关于ArcGis的拓扑分析

    拓扑（Topology）是在同一个要素集（FeatureDataset）下的要素类（Feature Class）之间的拓扑关系的集合。所以要参与一个拓扑的所有要素类，必须在同一个要素集内（也就是具有同一的空间参考），这样进行的拓扑检查才是精确的。一个要素集可以有多个拓扑，但每个要素类最多只能参与一个拓扑，一个拓扑中可以定义多个规则。

进行拓扑分析的过程：
一、建立拓扑（添加拓扑规则）
二、验证拓扑
三、编辑过程中保证拓扑的正确
四、查询系统中存在的拓扑
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一、建立拓扑的方法：
1：利用ArcCatalog桌面建立；
2：使用程序（ArcEngine）开发建立拓扑；

在Engine中建立拓扑的实现接口是ITopologyContainer::CreateTopology；
ITopologyContainer::CreateTopology 方法用来创建拓扑；
接口主要方法属性如下图：

图1  
接口说明：
ITopologyContainer 是用来创建、添加、管理拓扑的平台容器；
通过本接口用户可以了解当前要素集的拓扑信息，如名称；如果用户仅出于得到要素集拓扑信息的目的，建议不用本接口打开拓扑，而使用[url=mkMSITStore:\ArcGIS\DeveloperKit\Help\VB\esriGeoDatabase.chm::/IFeatureDatasetName2_TopologyNames.htm]IFeatureDatasetNames::TopologyNames[/url]方法就可以快速获取。
一旦使用CreateTopology方法创建拓扑后，本拓扑的参数便不能更改，如想变更则需删除或重新建立新的拓扑。
DefaultClusterTolerance 是建立拓扑默认的“容差”；
MaximumClusterTolerance表示最大“容差”；
MinimumClusterTolerance表示最小“容差”；
如果用户在创建拓扑时使用的容差参数位于最大、最小之间 则参数有效，如位于最大与最小之间则按照极值（最大、最小）来处理；注意默认的容差是与最小容差一样的；

建立拓扑规则：
使用ITopologyRuleContainer 接口；
图2
接口说明：
IRule接口是Engine中的定义规则的接口，其中它的Type属性有以下几种：
图3
建立拓扑规则我们将使用esriRTTopology;并通过ITopologyRule接口来实现拓扑规则。
并通过ITopologyRuleContainer接口将所定义的规则添加到当前的拓扑中（AddRule方法）。
ITopology接口和ITopologyRuleContainer接口共同继承于Topology类，所以可以QI。
图4


注意 建立拓扑时会出现的问题：
1：当要素集中的所有要素都已经参加建立其它拓扑的时候，使用已使用的要素类新建立拓扑会产生错误；
2：当要素已参加网络分析（Geometry Network）运算的时候，建立拓扑也会出现错误；
3：目标要素类是一个注记层或多维图层，不能建立拓扑；
4：目标要素类已被注册为有版本，不能建立拓扑；

二、进行拓扑验证（validate）的方法：
1：在ArcCatalog建立好拓扑后，可以选择直接验证；
2：也可以在ArcMap中对建立好的拓扑进行验证（要素必须在编辑状态Start Edit），然后可以进行拓扑的编辑；
3：利用程序进行验证；

ITopology有一个方法 ValidateTopology 用来验证指定区域内的拓扑。需要注意 没有版本
的拓扑可以在 任何时候验证。而有版本的拓扑必须在编辑回话中验证。

通过验证后，当前的拓扑就可以检查出相应的拓扑错误，并生成拓扑图层ITopologyLayer
ITopologyLayer其实也是一个layer，继承与layer类。
图5
接口说明：
ITopologyLayer接口具有一个渲染Renderer的方法，可以根据拓扑错误信息（esriTopologyRenderer）进行分类渲染。
图6
三、拓扑编辑：
当对拓扑分析验证后，就需要对当前的拓扑错误进行编辑更改。
在进行拓扑编辑的时候，我们需要知道一个概念，就是TopologyGraph；

什么是TopologyGraph呢？
其实就是在进行拓扑分析后，我们要对错误的线、点（因为多边形也是有线和点组成的）
进行编辑，来修改当前的要素错误。在编辑前要生成TopologyGraph拓扑图，在拓扑图上
显示了需要修改的Nodes、Edges等信息，我们所做的编辑其实就是在TopologyGraph上进行的。
上面我提到过ITopologyLayer，当ITopologyLayer建立后，其实在内存中就存在了Cache缓存。
拓扑图TopologyGraph的建立就是需要这个ITopologyLayer的Cache来完成的，方法如下：
//topoLayer 是一个打开的拓扑图层
ITopologyGraph pTG=topoLayer.Topology.Cache;
pTG.Build(pA.Extent,false);建立拓扑图，其中pA.Extent是所要分析的范围；
图7
接口说明：
在接口的属性方法中，我们可以看到很多对要素编辑的操作。那就对了，对拓扑编辑其实很大一部分是利用这个方法来完成的。如：切割、重建、删除等等。
HitTest方法来获取所点击的Edges、Nodes；


使用ITopologyNode 、ITopologyEdge 获取边、点 同样实现相应的编辑操作。

使用ITopologyErrorFeature接口可以获取 产生错误的要素Feature，它继承与Feature类。
ITopologyErrorSelection接口操作当前TopologyLayer层下的错误是否可用；
ITopologyExtension 是当前拓扑的扩展，包括可以设置错误要素的样式symbol等。
注意：本接口只能在Desktop许可下获取，Engine不能应用。那么有人会问：“我们对拓扑图层、拓扑要素进行更改颜色，Engine就做不了了？”
呵呵 ，当然不是。别忘了 我前面提到过的ITopologyLayer接口
利用这个接口我们同样可以对图层进行renderer 渲染，具体操作请参考help帮助文档！

topology elements (Node and Edges)

当编辑结束后，我们就可以提交更改了。
ITopologyGraph:ost方法 提交所做的编辑。
部分编辑的代码：
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Set pTopologyGraph = pTopology.Cache
pTopologyGraph.Build
pMxDoc.ActiveView.Extent, False
Set pEnumTopologyEdge = pTopologyGraph.Edges
Set pTopologyEdge = pEnumTopologyEdge.Next
bsel = pTopologyGraph.Select(esriTopologySelectionResultNew, pTopologyEdge)
Set pAffine = New AffineTransformation2DpAffine.Move 10, 10
pTopologyGraph.TransformSelection esriTransformForward, pAffine, False
pTopologyGraph.Post pGDset.Extent
''提交编辑
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这样整个拓扑建立、验证、编辑 整个流程就完成了。
如果我们想对这个拓扑进行查看 ，可以使用ITopologyWorkspace::OpenTopology方法来打开拓扑。

重要说明：
如果我们对当前的拓扑不满意需要删除的话，我们首先要清空当前拓扑中的要素类removeclass(Itopology接口)，然后再delete(Dataset接口)拓扑，否则会出现错误。

附录：
一、拓扑数据图层（ItopologyLayer）中拓扑错误类型：作为图层可以进行renderer渲染，以下也是可以渲染得类型；
esriTRAreaErrors
0 Area Error renderer.
esriTRLineErrors
1 Line Error renderer.
esriTRPointErrors
2 Point Error renderer.
esriTRAreaExceptions
3 Polygon Exception renderer.
esriTRLineExceptions
4 Line Exception renderer.
esriTRPointExceptions 5 Point Exception renderer.
esriTRDirtyAreas
6 Dirty Area renderer

二、Geodatabase的Topology规则：

多边形topology规则
1.must not overlay：单要素类，多边形要素相互不能重叠
2.must not have gaps：单要素类，连续连接的多边形区域中间不能有空白区（非数据区）
3.contains point：多边形＋点，多边形要素类的每个要素的边界以内必须包含点层中至少一个点
4.boundary must be covered by：多边形＋线，多边形层的边界与线层重叠（线层可以有非重叠的更多要素）
5.must be covered by feature class of：多边形＋多边形，第一个多边形层必须被第二个完全覆盖（省与全国的关系）
6.must be covered by：多边形＋多边形，第一个多边形层必须把第二个完全覆盖（全国与省的关系）
7.must not overlay with：多边形＋多边形，两个多边形层的多边形不能存在一对相互覆盖的要素
8.must cover each other：多边形＋多边形，两个多边形的要素必须完全重叠
9.area boundary must be covered by boundary of：多边形＋多边形，第一个多边形的各要素必须为第二个的一个或几个多边形完全覆盖
10.must be properly inside polygons：点＋多边形，点层的要素必须全部在多边形内
11.must be covered by boundary of：点＋多边形，点必须在多边形的边界上

线topology规则
1.must not have dangle：线，不能有悬挂节点
2.must not have pseudo-node：线，不能有伪节点
3.must not overlay：线，不能有线重合（不同要素间）
4.must not self overlay：线，一个要素不能自覆盖
5.must not intersect：线，不能有线交*（不同要素间）
6.must not self intersect：线，不能有线自交*
7.must not intersect or touch interrior：线，不能有相交和重叠
8.must be single part：线，一个线要素只能由一个path组成
9.must not covered with：线＋线，两层线不能重叠
10.must be covered by feature class of：线＋线，两层线完全重叠
11.endpoint must be covered by：线＋点，线层中的终点必须和点层的部分（或全部）点重合
12.must be covered by boundary of：线＋多边形，线被多边形边界重叠
13.must be covered by endpoint of：点＋线，点被线终点完全重合
14.point must be covered by line：点＋线，点都在线上