Основы топологии

Доступно с лицензией Standard или Advanced.

Топология - это набор правил, которые вместе с инструментами и технологиями редактирования позволяют более точно моделировать геометрические отношения в базе геоданных. В ArcGIS топология обеспечивается через набор правил, которые определяют, как пространственные объекты взаморасполагаются в географическом пространстве, а также через набор инструментов редактирования, одинаковым образом применяющиеся к объектам с общей геометрией. Топология хранится в базе геоданных как одно или несколько отношений, определяющих, как пространственные объекты одного или нескольких классов пространственных объектов используют общую геометрию. Участвующие в топологии пространственные объекты относятся к простым классам пространственных объектов — топология не изменяет определение класса пространственных объектов, а сама служит описанием пространственных отношений этих объектов.

Зачем нужна топология?

В течение долгого времени, топология была ключевым элементом ГИС, служащим для управления данными и контролем над их целостностью. В целом, модель топологических данных управляет пространственными отношениями путем представления пространственных объектов (точечных, линейных и площадных объектов) в виде схем топологических примитивов – узлов, граней и ребер. Эти примитивы, взаимоотношения между ними, а также с объектами, чьи границы они представляют, определяются отображением геометрии пространственных объектов в плоском графе топологических элементов.

Топологический линейный граф узлов, граней и ребер

Топология используется в основном для контроля качества данных с пространственными отношениями, а также помогает при их компиляции. Во многих случаях топология также применяется для анализа пространственных взаимоотношений, например, чтобы убрать границы между соседними полигонами, имеющими одинаковые атрибутивные значения, или для прокладывания пути по сети элементов топологического графа.

Топология также используется для моделирования интеграции геометрии между несколькими различными классами пространственных объектов. Иногда это называют вертикальной интеграцией классов пространственных объектов.

Каким образом объекты в топологии используют общую геометрию

Пространственные объекты могут совместно использовать геометрию внутри топологии. Ниже приведены примеры смежных пространственных объектов:

  • Площадные объекты могут использовать общие границы (полигональная топология).
  • Линейные объекты могут использовать общие конечные точки (топология ребер и узлов).

Кроме того, общая геометрия может использоваться между классами пространственных объектов с помощью, например, топологии базы геоданных.

  • Линейные пространственные объекты могут иметь общие сегменты.
  • Площадные объекты могут совмещаться с другими площадными объектами. Например, земельные участки могут могут складываться в кварталы.
  • Линейные пространственные объекты могут иметь вершины, совпадающие с точечными объектами (узловая топология).
  • Точечные объекты могут совмещаться с линейными (точечные события).

Два вида: объекты и элементы топологии

Слой полигонов может описываться и использоваться следующими способами:

  • В виде наборов географических объектов (точек, линий и полигонов).
  • Как граф топологических элементов (узлов, ребер, граней и их отношений).

Это означает, что есть две альтернативы для работы с объектами: одна, в которой объекты определяются своими координатами, и другая, в которой объекты представлены в виде упорядоченного графа их топологических элементов.