18. Понятие топологии в гис. Геометрические элементы топологии

Основы топологии. Топология моделирует пространственные отношения между объектами, не зависящие от их геометрических свойств. Не все известные ГИС поддерживают топологию в явном виде. В ArcInfo 8.3 (ArcMap) поддержка существует в виде класса в БГД в наборе данных (Feature dataset), который хранит свойства топологии (правила, кластерный допуск и ранги), ошибки, исключения из топологии и др. Поддержка означает, что пространственные объекты подчиняются определенным правилам, тем самым обеспечивается непротиворечивость пространственных данных.

Топология позволяет реалистично моделировать пространственные объекты. Топология контролирует геометрические отношения между объектами и их геометрическую целостность.

Топология как класс в БГД включает три набора параметров: правила, ранги и кластерные допуски. Кроме того, топология поддерживает слой пространственных объектов, который содержит 1) измененные области, 2) ошибки и исключения.

Правила топологии (rules). Определяют допустимые пространственные отношения между объектами, контролируют эти отношения между объектами внутри одного класса, между объектами разных классов или между подтипами пространственных объектов. При проверке выясняется соответствие объектов этим правилам. Все последующие проверки будут выполняться только для тех территорий, которые были отредактированы – для измененных областей.

Кластерный допуск (cluster tolerance) определяет минимальное допустимое расстояние между вершинами объектов и ограничивает возможное перемещение вершин объектов во время проверки. Если вершины находятся на расстоянии меньше кластерного допуска, они считаются совпадающими и при проверке топологии будут совмещены в одну. Поэтому значение кластерного допуска устанавливают достаточно маленьким.

Ранги определяют, какие объекты могут быть перемещены при совмещении вершин в результате проверки топологии. Иначе говоря определяется, что к чему перемещается при попадании в кластерный допуск. Объекты с более низким рангом перемещаются в сторону объектов с более высоким рангом. Местоположение объектов с одинаковым рангом вычисляется как среднее геометрическое.

Например, разные классы пространственных объектов имеют разные уровни точности (наземная съемка и GPS) – в этом случае класс с повышенной точность должен иметь более высокий ранг.

Вспомогательные топологические слои.

Измененные области – области данных, в пределах которых велось редактирование, обновление, добавление или удаление объектов. Измененные области позволяют ограничивать территории, которые должны проверяться на наличие ошибок топологии. Измененные области отслеживают те места, где топология могла быть нарушена в ходе редактирования. Это позволяет сократить объемы данных, которые необходимо проверять на наличие ошибок топологии после редактирования.

Измененные области создаются, если 1) был создан или удален пространственный объект, 2) была изменена геометрия объекта, 3) изменен подтип объекта, 4) произошло согласование версий, 5) изменены свойства топологии. Измененные области хранятся в топологи как единый объект, при этом каждая новая измененная область присоединяется к существующей, а каждая проверенная область удаляется.

Ошибки и исключения хранятся в виде объектов в слое топологии и позволяют отображать и управлять теми случаями, когда объекты не подчиняются правилам топологии. Ошибочные объекты сохраняются, когда в процессе проверки выявляются ошибки топологии. Некоторые ошибки могут быть допустимы, если объекты помечены как исключение. Исключения являются нормальной составляющей процесса создания данных и редактирования.

Инспектор ошибок в ArcMap дает возможность выбирать разные типы ошибок и просматривать конкретные ошибки.

Геометрические элементы топологии. В построении топологии могут участвовать разные классы пространственных объектов (точки, линии, полигоны). В топологии геометрические отношения строятся в основном между частями объектов, а не самими объектами.

В опция Editor во вкладке Topology можно задать отображение символов ошибок топологии (Active Errors Symbology) и элементов топологии (Topology Element Symbology).В свойствах слоя топологии (в таблице содержания) можно установить способы отображение топологических ошибок, а также исключений (exceptions) и измененных областей (Dirty Areas).

Важный момент – проверка топологии. Для проверки нужно, во-первых, в карте топологии (Map Topology) отключить слои, участвующие в редактировании. В результате активизируется кнопки Error Inspector, Validate Entire Topology (проверить всю топологию) и др. В окне Инспектора ошибок устанавливаются необходимые опции. Кнопка Search Now (Найти сейчас) позволяет определить все ошибки после Validate Entire Topology. Можно установить ошибки конкретного правила и т.п.

Заключительный этап – исправление ошибок топологии. Существует множество предопределенных способов исправления.