ArcGIS教程：要素类基础知识（三）

要素容差

    在 GIS 数据管理中，位置准确性以及对高精度数据管理框架的支持至关重要。能够足够精确地存储坐标信息成为关键要求。坐标精度用于描述记录位置时使用的位数。它定义采集和管理空间数据时所用的分辨率。

    由于地理数据库和数据库能够记录高精度坐标，因此当数据采集工具和传感器随着时间的推移不断改进时，用户可构建具有高精度等级和较高分辨率的数据集（来自测量和土木工程的数据输入、地籍和 COGO 数据采集、增大的影像分辨率、激光雷达，以及根据 CAD 构建方案等）。

    ArcGIS 使用整数记录坐标，并可处理较高精度的位置。在各种 ArcGIS 操作中，使用某些关键几何属性处理和管理要素坐标。这些属性是在创建各要素类或要素数据集的过程中定义的。

    以下几何属性可帮助定义在各种空间处理和几何操作中使用的坐标分辨率和处理容差：

• x,y 分辨率：记录要素类中的坐标时使用的精度
• x,y 容差：用于使用重叠几何来拓扑要素的拓扑容差；在拓扑、要素叠加和相关操作中使用
• z 容差和 z 分辨率：3D 数据集中的垂直坐标维度的容差和分辨率属性（例如，高程测量值）
• M 容差和 m 分辨率：在线性参考数据集中使用的、沿线要素的测量值的容差和分辨率属性（例如，沿道路方向、以米为单位的距离）

    X,y 分辨率

    要素类或要素数据集的 x,y 分辨率是用于存储 x,y 坐标值的数值精度。精度对于进行准确的要素制图表达、分析和绘制十分重要。

    x,y 分辨率定义用于存储要素坐标的小数位数或有效数字位数（以 x 和 y 为单位）。可将分辨率视为定义一个在其上捕捉所有坐标的非常精细的格网网格。ArcGIS 中，坐标值实际上是以整数形式进行存储和运算。因此，有时将此格网网格称作整型格网或坐标格网。

    分辨率用于定义可放置所有坐标的坐标格网中的两个网格之间的距离。以数据的单位（根据数据的坐标系）表示 x,y 分辨率，例如，以美国国家平面英尺、UTM 米或亚尔勃斯米为单位。

    要素类的默认 X,Y 分辨率为 0.001 米，或以数据集的坐标系单位表示的等效值。例如，如果要素类以美国国家平面英尺为单位进行存储，则默认精度为 0.0003281 英尺（0.003937 英寸）。如果坐标以经纬度表示，则默认的 x,y 分辨率为 0.000000001 度。

    下图提供了在其上将所有坐标值捕捉到格网网格的坐标格网的概念视图。格网覆盖了各数据集的范围。此网格的细度（格网中线与线之间的距离）是由非常小的 x,y 分辨率定义。

    必要时，可覆盖默认的 x,y 分辨率值，并为每个要素类或要素数据集设置其他值。与使用较大 x,y 分辨率值的数据集相比，设置较小 x,y 分辨率值可能会增加数据集的数据存储量和处理时间。

    X,y 容差

    创建要素类时，系统将要求您设置 x,y 容差。在拓扑验证、缓冲区生成、面叠加等聚类操作以及一些编辑操作中，使用 x,y 容差来设置两个坐标之间的最小距离。

    用于在这些操作过程中确定所有要素坐标（结点和折点）间最小距离的 x,y 容差，会影响要素处理操作。按照定义，x,y 容差还定义了坐标在聚类过程中可于 x 或 y（或两者）方向上移动的距离。

    x,y 容差是一个极小的距离值（默认值为 0.001 米，以地面上单位为单位）。它用于在聚类操作过程中解决坐标交叉点位置不精确的问题。使用几何操作处理要素类时，如果两个坐标的 x 距离和 y 距离位于彼此的 x,y 容差范围内，这两个坐标会被视为重合（也就是说，共享同一个 x,y 位置）。因此，聚类坐标会被移动到某个公共位置。

    通常，将精度较低的坐标移动到精度较高的坐标位置，或按照聚类中各坐标间的加权平均距离计算一个新位置。在此种情况下，加权平均距离基于聚类坐标的精度等级。

    聚类过程的工作原理为在地图上移动并识别处于彼此 x,y 容差范围内的坐标聚类。ArcGIS 使用此算法来查找、清除和管理要素间的共享几何。这意味着坐标被视为重合（捕捉到同一个共享坐标位置）。这对许多 GIS 操作和概念都非常重要。

    在此类操作期间，坐标移动到新位置可以经过的最大距离是 2 的平方根乘以 x,y 容差。由于聚类算法是迭代算法，因此坐标位置的平移距离有时会大于此距离。

    默认 x,y 容差设置为 0.001 米，或以数据集的实际坐标系单位表示的等效值（也就是说，地面上的 0.001 米）。例如，如果坐标系以美国国家平面英尺记录，则默认 x,y 容差是 0.003281 英尺（0.03937 英寸）。

    默认 x,y 容差值是默认 x,y 分辨率的 10 倍，且在大多数情况下均建议使用此设置。对于坐标精度较低的数据，可选择设置一个较大的容差值；而对于精度要求极高的数据，可设置一个较小的容差值。

    需要注意的是，x,y 容差并非用于概化几何形状。而是用于在拓扑操作过程中整合线作业和边界。即对位于彼此之间极小距离范围内的坐标进行整合。由于坐标在 x 和 y 方向上可移动与 x,y 容差相同的距离，因此凭借使用 x,y 容差的命令来处理数据集，可以解决许多潜在问题。这包括极小的过伸或未及的处理、重复线段的自动分离删除以及沿边界线的坐标细化。

    以下是一些有用提示：

• 通常，使用 10 倍于 x,y 分辨率的 x,y 容差，即可获得非常好的结果。
• 为了使坐标移动距离较小，也应使 X,Y 容差较小。但是，过小的 x,y 容差（例如 x,y 分辨率的 3 倍或更小）可能无法正确整合重叠边界和坐标的线作业。
• 相反，如果 x,y 容差过大，要素坐标可能彼此重叠。这会影响要素边界制图表达的精度。
• x,y 容差不应接近于数据采集分辨率。例如，地图比例为 1:12,000 时，1 英寸等于 1,000 英尺，1 英寸的 1/50 等于 20 英尺。在使用这些数字的情况下，您会希望通过 x,y 容差进行的坐标移动保持正常。请记住，在这种情况下，默认 x,y 容差将为 0.0003281 英尺，这是个十分合理的默认 x,y 容差值；实际上，除了极端情况之外，在其他所有情况下使用默认 x,y 容差值是最佳选择。
• 在拓扑中，可设置每个要素类的坐标等级。您会希望将最精确要素（如测量所得的要素）的坐标等级设置为 1，将精度较低要素的坐标等级设置为 2、3 等等（按精度等级降序）。这将使等级数较高（因此坐标精度较低）的其他要素坐标被调整为等级数较低而精度较高的要素。