项目 2.2 ：区类型矢量空间数据的输入

项目2：空间数据输入项目 项目2.2：区类型矢量空间数据的输入

工作任务： 利用MapGIS软件基于栅格影像数据完成土地利用空间数据库项目中区数据文件的输入。知识目标：掌握拓扑关系的含义，熟悉基于MapGIS软件的拓扑关系生成区数据文件操作。技能目标：掌握根据已经输入的线数据利用拓扑关系生产区数据文件。

主要内容 1．拓扑关系的含义及在空间数据文件中的表达。 2．基于MapGIS软件利用线数据文件生成区数据文件。

第一节空间数据的拓扑关系 • 拓扑的概念和意义 • 空间数据的拓扑关系

一、拓扑关系的概念和意义 1.拓扑的概念拓扑结构是明确定义空间关系的一种数学方法。在GIS中，从拓扑的观点出发，关心的是空间的点、线、面之间的连接关系，而不管图形的实际形状。它不但用于空间数据的组织，而且在空间分析和应用中都有非常重要的意义。

a b c d e a - 1 0 0 1 b 1 - 1 0 1 C 0 1 - 1 0 D 0 0 1 - 1 e 1 1 0 1 - a a e b e b c d c d

a a b b c c d a d - 1 0 1 b 1 - 1 1 C 0 1 - 1 D 1 1 1 - b a c d

2.拓扑的意义 • （1）根据拓扑关系可以确定地理实体间的相对空间位置，而无需利用坐标和距离。因为拓扑数据已经清楚地反映地理实体之间的逻辑结构关系，而这种拓扑关系比几何数据有更大的稳定性，它不随地图投影的变化而变化。 • （2）利用拓扑关系有利于空间要素的查询。如某区域内有哪些文物景点，某河流能为哪些行政区的居民提供水源，铁路沿线有哪些车站等，都需要利用拓扑关系数据。 • （3）可以利用拓扑数据重建地理事体。如建立封闭多边形，实现道路的选取，进行最佳路径的计算等。

二、空间数据的拓扑关系 拓扑邻接：元素之间的拓扑关系。拓扑关联：元素之间的拓扑关系。拓扑包含：元素之间的拓扑关系。同类不同类同类不同级

拓扑关联： 多边形和弧段：p1／a1,a5,a6; p2／a2，a4，a6 弧段和节点：N1／a1,a3,a5，N2／a1,a6,a2 a1 N1 a3 P1 P3 a5 N4 a6 a4 P4 N2 a7 P2 N3 N5 a2

多边形号 弧段号起点弧段号终点坐标点 P1 P2 P3 P4 a1a5a6 a2a4a6 a3a4a5 a7 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 N2 N2 N3 N3 N1 N4 N5 N1 N3 N1 N4 N4 N2 N5 拓扑关联表

弧段号 邻接多边形 P1 p2 3 p4 左多边形右多边形 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 P1 / / p3 p1 p1 p7 / p2 p3 p2 p3 p2 p4 P1 P2 P3 P4 P1 P2 P3 P4 P2 p3 P1 p3 p4 P1 p2 P2 - 1 1 0 1 - 1 1 1 1 - 0 0 1 0 - 多边形之间的邻接拓扑邻接：

弧段 弧段结点 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 起点 N1 N2 N3 N4 N5 终点结点弧段 N1 N2 N3 N4 N5 - 1 1 1 0 1 - 1 1 0 1 1 - 1 0 1 1 1 - 0 0 0 0 0 - a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 N2 N2 N3 N3 N1 N4 N5 N1 N3 N1 N4 N4 N2 N5 N1 N2 N3 N4 N5 a1 a3 a5 a1 a2 a6 a2 a3 a4 a4 a5 a6 a7 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 - 1 1 0 1 1 0 1 - 1 1 0 1 0 1 1 - 1 1 0 0 0 1 1 - 1 1 0 1 0 1 1 - 1 0 1 1 0 1 1 - 0 0 0 0 0 0 0 - 弧段和结点之间关系表弧段之间邻接性及结点之间连通性

P1 P1 P2 P1 P3 P2 P2 P3 拓扑包含：等价包含多层包含简单包含 P1 P2 P2 P3 P2 P1 P3 P1

N1 a1 P2 N2 a8 a5 P1 a4 N3 P4 a2 a7 a6 P3 N5 a3 N4 图3-6 地块图三、拓扑关系的关联表达 • 1．全显式表达 • 全显式表达不仅明确表示空间数据多边形→弧段→点之间拓扑关系，同时还明显表达点→弧段→多边形之间关系。

多边形 结点弧段弧段弧段弧段结点左多边形右多边形 P1 P2 P3 P4 a4 a5 a6 a1 a8 a5 a3 a6 a7 a2 a7 a8 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 A8 N1 N2 N2 N4 N4 N5 N1 N5 N1 N3 N3 N5 N3 N4 N2 N3 N1 N2 N3 N4 N5 a1 a4 a5 a1 a2 a8 a5 a6 a7 a8 a2 a3 a7 a3 a4 a6 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 0 0 0 p1 p2 p3 p4 p5 P2 P4 P3 0 p1 p1 p3 p2 全显示拓扑关联表

ARCID 起结点终结点左多边形右多边形弧坐标 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 N1 N2 N4 N1 N1 N3 N3 N2 N2 N4 N5 N5 N3 M5 N4 N3 0 0 0 P1 P2 P3 P4 P4 P2 P4 P3 0 P1 P1 P3 P2 Xn1,yn1…xn2yn2 Xn2,yn2…xn4yn4 Xn4,yn41…xn5yn5 Xn1,yn1…xn5yn5 Xn1,yn1…xn3yn3 Xn3,yn31…xn5yn5 Xn3,yn3…xn4yn4 Xn2,yn2…xn3yn3 ARC／INFO中的弧段数据结构(半隐式表达）

第二节利用MapGIS软件进行区拓扑重建 • 装入造区用线数据 • 按照步骤进行拓扑造区

选择造区的线文件 • 将造区需要的线文件调入当前工程，并使其处于“当前编辑”状态，如图：

拓扑造区 • 第一步：单击“其它”菜单下的“清线重叠坐标及自相交”命令；

第二步：单击“其它”菜单下的“自动剪断线”命令；第二步：单击“其它”菜单下的“自动剪断线”命令；

第三步：单击“其它”菜单下的“清除微短线”命令，默认“最小线长”，并单击“确定”按钮，这时系统通常都会检测到矢量化的过程中存在的拓扑错误（见下一页）；第三步：单击“其它”菜单下的“清除微短线”命令，默认“最小线长”，并单击“确定”按钮，这时系统通常都会检测到矢量化的过程中存在的拓扑错误（见下一页）；

则系统弹出“拓扑错误信息”对话框，选中一微短线，按鼠标右键即可进行改错；则系统弹出“拓扑错误信息”对话框，选中一微短线，按鼠标右键即可进行改错； • 单击某一弧段，系统会自动的将其局部放大； • 但要注意并不是所有的微短线都可删除，比如示例中的“弧段48”为山东和安徽两省的交界，不能删除，而“弧段91”则可删除； • 要反复的执行此命令，直到没有拓扑错误为止；

第四步：单击“其它”菜单下的“重叠线检查”命令；第四步：单击“其它”菜单下的“重叠线检查”命令；

第五步：单击“其它”菜单下的“线拓扑错误检查”命令，系统弹出“拓扑错误信息”对话框，选中一悬挂线段，按鼠标右键即可进行改错，这时的拓扑错误通常会有两种情况：第五步：单击“其它”菜单下的“线拓扑错误检查”命令，系统弹出“拓扑错误信息”对话框，选中一悬挂线段，按鼠标右键即可进行改错，这时的拓扑错误通常会有两种情况：

① 、悬挂弧段（如图中“线6” ）：选中查看能不能将其删除，若能，则单击鼠标右键，选择“删除线”命令，如图中“线6”可直接将其删除：

② 、线段不闭合（如图中“线3、15”）：将线段没有闭合的部分局部放大，在“输入线”的状态下，将鼠标放在线头上，单击F12键，通过“捕获线头线尾”或者“靠近线”等命令，闭合线段； • 要反复执行此命令，知道线文件没有拓扑错误为止；

第六步：单击“其它”菜单下的“线转弧段”命令，系统自动生成一区文件，命名为“中国行政区划”，单击“保存”按钮；第六步：单击“其它”菜单下的“线转弧段”命令，系统自动生成一区文件，命名为“中国行政区划”，单击“保存”按钮；

第七步：在“工程管理窗口”右键“添加项目”，如左图，将上一步生成的区文件，添加到当前的工程中来，并使其处于“当前编辑”状态；第七步：在“工程管理窗口”右键“添加项目”，如左图，将上一步生成的区文件，添加到当前的工程中来，并使其处于“当前编辑”状态； • 第八步：单击“其它”菜单下的“区拓扑错误检查”命令，如果有拓扑错误同样要反复修改，如右图；

第九步：单击“其它”菜单下的“拓扑重建”命令，系统会自动的将每个省份填充不同的颜色，形成不同的区；第九步：单击“其它”菜单下的“拓扑重建”命令，系统会自动的将每个省份填充不同的颜色，形成不同的区；

项目 2.2 ：区类型矢量 空间数据的输入