拓扑（Topology）是数学的一个分支，它研究的是空间中的对象。拓扑关系包括包含（Contains）、在里面（Inside）、覆盖（Cover）、被覆盖（Covered By）、接触（Touch）、边界相交重叠（Overlaps）等。拓扑关系是当坐标空间变形（例如扭曲或拉伸）而依然保持不变的关系。而空间对象的长度、面积和对象之间的距离等关系是会在空间形变中发生变化的，这些不属于拓扑关系。拓扑最基本的元素是它的节点、边和面。一个节点（Node）表示一个孤立的或约束边的点（Point）。两个或多个边（Edge）相遇于一个非孤立节点。一个节点有一个坐标对来描述该节点的空间位置。例如，地铁站即是地铁线路上的一个节点，它也具有自己的空间位置。一个边由一个开始节点（Start Node）和一个终止节点（End Node）确定。边具有相关联的几何对象，通常是线串，可以具有多个坐标点（Vertice）。此外，边是可以有方向的。有方向的边叫做有向边（Directed Edge）。一条边可以被两个面（Face）共有。所谓面，一般与多边形相关，指向外边界，由一个或多个有向边构成。以图3-19所示为例。
（1）E（E1，E2等）表示边（Edge），F（F0，F1等）表示面（Face），N（N1，N2等）表示节点（Node）。
（2）F0是包含任何拓扑的总面，没有几何对象与其相关，它的ID为-1。
（3）每一个几何点、边的开始节点或结尾节点都有一个相关的节点。例如，F1只有一条封闭的边，E1具有相同的开始节点和终止节点N1。F1也还有一条边E25，它的开始节点为N21，结束节点为N22。
（4）所谓的孤立节点是其相关面上的一个孤立的点。例如，N4是F2里面的一个孤立点。
（5）所谓的孤立边是其相关面上的一个孤立的边。例如，E25是F1里面的一条孤立边。
（6）环形边（Loop Edge）是首尾节点相同的边。例如E1，其首尾节点均为N1。(www.xing528.com)
（7）边不能有孤立节点，如果有则必须将该边拆开成两个边。例如，如果N16和N18构成一个边的首尾节点，当添加了N17后，这条边必须拆开成两个边，变成E6和E7。
图3-19 拓扑关系示例图
（8）拓扑关系信息存储在特定的节点、边和面信息数据表中。
拓扑几何（Topology Geometry），也称为要素（Feature），表示一个真实世界对象。例如主干道、公园都可以是拓扑几何的名称。几何对象作为一系列的拓扑元素（节点、边和面）存储。每个拓扑几何对象有一个唯一的ID。一个拓扑几何层（Topology Geometry Layer）包含多个拓扑几何对象，通常是一种特定的拓扑几何类型，尽管它也可以是多种类型的集合。每个拓扑几何层都具有一个唯一的ID，它的数据存储在一个要素表（Feature Table）中。每一个拓扑几何对象（要素）被定义为一个类型SDO＿TOPO＿GEOMETRY的对象，它包含拓扑几何类型、拓扑几何ID、拓扑几何层ID和拓扑ID。拓扑元数据由Oracle Spatial在视图（View）USER＿SDO＿TOPO＿METADATA和ALL＿ADO＿TOPO＿METADATA中自动维护。需要注意的是，对于要素（Feature）而言，通常情况下，拓扑元素要多于要素。例如，一个道路要素或许会包含许多边，一个公园要素可能会包含许多面。集合层（Collection Layer）是一个包含不同拓扑几何类型的拓扑几何层。
在一些拓扑关系中，拓扑几何层（要素层）有一个或多个父子关系。也就是说，最顶层的层包含它的下一子层中的要素，而子层中可能还包含更下一层的要素，以此类推，这样形成了拓扑几何层的层次结构。例如，国家层面主要讨论各个省之间的拓扑关系，而对于一个省而言，主要讨论各个市之间的拓扑关系，对于一个市而言，主要讨论各个区或县之间的拓扑关系，这样就构成了一个拓扑几何层的层次结构。系统提供了SDO＿TOPO.ADD＿TOPO＿GEOMETRY＿LAYER过程，通过指定CHILD＿LAYER＿ID参数来实现这种层次结构。
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