第五章 地图数据拓扑处理
前面章节我们已经讲述了点、线、面等类型数据的输入编辑，但是从数据的完整性和正确性角度来说，这些数据并没有最终完成，还需要进一步的加工和完善。本章以等高线的拓扑检查为例，从拓扑规则、线拓扑处理、拓扑检查4个方面介绍如何利用SuperMap GIS 6R进行检查和修改数据，保证矢量化数据质量。本章采用本书示例数据中的SuperMap影像配准及数据采集中“拓扑处理与检查.udb”数据源来完成。
5.1 SuperMap中拓扑概述
空间数据在采集和编辑过程中，会不可避免地出现一些错误。例如，同一个节点或同一条线被数字化了两次、相邻面对象在采集过程中出现裂缝或者相交、不封闭等，这些错误往往会产生假结点、冗余结点、悬线、重复线等拓扑错误，导致采集的空间数据之间的拓扑关系和实际地物的拓扑关系不符合，会影响到后续的数据处理、分析工作，并影响到数据的质量和可用性。此外，这些拓扑错误通常量很大，也很隐蔽，不容易被识别出来，通过手工方法不易去除，因此，需要进行拓扑处理来修复这些冗余和错误。
拓扑是地理要素间的空间关系，它是确保数据质量的基础。拓扑能提高空间分析能力，并且在确保GIS数据库质量方面扮演了一个重要角色。通过对简单数据集（即点、线、面数据集）进行拓扑处理或检查，并修改生成的拓扑错误，可以提高数字化数据质量，为后续数据应用提供可靠的数据基础。
SuperMap提供拓扑处理和拓扑检查两种处理方式。拓扑处理是针对线数据集，选择特定的几种规则检查线拓扑错误，之后系统自行更改数据集中的拓扑错误；拓扑检查是指通过用户输入详细的拓扑检查规则对点、线、面数据集进行检查，用户通过生成的新的结果数据集来来修改拓扑错误。
SuperMap拓扑检查规则共有36种，其中线拓扑处理规则7种，包括去除假结点、去除冗余点、去除重复线、去除短悬线、长悬线延伸、邻近端点合并和进行弧段求交。用于点、线、面拓扑检查规则29种，包括处理相交、重叠、包含、相连接等多种空间关系的规则。
第五章 空间分析
空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。
根据作用的数据性质不同，可以分为 ：
（1）基于空间图形数据的分析运算；
（2）基于非空间属性的数据运算；
（3）空间和非空间数据的联合运算。
一、 空间查询与量算简介
查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一，它是地理信息
系统进行高层次分析的基础。 • 例如：在地理信息系统中，为进行高层次分析，往往需要查询定位空间对象，并用一些简单
的量测值对地理分布或现象进行描述，如长度，面积，距离，形状等。实际上，空间分析首
先始于空间查询和量算，它是空间分析的定量基础。
1． 空间查询
主要有两类：
• 第一类是按属性信息的要求来查询定位空间位置，称为“属性查图形”。
例如：在中国行政区划图上查询人口大于4000万且城市人口大于1000万的省有哪些？
这和一般非空间的关系数据库的SQL查询没有区别，查询到结果后，再利用图形和属性的
对应关系，进一步在图上用指定的显示方式将结果定位绘出。 • 第二类是根据对象的空间位置查询有关属性信息，称为“图形查属性”。
例如：一般地理信息系统软件都提供一个“INFO”工具，让用户利用光标，用点选、画线、
矩形、圆、不规则多边形等工具选中地物，并显示出所查询对象的属性列表，可进行有关统
计分析。
该查询通常分为两步，首先借助空间索引，在地理信息系统数据库中快速检索出被选空间
实体，然后根据空间实体与属性的连接关系即可得到所查询空间实体的属性列表 。
基于空间关系查询
空间实体间存在着多种空间关系，包括拓扑、顺序、距离、方位等关系。通过空间关系
查询和定位空间实体是地理信息系统不同于一般数据库系统的功能之一。
例如：查询满足下列条件的城市：
–在京沪线的东部
–距离京沪线不超过50公里
–城市人口大于100万
–城市选择区域是特定的多边形；
整个查询计算涉及了空间顺序方位关系（京沪线东部），空间距离关系（距离京沪线不超
GIS复习思考题
地理信息系统复习思考题
第⼀章导论1、解释：信息、数据、地理信息、地理数据、地理信息系统
2、地理信息有何特点？
3、地理信息系统与CAD、数字制图、⼀般事务管理有何主要区别？
4、地理信息系统有哪些类型？
5、GIS的基本构成有哪些？各部分的主要作⽤？
6、GIS的基本功能有哪些？并简要说明。
7、GIS主要应⽤在哪些⽅⾯？
8、GIS的发展主要经历了哪4个阶段？各有何主要特点？
第⼆章空间信息基础1、GIS中为什么要考虑地图投影？我国⼤⽐例尺采⽤什么投影⽅式？
2、地理空间实体的三要素是什么？它们之间的关系是怎样的？
3、空间数据的基本特征有哪些？地理信息的数字化描述⽅法有哪些？
4、地图投影有哪些类型？
5、解释：地图投影、拓扑、空间数据、元数据
6、空间对象的描述要素有哪些？
7、拓扑关系中有哪⼏种基本的拓扑关系？其基本含义是什么？在GIS中⽤拓扑有什么主要作⽤？
8、什么是地理空间数据？有哪些类型，并简要说明。
9、地理信息系统的应⽤功能主要包括哪些⽅⾯，并简要说明。
10．地形图“都江堰”的编号是H48G024026，简要说明其编号的含义。
第三章空间数据结构1、空间实体可抽象为哪⼏种基本类型？它们在⽮量数据结构和栅格数据结构分别是如何表⽰的？
2、叙述四种栅格数据存储的压缩编码⽅法。
3、试写出⽮量和栅格数据结构的模式，并列表⽐较其优缺点。
4、叙述由⽮量数据向栅格数据的转换的⽅法。
5、叙述由栅格数据向⽮量数据的转换的⽅法。
6、简述栅格到⽮量数据转换细化处理的两种基本⽅法。
7、解释：地理空间、栅格数据、⽮量数据、空间数据结构
8、费尔曼链码的含义是什么？如何取值？
9、游程编码的含义是什么？有哪2种⽅式？
10、块码给栅格数据编码的⽅式是什么？
11、四叉树编码的基本思想是什么？
12、⽮量数据的获取⽅式有哪些？13、DIME编码什么？有何特点？
14、⽮量数据结构有何优点？
15、栅格数据结构有何优点？
第四章空间数据库1、数据库系统包括哪⼏部分，各部分的主要作⽤是什么？
地理信息系统（GIS）第五章空间查询与空间分析
第五章空间查询与空间分析学习要求：掌握1、GIS的数据查询的基本知识2、GIS空间分析模型及其算法
§5.1 空间数据的查询
⼀、空间数据查询的含义
数据查询是GIS的⼀个⾮常重要的功能，定位空间对象、提取对象信息，是地理信息系统进⾏⾼层次空间分析的基础。
⼆、空间数据查询的⽅式1、基于属性数据的查询：
2、基于图形数据的查询：
3、图形与属性的混合查询
4、模糊查询：
5、⾃然语⾔空间查询：
6、超⽂本查询
7、符号查询
三、查询结果的显⽰⽅式
查询结果的显⽰环境参数1、显⽰⽅式（the display mode）
有5种显⽰⽅式⽤语多次查询结果的运算：刷新、覆盖、清除、相交和强调。2、图形表⽰（the graphical presentation）
⽤于选定符号、图案、⾊彩等。3、绘图⽐例尺（the scale of the drawing）
确定地图显⽰的⽐例尺（内容和符号不随⽐例尺变化）。4、显⽰窗⼝（the window to be shown）
确定屏幕上显⽰窗⼝的尺⼨。5、相关的空间要素（the spatial context）
显⽰相关的空间数据，使查询结果更容易理解。6、查询内容的检查（the examination of the content）
检查多次查询后的结果。§5.2 空间数据的统计分析
讲述空间数据统计分析中基本统计量的计算和常⽤统计数据的分类分级算法。
⼀、属性数据的集中特征数
反映属性数据集中特性的参数有：
频数：变量在各组出现或发⽣的次数；
频率：各组频数与总频数之⽐；
平均数：反映了数据取值的集中位置；简单算术平均数的计算公式为：加权算术平均数的计算公式为：数学期望：以概率为权值的加权平均数的；
中数：对于有序数据集X，如果有⼀个数x，能同时满⾜以下两式：
。
则称x为数据集X的中数，记为Me
若X的总项数为奇数，则中数为：
若X的总顶数为偶数，则中数为：
众数：众数是具有最⼤可能出现的数值。
