地籍空间要素拓扑关系约束的研究教育教学论文.doc

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地籍空间要素拓扑关系约束的研究_教育教学论文摘要：简单地介绍地籍空间要素的基本要素以及描述拓扑关系的九交模型，根据宗地、界址线和界址点间的基本关系来对地籍要素间拓扑关系约束作详细分析。在地籍数据库中，空间要素拓扑关系约束是为了防止地籍要素的拓扑关系冲突，避免造成实体及其间关系的表达错误，避免产生自身几何结构和要素间拓扑关系错误等。

关键词：拓扑关系；约束；地籍一引言根据《城镇地籍数据库标准》，地籍空间数据包括宗地、界址线和界址点等三种基本地籍要素类。宗地是地籍的最小权利单元，以权属界线组成的封闭地块,可以多重嵌套岛与孔，对地籍子空间具有铺盖特性。准确记录地块所在的地理位置、权利人信息、宗地编号、用途、审批登记信息、面积等等。界址线为宗地的公共边，它描述与其它相邻宗地的关系、界址指界人、界线性质、界址边长等等。界址点记录宗地的每一个特征点的信息，包括界址点号、界标类型、界址点类型、X和Y坐标值。

二拓扑关系描述数字地籍系统(Digital Cadastal System)是在计算机和现代信息技术支持下，以宗地（或地块）为核心实体，实现地籍信息的输入、存储、检索、处理、综合分析、辅助决策以及结果输出的信息系统。

拓扑性质（Topological Property）是指在拓扑变换下保留不变的性质。根据这种性质来描述两个目标之间的关系，叫拓扑关系，如：相邻、包含、相交、部分覆盖和相离等等。而拓扑关系约束指的是这种拓扑上的不可能，如同一时期的两地块不能重叠。

拓扑关系描述方面引用最多的是Egenhofer等人根据点集拓扑理论建立的九元组模型(9-Intersection Model)，模型把对象A的拓扑空间分为边界（）、内部（）和外部（－）等三部分点集（图1），对象=。通过判断对象三部分拓扑空间之间求交，是否为空判断对象间的拓扑关系。根据点集拓扑学理论，点集分为点、线和面类别，按几何维数，点为0维，线为1维，面为2维，当点集为空时，维数为-1。

下面对点、线、面的对象拓扑空间以及空间维数分类如下（表-1）：表-1对象拓扑空间以及空间维数内部\维数边界\维数外部\维数点（PT）空\-1点\0面\2线(PL)线\1点\0面\2面(PG)面\2线\1面\2三地籍空间要素拓扑约束描述地籍空间要素拓扑关系约束包括自身拓扑关系约束和要素间拓扑关系约束。前者是指目标本身的几何结构要满足一定的约束条件，如界址线不能自相交和宗地边界不能相交等；后者则是指要素与要素间须满足一定的约束条件，以避免出现空间表达错误和实际实体间拓扑关系的描述错误，如两宗地间不能产生重叠、界址点不能在宗地内部等。

具体研究地籍要素间拓扑关系约束，需对其进行分类讨论。界址点、界址线和宗地是地籍空间数据的基本地籍要素单元，它们自身有着严格的拓扑关系约束，相互之间也有相应的拓扑关系约束。根据约束对象的不同，可以按照对象自身及相互间进行详细分类，如图2：以下是对各分类拓扑关系约束的描述：a.界址点自身：界址点本身维数为0，无拓扑约束，需要对点位精确测量；b.界址线自身：界址线是1维简单线或闭合线，内部不自相交，端点与内部不相接；c.宗地自身：宗地是简单多边形，内部连通，边界不自相交，内部不能相互重叠；d.界址点与界址点：任意两界址点不重合；e.界址线与界址线：界址线的基本性质就是宗地间的公共边，任意两条界址线不相交，不重叠，只能断点相邻或相离。

f.宗地与宗地：宗地对地籍空间完全铺盖，宗地之间不能有交叉、重叠的关系，只能相邻或相离；g.界址点与界址线：界址线是由界址点连接，任意界址点都有唯一界址线拐点映射，相应任意界址线拐点都有唯一的界址点映射，界址点与界址线拐点相互之间是一一映射；h.界址点与宗地：界址点不能在宗地之内，只能相邻或相接；i.界址线与宗地：界址线组成宗地区域，界址线是宗地间的公共边,不能穿越宗地。

地籍空间拓扑关系的特殊性，地籍要素之间的相互关联和组成，包括下面三种基本拓扑关系：相离、相接和依靠。根据拓扑空间分为边界（）、内部（）和外部（－）描述如下：1)相离（DISJOINT）：两目标的边界和内部都不相交。

2)相接(TOUCH)：边界相交但内部不相交；3)依靠（ON）：目标内部和边界都在另一目标的边界上。如：一条线在多边形的边界上。

四结束语本文首先简单介绍了基本地籍要素类，然后详细介绍了描述拓扑关系的九交模型。详细分析了地籍要素拓扑关系，根据宗地、界址线和界址点间的基本关系分类，总结了地籍空间拓扑关系约束。这在地籍更新和数据检查中有着重要的参考作用，避免地籍空间数据中产生拓扑关系的不一致。参考文献[1].Topological Relationships between Complex Spatial Objects.MARKUS SCHNEIDER University of Florida and THOMAS BEHR Fern University at Hagen[2].周晓光，陈军等.地籍地块间的空间拓扑关系.测绘学报.2003.11[4].356-361[3].史文中.空间数据与空间分析不确定性原理.北京.科学出版社.2005[4].高秋华黄丽梅等.论地形图与地籍图表达方式上的差异.测绘通报.1998.6[6].23-27[5].刘万增陈军等.线目标空间冲突自动检测方法研究.中国矿业大学学报.2006.11[6]。