ArcObject 实现拓扑创建和检查

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：
1 建立拓扑（添加拓扑规则）
2 验证拓扑
3 编辑过程中保证拓扑的正确
4 查询系统中存在的拓扑

---

1 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IFeatureDatasetNames::TopologyNames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。

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：
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。

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。

2 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。

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。

3 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；

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。
ITopologyNode和ITopologyEdge获取边、点 同样实现相应的编辑操作。
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？”，当然不是，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！topologyelements (Node and Edges)

当编辑结束后，我们就可以提交更改了。
ITopologyGraph:Post方法 提交所做的编辑。
部分编辑的代码：

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，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

实现代码如下：

public void ValidateTopology(ITopology topology, IEnvelope envelope)
{
    // Get the dirty area within the provided envelope.
    IPolygon locationPolygon = new PolygonClass();
    ISegmentCollection segmentCollection = (ISegmentCollection)locationPolygon;
    segmentCollection.SetRectangle(envelope);
    IPolygon polygon = topology.get_DirtyArea(locationPolygon);
    
    // If a dirty area exists, validate the topology.    if (!polygon.IsEmpty)
    {        // Define the area to validate and validate the topology.
        IEnvelope areaToValidate = polygon.Envelope;
        IEnvelope areaValidated = topology.ValidateTopology(areaToValidate);
    }
}

public void AddRuleToTopology(ITopology topology, esriTopologyRuleType ruleType,
    String ruleName, IFeatureClass featureClass)
{
    // Create a topology rule.
    ITopologyRule topologyRule = new TopologyRuleClass();
    topologyRule.TopologyRuleType = ruleType;
    topologyRule.Name = ruleName;
    topologyRule.OriginClassID = featureClass.FeatureClassID;
    topologyRule.AllOriginSubtypes = true;
    
    // Cast the topology to the ITopologyRuleContainer interface and add the rule.
    ITopologyRuleContainer topologyRuleContainer = (ITopologyRuleContainer)topology;
    if (topologyRuleContainer.get_CanAddRule(topologyRule))
    {
        topologyRuleContainer.AddRule(topologyRule);
    }
    else
    {
        throw new ArgumentException("Could not add specified rule to the topology.");
    }
}

public void AddRuleToTopology(ITopology topology, esriTopologyRuleType ruleType,
    String ruleName, IFeatureClass originClass, int originSubtype, IFeatureClass
    destinationClass, int destinationSubtype)
{
    // Create a topology rule.
    ITopologyRule topologyRule = new TopologyRuleClass();
    topologyRule.TopologyRuleType = ruleType;
    topologyRule.Name = ruleName;
    topologyRule.OriginClassID = originClass.FeatureClassID;
    topologyRule.AllOriginSubtypes = false;
    topologyRule.OriginSubtype = originSubtype;
    topologyRule.DestinationClassID = destinationClass.FeatureClassID;
    topologyRule.AllDestinationSubtypes = false;
    topologyRule.DestinationSubtype = destinationSubtype;
    
    // Cast the topology to the ITopologyRuleContainer interface and add the rule.
    ITopologyRuleContainer topologyRuleContainer = (ITopologyRuleContainer)topology;
    if (topologyRuleContainer.get_CanAddRule(topologyRule))
    {
        topologyRuleContainer.AddRule(topologyRule);
    }
    else
    {
        throw new ArgumentException("Could not add specified rule to the topology.");
    }
}

// 按照arcToolbox 应该拆成两个方法，一个是CreateTopology 一个是AddFeatureClassToTopology
public void CreateTopology()
{
    // Open the workspace and the required datasets.
    Type factoryType = Type.GetTypeFromProgID("esriDataSourcesGDB.AccessWorkspaceFactory");
    IWorkspaceFactory workspaceFactory = new AccessWorkspaceFactory();
    IWorkspace workspace = workspaceFactory.OpenFromFile(@"E:\123.mdb",0);
    IFeatureWorkspace featureWorkspace = (IFeatureWorkspace)workspace;
    IFeatureDataset featureDataset = featureWorkspace.OpenFeatureDataset("地籍信息_H_3207");
    IFeatureClass DLJXPl = featureWorkspace.OpenFeatureClass("DLJX_H_3207");
    IFeatureClass DLTBPg = featureWorkspace.OpenFeatureClass("DLTB_H_3207");
    IFeatureClass QSZDPg = featureWorkspace.OpenFeatureClass("QSZD_H_3207");
    IFeatureClass DXJZDPt = featureWorkspace.OpenFeatureClass("DXJZD_H_3207");
    IFeatureClass DXJZXPl = featureWorkspace.OpenFeatureClass("DXJZX_H_3207");
    IFeatureClass JBNTBHPKPg = featureWorkspace.OpenFeatureClass("JBNTBHPK_H_3207");
    IFeatureClass JBNTBHTBPg = featureWorkspace.OpenFeatureClass("JBNTBHTB_H_3207");
    IFeatureClass JBNTBHQPg = featureWorkspace.OpenFeatureClass("JBNTBHQ_H_3207");
    IFeatureClass JZDPt = featureWorkspace.OpenFeatureClass("JZD_H_3207");
    IFeatureClass JZXPl = featureWorkspace.OpenFeatureClass("JZX_H_3207");

    // Attempt to acquire an exclusive schema lock on the feature dataset.
    ISchemaLock schemaLock = (ISchemaLock)featureDataset;
    try
    {
        schemaLock.ChangeSchemaLock(esriSchemaLock.esriExclusiveSchemaLock);
        // Create the topology.
        ITopologyContainer2 topologyContainer = (ITopologyContainer2)featureDataset;
        ITopology topology = topologyContainer.CreateTopology("Landbase_Topology", topologyContainer.DefaultClusterTolerance,  -1, "");
        // Add feature classes and rules to the topology.
        topology.AddClass(DLJXPl, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(DLTBPg, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(QSZDPg, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(DXJZDPt, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(DXJZXPl, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(JBNTBHPKPg, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(JBNTBHTBPg, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(JBNTBHQPg, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(JZDPt, 5, 1, 1, false);
        topology.AddClass(JZXPl, 5, 1, 1, false);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineNoSelfIntersect, "不存在自相交的线", DLJXPl);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineNoOverlap, "无重合的线", DLJXPl);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineCoveredByAreaBoundary, "线被区域的边线覆盖", DLJXPl, 1, DLTBPg, 1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTAreaNoGaps, "面之间不存在间隙", DLTBPg);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTAreaNoOverlap, "面不自重叠", DLTBPg);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTAreaCoveredByAreaClass, "必须在另一个面的内部", DLTBPg, 1, QSZDPg, 1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTPointCoveredByLineEndpoint,"必须被其他图层的端点覆盖", DXJZDPt, 1, DXJZXPl, 1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineNoSelfOverlap,"线不自重叠",DXJZXPl);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineNoSelfIntersect, "不存在自相交的线", DXJZXPl);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineEndpointCoveredByPoint, "线的端点必须被点图层覆盖", DXJZXPl, 1, DXJZDPt, 1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTAreaNoOverlap, "面与面不重叠", JBNTBHPKPg);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTAreaBoundaryCoveredByAreaBoundary, "面边界被面边界覆盖", JBNTBHPKPg, 1, JBNTBHTBPg, 1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTAreaNoOverlap, "面与面不重叠", JBNTBHQPg);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTPointCoveredByLineEndpoint, "必须被其他图层的端点覆盖", JZDPt, 1, JZXPl, 1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineNoSelfOverlap, "线不自重叠", JZXPl);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineNoOverlap, "无重合的线", JZXPl);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTLineEndpointCoveredByPoint, "线的端点必须被点图层覆盖", JZXPl, 1, JZDPt,1);
        AddRuleToTopology(topology, esriTopologyRuleType.esriTRTPointProperlyInsideArea, "点必须在面图层内部", JZDPt, 1, DLTBPg, 1);
        
        // Get an envelope with the topology's extents and validate the topology.
        IGeoDataset geoDataset = (IGeoDataset)topology;
        IEnvelope envelope = geoDataset.Extent;
        ValidateTopology(topology, envelope);
    }
    catch (COMException comExc)
    {
        throw new Exception(String.Format( "Error creating topology: {0} Message: {1}", comExc.ErrorCode, comExc.Message), comExc);
    }
    finally
    {
        schemaLock.ChangeSchemaLock(esriSchemaLock.esriSharedSchemaLock);
    }
}