一、需求背景

        GIS数据通常需要满足拓扑规则，即点、线和面之间的拓扑关系应该正确。

        悬挂点是指在地图数据中孤立存在的点，它们不与任何线或面的节点相连接。悬挂点通常是数据中的异常情况，可能是由于数字化或数据编辑错误而导致的。

        下图以橙色显示要素 1，以灰色和绿色显示其他要素并以蓝色显示容差。

        在图像 A 中，要素 1 未与容差范围内的任何其他要素连接。会将此视为具有未及的悬挂。在图像 B 中，要素 1 与灰色要素连接，未与绿色要素连接。从绿色要素来看，这是一个未及情景。但是，由于要素 1 与容差内的至少一个要素连接，因此不会将此视为悬挂。

        在图像 A 中，要素 1 的端点未与容差范围内的任何其他要素连接。会将此视为具有过伸的悬挂。在图像 B 中，要素 1 的端点与绿色要素连接，未与灰色要素连接。从灰色要素来看，这是一个过伸情景。但是，由于要素 1 与容差内的至少一个要素连接，因此不会将此视为悬挂。

        图像 A 显示线端点和面位于容差范围（以蓝色显示）内，但是线端点未接触面边或折点；会将此视为悬挂并作为错误返回。图像 B 不会视为悬挂并且不会作为错误返回。

1.1、消除悬挂点的原因

        拓扑一致性：GIS数据通常需要满足拓扑规则，即点、线和面之间的拓扑关系应该正确。悬挂点可能破坏这些拓扑关系，导致分析和查询时产生错误的结果。

        数据准确性：悬挂点可能是由于错误的数字化或编辑操作引起的。清理悬挂点可以提高数据的准确性，确保地图与实际地理空间相匹配。

        空间分析的准确性：如果进行空间分析，如缓冲区分析、路径分析等，悬挂点可能导致分析结果不准确。

1.2 消除悬挂点的方法

        手动编辑：通过GIS编辑工具手动删除悬挂点，重新编辑与其他要素连接的线段。

        自动化处理：使用GIS工具或算法，如拓扑修复工具，自动检测和修复悬挂点。这可以是GIS软件的内置工具或第三方工具。

1.3 悬挂点修复有哪些挑战或麻烦的场景呢？

        复杂拓扑关系：当数据集包含复杂的拓扑关系，例如网络数据、水系等，悬挂点修复可能更为复杂。修复悬挂点可能需要考虑相邻要素之间的关系，以避免引入新的拓扑错误。

        自动修复算法的限制：自动修复悬挂点的算法可能在某些情况下表现不佳。例如，对于位于线段中间的悬挂点，算法可能无法确定正确的连接线。这需要额外的人工干预来解决。

        多源数据融合：当数据来自不同源头或不同精度的数据集时，悬挂点修复可能更为复杂。不同数据集之间可能存在不一致性，修复悬挂点时需要谨慎处理。

        大规模数据集：对于大规模数据集，悬挂点修复可能需要大量的计算资源和时间。在这种情况下，效率是一个挑战，可能需要采用分布式计算或优化算法来处理。

        准确性要求：某些应用对准确性要求非常高，例如导航系统或地理空间分析。在这些情况下，修复悬挂点可能需要更精确的方法，同时要确保不引入新的错误。

        数据编辑历史记录：当数据集有多个编辑历史版本时，悬挂点可能是由于编辑操作引起的。在修复悬挂点时，需要考虑编辑历史记录，以避免影响先前的编辑决策。

……

二、线要素悬挂点修复工具

        线要素悬挂点修复工具用于解决，在指定距离容差（距离为扇形半径，扇形角度默认180）范围内，沿着线走向向前自动检测线要素图层存在的悬挂点，并按更为合理的方式将悬挂点给予修复，可根据需要是否输出被修剪、延伸、连接的部分。同时，工具支持另存修复结果或直接原地修复源数据。

        扇形搜索示意如下：

        对于道路、水系等线状网络数据，我们知道线要素整体上是往一个方向迂回前进的，通过扇形搜索，能有效解决线要素往反方向连接的问题。

2.1 工具概述

        工具功能对悬挂点的修复方式包括三个方面：

        （1）裁剪

        移除线上超过交点指定距离的部分（悬挂线），并在交点位置，对线要素进行打断。

        （2）延伸

        将线段延伸至指定距离范围内的第一个相交要素。如果在指定距离范围内不存在相交的要素，则不会延伸该线段。

           a)悬挂点与临近线要素间，存在一个合适的节点，可连接悬挂点与此节点，解决悬挂问题；

            b)悬挂点与临近线要素间，找不到一个合适的节点，可延长此悬挂点至临近线合适位置，解决悬挂问题；

        合适点：线节点与悬挂点最为接近；悬挂点与该节点连接后，以连接点为中心，与之连接的线之间构成的夹角不小于指定角度（默认30°）；且连接后，不能与邻近线存在立交（跨越）的情况。

        （3）连接

        悬挂点附近有其他悬挂点，通过连接两个悬挂点解决悬挂问题，且连接段不会与其他线要素相交；

2.2 功能流程

        （1）工具打开界面如下图所示：

        （2）工具测试数据执行结果如下图所示：

        a 连接

        在悬挂点处，寻找最近的悬挂点进行连接，且连接后不能与其他要素相交；

        “连接”修复后的要素，不是简单的生成一条线段对悬挂点进行补充，而是通过增加折点完成悬挂点的修复；

        可选择输出因悬挂修复带来的数据变化情况的记录；

b 裁剪

        裁剪功能除了包含arcgis中的“修剪线”功能外，将在裁剪处对线进行打断，一步到位解决网络连通问题，且可以将被裁剪的部分输出，使用该记录可用于数据修复情况的检查和验证。

c 延伸

        延伸功能算是三种修复类型（裁剪、延伸、连接）中更为有特殊的功能。

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小编            VS          ArcGIS

        “延伸”功能，不是简单的解决两条线要素的延长相交问题。而是优先寻找“合适点”，找不到合适点的线将不进行延伸处理，避免因为延伸带来的极小角、自相交、增加新的点位等额外的数据问题，且没有修复情况记录。

        此外，“延伸”功能将在连接处打断线，一步到位解决网络连通问题。

        ArcGIS中的“延伸线”工具，是一种不考虑延伸后线要素之间夹角的“粗暴”做法。

        将线段延伸至指定距离范围内的第一个相交要素。如果在指定距离范围内不存在相交的要素，则不会延伸该线段。

arcgis中“延伸线”插图如下：

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         （3）工具参数介绍如下：

        （4）工具输出：

        要素类（FeatureClass），每一个修复类型输出两个要素类，要素类1名称使用“dangle_to+[clip/dangle/polyline]”组成，用于存放因为修复悬挂对数据进行的更改；要素2名与输入要素名称相同,用于记录悬挂点修复的结果。输出的要素类存放在输出目录中的scratch.gdb中。若scratch.gdb不存在，则自动创建，若已存在，不会覆盖其中已有的要素。

        （5）注意事项：

        工具支持是否原地修改，请按实际需要进行选择。