接关系到网络的稳定性、可靠性和性能。
根据网络系统的规模和需求不同，网络架构可以分为以下几种类型：1. 客户/服务器架构客户/服务器架构是一种常见的网络架构，它将网络系统划分为客户端和服务器端两个部分。
客户端负责向服务器发送请求，并接收服务器返回的数据。
服务器端则负责存储和处理客户端的请求，并将结果返回给客户端。
这种架构可以使数据中心集中管理，提高数据处理效率。
2. 对等架构对等架构，也称为P2P架构，是一种去中心化的网络架构。
在对等架构中，所有节点都可以充当客户端和服务器。
每个节点之间都可以直接通信和交换数据，而不需要经过中央服务器。
这种架构适用于需要大规模数据共享和分布式处理的场景。
3. 三层架构三层架构是一种将网络应用程序划分为三个层次的架构。
分别是表示层、逻辑层和数据层。
表示层负责用户界面的展示，逻辑层负责处理用户请求并与数据层进行通信，数据层则负责存储和管理数据。
这种架构可以使不同层次的功能模块独立开发和维护，提高开发效率。
二、网络拓扑的概念及种类网络拓扑是指网络中节点之间的物理连接方式和布局结构。
它直接关系到数据传输的效率、可靠性和扩展性。
根据节点之间连接的方式不同，网络拓扑可以分为以下几种类型：1. 总线型拓扑总线型拓扑是一种简单直接的连接方式，所有节点都通过一根公共的线缆连接在一起。
节点之间的通信通过在总线上发送和接收数据来实现。
这种拓扑结构成本低，但当总线上出现故障时，会导致整个网络瘫痪。
2. 星型拓扑星型拓扑是一种将各个节点都连接到一个中央设备的方式。
数据检查和拓扑处理概述
2.1一个图层自身拓扑 点层：一个图层ArcGIS中没有拓扑检查，在我 们实际中可能用到是点重复检查，做法是：没有 点的坐标，可以使用ArcToolBox中Add XY Coordinates增加点XY坐标，再新建一个字段 XYStr，值更新为str([POINT_X]*1000) + str([POINT_Y]*1000)，这里的1000，就是容差 为0.001，按XYStr， Summarize导出，个数不 一致，就有重复，通过XYStr连接可以查找重复。
使用的数据：4top\check\tb.gdb\xzq
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拓扑关系 拓扑：空间数据的的位置关系。 地理对象的拓扑关系，主要有以下三种： 1.相邻: 是指对象之间是否在某一边界重合， 例如行政区划图中的省、县数据。 2.重合: 是指确认对象之间是否在某一局部 互相覆盖，如巴士线路和道路之间的关系。 3.连通: 连通关系可以确认通达度、获得路 径等。
可以使用：4top\check\tb.gdb\GCZJD
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2.1一个图层自身拓扑
线层： a) must not overlap：不能有线重合 ① b) must not intersect： 不能有线相交①, ②, ③ ⑥ c) must not have dangle：不能有悬挂节 点(一个点需要连两个以上的线）④ d) must not have pseudo-node：线不能 有伪节点 出现在连续弧段上的节点。把该 弧段不必要地分为数段。如⑤ e) must not self intersect 如③ ⑥ 不能线 自相交 ，是must not intersect特例
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2.1一个图层自身拓扑 线层： f) must be single part：线，一个线要 素只能由一个path组成 g)must not intersect or touch interrior：线不能有相交和内节点接触 ⑦，还有不能有线交
boost拓扑结构工作原理
boost拓扑结构工作原理Boost拓扑结构工作原理Boost是一种用于C++编程语言的开源库，提供了丰富的功能和工具，用于增强C++的性能和效率。
其中，拓扑结构是Boost库中的一个重要组件，用于描述和处理图形和网络结构。
本文将介绍Boost拓扑结构的工作原理。
拓扑结构是一种用于描述元素之间关系的数据结构。
在图形和网络领域中，拓扑结构可以用于表示节点之间的连接关系，例如计算机网络中的路由器和交换机之间的连接，或者社交网络中用户之间的关注关系等。
Boost库提供了一系列拓扑结构的实现，包括有向图、无向图、多重图等，以及与之相关的算法和工具。
Boost拓扑结构的工作原理主要包括图、顶点和边三个要素。
图是由一组顶点和一组边组成的，顶点代表图中的节点，边代表节点之间的连接关系。
顶点和边可以带有属性，例如权重、标签等。
Boost库提供了一系列的类和函数来创建和操作图、顶点和边。
在Boost拓扑结构中，顶点可以用不同的标识符来表示，例如整数、字符串等。
可以通过标识符来获取顶点的属性，或者遍历与之相关联的边。
边是连接两个顶点的关系，可以用来描述顶点之间的关系。
边也可以带有属性，例如权重、方向等。
可以通过边来获取连接的两个顶点，或者获取边的属性。
Boost库提供了一系列的算法和工具来处理和操作拓扑结构。
例如，可以使用广度优先搜索算法来遍历图中的顶点和边，可以使用最短路径算法来计算两个顶点之间的最短路径，可以使用连通性算法来判断图是否是连通的。
此外，Boost库还提供了一些图形布局算法，用于将图形可视化展示。
使用Boost拓扑结构可以方便地描述和处理图形和网络结构。
通过使用图、顶点和边，可以清晰地表示节点之间的连接关系，并进行各种操作和计算。
Boost库提供了丰富的功能和工具，可以满足不同场景下的需求。
Boost拓扑结构是Boost库中的一个重要组件，用于描述和处理图形和网络结构。
通过图、顶点和边，可以方便地表示节点之间的连接关系，并进行各种操作和计算。
ArcGIS实战5、空间数据的拓扑处理
6.2.1使用ArcCatalog创建拓扑 操作步骤为：在ArcCatalog
目录树中，右击Water数据集， 在弹出菜单中，单击【新建】【拓扑】，打开【新建拓扑】 对话框，浏览创建拓扑简单介 绍后，单击【下一步】按钮， 进入右图所示对话框，并输入 相关数据，点击【下一步】按 钮。
设置拓扑名称及拓扑容差
6.4.1获取拓扑属性信息
操作步骤：在ArcCatalog目录树中右击Water_Topology,在 弹出菜单中，单击【属性】，打开【拓扑属性】对话框。在对 话框中记录了拓扑的属性信息。
6.4.2拓扑重命名
步骤为：打开【拓扑属 性】对话框，切换到【常规】 选项卡，如图所示，在【名称 】文本框中输入新的拓扑名称
【添加类】对话框
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2.使用ArcToolbox向拓扑 中添加新的要素类步骤为;在 ArcToolbox中双击【数据管 理工具】-【拓扑】-【向拓 扑中添加要素类】，打开 【向拓扑中添加要素类】对 话框，并加载相关数据如图 所示，单击【完成】按钮， 完成向拓扑中添加要素类的 操作。
【向拓扑中添加要素类】对话框
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6.错误与异常：错误（errors）以要素的形式存储在 拓扑图层中，并且允许用户提交和管理要素不符合拓扑规 则的情况。错误要素记录了发现拓扑错误的位置，用红色 点、线、方块表示。其中，某些错误时数据创建与更新过 程中的正常部分，是可以接受的，这种情况下可将该错误 要素标记为异常（exceptions），用绿色点、线、方块表 示。
，单击【确定】按钮，完成操
作。
【拓扑属性】对话框
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6.4.3向拓扑中添加新的要素 类：
1.使用ArcCatalog向拓 扑中添加新要素类步骤为： 打开【拓扑属性】对话框， 切换到【要素类】选项卡。 单击【添加类】按钮，弹出 【添加类】对话框。选择要 添加的要素类如图所示单击 【确定】按钮，关闭【添加 类】按钮。为刚添加的要素 设置坐标等级和添加拓扑规 则。最后单击【确定】按钮， 关闭【拓扑属性】对话框。
如何进行矢量化处理与数据拓扑
如何进行矢量化处理与数据拓扑数据在现代社会中扮演着越来越重要的角色，而其中一个重要的数据处理技术就是矢量化处理与数据拓扑。
本文将探讨什么是矢量化处理与数据拓扑，以及如何进行这些处理。
矢量化处理是指将图像或图形转化为矢量格式的过程。
在传统的图像或图形处理中，我们通常使用点阵或像素表示图像。
然而，这种表示方式在一些情况下并不理想，比如当我们需要对图像进行放大或缩小时，点阵图像往往会出现锯齿状的边缘。
矢量图像则可以解决这个问题，它使用的是线段、曲线和填充区域来表示图像，所以可以无损地进行放大或缩小。
进行矢量化处理的第一步是图像的轮廓提取。
轮廓提取是指从原始图像中提取出对象的边界线条。
最常用的轮廓提取算法是Canny边缘检测算法，该算法通过边缘梯度的最大化来确定边界。
得到轮廓后，接下来就是曲线拟合和分割。
曲线拟合是指将轮廓中的离散点拟合成连续的曲线，这可以通过贝塞尔曲线或B样条曲线等方法实现。
而曲线分割则是将轮廓分割成不同的区域，这可以通过曲率或颜色的变化等准则来实现。
一旦完成了矢量化处理，就可以进行数据拓扑了。
数据拓扑是指在矢量数据中建立拓扑关系，即确定图形中各个元素之间的连接和关系。
拓扑关系对于很多应用是必需的，比如在地理信息系统中，为了能够对地理空间数据进行查询和分析，就需要建立地理对象之间的拓扑关系。
对于一些较为简单的图形，可以通过手动的方法建立拓扑关系，但对于复杂的图形，就需要借助计算机算法来实现。
建立数据拓扑的过程通常包括两个步骤：拓扑结构建立和拓扑关系的建立。
拓扑结构建立是指确定数据中的节点和线段，并建立它们之间的连接。
节点可以是矢量图形中的端点、交点或闭合区域的中心点，而线段则是连接节点的线段。
拓扑关系建立则是在拓扑结构的基础上确定图形元素之间的关系，比如线段之间是相交还是相接，区域之间是包含还是重叠等等。
这些关系的建立需要借助拓扑分析算法，比如点线面相对位置的计算、相邻关系的判断等。
在进行矢量化处理与数据拓扑时，需要注意一些问题。
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线，不能有线交叉（不同要素间）
3、must be covered by feature class of
线＋线，两层线完全重叠
4、must not overlay with
线＋线，不能有线重合
2-5、线拓扑规则说明
5、must be covered by boundary of
线＋多边形，线被多边形边界重叠
面拓扑规则说明
1、must not overlay
单要素类，多边形要素相互不能重叠
2、must not have gaps
单要素类，连续连接的多边形区域中间不能有空 白区（非数据区）
3、must not overlay with
多边形＋多边形，两个多边形层的多边形不能存 在一对相互覆盖的要素
4、must be covered by feature class of
boundary of
多边形＋多边形，第一个多边形的各要素必须为 第二个的一个或几个多边形完全覆盖
面拓扑规则说明
9、contains point
多边形＋点，多边形要素类的每个要素的边界以 内必须包含点层中至少一个点
线拓扑规则说明
1、must not overlay
线，不能有线重合（不同要素间）
2、must not intersect
6、must not have dangleቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
线，不能有悬挂节点
7、must not have pseudo
线，不能有伪节点
8、must not self overlay
线，一个要素不能自覆盖
线拓扑规则说明
9、must not self intersect
线，不能有线自交叉
10、must be single part
拓扑检查作用
面与面之间互相重叠关系 面层中不合理空白区域 面与面之间完全覆盖关系 点层要素与面层要素之间包含关系 线层中悬挂节点、伪节点 线要素之间重合关系 线要素之间交叉、相交及自相交关系 点线重合关系
……
功能说明
1、ArcGIS中有关Topolopy操作有两地方，一个在Arccatalog中， 一个是在Arcmap中。通常我们将在Arccatalog中建立拓扑称为建 立拓扑规则，而在Arcmap中建立拓扑称为拓扑处理。 2、Arccatalog中所提供的创建拓扑规则，主要是用于进行拓扑错 误的检查，其中部分规则可以在容限内对数据进行一些修改调整。 建立好拓扑规则后，就可以在Arcmap中打开创建拓扑规则，根据 错误提示进行修改。 3、Arcmap 中的Topolopy工具条主要功能有对线拓扑（删除重复 线、相交线断点等）、根据线拓扑生成面、拓扑编辑（如共享边 编辑等）、拓扑错误显示（用于显示在Arccatalog中创建的拓扑 规则错误，Topolopy中的Error inspector），拓扑错误重新验证 （也即刷新错误记录）等。
线，一个线要素只能由一个path组成
11、must not intersect or touch interrior
拓扑检查步骤
1、在ArcCatalog中将需要检查的数据导入到 Geodatabase中； 2、创建Topolopy层并填加拓扑规则，完成拓 扑关系检查； 3、在Arcmap中打开由拓扑规则产生的文件， 利用Topolopy工具条中错误记录信息进行 修改； 4、重新拓扑关系检查；
1、导入数据到Geodatabase
讲解内容
1.拓扑描述及作用 2.拓扑规则介绍 3.拓扑建立和拓扑检查
4.拓扑错误处理
5.拓扑编辑
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2、拓扑规则介绍
ArcGIS的拓扑都是基于geodatabase（mdb，gdb，sde）， shp文件是不能进行拓扑检查的。 首先要建立Feature Dataset（要素集），把需要检查的数据 放在同一要素集下,要素集和检查数据的数据基础（坐标系统、 坐标范围）要一致，直接拖进入就可以，拖出来也可以，有 拓扑时要先删除拓扑 拓扑分为两种： 1. 一个图层自身拓扑：数据类型肯定一致，要么是点，要么线、 要么面 2. 两个图层之间的拓扑：数据类型可能不同，有线点、点面、 线面、线线、面面五种，检查前提必须在同一Feature Dataset（要素集）下，数据基础（坐标系统、坐标范围）要 一致 Page 11 3. 拓扑容差
1）ArcGIS中Shape格式数据不支持拓扑规则检 查，所以数据必须保证是Geodatabase格式； 2）要进行拓扑规则检查的要素类必须在同一要 素集下；
2、填加拓扑规则
• 进入要素集下，在窗口右边空白处单击右键， 在弹出的右键菜单中有New->Topolopy，然后 按提示操作，添加一些规则，就完成拓扑规则 的检查;
数据检查和拓扑处理
2014年4月6日
讲解内容
1.拓扑描述及作用 2.拓扑规则介绍 3.拓扑建立和拓扑检查
4.拓扑错误处理
5.拓扑编辑
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ArcGIS制图流程
为什么需要拓扑
拓扑是地理要素间的空间关系，它是确保数据质量的 基础。拓扑能提高空间分析能力，并且在确保GIS数据 库质量方面扮演了一个重要角色。 拓扑将GIS行为应用到空间数据上。拓扑使得GIS软件 能够回答这样的问题，比如邻接、连通、邻近和重叠 。在ArcGIS中拓扑为用户提供了一个有力的、灵活的 方式，来确立和维护空间数据的质量和完整性。 拓扑关系可以看成是空间约束，可把它们应用到空间 数据上。ArcGIS应用了这些关系，并且在任何一个约 束被打破时会通知你。为了做到这一点，GIS软件中包 含的工具必须要能够识别空间约束，并且提供用来查 找和修复违规要素的工具。
多边形＋多边形，第一个多边形层必须被第二个 完全覆盖（省与全国的关系）
面拓扑规则说明
5、must cover each other
多边形＋多边形，两个多边形的要素必须完全重 叠 6、must be covered by 多边形＋多边形，第一个多边形层必须把第二个 完全覆盖（全国与省的关系） 7、boundary must be covered by 多边形＋线，多边形层的边界与线层重叠（线层 可以有非重叠的更多要素） 8、area boundary must be covered by