QGIS中文操作手册(1-11)GIS拓扑关系

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）

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。

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。

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。』