با افزایش حوزه نفوذ GIS کاربردی در سازمانها و شرکتهای مختلف مدیریت شهری، استفاده از اشیایی با ساختار مکانی پیچیده بیش از پیش متداول می شود. با این وجود هستی شناسی قالب بر ساختار اشیا خصوصا در بخش مدیریت شهری، هنوز وارد بررسی روابط بین اشیا و بویژه روابط توپولوژیک آنها نشده است. این در حالی است که توپولوژی، بویژه در بخش عملیاتی GIS شهری کاربردهای فراوانی داشته و مبانی تئوریک و نرم افزاری ایجاد شده پاسخگوی این نیازها نمی باشد.

بر این اساس، در این مقاله ابتدا اشیای پیچیده و بعضی مصداقهای عملی آن در مباحث مدیریت شهری به کمک تعاریف متداول ریاضی بیان شده، سپس روشی جدید برای محاسبه توپولوژی اشیای پیچیده بر پایه منطق درجه اول متکی  بر روش نه اشتراکی ایگن هوفر در نظریه مجموعه نقاط ارایه می گردد.  

بر اساس این روش، ابتدا گزاره های منطقی درجه اول توصیفی که از بابت ساختار هندسی اشیا قابل حصول هستند استخراج شده، سپس طی یک فرایند استنتاجی شامل حذف و معرفی، ویژگیهای کامل بودن، تمامیت و عدم افزونگی در آنها ایجاد می گردد. از این رو گزاره های منطقی حاصل به ماتریس های توپولوژیک اعمال شده و آنها را فیلتر می کنند. از سوی دیگر فیلتر ثانویه به ماتریس های باقیمانده در یک آزمون گرافیکی اعمال می شود.

در ادامه روشهایی مورد بررسی قرار می گیرند که هدف از آنها بکارگیری عملی توپولوژی بدست آمده در ساختار نرم افزارهای تجاری است. در این خصوص ضمن ارایه پیشنهادی جهت ذخیره سازی توپولوژی در پایگاه داده، روشی منعطف جهت شکل دهی قواعد توپولوژیک متناسب با نیاز کاربر و قابل پیاده سازی بدون اجبار به نگارش و استنتاج قواعد جدید توپولوژیک مطرح می شود. در پایان به برخی کاستی ها و نیازمندیهای اساسی از جمله الگوریتم استخراج عملیاتی توپولوژی از هندسه اشیا و روش احتمالی شکل دهی آن اشاره می شود. 

استخراج روابط مکانی بین اشیاء مختلف، حاوی اطلاعاتی اساسی در ارتباط با محیط پیرامون آن‌ها است. ازجمله این روابط مکانی می‌توان به رابطه‌های جهتی مانند ("چپ"، " راست"، " بالا" و " پایین") و یا رابطه‌های مبتنی بر فاصله مانند (" دور" و یا " نزدیک") اشاره کرد. از دیگر روابط مکانی که بیشتر در سیستم اطلاعات مکانی GIS)) موردبررسی قرار می‌گیرند، روابط توپولوژی است که شامل رابطه‌هایی مانند (" درون"، " تقاطع" و یا " بیرون" و غیره) هستند. استخراج روابط توپولوژی بین عوارض به‌دست‌آمده بر مبنای روش‌های مدل‌سازی داده‌ها صورت می‌گیرد. از آنجایی‌که مدل داده‌های مورداستفاده در نسل‌های قدیمی GIS قابلیت پوشش دادن امکانات موجود در تحلیل مکانی توسط ابزارهای مورداستفاده در نسل‌های جدید GIS تحت عنوان GIS فراگستر را ندارند، به بررسی ایجاد امکاناتی برای استخراج این روابط پرداخته‌شده است. با پیشرفت فناوری‌های جدید در اخذ اطلاعات سه‌بعدی از محیط تحولی در صنعت رایانش فراگستر ایجادشده است. ابزارهای مورداستفاده برای به دست آوردن اطلاعات محیط در این نسل غالباً از حسگرهای ارزان‌قیمت تهیه می‌گردد. یکی از موارد حائز اهمیت در ارتباط با این نسل امکان استخراج روابط توپولوژی سه‌بعدی از حسگرهای مورداستفاده برای برقراری تعامل هر چه‌بهتر با محیط است. هدف این مقاله استفاده از روش‌هایی برای ایجاد امکان استخراج روابط توپولوژی توسط حسگرهای مورداستفاده در رایانش فراگستر است. روش مورداستفاده در این مقاله استفاده از الگوریتم bounding box برای استخراج اطلاعات هر شئ در سه بعد عمق، طول و عرض است. نتایج به‌دست‌آمده از بررسی داده‌های تهیه‌شده توسط حسگر کینکت، بیانگر امکان استخراج اطلاعات توپولوژی از ابزارهای هوشمند مبتنی بر نسل GIS فراگستر است.