6.5. GIS拓扑关系

拓扑关系是 GIS 描述要素的空间位置关系关系，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，如 图 6.74。

图 6.74 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)、连结性(Connectivity)、及邻接性(Contiguity)。

1.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。

2.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。

3.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，

系统可借此推导两个区域是否相邻。

6.5.1. 使用捕捉功能

手工数字化特征的挑战之一是避免不希望的间隙或重叠特征。为了更容易避免这些问题，QGIS提供了捕捉功能。 要配置捕捉，我们在QGIS操作界面单击鼠标右键，出现工具条，我们勾选Snapping Toolbar。 以下截图显示了如何为当前图层启用捕捉，如 图 6.75 ， 如 图 6.76 是操作结果。

图 6.75 Snapping Toolbar工具

图 6.76 操作结果

同样，您可以为“所有图层”选择捕捉模式，也可以选择“高级”模式，在其中可以分别控制每个图层的设置。 在以下屏幕截图所示的示例中，我们启用了“捕捉到顶点”。 这意味着数字化工具将自动捕捉到当前图层中现有要素的顶点/节点。 同样，您可以启用捕捉到分段或到顶点和分段。 在数字化期间启用捕捉时，只要您靠近可以捕捉到的顶点或线段， 就会注意到出现粗体十字形标记。

6.5.2. 规则（rules）

规则主要用来定义同一要素类别内，或不同要素类别间相互被允许的关系。

例如，“一定不能重迭”、“一定在里面”即为简单的规则如 图 6.77 。 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要素间是否符合所设定规则的功能。

图 6.77 规则图

6.5.3. 容差（cluster tolerances）

容差是指要素的顶点（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）如 图 6.78 。

图 6.78 容差

6.5.4. 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,如 图 6.79 。

图 6.79 权重