介绍
拓扑关系是地理信息领域重点关注的空间关系，它是指在诸如平移、缩放和旋转等拓扑变换下保持不变的关系。如邻近与相离等。拓扑关系是一种典型的定性关系。拓扑关系是空间要素之间一种最稳定的关系，因为它能够在大多数变换过程中保持不变，众多的研究，包括来自于认知科学、知识工程、哲学等领域的研究都表明，拓扑关系是空间关系中最基本的关系。根据拓扑关系，可以进行空间查询和空间推理等具有智能意义的G[S处理活动。
类别
非属性
两点之间的距离； 一个点指向另一个点的方向；弧段的长度；一个区域的周长；一个区域的面积。
属性
一个点在一个弧段的端点； 一个简单弧段不会自相交； 一个点在一个区域的边界上；一个点在一个区域的内部； 一个点在一个区域的外部； 一个点在一个环的内部； 一个简单面是一个连续的面 。
数据结构
1、拓扑结构的基本元素
①拓扑线段（arc）
该线段中间不与其它线段存在联系。
②结点(node）
拓扑线段的两个端点，分别为首结点、尾结点
③多边形（poly）
由数条拓扑线段连接而成
拓扑数据举例：
2、拓扑关系表的建立：
结点编码：①②③④⑤⑥
线段编码：1 2 3 4 5 6 7 8 9
多边形编码：(1)(2)(3)(4)(5)
由来
哥尼斯堡七桥问题折叠
在数学上，关于哥尼斯堡七桥问题、多面体欧拉定理、四色问题等都是拓扑学发展史的重要问题。哥尼斯堡七桥问题哥尼斯堡（今俄罗斯加里宁格勒）是东普鲁士的首都，普莱格尔河横贯其中。十八世纪在这条河上建有七座桥，将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步，一天有人提出：能不能每座桥都只走一遍，最后又回到原来的位置。这个看起来很简单又很有趣的问题吸引了大家，很多人在尝试各种各样的走法，但谁也没有做到。看来要得到一个明确、理想的答案还不那么容易。
1736年，有人带着这个问题找到了当时的大数学家欧拉，欧拉经过一番思考，很快就用一种独特的方法给出了解答。欧拉把这个问题首先简化，他把两座小岛和河的两岸分别看作四个点，而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成，能不能用一笔就把这个图形画出来。经过进一步的分析，欧拉得出结论——不可能每座桥都走一遍，最后回到原来的位置。并且给出了所有能够一笔画出来的图形所应具有的条件。这是拓扑学的“先声”。
多面体的欧拉定理折叠
在拓扑学的发展历史中，还有一个着名而且重要的关于多面体的定理也和欧拉有关。这个定理内容是：如果一个凸多面体的顶点数是v、棱数是e、面数是f，那么它们总有这样的关系：f+v-e=2。
根据多面体的欧拉定理，可以得出这样一个有趣的事实：只存在五种正多面体。
它们是正四面体、正六面体、正八面体、正十二面体、正二十面体。
四色猜想折叠
著名的“四色问题”也是与拓扑学发展有关的问题。四色问题又称四色猜想，是世界近代三大数学难题之一。四色猜想的提出来自英国。1852年，毕业于伦敦大学的弗南西斯·格思里来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家都被着上不同的颜色。”
1872年，英国当时最着名的数学家凯利正式向伦敦数学学会提出了这个问题，于是四色猜想成了世界数学界关注的问题。世界上许多一流的数学家都纷纷参加了四色猜想的大会战。1878～1880年两年间，著名律师兼数学家肯普和泰勒两人分别提交了证明四色猜想的论文，宣布证明了四色定理。但后来数学家赫伍德以自己的精确计算指出肯普的证明是错误的。不久，泰勒的证明也被人们否定了。于是，人们开始认识到，这个貌似容易的题目，其实是一个可与费马猜想相媲美的难题。
进入20世纪以来，科学家们对四色猜想的证明基本上是按照肯普的想法在进行。电子计算机问世以后，由于演算速度迅速提高，加之人机对话的出现，大大加快了对四色猜想证明的进程。1976年，美国数学家阿佩尔与哈肯在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿次判断，终于完成了四色定理的证明。不过不少数学家并不满足于计算机取得的成就，他们认为应该有一种简捷明快的书面证明方法。
上面的几个例子所讲的都是一些和几何图形有关的问题，但这些问题又与传统的几何学不同，而是一些新的几何概念。这些就是“拓扑学”的先声。
