江蘇省社會(huì)經(jīng)濟(jì)專題圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李鳳玲，楊永國，劉元鳳，朱 靜

（中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州221008）

江蘇省社會(huì)經(jīng)濟(jì)專題圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

李鳳玲，楊永國，劉元鳳，朱 靜

（中國礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州221008）

社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒包含豐富的信息，但數(shù)據(jù)形式不直觀明了，本研究將專題圖與江蘇省社會(huì)統(tǒng)計(jì)年鑒相結(jié)合，為大眾提供可視化的信息服務(wù)。研究采用基于ArcGISEngine二次開發(fā)的方法，開發(fā)平臺(tái)選用VS.NET2005，數(shù)據(jù)庫訪問采用ADO.NET技術(shù)，GIS空間數(shù)據(jù)庫采用文件系統(tǒng)格式，順利開發(fā)完成了江蘇省社會(huì)經(jīng)濟(jì)專題圖制作系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的專題圖制作功能及輔助功能，并且界面友好，具有實(shí)用性，擴(kuò)展性和獨(dú)立性。

GIS；ArcEngine；C#.NET；專題圖；統(tǒng)計(jì)年鑒

統(tǒng)計(jì)行業(yè)本質(zhì)上是一種信息服務(wù)行業(yè)。在信息社會(huì)高度發(fā)展與豐富的今天，傳統(tǒng)的報(bào)表或文字公布形式已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足信息服務(wù)的要求。GIS系統(tǒng)能將各種統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基于地理信息集成，圖文并茂的展現(xiàn)，并可進(jìn)行動(dòng)態(tài)的綜合分析。鑒于以上趨勢(shì)，本論文研究以專題地圖的形式實(shí)現(xiàn)江蘇省社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒的可視化，為大眾提供更高一級(jí)的信息服務(wù)。

1 VisualStudio.NET和ArcEngine

可視化開發(fā)工具VisualStudio.NET,界面友好，操作簡單，功能齊全。在開發(fā)過程中能給程序員提供友好美觀的操作界面，和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫操作功能，如數(shù)據(jù)查詢，數(shù)據(jù)更新等。結(jié)合二次開發(fā)平臺(tái)ArcGISEngine提供的數(shù)據(jù)連接接口，可以方便地實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)與地圖數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)連接。ArcGIS Engine功能強(qiáng)大，能夠滿足開發(fā)專題圖系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，例如各類專題圖繪制功能，地圖的瀏覽功能，圖形查詢功能，地圖輸出功能等。程序開發(fā)完畢后打包時(shí)，將ArcGIS Engine RunTime組件包集成在安裝包中后，應(yīng)用程序就可以脫離開發(fā)平臺(tái)，獨(dú)立運(yùn)行，擺脫運(yùn)行環(huán)境的限制了。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

以各種專題地圖形式，對(duì)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化顯示，直觀形象地向社會(huì)公眾展現(xiàn)江蘇省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，為政府或企業(yè)的管理和決策提供依據(jù)，是本次研究的主要目標(biāo)。在系統(tǒng)開發(fā)前進(jìn)行詳細(xì)的需求分析，得出系統(tǒng)需要滿足的要求有：實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)更新和擴(kuò)充，地圖數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的加載，地圖瀏覽等基本操作，屬性數(shù)據(jù)瀏覽、查詢，各種專題圖渲染,圖形修飾、地圖的輸出。在此基礎(chǔ)上，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能做了設(shè)計(jì)，如圖1所示。

3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩部分，本論文采用傳統(tǒng)的GIS空間數(shù)據(jù)庫管理模式，即空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分離的模式，如圖 2所示。其屬性數(shù)據(jù)采用通用的Access數(shù)據(jù)庫格式。按照統(tǒng)計(jì)年鑒的數(shù)據(jù)組織模式，建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫，把數(shù)據(jù)進(jìn)行分類建表，數(shù)據(jù)表都采用編號(hào)命名，用行政單元編號(hào)作為數(shù)據(jù)表的主鍵?？臻g數(shù)據(jù)采用ArcGIS的數(shù)據(jù)格式，用行政單元的編號(hào)作為要素對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)。采用外部關(guān)聯(lián)的模式，利用ADO.NET技術(shù)和ArcEngine提供的接口，實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)連接。這種空間數(shù)據(jù)管理模式，使系統(tǒng)變得靈活可用，用戶搭建程序的運(yùn)行環(huán)境更容易，能方便地實(shí)現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的更新和擴(kuò)展。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

4.1 地圖瀏覽

首先，搭建了系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架。首先向開發(fā)環(huán)境中加載ArcGIS組件和所需的ESRI類庫，然后向窗體添加各種存放控件的容器包括 SplitContainer、Tool-StripContainer、TabControl，還有menuStrip、ToolStrip、 statusBar等。將LicenseControl、axMapConortl、pageL-ayoutConortl、TOCContorl和ToolbarContorl添加到窗體上相應(yīng)的容器控件中；向窗體上添加一個(gè) GroupBox、一個(gè)ComboBox，一個(gè)Button和一個(gè)ListView?？丶砑油暌院螅匦抡{(diào)整窗體上各個(gè)控件的大小和位置，設(shè)置各個(gè)控件的屬性。

實(shí)現(xiàn)axMapConortl、pageLayoutConortl控件的同步顯示，使用的接口為IMapControl3、IPageLayoutControl2、ITool、ArrayList。其次，向ToolbarConrtol中增加命令，借助ToolbarConrtol的Add Item方法實(shí)現(xiàn)。ArcGISEngine提供了120多個(gè)命令和工具，它們與MapContorl、pageLayoutConortl和 ToolbarControl直接相互協(xié)作。這些命令和工具大量提供了經(jīng)常使用的地圖導(dǎo)航、圖形管理、地物選擇等方面的GIS功能。系統(tǒng)中使用了兩ToolbarControl，分別與MapContorl和pageLayoutConortl綁定。最后，實(shí)現(xiàn)TOOControl、MapControl和PageL-ayeroutControl控件右擊事件實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行界面效果，如圖3所示。

4.2 查詢檢索功能

此模塊實(shí)現(xiàn)了三種查詢功能，使用戶在地圖中更方便地查詢到所需要的區(qū)域和相關(guān)信息。圖層屬性表查詢顯示，空間查詢，空間對(duì)象屬性查詢，滿足了各方的查詢要求。圖層屬性表查詢的具體功能是選中地圖中的某一圖層，查詢顯示該圖層的總體屬性表?？臻g查詢的功能是通過設(shè)置所要查詢的空間對(duì)象的屬性條件定位空間對(duì)象，在地圖中以對(duì)象邊界高亮顯示的方式顯示查詢結(jié)果?？臻g對(duì)象屬性查詢的功能是通過選擇地圖上的空間對(duì)象，顯示該對(duì)象的屬性信息。

4.3 數(shù)據(jù)輸入輸出功能

此模塊功能包括，向運(yùn)行環(huán)境中實(shí)時(shí)加載 mxd、Shape、layer格式的地圖數(shù)據(jù)和 mdb數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)表，完成地圖圖層和屬性表的關(guān)聯(lián)，為制作專題圖提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了向系統(tǒng)中加載矢量圖形當(dāng)用戶完成各項(xiàng)操作以后，為用戶提供地圖集保存功能和圖片輸出功能。系統(tǒng)以mxd格式保存通用地圖窗口中的地圖數(shù)據(jù)，保存方式包括直接保存和另存為兩種。系統(tǒng)可以以JPEG格式和PDF格式輸出通用地圖窗口中的地圖圖像。另外，可以通過打印輸出功能輸出布局窗口中的地圖布局。加載地圖數(shù)據(jù)的功能是利用ArcEngine提供的接口實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)利用ADO.NET技術(shù)和Transact-SQL語句提供了向數(shù)據(jù)庫中增加數(shù)據(jù)表和向數(shù)據(jù)表中增加記錄的接口，都是基于可視化的窗體界面實(shí)現(xiàn)的，用戶可以方便地完成操作。

4.4 專題圖功能模塊實(shí)現(xiàn)

專題圖模塊共有5種。這些模塊在實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，都要使用IMap、ILayer、和IFeatureLayer這些接口來獲取某一地圖的中某一圖層，在使用IGeoFeatureLayer接口將該圖層設(shè)置為渲染圖層；在渲染時(shí)利用IFeatureClass接口來訪問圖層中的各個(gè)要素；此外，還分別要使用相應(yīng)的渲染接口、符號(hào)等接口實(shí)現(xiàn)渲染屬性的設(shè)置；最后，將各個(gè)渲染接口的實(shí)例賦值給渲染圖層的Renderer屬性，刷新圖層后就實(shí)現(xiàn)專題圖的制作。各個(gè)模塊的功能實(shí)現(xiàn)情況如下：

1)單一符號(hào)圖模塊使用的渲染接口為 ISample-Rendrer，符號(hào)接口為ISimpleFillSymbol。單一符號(hào)圖模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)圖層的單一符號(hào)渲染,對(duì)同一圖層中的所有地圖要素以相同符號(hào)表示。渲染前，用戶可以選擇符號(hào)的顏色，和區(qū)域邊界線的顏色及線寬。

2)單值圖模塊使用的渲染接口為IUniqueValueRenderer，符號(hào)接口為ISimpleFillSymbol、還使用了隨機(jī)顏色生成器接口 IR and omColorRamp和符號(hào)數(shù)組接口ISymbolArray。單值圖模塊主要實(shí)現(xiàn)圖層的基于某種屬性的單值渲染。對(duì)于屬性值相同的空間實(shí)體(面)將以相同符號(hào)進(jìn)行渲染。該模塊中,用戶可以選擇圖層、設(shè)置屬性字段及渲染色帶。

3)點(diǎn)密度圖模塊使用的渲染接口為IDotDensityR-enderer，符號(hào)接口為IDotDensityFillSymbol。點(diǎn)密度圖模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)圖層的點(diǎn)密度圖渲染。該功能只對(duì)面圖層有效。渲染前,用戶可以選擇渲染圖層和屬性字段；設(shè)定所選的圖層整體背景顏色；設(shè)定點(diǎn)符號(hào)的尺寸及顏色、設(shè)定一個(gè)點(diǎn)符號(hào)所代表的數(shù)目。

4)圖表圖模塊使用的渲染接口為IChartRenderer，餅狀圖和柱狀圖使用的符號(hào)接口分別為IPieChartSymbol和IBarChartSymbol。另外還是用了數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)接口IData-Statistics，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)功能。圖表圖模塊可以以餅狀圖、柱狀圖渲染圖層。渲染前,可以選擇圖層及渲染字段、設(shè)定符號(hào)尺寸選擇色帶。

5)等級(jí)圖模塊使用的渲染接口為IClassBreaksRenderer，復(fù)合接口也是ISimpleFillSymbol。使用了IClassifyGEN實(shí)現(xiàn)對(duì)要素的等級(jí)劃分。該模塊可以對(duì)圖層進(jìn)行顏色漸變符號(hào)渲染?？蛇x擇欲渲染的圖層和分類方式，可以選擇渲染色帶。分類方式有五種:等間距、自定義等間距、數(shù)量等分、自然間斷和標(biāo)準(zhǔn)偏差。部分專題圖生成運(yùn)行效果見圖4和圖5。

4.5 地圖修飾功能

布局地圖窗口，用于實(shí)現(xiàn)地圖的各種修飾功能和查看地圖最終輸出的布局。專業(yè)的地圖輸出是帶有很多地圖修飾要素的，例如，網(wǎng)格，邊框，圖例，指北針等。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了七項(xiàng)地圖修飾要素的生成，部分還能修改這些要素的屬性。根據(jù)用戶選擇的屬性字段，系統(tǒng)可以自動(dòng)地向當(dāng)前圖層中添加地圖標(biāo)注，也可以撤銷標(biāo)注；當(dāng)用戶需要添加圖例時(shí)，點(diǎn)擊相應(yīng)菜單后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)獲取地圖要素的屬性信息，在用戶所畫矩形區(qū)域創(chuàng)建當(dāng)前地圖的圖例；用相同的方法可以在地圖布局窗口中添加當(dāng)前地圖的比例尺，創(chuàng)建指北針；系統(tǒng)通過交互式窗體，并根據(jù)地圖的坐標(biāo)系統(tǒng)，生成背景網(wǎng)格；還可以修改布局窗口中的圖框?qū)傩?，選擇適當(dāng)?shù)膱D框風(fēng)格。

實(shí)現(xiàn)這些功能主要用到IMapFrame接口，利用這個(gè)接口來獲得當(dāng)前地圖的框架實(shí)例，在向其中添加要素或修改其中已有的要素屬性。

5 結(jié)語

本次研究開發(fā)使用面向?qū)ο蟮拈_發(fā)語言C#.NET，利用ArcGISEngine提供的組件及接口，有效地提高了系統(tǒng)的開發(fā)效率。系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)采用靈活的組織模式，具有較高的通用性，數(shù)據(jù)更新簡單。集成ArcGIS EngineRunTime組件包后，系統(tǒng)可以脫離ArcGIS軟件，在Windows環(huán)境下獨(dú)立運(yùn)行?？偟膩碚f系統(tǒng)符合實(shí)用性、通用性原則，能將此軟件推廣使用，為大眾提供更形象化的信息服務(wù)。

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Design and Implementation of Socio-econom ic Tematic Map System of Jiangsu Province

LI Fengling,YANG Yongguo,LIU Yuanfeng,ZHU Jing
（School of Resources and the Earth Science,China University of M ining and Technology, Xuzhou 221008,China）

Socio-economic Statistical Yearbook contains a wealth of information,but the data format is not intuitive enough to underst and .This paper studies to combine the thematic maps and the Statistical Yearbook of Jiangsu Province,in order to provide the public w ith visualized information services.This study is based on ArcGIS Engine，uses VS.NET2005 as development platform and ADO.NET as database access technology, and GIS spatial databaseuses the filesy stem format.Thesocio-econom ic thematic map system of JiangSu Province was successfully developed.It has strong thematic map production function and related auxiliary functions, and is easy to operate because of friendly interface.The completed system has very good practicability,expansibility and independence.

GIS;ArcEngine;C#.NET;thematic map;Statistical Yearbook

2009-07-09

項(xiàng)目來源：國家973計(jì)劃資助項(xiàng)目（2009CB219605)。

P208

B

1672-4623(2010)01-0099-03

李鳳玲，碩士研究生，研究方向?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)應(yīng)用。