技术 | ArcGis空间规划中常见拓扑错误检查及修复方法
各位童鞋，大家在进行图斑面积计算的时候，你的地类图斑面积总是算不对？统计出的面积与实际的面积有所出入？地类图斑的面积之和与用地总面积不一致？......
这个时候千万不要怀疑GIS的计算能力，很有可能是这两种拓扑错误在作祟——
一种是容易发现的拓扑错误：用地图斑空间重叠。
一种是不容易发现的错误：环状要素绘图顺序错误。
本次，我们就来为大家分享下这两类拓扑错误的解决办法。
一、地类图斑空间重叠
举个例子说明吧：如图1.1-1所示是在CAD中常见的用地规划图，其中方案一、方案二在图面上观察并无差异，但是从统计数据看确存在明显不同——
其中A地块在方案一、二中的面积分别为7.53ha、15.06ha；B地块在方案一、二中的面积分别为7.53ha、8.37ha；只有C地块在两个方案中的面积相等。
由此对比可以发现其中必有一个方案存在错误，这种错误在实际项目中很容易出现的，这就会成为方案成果中一个很大的技术漏洞，也会成为后期规划管理中的技术隐患。
▲图1.1-1 不同方案统计结果对比图
这种错误的原因，就是地类图斑空间重叠。
也就是说其中方案一中的A、B、C三块用地彼此以各自对应的边界衔接，不存在彼此叠加的情况；而方案二中存在A、B地块以及A、C地块部分重叠的情况，且重叠之后因为图层要素绘制顺序是C在顶层，B在底层，因此在CAD中所呈现的可视化效果和方案一是相同的，无法凭肉眼直接识别出来。这种情况在实际项目中由于绘制精度及多次修改等原因很容易出现，导致空间统计结果必然存在较大的误差甚至是错误。
▲图1.2-1 方案一图层空间关系示意图
▲图1.2-2 方案二图层空间关系示意图
【TIPS】
在处理地类图斑前，进行拓扑检查与修复
第一步： 如图1.3-1所示，新建一个用于拓扑检查的数据集，将“用地图斑”要素数据存到该数据集中。
▲图1.3-1 新建数据集
第二步： 如图1.3-2，在“拓扑检查”数据集上点击右键，依次选择“新建-拓扑”，新建拓扑。
▲图1.3-2 新建拓扑
第三步： 如图1.3-3所示，对新建拓扑各步骤及参数进行设置，完成设置并验证拓扑规则。
▲图1.3-3 拓扑设置
第四步：如图1.3-4所示，生成拓扑检查结果数据图层“拓扑检查_Topology”，在Arcmap中加载该层数据即得到图1.3-1所示的拓扑检查结果。
▲图1.3-4 拓扑检查结果图层
第五步：如图1.3-5所示，打开拓扑检查结果图层属性，在“错误”标签下点击“生成汇总信息”可生成所有拓扑错误汇总列表，也可通过点击右侧“导出到文件”将该错误列表导出到文件。
▲图1.3-5 查看拓扑错误信息
然后你就发现错误是这个样子的（图1.3-6）：
▲图1.3-6 拓扑错误示意图
第六步：如图1.3-7所示，将拓扑检查结果拖入ArcMAP中，系统会自动将对应的数据一起加载，我们再此基础上将该数据再加载一次，以保证后面能够进行裁剪。（此处一定要记住加载的先后顺序，如果怕记错可以在图层组里将数据临时名称改一下！）
▲图1.3-7 拓扑检查结果加载
第七步：如图1.3-8所示，启动数据编辑，并打开“高级编辑”工具。
▲图1.3-8 拓扑检查结果加载
第八步：如图1.3-9所示，在第二次加载的拓扑检查用地图斑上右键设置为唯一可选图层，然后选中需要进行拓扑修复的数据，在“高级编辑”工具栏上点击“分割面”工具，在分割面工具中设置分割目标为“用地图斑（自动加载）”，即对第一次自动加载的拓扑检查用地图斑进行面分割操作。
▲图1.3-9 分割面操作
第九步：如图1.3-10所示，保持编辑状态及唯一可选图层设置，选中有重叠的地块，并打开图层属性表，设置可见性为“显示所选要素”（蓝色表示），即会显示所选重叠处的所有要素，根据判断删除错误的要素即可。图中所示，根据前文分析，该处为AC重叠地块，其中A地块，即商业地块为错误重叠，需要删除，于是我们将其再次选中（黄色表示）并删除，自此，该处的拓扑错误及修复完成，用同样的方法对AB重叠地块进行拓扑错误修复。
▲图1.3-10 筛选及删除错误重叠面
第十步：完成上述操作之后保存并停止编辑，拓扑错误标自动消失，可以通过拓扑图层属性信息查看错误信息，已经全部变成0，即表示拓扑错误修复完成，如图1.3-11。
▲图1.3-11 保存并查看拓扑修复结果
第十一步：如图1.3-12所示，通过重新统计数据面积，发现两个方案面积一致，错误得到修复。
▲图1.3-12 拓扑修复结果图
二、环状要素绘图顺序错误
同样举个例子说明：如图2.1-1所示，也是城乡空间规划中常见的用地组合情况，即某类用地被另一类用地呈环状包围，这类数据在CAD尤其是湘源控规等第三方CAD系统中进行面积统计及其容易出现空间拓扑错误引起的面积误差。
图中所示的方案一绿地面积为23.39ha，水系6.73ha，而同样的用地，在方案二中绿地面积却为36.85ha，比方案一多了13.46ha，是中间水系面积的两倍，也就是说方案二在对绿地面积统计的时候没有扣除中间的水系，反而对其重复计算了两次。
▲图2.1-1 环形空间用地示意
而造成这种错误的原因，竟然是环状图斑的绘图顺序。
该类拓扑错误与前文所述第一类拓扑错误不同，并非因为图斑重叠造成，而是由于环形空间内外边界绘图顺序造成。
如图2.2-1所示，绿地作为环形空间在方案一中的内外边界绘制顺序为反方向，而在方案二中为相同方向，这就是问题所在——
在计算机制图中，环形空间有两种不同表达方式，如果是内外边界同向，则表示内部为非空，若内外边界异向，则表示内部为空，基于此所以方案二中对绿地进行统计的时候把内部当做非空进行了重复统计，最终导致统计面积累加，这很明显是和实际情况不相符，需要修正。
这种错误很狡猾，很难发现，不过很好解决。
这种拓扑错误有别于前文所述第一种拓扑错误，在图面上没有明显的错误标识，更具有隐蔽性，如果只是在CAD系统中进行图斑绘制及面积统计，几乎很难被发现。
对该错误的修正建议就是要么避免在CAD中绘制环线空间（可以分开填充），要么通过GIS进行面积统计即可有效避免该类错误，如图2.3-1即为将数据导入ArcGIS中统计面积的结果，两个方案面积一致，有效避免了环形空间错误造成的统计错误。
▲图2.3-1 ArcGIS统计结果
上述的这两种拓扑错误经常会给我们的规划设计以及数据统计等工作带来非常大的麻烦，大家要格外小心。最后，还是友情提示一下：
在实际工作中，为了避免其他类似空间错误造成空间分析及统计数据不准确，建议对新导入ArcGIS中的数据数据进行“多部件转单部件”操作，并进行“检查几何”、“修复几何”后再按前文所述中的方法进行拓扑检查及修复，这样基本能有效避免大多数的空间几何错误。
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