王健霞，曹向陽

(山東省國土測繪院,山東 濟南　250013)

MapGIS多邊形拓撲錯誤的處理及避免方法

王健霞，曹向陽

(山東省國土測繪院,山東 濟南250013)

MapGIS使用過程中經(jīng)常會遇到多邊形拓撲錯誤，錯誤處理步驟較為繁瑣。針對這種情況，在分析了MapGIS中拓撲錯誤產(chǎn)生的原因，以及如何通過弧段轉線處理法來解決這些拓撲錯誤，同時文章還延伸出了如何避免出現(xiàn)這些多邊形拓撲錯誤。通過避免這些錯誤，不僅僅能減少工作量，提高工作效率，而且對于達到土地規(guī)劃規(guī)范的要求具有重要作用。

MapGIS;多邊形;拓撲錯誤;圖層提取法

引文格式：王健霞，曹向陽.MapGIS多邊形拓撲錯誤的處理及避免方法[J].山東國土資源，2015,31(2)：50-52.WANG Jianxia ，CAO Xiangyang. Study on Conducting and Avoiding Polygon Topology Errors in Using MapGIS Software[J].Shandong Land and Resources, 2015,31(2):50-52.

在MapGIS的使用過程中，常常忽略制圖過程中產(chǎn)生的多邊形(區(qū))拓撲錯誤，由于國家規(guī)范對圖形數(shù)學精度的要求越來越嚴格，圖形中區(qū)拓撲錯誤的現(xiàn)象是不允許發(fā)生的?；诖艘螅撐膶Χ噙呅?區(qū))拓撲錯誤的產(chǎn)生和處理以及錯誤的避免方法進行了分析和探討，以達到提高制圖工作效率的目的。

1　拓撲錯誤產(chǎn)生的原因

(1)區(qū)文件中的面域提取到其他區(qū)文件中后，會產(chǎn)生弧段相交的拓撲錯誤。比如，對新增建設用地的處理過程中，為避免破壞底圖，經(jīng)常新建建設用地區(qū)文件，將所需要的新增用地面域從底圖中進行提取，通過復制粘貼的方式提取到新建區(qū)文件中，由于新增用地所占用的原面域并非一個整體，而是由若干個相鄰面域所組成，經(jīng)過復制粘貼后就會產(chǎn)生相鄰的面域有弧段相交的現(xiàn)象(圖1)。由于MapGIS的區(qū)拓撲處理功能不完善，對于這種弧段相交的現(xiàn)象，其中的任何一段相交弧段都是無法被刪除的，這也意味著在區(qū)文件中，弧段相交的區(qū)拓撲錯誤是無法進行處理的[1]。

圖1　弧段相交拓撲錯誤示意圖

(2)區(qū)文件中部分面域出現(xiàn)弧段信息丟失的錯誤。這一現(xiàn)象的產(chǎn)生原因較多，主要的原因是區(qū)文件中有其他拓撲錯誤，在處理譬如弧段懸掛等拓撲錯誤后，對區(qū)文件進行保存，再次編輯區(qū)文件時，區(qū)文件中會出現(xiàn)某些面域周邊的弧段缺失的現(xiàn)象，這樣在進行拓撲檢查時，不封閉的面域弧段會以拓撲錯誤的形式被檢查出來，并且是以懸掛弧段的錯誤形式被檢查出來的，這樣的懸掛弧段在區(qū)文件中同樣是無法刪除的。同時由于該面域弧段組成不完整，形成一個部分信息丟失的面域(圖2)。

圖2　弧段部分丟失拓撲錯誤示意圖

(3)對面域進行切割或其他相關操作后，拓撲檢查后出現(xiàn)某些面域信息部分缺失的狀況(圖3)。這種現(xiàn)象的產(chǎn)生一部分原因是其他拓撲錯誤在重復處理的過程中，錯誤并未完全被處理掉，從而產(chǎn)生了附帶拓撲錯誤。另一種可能是該區(qū)文件中有較多的拓撲錯誤，在對其中的某一塊面域進行合并或切割后，面域形成不完整面域，造成面域部分信息丟失的狀況[2]。

圖3　面域部分信息丟失拓撲錯誤

2　拓撲錯誤對實際工作的影響

(1)錯誤之一在實際工作是最常見的，同時也是最難處理的拓撲錯誤之一，另外還會產(chǎn)生一系列的其他問題。由于面域的提取是通過新建區(qū)文件后，復制粘貼提取到新區(qū)文件中，原文件中面域的屬性會全部丟失，雖然通過生成label點的方式可以解決，但是如果面域被切割過，只有部分是復制粘貼過來的，那么label點的方法是不適用的，所以這種面域的提取方式不僅會造成拓撲錯誤，還可能造成面域的屬性部分甚至全部丟失。

(2)錯誤之二主要會對規(guī)劃成果圖的制作產(chǎn)生一定的影響。浙江省的規(guī)劃要求面域不僅僅通過顏色區(qū)分外，對于基本農(nóng)田還要求面域外部由標準圖例中的線段所包圍，所以如果面域中某一段弧段丟失后，會造成弧段轉成的線段有缺失，從而造成成果圖中有線段不閉合的現(xiàn)象。

(3)錯誤之三對制圖的影響主要體現(xiàn)在面域的面積上。一般來說，底圖的各地類總面積是固定的，在處理中經(jīng)常是分地類分別提取后進行處理，如果出現(xiàn)面域部分丟失，那么其面積也會相應的減少[3]。由于處理過后的面域總面積發(fā)生了變化，這樣就會對用地平衡表的制作以及后期數(shù)據(jù)庫圖數(shù)一致目標的實施造成一定的困難，其負面影響會波及到整個制圖過程中，甚至會造成返工的情況發(fā)生。

3　拓撲錯誤的處理

3種錯誤有時會分別出現(xiàn)，有時會同時出現(xiàn)在同一個區(qū)文件內，因此在處理時，都是采用一種統(tǒng)一的方法來解決拓撲錯誤，即弧段轉線處理法[4]。MapGIS對面域的處理功能較差，但是MapGIS對線段的處理功能較完善。因此，對于面域中出現(xiàn)的錯誤，要盡可能轉化為線段來進行處理。

首先對出現(xiàn)錯誤的區(qū)文件進行拓撲檢查，這一檢查主要是針對錯誤二的，即面域弧段丟失的情況。在這種情況下，需要將丟失的弧段補上，補上的弧段與原有弧段并不閉合，所以依然會被認定為懸掛弧段，但是面域的弧段信息就不會因此而丟失。

然后需要形成線文件，該線文件主要是用于弧段轉線段使用的。選中線編輯中的弧段轉線功能，原區(qū)文件中的弧段全部轉為線段，這時只需利用自動剪斷線功能，然后進行線拓撲檢查，將相交、懸掛線段進行處理即可。此時，線拓撲錯誤可以直接利用相應的處理方式處理掉。

然后新建區(qū)文件，將處理后的線段轉為弧段，然后進行拓撲重建。此時拓撲重建后的面域是沒有原面域中的屬性的，所以需要對原區(qū)文件生成label點，然后將其與新區(qū)文件進行合并，并將新區(qū)文件中無屬性的面域選中刪掉。最后需要對原區(qū)文件與新區(qū)文件中的面域分別進行統(tǒng)一的顏色修改，然后進行對比，檢查新區(qū)文件中是否有遺漏的面域或拓撲重建后有封閉弧段未生成面域的情況，沒有其他問題后，區(qū)拓撲錯誤處理完畢。

4　拓撲錯誤的避免方式

事實上，上述區(qū)拓撲錯誤的產(chǎn)生和處理都是額外的工作，并不屬于制圖中應該進行的工作。在制圖過程中，完全可以避免這些錯誤的的產(chǎn)生，從而減少工作中無用功的付出，提高制圖工作效率，同時達到最后圖數(shù)一致的目的。在制圖的過程中，首先要做的是對底圖進行處理，保證底圖中沒有相關的拓撲錯誤，這樣才能保證后續(xù)工作的正常進行。

底圖處理完畢后，對各地類進行提取時，盡量不要建立新區(qū)文件，然后復制粘貼的辦法，這樣的方法本身是不完善的。而是采用圖層提取法對所需的地類進行提取。

(1)選中底圖，將底圖設為編輯狀態(tài)，然后選中工具欄中的區(qū)編輯，使用統(tǒng)改參數(shù)這一命令，將全部圖層號統(tǒng)改為0。

(2)利用工具欄檢查窗口中的工作區(qū)屬性檢查，選中需要提取的地類，如耕地，直接選中DLDM中11這一項即可，然后進行屬性統(tǒng)改，將其圖層號改為1或者非0數(shù)字即可(圖4)。

圖4　地類圖層號統(tǒng)改示意圖

(3)選擇工具欄中的圖層工具，然后選擇改當前層這一命令，將當前圖層號改為1(圖5)。然后對當前層進行保存，此時所需要的面域在沒有使用復制粘貼的情況下，提取出了所需要進行處理的地類。

圖5　修改當前圖層號示意圖

通過這種方法提取的區(qū)圖層有幾個優(yōu)點：一是圖層提取法避免了重復提取的情況，同時在底圖沒有拓撲錯誤的情況下，所提出的圖層是肯定不會出現(xiàn)任何拓撲錯誤的，這樣為后期的制圖工作打下了良好的基礎，可以避免因拓撲錯誤而導致的錯誤處理甚至返工現(xiàn)象，提高工作效率。另一方面是通過圖層法提取的面域中的屬性不會有任何的遺漏，不會出現(xiàn)像label點一樣，與區(qū)文件合并后可能有部分面域的屬性完全丟失的情況，從這一點來說，為后期數(shù)據(jù)庫的建立工作打下了堅實的基礎。

因此，利用圖層提取法是優(yōu)于一般的提取法的。不僅如此，該方法除了利用單一屬性進行提取外，還可以利用屬性改參數(shù)的命令，通過編寫命令代碼的形式，選擇幾個屬性都需滿足的面域，如某某村的耕地，通過編寫代碼可選取特定村的耕地，然后通過圖層法提取后進行處理，因此區(qū)圖層提取法的應用范圍是比較廣泛的[5]。

5　結語

隨著全國土地規(guī)劃工作的全面展開，在保證制圖質量的基礎上提高工作效率是所追求的目標之一。圖數(shù)一致目標的提出要求在實際工作中要認真仔細，及時發(fā)現(xiàn)制圖中的相關錯誤并處理。拓撲錯誤只是MapGIS制圖過程中比較常見的一種錯誤，制圖過程中還會遇到一些其他錯誤，譬如面域重疊、相鄰面域有縫隙等方面的非拓撲錯誤，這些都需要運用所學的GIS知識，通過大量實踐，從而找到最優(yōu)的解決方式以及尋找出能避免這些錯誤的處理方法[5]。通過避免各種錯誤的產(chǎn)生，不僅僅能減少不必要的工作量，提高工作速度和效率，而且對于達到土地規(guī)劃規(guī)范的要求具有重要的作用和意義。

[1]柴祥君.MapGIS的應用技巧[J].科技信息,2007,12(9)：15-16.

[2]陳華英.MapGIS區(qū)合并后點圖元過多的解決方案[J].南方國土資源,2008,29(9)：72-73.

[3]馬健梅,夏顯力.MapGIS在土地開發(fā)整理規(guī)劃編制中的應[J].西北農(nóng)林科技大學學報,2009，(7)：33-34.

[4]范雪蓮.MapGIS使用若干問題的探討[J].科技創(chuàng)業(yè)月刊,2009,34(9)：143-144.

[5]鄭智華,鄧曙光,孔春芳.MapGIS在土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫建設中的應[J].測繪科學,2007,32(4):160-162.

Study on Conducting and Avoiding Polygon Topology Errors in Using MapGIS Software

WANG Jianxia ，CAO Xiangyang

(Shandong Surveying and Mapping institute of Land and Resources, Shandong Jinan 250013, China)

During the period of using MapGIS software, polygon topology errors can often be met. Error processing steps are very complicated. In view of this kind of situation, on the basis of analyzing the reasons for causing these errors, how to conduct and avoid the polygon topology errors as well as the processing techniques are studied in this paper. Through avoiding these errors, woek amount can be reduced, work effect can be improved, and the demand of land plan can be reached as well.

MapGIS ; polygon ; topology errors ; layer extraction

2014-02-17；

2014-05-05；編輯：陶衛(wèi)衛(wèi)

王健霞(1971—)，女，山東濱州人，工程師，主要從事基礎測繪及地理信息工作；E-mail:xiyundan@163.com

P208

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