地图数据设计（二）：矢量数据检查与错误处理

本文将简单介绍矢量空间数据的检查内容、检查方法，及其常见错误的处理。结合SuperMap中的拓扑检查，举例说明如何检查图形数据逻辑一致性。

1. 数据检查

空间数据质量指空间数据在表达实体的空间位置、特征和时间所能达到的准确性、一致性、完整性和三者统一的程度。检查内容包括：定位精度、属性精度、时间精度、逻辑一致性、数据完整性以及表达形式的合理性等。

对于不同的检查内容使用的方法也不同，如下表：

在实际项目中检查数据的逻辑一致性往往需要借助GIS软件来进行图形数据的拓扑检查。接下来结合SuperMap软件来具体介绍拓扑检查与处理。

2. 拓扑检查与处理

2.1 拓扑基本概念

拓扑（Topology）是研究几何对象（如点、线、面对象）在弯曲或拉伸等变换下仍保持不变的性质。

拓扑关系是GIS中描述地理特征或对象之间的一种空间逻辑关系，主要用于描述点（节点）、线（弧段）和多边形图形元素之间的逻辑关系，常见的拓扑关系有关联关系、邻接关系、包含关系、连通关系等。 

 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，可以确保数字化的几何对象遵循用户指定的拓扑关系，是后续构建面数据集、网络数据集或进行网络分析等操作的基础。

2.2 拓扑检查规则与应用

SuperMap iDesktopX 提供了多种拓扑规则，包括5种适用于点数据集的规则、14种适用于线数据集的规则、10种适用于面数据集的规则、5种适用于不同类型数据集的规则，基本能够满足所有的拓扑检查需求。

下面针对不同类型数据集罗列了一些常用拓扑检查规则及其使用场景举例：

注：表中图示部分的红点、红线、红色面为拓扑错误结果

2.3 拓扑错误处理

在检查完毕后，需要对存在错误的数据进行处理。iDesktopX提供了针对线数据集自动处理的【线拓扑处理】和适用于各类型数据集人工精细处理的【错误检查器】功能。

2.3.1 自动处理

【线拓扑处理】功能支持根据常用拓扑处理规则，同时进行多项错误的自动处理，并且可以根据数据特点设置相应的处理容限等参数。拓扑处理规则包含：去除假节点、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、弧段求交。

需要注意的是，该功能会直接在源数据集上进行修改，建议提前备份。

2.3.2 人工处理

 对于点、面数据集，或者那些需要人工判读的错误，往往需要手动逐一去处理。为此，iDesktopX提供了【错误检查器】功能，不仅可以筛选过滤错误类型，并且可通过列表定位错误在地图中的位置；此外还可以通过右键菜单的裁剪、擦除、创建要素、标记异常等快速操作，便捷有效地处理拓扑错误。

 3. 其他错误处理

实际项目中，一些数据错误无法单靠拓扑关系来检查其正确性，这类数据错误需要根据具体情况去选择解决方法。下面罗列了几种常见的数据错误及其对应的解决方法：

上文介绍了矢量数据的部分检查内容、方法，结合SuperMap软件具体介绍的图形数据的拓扑检查与处理，罗列了点、线、面和多种类型数据集的常用拓扑规则和使用场景。另外，简单介绍了数据预处理中遇到的一些常见错误，并给出了具体解决办法。

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参考资料：

1. 曾衍伟, 龚健雅. 2004. 空间数据质量控制与评价方法及实现技术 [J]. 武汉大学学报·信息科学版,29(8): 686-690.

2. 拓扑空间关系基本概念

3. GIS中几何与拓扑关系区分