利用ArcGIS开发地理信息系统入门

1 地理信息系统常识

         项目开发过程中主要使用 ESRI 公司的产品 ArcGIS ， ArcGIS 类似于 Microsoft 的 office 套件，有许多组成部分： ArcMap, ArcCatalog, ArcGIS Engine 等。其中 ArcMap 主要用来处理地图数据，包括：矢量图和栅格图。矢量图通常由数学公式计算得出，放大之后不会失真，而栅格图则由一个个像素点组成，放大之后容易失真。另外，在地理信息系统中，矢量图中通常会储存一些数据信息。例如，一幅关于城市街道轮廓的矢量图，其中可能就含有每条街道的名称等信息。在 ArcGIS 中，一般矢量图有 6 个文件与之关联，具体如图 1 所示。其中， dbf 文件存储了矢量图中的数据。

 

 

图 1  与矢量图关联文件

栅格图与矢量图相比，没有存储相关的数据，大部分情况下是作为矢量图的底图，以丰富地理信息系统，增强真实感。不过地理信息系统往往需要高分辨率的栅格图作为地图，怎么获取是一个难题，并且高分辨率的栅格图通常体积比较大，一幅图片往往有上百 M 甚至上 G 的大小。这对处理这些图片的计算机提出了很高的要求。

在 ArcMap 当中，我们使用一个 mxd 工程文件将系统中所有需要的矢量图和栅格图包含进来，具体效果见图 2 所示（见下页）。

在图 2 中需要注意的是，在 ArcGIS 中 layer 即图层是一个很重要的概念，通过获取图层可以对这个图层做一系列操作，如根据设置的条件在矢量图层的数据中进行查找，一些几何图形加入矢量图层中，查看矢量图层的中几何体的一些属性。这些都是 ArcMap 中比较基本的功能，所以，需要对 ArcMap 的基本功能有一个清楚的认识。利用 ArcGIS Engine 开发地理信息系统属于二次开发，即 ArcMap 中具有的功能一般可以通过 ArcGIS Engine 所提供的库来实现。这样开发出来的地理信息系统是 ArcMap 的一个定制子集，并且在某些功能方面比起 ArcMap 更加易用。以上是在开发地理信息系统的过程中需要了解的一些常识。

图 2   mxd 工程文件目录

2 熟悉 ArcGIS Engine 开发库

         要掌握地理信息系统开发，首先需要熟悉 ArcGIS Engine 中的一些类和接口的用法。这就需要经常查看帮助文档 和一些相关的例子。在 AE(ArcGIS Engine) 中有着数量众多的接口，至于为什么需要使用接口，记得在以前看过一篇文章，文中提到这与粒度有关。如果使用类，假如类中的方法很多，那么对于方法的选择也许是令开发者头大的一个问题，而利用接口来实现对类中方法的分门别类以简化问题。总之，就是将一个原本乱七八糟的事情梳理成一个个井然有序的模块。具体的解释可以参考 http://www.cnblogs.com/lauer0246/archive/2008/04/14/1152252.html 转载的《为什么使用接口编程》一文。接下来介绍一些 ArcGIS Enginne 开发中经常需要用到的接口。

 

1)   IMapControl 接口，是AE 中比较重要的接口之一，通过它可以获取图层，加载在ArcMap 中处理好的mxd 文件到程序中，获取鼠标在图上的位置，更多的功能可以查看帮助手册；

 

2)   ILayer 接口主要提供了设置图层属性的一些操作，例如控制图层的显隐、设置图层名等等，可以通过axMapControl1.get_Layer() 来获取图层；

 

3)   IFeatureLayer 接口提供了操作基于矢量数据图层的一些属性和方法。必要时，可以将ILayer 对象转化为IFeatureLayer ；

 

4)   IFeatureClass 接口通过IFeatureLayer 中featureClass 属性获得，可以操作图层中属性表，例如根据条件查询、向属性表中添加字段等；

 

5)   IQueryFilter 接口是查询过滤器，通过它设置查询过滤条件即可返回一系列符合条件的结果集；

 

6)   IFeature 接口包含对图层中的一个要素（即一条记录）进行各种操作，例如删除、获取要素的包络（envelope ）等；

 

7)   IFeatureCursor 接口存储IFeatureClass 在执行查询后的游标，这与数据库的查询类似；

 

8)   IEnvelope 接口可以获取矢量图层多边形的属性，同时还能够控制多边形，如将多边形缩放，在AE 中IEnvelope 这类的几何图形接口比较常用，类似的还有IPolygon ，IPoint ，分别为矢量图层中线和点接口；

 

9)   ISpatialFilter 接口可以实现通过空间查属性，例如根据鼠标拉框的区域，查找出包含于其中的要素。

上述是暂时能够想起的一些重要接口，在实际运用 AE 开发时，需要多看帮助文档熟悉接口中的方法。另外，通过开发这个项目，有几点比较深的体会。

1. 永远不要认为程序会正常运行，在调用对象变量的方法之前，应该检查它是否为NULL ，尽量考虑全面各种条件，加上try{…} catch{…} 语句；
2. AE 开发属于二次开发，严重依赖于库，开发的C/S 模式程序安装前必须要安装ArcGIS Runtime ，我认为这是AE 的一个缺陷，所以觉得利用AE 开发B/S 模式程序更有意义；
3. 开发 地理信息系统，数据的获取很重要，一切都是围绕数据而来，并且数据所占的空间还比较大，对机器的性能有比较高的要求。