32. 拓樸基本類型¶
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在此研討會中，我們將檢視拓樸的一些基本原理、基礎知識和定義。此研討會的目的不是教導如何直接使用它們，而是讓您理解它，以便能夠輕鬆地使用它。
32.1. 類型¶
基本的拓樸操作基於三種基本類型。
節點 (Node)：2D 點，所有物件由此開始或結束
邊 (Edge)：以節點為起點和終點，具有方向的線字串
面 (Face)：封閉的線字串集合，構成多邊形
節點、邊和面的集合必須遵守一些規則才能有效。請查看 ISO 拓樸文件，其中對這些條件有非常好的摘要。遵循所有規則的拓樸就是有效的拓樸。
請注意，到目前為止，PostGIS 會在內部儲存所有這些資訊，每種類型都有其唯一的 ID，我們可以利用它透過可用的函數來編輯和更改它們。例如，使用 ST_RemEdgeNewFace 可以刪除邊並建立新的面。
但是，還缺少一個環節：我們要如何指定例如面具有特定屬性？PostGIS 實作了幾個概念來執行此操作，例如圖層 (Layers)、拓樸幾何 (TopoGeometry)、拓樸元素 (TopoElement)。
32.2. 通用面¶
很直觀地會認為只有由邊構成的面才會存在，但有一個例外，所有面之外的空白空間也是一個面！
空白空間稱為通用面。當拓樸為空時，所有空間都是通用面。當我們新增線字串時，它是這個面的邊。然後，當我們建立多邊形時，就像在面上開一個洞，並將它偷走以指定給一個面。
這個面是無限的，沒有任何邊界。
通用面的 ID 為 0。
32.3. 邊的解釋¶
為了正確表示拓樸及其形狀，有一些定義用於建構儲存所有資訊的表格。邊是其中比較複雜的一種。
所有關於邊的資訊都儲存在自訂拓樸綱要中的 edge_data 表格中。在邊中我們需要哪些資訊？基本上是其節點和面資訊，邊是連接兩者的基本元素。
這些線字串之所以稱為邊，是因為它們是面的邊。
32.3.1. 邊的方向、左和右¶
拓樸中的邊具有定義好的右側視角和視圖，我們必須透過以下方式觀察它們：
當我們想從邊的角度來看時，始終是從結束節點到起始節點，始終向前看著邊。
邊具有左側和右側屬性。如我們所見，它們是使用邊的視角定義的。從起始節點到結束節點查看線字串，總會有明確定義的左側和右側。
因此，向前看著邊，您始終會有左側和右側。
這有助於關聯邊的每一側有哪些面
查看影像中的邊。雖然幾乎所有邊都從下到上，從左到右，但有一條橘色的邊具有相反的方向，因此其左側和右側會與其他邊相反，但如果您向前看著邊，則右側和左側是正確的。
繼續看著橘色的邊。在其右側是由邊構成的多邊形，而其左側是通用面。
當我們要分析任何邊，並且需要從邊的視角來看時，始終是向前看著邊，永遠不要向後看！
接下來的所有邊有哪些？向前看，我們從起始節點到結束節點，所有在邊的結束節點開始或結束的邊！
32.4. 邊資料¶
edge_data 表格包含與邊相關的資訊。根據我們現在所知的，我們可以解釋以下欄位：
edge_id：邊的唯一 ID
start_node：與邊的起點相同的節點 ID
end_node：與邊的終點相同的節點 ID
left_face：邊左側的面的 ID
right_face：邊右側的面的 ID
geom：邊的幾何
32.4.1. 絕對下一個邊 & 下一個邊¶
表格 edge_data 具有 abs_next_left_edge 和 abs_next_right_edge 欄位。目前，要如何解釋它有點棘手。
到目前為止，我們主要看到邊本身的屬性及其邊上的內容。下一個邊屬性不同，它不僅與邊本身有關，還與哪個邊是構成右側或左側面的下一個邊有關。
right_edge 和 left_edge 的邏輯非常相似，因此我們先深入檢視左邊的邏輯，然後再顯示右邊的邏輯。
我們將使用以下拓樸作為範例
32.4.1.1. 左¶
讓我們以邊 5 為例。此邊的左側是面 2。向前看，哪個邊是構成面 2 的下一個邊？
它是邊 6。
這裡非常重要的一點是我們遵循線條的視角。根據邊的方向，就好像順時針或逆時針查看面。
有了這個資訊，我們知道 abs_next_left_edge 將為 6。
next_left_edge 與 abs_next_left_edge 幾乎相同，只是它可以為負值，這取決於我們查看邊的視角。
如果我們遵循邊的視角，我們會有兩個方向，下一個邊的方向以及下一個邊的視角方向。
我們將在每種情況下使用以下符號：
視角方向和下一個邊方向相反：「-」
視角方向和下一個邊方向相同：無，保持值為正
由於視角和邊 6 具有相同的方向，因此 next_left_edge 將為 6。
abs_next_left_edge：6
next_left_edge：6
32.4.1.2. 右¶
左側和右側分析之間唯一的區別在於視角。在左側，我們使用向前看，而在右側，我們將向後看。請注意，即使我們向後看，左面和右面的定義仍然相同，向前看！只有追蹤的視角會改變。
邊 5 的右側是面 0，即通用面。向後看邊 5，構成面 0 的下一個邊是邊 4。
遵循邊 5 在邊 4 上的視角，我們可以看到它是向上，而邊 4 是向下，視角方向和邊 4 方向是相反的。
abs_next_right_edge：4
nexr_right_edge：-4（視角方向和邊 4 方向相反）
32.4.1.3. 隔離的邊案例¶
有一種情況可能會令人困惑，以上的所有規則都以相同方式遵循，但最好還是看一下。
當邊沒有與其他邊連接時，我們可以發現的第一件事是左面的面與右面的面相同，在此案例中為面 0，即通用面。
如果我們遵循過去的邏輯，左側是面 0，哪個邊是構成面 0 的下一個邊？實際上，有一個邊，那就是它自己，並且它也像之前一樣具有視角。
如果我們檢查視角方向，我們最後會看到相同的邊，但方向相反，這表示邊 1 及其下一個邊（邊 1）具有相反的方向。
edge_id：1
abs_next_left_edge：1
next_left_edge：-1（當我們向前看著隔離的邊時，這將始終為負值）
對於下一個右邊也是一樣，下一個邊將是它自己，唯一改變的是視角
當我們向後看著任何隔離的邊時，視角將始終與邊具有相同的方向，因此
edge_id：1
abs_next_right_edge：1
next_right_edge：-1（當我們向後看著隔離的邊時，這將始終為正值）
32.4.2. edge_data 的完整欄位¶
我們已經檢查了 edge_data 表格的所有欄位
edge_id：邊的唯一 ID。
start_node：與邊的起點相同的節點 ID。
end_node：與邊的終點相同的節點 ID。
left_face：邊左側的面的 ID。
abs_next_left_edge：構成左側面的下一個邊。
next_left_edge：abs_next_left_edge，如果右面位於下一個左邊的右側，則為負號。
right_face：邊右側的面的 ID。
abs_next_right_edge：構成右側面的下一個邊。
next_right_edge：abs_next_right_edge，如果左面位於下一個右邊的右側，則為負號。
geom：邊的幾何。
