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此文为《postgis in action3 》的学习翻译记录并做了些删减与补充

定义一些几何图形之间相互关联的规则

在拓扑模型中，共享的边界和区域在数据库中只需存储一次，而链接到共享边界的几何图形称为拓扑几何体，使用拓扑模型的优点：

拓扑模型在某种程度上回归到经典几何，您可以在其中描述两个自由几何如何相互作用，而无需考虑坐标系

因为 GIS 拓扑是图论的产物，所以它使用一组不同的术语。

将几何中的点视为拓扑中的节点，将线串视为边，将多边形视为面。总的来说，节点、边和面是拓扑基元，用来代替几何

添加后在数据库中就会有topology schema 了，就可以使用它下面的一些拓扑函数之类的东西了

这里创建一个拓扑示例（SRID为4326的一个科罗拉多州矩形）：

在该模式下同时还要四个表（空表）node、edge_data、face 和 relation

PostGIS中使用单独的模式来容纳每个拓扑网络——如上面 ch13a_topology。指定的SRID适用于该模式中的所有表以及将使用 ch13a_topology 模式的的所有拓扑几何列。因为拓扑是关于几何图形之间的关系，所以拥有不同的 SRID 是没有意义的

其中edge_data是保存所有用于构建拓扑网络的拓扑信息表

下面对科罗拉多州使用 TopoGeo_AddLineString 函数添加构成该州四个边界的线串：（TopoGeo_AddLineString 函数使用边数据自动生成拓扑网络并填充节点和面）

上面为查询edge_data表的结果，也可以通过SELECT ST_GetFaceGeometry('ch13a_topology',1);查看该拓扑面

然后在添加数据：（一些横穿该州的路）

具体视图可以通过QGIS便捷查看四个面 ID、八个边 ID 和五个节 点

高速公路的加入将原来的单面科罗拉多分成了四个面。再次仔细查看表格：PostGIS 自动重新组织了您的拓扑（四个表中的结构）如edge_data表

可以使用以下查询查看face表，这只是face的边界框。face表不存储实际的多边形（存储了每个面的最小矩形包围盒，如果要查看该面可有使用ST_GetFaceGeometry函数），因为导出它们所需的所有数据都可以在 edge_data 表中找到。这种存储方法遵循将数据保存在一个地方的数据库原则。

该模式中还有一个默认视图edge，可以说该视图为edge_data表的子集，该视图中存储了此拓扑的简要数据，对于一般用途，应该属于该视图而不是直接使用edge_data表，如edge视图：

拓扑并不关心描述几何图形，而是关心它们之间的关系

构建拓扑后，您可以将图元元分组以构成拓扑几何（也就是拓扑中的层）

假设现在要收集构成科罗拉多州拓扑模型中高速公路的四条边。您可以首先创建一个新表来存储将要构建的拓扑几何，然后使用AddTopoGeometryColumn() 函数向该表添加拓扑几何列:

创建一个表来存储高速公路并定义一个地形几何列:

构建完成后，可以看到在 topology.layer 表中添加一个一条记录：（拓扑几何始终与topology.layer相关联）

构建好拓扑几何存储位置后下面使用CreateTopoGeom()构建拓扑几何

这样一个由四个拓扑元素构成的拓扑几何就构建完成了，下面查看构建结果

topology_id：拓扑几何所属的拓扑

layer_id：拓扑几何所属的layer

...

如果你有几何图形，也可以直接使用toTopoGeom 函数将几何图形转换为拓扑几何图形，并将新形成的拓扑几何图形添加到一个新的表中。

例：使用 toTopoGeom 定义拓扑几何

可以使用 GetTopoGeomElements 函数确认新拓扑几何的组成：

el{拓扑元素ID,拓扑类型}

虽然在 highways_topo 表中只有两行，但是当使用 GetTopoGeomElements 函数时会得到四行，因为 GetTopoGeomElements 为每条高速公路的每条边返回一行

PostGIS 拓扑模型提供了以下用于处理拓扑的功能:

一旦构建了拓扑，就可以在数据库中的任何地方自由使用它们。

还可以通过从拓扑中构建拓扑几何来在数据库的其他地方使用它们，其构建过程如下：

接下来将学习如何处理从各种来源获得的数据，以及如何修复因引入不完美的数据而导致的错误拓扑。

Victoria, BC——>不列颠哥伦比亚省维多利亚....这翻译

在本节中，将使用一个真实世界的拓扑示例来深入理解拓扑的使用，这里使用不列颠哥伦比亚省维多利亚的数据

如果没有指定容差，将采用0.01m的默认容差（如果您的一个节点与另一个节点之间的距离仅为 0.01 米，PostGIS 会将两者合在一起成为一个节点），和arcgis中拓扑的容差是一个东西。

PostGIS topology 提供了三个函数来将拓扑图元添加到你创建的拓扑中，利用几何作为数据源：

在使用上面函数来创建图元同时也有可能会自动创建其他图元，例如使用TopoGeo_AddLineString 添加线串可能会创建两条边和一个面，但结果中只会返回创建的边

如果不希望自动添加图元的不确定性和便利性，您可以利用以下三个函数：AddNode、AddEdge 和 AddFace。它们分别添加一个节点、一条边和一个面

下面为使用TopoGeo_AddLineString 示例：TopoGeo_AddLineString 函数从单个线串输入向拓扑添加节点、边和面。我们将从加载维多利亚城市边界线串开始：

导入下测试数据(ed. #3) Chapter 13 - Building and Using Topologies (postgis.us)：

该模式中有三个表cityboundary、neighbourhoods

TopoGeo_AddLineString 是一个返回集合的函数，这意味着它具有扩展行数的潜力，因为每次调用都可能返回多个值

现在该拓扑用两个面、一条边和一个节点组成：

edge_data表：

可以发现，尽管你只是将线串添加到拓扑模型中，它会自动创建一个面来包围边和一个节点来划分边的起点和终点。还创建了一个外部面

下面继续将Victoria, BC的街区几何添加到拓扑模型中来创建相应的图元

创建了27个面，而加上外部面，现在该拓扑模型中一共有28面，这些面是根据neighbourhoods表中的14个面构成的，那为什么会多出这么多面呢，这是因为构建拓扑面时会多出一些重叠的面、或者是空隙面

与几何不同，拓扑几何由拓扑中的元素组成，这些元素可以与其他拓扑几何或拓扑中的元素共享。如果拓扑几何邻居的边界发生变化，则拓扑几何的边界也会发生变化。同时这也是地籍测量、土地边界研究中的一个非常重要的特征

同样采用上面的三个过程来创建拓扑几何：

这里使用现有几何图形（Victoria, BC数据）以及现有元素构建拓扑几何（也是比较常见的做法）

使用 AddTopoGeometryColumn构建几个图层：

下面查看下这连个表的结构信息（\d)

虽然从表描述中看不出城市被建模为由社区neighbourhoods组成，但可以检查 topology.layer 表，其中列出了所有拓扑几何列。在其中，您会看到城市层的 child_id 字段填充为 1，表明每个城市都由子社区组成

构建好存储拓扑几何的列后，就到添加拓扑几何了，这里直接使用现有的Victoria, BC数据中的几何来构建拓扑几何（toTopoGeom将几何转换为其等效的拓扑几何,但是切记，在使用它之前，你必须已经有一个层，而且该层的ID是toTopoGeom的一个必需参数，这里因为city由neighbourhoods构成，所以就直接将拓扑结合添加到neighbourhoods即可。

下面演示构建拓扑几何的另一种方式：从现有拓扑元素创建拓扑几何（ CreateTopoGeom TopoElementArray_Agg），构建city拓扑几何，而不是直接使用cityboundary表中的几何构建

大多数桌面查看工具都没有拓扑几何的概念。要获得拓扑图片，您必须将拓扑几何转换为几何，如下例所示

要显示neighbourhoods，则需要将每个面转换为多边形几何图形，如下例所示

回想前面添加的14个neighbourhoods多边形，但却生成了38个面，这就因为这不少相邻多边形之间有重叠或者是空虚，从而构成了额外的面，只是因为它们太小，所以在上面的图形输出中并没有很容易看出来（而造成这一现象的原因便是数据的不规范或者把多边形简化后造成的)

目前 ch13_topology 示例有 37 个面，包括通用面。 neighborhoods 图层有 14 个拓扑几何图形

仔细看看Burnside。它还包含了一些微小的面（数字 21、22、25、28、29 表示）几乎不占据其边界的任何区域。运行以下代码以查看社区中微笑的面：

上面列出了所有具有多于一个面的neighbourhoods，并统计了总共 25 个面。未列出的是另外 6 个只有一个面的neighbourhoods

ST_RemEdgeNewFace 函数用于删除一条边。如果一个边将两个面分开，则原始面被破坏并创建一个新面，即原始两个面的并集

下面使用这个函数来实现移除一些多余的面：创建一个过程来检查与删除