GIS程序设计 知识总结

简答

1. 开发模式，开发软件的特点，概念

1. 独立开发：
   • 定义：不依赖于任何GIS工具软件，从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言，如VC++、VB、Delphi、C++ Builder等，在一定的操作系统平台上编程实现。
   • 特点：
     • 无需依赖任何商业GIS工具软件，减少了开发成本
     • 综合程度和操作效率最高
2. 单纯二次开发：
   • 定义：在宏语言中调用DLL库，定义GIS系统工具不提供或不支持的功能，
   • 特点：
     • 功能弱，程序不美观，开发收到限制
     • 增加学习负担
3. 集成二次开发：
   • 定义：利用专业GIS工具软件或其提供的组件来实现GIS的基本功能，采用可视化开发工具，进行集成开发。集成二次开发目前主要有OLE／DDE方式和组件式方式两种。
   • 特点：
     • GIS工具软件能够提供成熟的功能。例如：空间数据库存储、空间分析等
     • 高效，便捷，不需要从底层学习具体的实现原理，易上手。

1. 基于arcengine或者arcobject 
2. 基于com（原理）

2. 接口及类：特，用，概，接口应用

接口的特点：

1. 接口的多态性：许多不同的类可以支持相同的接口
2. 接口的继承性：所有的子类都继承了父类的接口

面向接口编程：

• 接口定义了能做什么，类定义了该怎么做。类实现了接口中的方法。

• 接口描述了一系列外部可见操作

• 接口具有类内置的一组属性和方法

  Com类代码：

• 接口模块：定义方法和属性

• 类模块：实现方法和属性

  COM 对象的接口是抽象的，接口与类不同。因为接口没有 任何的实现，所以不能通过自身实例化。因为接口没有任何的实现，所以不能通过自身实例化。接口由具体的类来实现由具体的类来实现，功能用接口抽象地模拟，并且用类去真正实现。

  地图接口

  1. ILayer接口:所有图层类都可以实现该接口，定义了所有图层公共的方法和属性。
     • Name属性:返回图层名称；
     • MaximumScale属性:显示或设置图层可以出现的最大比例尺；
     • MinmumScale属性:显示或设置图层可以出现的最小比例尺；
     • ShowTips属性：指示当鼠标放在图层中某个要素上时，是否出现Tips;
     • SpatialReference属性：设置图层的空间参考。
  2. IFeatureLayer接口:主要用于设置要素图层的数据源（FeatureClass）
     • DataSourceType属性：返回图层的数据源类型；
     • Search方法：通过2个参数，过滤器（IQueryFilter类型的对象）和布尔值（用于返回要素游标是否循环，返回一个Icursor对象）

  IFeatureLayer接口继承自Ilayer接口，IFeatureClass接口继承自Iclass接口。

  FeatureLayer可以创建自己的对象，FeatureClass不行

  类

1. Version类库：ArcEngine 10.0新出的类库，包含里将独立应用程序绑定到特定的ArcGIS系列产品的函数和方法。

2. System：ystem库是ArcGIS框架中最底层的一个库，它包含了一些被其他库使用的一些基础组件。

3. SystemUI：SystemUI库定义了一些在ArcGIS中被用户界面组件使用的类型。象ICommand和ITool这样的接口就在这里定义。

4. Geometry：几何库包含了核心的几何对象，比如点，面，线等。在几何库中还定义和实现了空间参考的对象，包括投影坐标系和几何坐标系。

5. Display：显示库包含了支持在输出设备上显示图形的组件，屏幕显示、符号、颜色、显示交互（Feedback)等都在这个库中定义。

6. Server：提供了连接、管理ArcGIS Server的核心类，如IServerObjectManager、IServerObject等，其他类库的对象可以通过ArcGIS Server的IServerContext进行远程创建。

7. Output：提供了将MapControl和PagelayoutControl中的地图输出到打印机以及其他设备文件中。

3. 对象模型图：类和关系，分别有什么特点

1. 类

   • 抽象类：不能用于创建对象，对子类例程进行了规定（通过类型继承）。
   • 普通类：不能直接创建对象，但可以作为另一个类的属性或者通过另一个类的实例化来创建对象。
   • 组件类：可以直接创建对象。

2. 关系

   • 关联关系：表示类之间的关系。关联的两端都定义了多样性。

   • 组成关系：是一种“整体类”对象控制着“部分类”对象的生命期关系。

   • 类型继承关系：定义共享父类的属性和方法，同时又具有了自己独特的属性和方法的特定对象类。

   • 实例化关系：表示某个类的对象具有创建另一个类的对象的方法。

   • N元关系：表示两个以上的类相互关联。在各个关联分支的交叉点上放置一个菱形。

   • 多样性关系：是对能于另一个对象关联的对象数目的一种限制。关联和组成关系的两端都定义了多样性。

     

   抽象类(AbstractClass)：

   1. 不能创建或实例化

      2. 抽象类永远不能有实例

   2. 为子类定义了泛化（general）

      4. 子类集成了抽象类的接口

      抽象类的OMD 符号: 2维灰色矩形

   普通类/可实例化类 (Class)

   1. 不能创建或实例化

   2. 抽象类永远不能有实例

   3. 为子类定义了泛化（general）

   4. 子类集成了抽象类的接口

      IRow pNewRow；

      ITable  pTable;

      pNewRow = pTable.CreateRow();

      IRow row = table.CreateRow();

      实例化类的OMD符号： 3维白色的矩形

   组件类/可创建的类(CoClass)

   1. 可以创建:使用 New关键字

      IMap pmap = new Map();

   2. 实例化: 从其它对象获得

      Imap pMap;
      pMap = m_MapDocument.get_Map(i);

      可创建类的OMD符号：3维灰色矩形

3. AE控件有哪些，分类特点

   1. 制图控件: MapControl 和PageLayoutControl
   2. 框架控件: TOCControl（内容表控件） 和ToolbarControl(工具条控件)–（buddy控件捆绑）
   3. 许可控件：LicenseControl（启动时执行License初始化）
   4. 符号控件:SymbologyControl
   5. Reader Control: ReaderControl和ReaderControl
   6. 三维控件：GlobeControl和SceneControl

4. 矢量数据集相关类的关系

   1. 矢量数据数据的加载，分析，查询

   接口：

   1. **IWorkspaceFactory**：创建工作工厂
   
   2. **IWorkspace**：工作化工作空间
      3. **IFeatureWorkspace**：接口转换为要素工作空间
      4. **IFeatureClass**：创建featureClass
      5. **IFeatureLayer**：创建要素图层
      6. **IMap**：接收AxMapControl中的地图对象

   类：

   1. ShapefileWorkspaceFactory：作为子类创建工作空间
   2. FeatureLayer：创建要素图层用于接收打开的shpfile文件的featureClass，作为图层，只是表现形式，真正的数据在FeatureClass中。
   3. FeatureClass是从Dataset继承过来的,FeatureClass是有空间数据字段的数据集。

程序流程（简答）

1. 数据访问，添加矢量

矢量加载：

1. 获取文件路径和文件名称
2. 创建地理空间工厂WorkspaceFactory（怎么创建）
3. 实例化地理空间Workspace（怎么实例化）
4. 获取FeatureClass
5. 创建要素图层FeatureLayer
6. 为要素图层定义数据集FeatureClass
7. 添加至地图控件
8. 刷新地图视图

2. 空间数据显示—图层渲染

1. 抽象类：Symbol，MarkerSymbol，LineSymbol，FillSymbol
2. 组件类：
       1. RgbColor：颜色
       2. SimpleMarkerSymbol，SimplelineSymbol，SimplefillSymbol：简单点线面符号
       3. SimpleRenderer：简单渲染

1. 实例化ISimpleMarkerSymbol，提供简单点符号
2. 实例化ISimpleRenderer，提供简单渲染器
3. 获取渲染图层赋值给IGeoFeatureLayer，提供要素图层对成员控制地理特征渲染的入口,获取渲染图层
4. 调用pGeoFeatureLayer.Renderer属性赋值渲染器
5. 刷新地图视图

3. 元素添加至地图

1. 获取pagelayerout对象、活动视图pActiveView、图形容器pGraphicsContainer、地图窗口MapFrame
2. 创建UID对象，设置value
3. 通过MapFrame的CreateSurroundFrame(uid,null)方法创建mapSurroundFrame
4. 实例化一个区域几何envelope（包裹元素的盒子）。通过PutCoords(xmin, ymin, xmax, ymax)方法设置地图上的位置
5. 通过mapSurroundFrame获取Element，设置框架的几何体属性Geometry为区域几何对象envelope
6. 通过图形容器pGraphicsContainer的AddElement(Element，ZOrder)方法把地图要素添加地图布局。
7. 刷新视图。

接口：

1. IGraphicsContainer：管理map上的Element对象，获取图形容器
2. IMapFrame：访问控制地图元素对象的成员
3. IMapSurroundFrame：获取或更新存储在帧中的环绕对象（指北针、比例尺条或图例）
4. IEnvelope：地物的外接矩形，用来放置元素。
5. IElement：通过这一属性设置该元素的外接矩形在地图上的位置。所有图形元素和框架元素都实现的接口，可以确定元素的Geometry属性。

类：

1. UID用来设置元素类型的编码
2. MapFrame： 用于显示地图的图形元素。
3. MapSurroundFrame：用于显示地图包围的图形元素。
4. Envelope：包络线，是每个几何形体的最小外接矩形。每个Geometry都拥有一个Envelope
5. Element：抽象类

public void add(string value,double xmin,double ymin, double xmax, double ymax)
{
    //获取图形容器
    IGraphicsContainer graphicsContainer = pageLayoutControl.PageLayout as IGraphicsContainer;
    
    //根据MapSurround的uid，创建相应的MapSurroundFrame和MapSurround
    UID uid = new UID();
    uid.Value = value;
    IMapFrame mapFrame = pageLayoutControl.PageLayout as IMapFrame;
    IMapSurroundFrame mapSurroundFrame = mapFrame.CreateSurroundFrame(uid, null);
    
    //为要素实例化一个区域几何。元素的外接矩形
    envelope = new Envelope() as IEnvelope;
    envelope.PutCoords(xmin, ymin, xmax, ymax);
       
    //获取Element，用来设置框架的几何体属性
    IElement eement = mapSurroundFrame as IElement;
    
    //geometry属性控制区域几何在地图上的位置
    element.Geometry = envelope;
    
    graphicsContainer.AddElement(element, 0);  
    activeView.Refresh();
    pagelayoutcontrol.Refresh();
}

4. 属性查询

步骤：

1. 获取数据源FeatureClass
2. 循环给每一列写字段名
3. 获取查询返回的游标，null代表没有查询条件，返回整个表
4. 用IFeature接收指针指向的数据
5. 将指针指向第一个要素属性行
6. 如果pFeature不为空则循环7，8，9步
7. 获取表中的新行，并将引用赋值给DataRow
8. 为每一个属性单元格赋值
9. 游标指向下一行要素并重新赋值给pFeature
10. 将DataTable赋值给dataGridView的数据源

类：

1. QueryFilter：过滤数据通过属性值或者属性之间的关系
2. QueryDef：代表了数据库中基于一个或多个表、要素类的进行的属性查询，通过这个对象，用户可以在多个表间建立连接，并且保证在这个连接基础上的查询可以实现。
3. FeatureCursor：普通类，通过pFeatureClass.Search(filter, false);实例化

接口：

1. IFeatureClass：数据源
2. IQueryFilter：用于属性查询
3. IFeatureCursor：查询返回的游标
4. IFeature：要素，返回游标中要素集单位

5. 空间查询

步骤：

1. 获取pFeatureLayer
2. 实例化过滤器pSpatialFilter
3. 创建geometry，用来装载框选范围
4. 将框选几何geometry赋给pSpatialFilter
5. 设置空间范围的查询条件（从空间查询窗体获得）
6. 实例化查询接口pfeatureSelection
7. 调用查询方法SelectFeatures(过滤器, esriSelectionResultEnum.esriSelectionResultNew, false);实现高亮
8. 刷新图层

接口：

1. IFeatureLayer：当前的要素图层，用于接口转换
2. ISpatialFilter：过滤器，用来设置空间范围的查询条件
3. IGeometry：几何类型，获取框选范围
4. IFeatureSelection：查询接口，用于查询，没有返回值，实现高亮

类：

1. FeatureLayer：组件类，要素图层
2. SpatialFilter：组件类，过滤器
3. Geometry：普通类，通过mapControl.TrackRectangle();实例化，几何类型

程序设计题

1. 面向接口的编程及接口转换

2. 接口的继承

3. 图层的显示及渲染

///
//Shp
///
OpenFileDialog pOpenfileDialog = new OpenFileDialog();
if (pOpenfileDialog.ShowDialog() == DialogResult.OK)
{
    string path = pOpenfileDialog.FileName;
    bool shp = path.EndsWith(".shp");
    if (shp)
        openShpFile(path);
}
private void openShpFile(string file)
{
    int index = 0;
    //获取最后一个“\\”时的索引位置
    index = file.LastIndexOf("\\");
    //获得shp文件的路径
    string filePath = file.Substring(0, index);
    //获得shp文件名
    string fileName = file.Substring(index + 1, file.Length - (index + 1));
    //由工作空间工厂创建shp工作空间工厂类
    IWorkspaceFactory pWorkspaceFactory = new ShapefileWorkspaceFactory();
    //打开工作空间
    IWorkspace pWorkspace = pWorkspaceFactory.OpenFromFile(filePath, 0);
    //转换工作空间为要素工作空间
    IFeatureWorkspace pFeatureWorkspace = pWorkspace as IFeatureWorkspace;
    //打开要素类
    IFeatureClass pFC = pFeatureWorkspace.OpenFeatureClass(fileName);
    //创建要素图层
    IFeatureLayer pFLayer = new FeatureLayer();
    //设置图层的featureclass为上面打开的文件
    pFLayer.FeatureClass = pFC;
    //设置图层的名称
    pFLayer.Name = pFC.AliasName;
    //转换featurelayer为layer
    ILayer pLayer = pFLayer as ILayer;
    IMap pMap = mapControl.Map;
    //添加图层
    pMap.AddLayer(pLayer);
    //刷新
    mapControl.ActiveView.Refresh();
}


///
//渲染
///

//简单渲染，点符号
public static void easy_point(string filename, IRgbColor point_rgb, int width)
{
     //实例化ISimpleFillSysmbol变量, 提供简单的填充符号类型
	ISimpleMarkerSymbol pSimplemarkerSymbol = new SimpleMarkerSymbol();
     pSimplemarkerSymbol.Color = point_rgb;
     pSimplemarkerSymbol.OutlineSize = width;
     //实例化简单渲染变量
     ISimpleRenderer pSimpleRender = new SimpleRenderer();
     //设置pSimpleRender的符号样式
     pSimpleRender.Symbol = pSimplemarkerSymbol as ISymbol;
	Render_tool(pSimpleRender, filename);
}
private static void Render_tool(ISimpleRenderer pSimpleRenderer, string filename)
{
      //提供要素图层对成员控制地理特征渲染的入口,获取渲染图层
      IGeoFeatureLayer pGeoFeatureLayer = getGeoLayer(filename);
      if (pGeoFeatureLayer != null)
          //调用Renderer属性, 具体说明如何通过图层要素渲染器渲染图层
          pGeoFeatureLayer.Renderer = pSimpleRenderer as IFeatureRenderer;
      mapControl.ActiveView.Refresh();
}
public static IGeoFeatureLayer getGeoLayer(string layerName)
{
      ILayer pLayer; //定义图层
      IGeoFeatureLayer pGeoFeatureLayer; //定义要素图层
      for (int i = 0; i < CSR_mapControl.LayerCount; i++)
      {
           pLayer = CSR_mapControl.get_Layer(i);
           //若当前图层不为空且与与layerName的值相同
           if (pLayer != null && pLayer.Name == layerName)
           {
                pGeoFeatureLayer = pLayer as IGeoFeatureLayer;
                return pGeoFeatureLayer;
           }
      }
      return null;
}

///
//Tiff
///

//工作空间实例化
IWorkspaceFactory pRasterWsF = new RasterWorkspaceFactory();
IWorkspace pWs = pRasterWsF.OpenFromFile(RasterPath, 0);
IRasterWorkspace pRasterWs = pWs as IRasterWorkspace;
IRasterDataset pRasterDS = pRasterWs.OpenRasterDataset(RasterName);
//影像金字塔的判断和创建
IRasterPyramid pRasterPyramid = pRasterDS as IRasterPyramid;
if ((pRasterPyramid != null) && (!pRasterPyramid.Present))
{
    pRasterPyramid.Create();
}
//新建栅格图层
IRasterLayer pRasterLayer = new RasterLayer();
pRasterLayer.CreateFromRaster(pRasterDS.CreateDefaultRaster());
IMap pmap = mapControl.Map;
//加载显示
pmap.AddLayer(pRasterLayer);
mapControl.ActiveView.Refresh();

4. 属性查询

public static DataTable getFeatureLayerTable(IFeatureLayer pFeatureLayer)
{
    //获取数据源FeatureClass
    IFeatureClass pFeatureClass = pFeatureLayer.FeatureClass;
    DataTable dt = new DataTable();
    for (int i = 0; i < pFeatureClass.Fields.FieldCount; i++)
    {
        //循环给每一列写字段名
    	dt.Columns.Add(pFeatureClass.Fields.get_Field(i).Name);
    }
    //获取查询返回的游标，null代表没有查询条件，返回整个表
    IFeatureCursor pFeatureCursor = pFeatureClass.Search(null, false);
    //将指针指向第一个要素属性行
    IFeature pFeature = pFeatureCursor.NextFeature();
    while (pFeature != null)
    {
        //获取表中的新行，并将引用赋值给DataRow
        DataRow dataR = dt.Rows.Add();
        for (int j = 0; j < pFeatureClass.Fields.FieldCount; j++)
        {
            //为每一个属性单元格赋值
            if (pFeature.get_Value(j) == null)
                dataR[j] = pFeatureClass.ShapeType.ToString();
            else
                dataR[j] = pFeature.get_Value(j);
        }
        //游标指向下一行要素
        pFeature = pFeatureCursor.NextFeature();
    }
    return dt;
}

5. 空间查询

IFeatureLayer pFeatureLayer = pLayer as IFeatureLayer;

//实例化一个过滤器，用来设置空间范围的查询条件
ISpatialFilter pSpatialFilter = new SpatialFilter();
IGeometry geometry = mapControl.TrackRectangle();
//将几何范围赋值给pSpatialFilter
pSpatialFilter.Geometry = geometry;
//设置空间范围的查询条件
pSpatialFilter.SpatialRel = esriSpatialRelEnum.esriSpatialRelIntersects;
//实例化查询接口
IFeatureSelection pfeatureSelection = pFeatureLayer as IFeatureSelection;
//实现高亮
pfeatureSelection.SelectFeatures(pSpatialFilter, esriSelectionResultEnum.esriSelectionResultNew, false);
mapControl.Refresh();//地图刷新

分值

1. 填空：1*15
2. 选择：2*10
3. 简答：基本概念、总结及功能流程 4*5
4. 程序阅读：改错、对象模型图 5*3
5. 程序设计：2*15