基于Style符號(hào)庫的存取研究及符號(hào)選擇器實(shí)現(xiàn)

樊文鋒，王 懷，葉芳宏

(國家測繪地理信息局衛(wèi)星測繪應(yīng)用中心，北京100830)

基于Style符號(hào)庫的存取研究及符號(hào)選擇器實(shí)現(xiàn)

樊文鋒，王 懷，葉芳宏

(國家測繪地理信息局衛(wèi)星測繪應(yīng)用中心，北京100830)

在ArcGIS Engine的應(yīng)用開發(fā)中，無法直接利用Style符號(hào)庫文件。通過對(duì)ArcGIS符號(hào)庫文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)的剖析，詳細(xì)分析符號(hào)存取的接口方法，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出針對(duì)Style符號(hào)庫文件的符號(hào)選擇器組件，且該組件能夠在ArcGIS Engine的應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)中直接使用。

符號(hào);序列化;重構(gòu)

一、引 言

符號(hào)是一種物質(zhì)的對(duì)象、屬性或過程，可用它來表示抽象的概念。符號(hào)是地圖的語言單位，是可視化表達(dá)地理數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的基礎(chǔ)工具。地圖符號(hào)是符號(hào)應(yīng)用于地圖的一個(gè)子類，具有語義、語法和語用規(guī)則［1］。地形信息符號(hào)庫是地圖符號(hào)的匯集系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理，以實(shí)現(xiàn)符號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、檢索和更新［2］。隨著地理信息系統(tǒng)技術(shù)和理論的發(fā)展及其在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，地理信息符號(hào)化表現(xiàn)形式已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，其功能也由認(rèn)知地圖空間為主擴(kuò)展至動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、輔助決策。

ArcGIS針對(duì)地理數(shù)據(jù)的點(diǎn)、線、面要素提供了不同類型的符號(hào)，用戶可以選用任意一種類型符號(hào)對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)化顯示。而且ArcGIS符號(hào)設(shè)計(jì)完全是在ArcGIS桌面環(huán)境ArcMap下實(shí)現(xiàn)，以Style庫文件存儲(chǔ)。但是基于ArcGIS Engine的應(yīng)用開發(fā)中，采用的是ServerStyle符號(hào)文件，無法直接使用ArcGIS桌面環(huán)境下設(shè)計(jì)的Style符號(hào)文件，只有通過工具M(jìn)akeServerStyle把Style符號(hào)庫文件制作成ServerStyle符號(hào)庫文件才能供其使用。但在實(shí)際應(yīng)用中，很多ArcGIS Engine應(yīng)用開發(fā)都希望能夠在系統(tǒng)中直接使用Style符號(hào)庫文件，而不需要通過第三方工具轉(zhuǎn)換。

筆者通過研究剖析Style符號(hào)庫文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，編程開發(fā)了利用Style符號(hào)庫文件的選擇器組件，使得在ArcGIS Engine應(yīng)用開發(fā)中能夠直接使用Style符號(hào)庫文件。本文主要探討Style符號(hào)庫文件的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、符號(hào)存儲(chǔ)接口以及符號(hào)選擇器的實(shí)現(xiàn)。

二、Style符號(hào)庫文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

Style符號(hào)庫文件實(shí)際上是小型關(guān)系型數(shù)據(jù)庫文件，其文件的擴(kuò)展名為*.style，可以將擴(kuò)展名更改為*.mdb后用微軟的Access軟件打開。

數(shù)據(jù)庫中的每個(gè)表結(jié)構(gòu)都相同，每個(gè)表都是由ID、Name、Category、Object 4個(gè)字段組成。其中，ID字段是整型數(shù)據(jù)類型，是該表的關(guān)鍵字，保持記錄的唯一性;Name字段是字符串類型，用來命名符號(hào)的名稱，在對(duì)地理數(shù)據(jù)符號(hào)化的過程中，可以將地理數(shù)據(jù)的屬性信息與該字段進(jìn)行自動(dòng)符號(hào)化;Category字段是字符串類型，用來表示符號(hào)的分類，可以通過該字段進(jìn)行分類查詢過濾;Object字段是OLE類型，用來存儲(chǔ)符號(hào)的信息，該字段包含了符號(hào)的CLSID值和符號(hào)信息數(shù)據(jù)，是通過符號(hào)序列化接口序列化后的二進(jìn)制數(shù)據(jù)流。在符號(hào)二進(jìn)制數(shù)據(jù)流中，前16字節(jié)是符號(hào)對(duì)象的CLSID值，是GUID數(shù)據(jù)類型，通過CLSID值可以創(chuàng)建符號(hào)對(duì)象;余下的數(shù)據(jù)流是符號(hào)信息數(shù)據(jù)，包含了符號(hào)的顏色、大小、寬度、旋轉(zhuǎn)角度等信息，可通過序列化和反序列化實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)和讀取。

數(shù)據(jù)庫中的每一張表對(duì)應(yīng)著ArcGIS符號(hào)中的一類符號(hào)，數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)ArcGIS基本的點(diǎn)、線、面、文本符號(hào)以及其他顏色、比例尺、圖例等符號(hào)［3］。

三、Style符號(hào)接口分析

從ArcGIS的應(yīng)用開發(fā)包中可以看出，實(shí)現(xiàn)符號(hào)的存儲(chǔ)、顯示以及符號(hào)的選擇主要由符號(hào)序列化結(jié)構(gòu)、基本的符號(hào)接口、符號(hào)庫的訪問接口以及符號(hào)庫文件等接口組成。以下將描述主要的接口及其實(shí)現(xiàn)方法。

1.序列化接口

序列化是將對(duì)象狀態(tài)轉(zhuǎn)換為可存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)流格式的過程。與序列化相對(duì)的是反序列化，它將流轉(zhuǎn)換為對(duì)象。將這兩個(gè)過程結(jié)合起來，可以輕松地存儲(chǔ)和重構(gòu)數(shù)據(jù)。序列化接口主要是實(shí)現(xiàn)符號(hào)的存儲(chǔ)和重構(gòu)，包括 IPersist、IStream、IPersistStream、IBlobStream、IMemoryBlobStream等主要接口。其中，IPersist、IStream、IPersistStream是微軟提供的數(shù)據(jù)流標(biāo)準(zhǔn)接口。IPersist是獲取對(duì)象的CLSID值的接口; IStream是對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行讀取、寫入以及移位等操作的接口;IPersistStream是根據(jù)加載和保存數(shù)據(jù)流的接口。而IBlobStream、IMemoryBlobStream兩個(gè)接口主要實(shí)現(xiàn)符號(hào)對(duì)象的存取。其中，IMemoryBlobStream繼承IBlobStream、IStream接口，并在IMemory-BlobStream接口的實(shí)現(xiàn)類中全部實(shí)現(xiàn)其接口的方法以及屬性，還可實(shí)現(xiàn)將符號(hào)對(duì)象序列化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)和從二進(jìn)制數(shù)據(jù)流中反序列化重構(gòu)符號(hào)對(duì)象。

2.基本符號(hào)接口

ArcGIS提供了 ISymbol、IMarkerSymbol、ILine-Symbol、IFillSymbol以及ITextSymbol等基本符號(hào)對(duì)象接口，根據(jù)這些接口可再衍生出其他豐富的符號(hào)接口，如IPictureMarkerSymbol等。其中，ISymbol是符號(hào)對(duì)象根據(jù)圖形設(shè)備接口進(jìn)行繪制，所有的符號(hào)必須繼承該接口;IMarkerSymbol、ILineSymbol、IFill-Symbol和ITextSymbol分別是點(diǎn)、線、面、文本符號(hào)的基本接口，且定義了符號(hào)的大小、寬度、顏色、旋轉(zhuǎn)角度、字體等信息。其派生的符號(hào)對(duì)象接口必須繼承基本符號(hào)接口，其實(shí)現(xiàn)類中必須實(shí)現(xiàn)其方法和屬性。同時(shí)，IMarkerSymbol、ILineSymbol、IFillSymbol和ITextSymbol派生接口的實(shí)現(xiàn)類必須實(shí)現(xiàn)IPersist、IPersistStream接口的方法和屬性，以實(shí)現(xiàn)符號(hào)對(duì)象的存取。

3.符號(hào)庫訪問接口

符號(hào)庫的訪問接口主要由IStyleGallery、IStyle-GalleryStorage和數(shù)據(jù)庫訪問ADO接口組成，用于實(shí)現(xiàn)符號(hào)對(duì)象序列化成二進(jìn)制數(shù)據(jù)流存儲(chǔ)到符號(hào)庫中，以及從符號(hào)庫中取出二進(jìn)制數(shù)據(jù)流重構(gòu)符號(hào)對(duì)象。IStyleGallery接口是應(yīng)用系統(tǒng)從符號(hào)庫中提供符號(hào)對(duì)象和將符號(hào)對(duì)象保存到符號(hào)庫中的接口; IStyleGalleryStorage接口是管理多個(gè)符號(hào)庫文件的接口，并能使符號(hào)選擇器同時(shí)能夠打開多個(gè)符號(hào)庫文件;ADO接口是對(duì)數(shù)據(jù)庫表進(jìn)行插入、查詢、更新操作的接口。

四、Style符號(hào)選擇器實(shí)現(xiàn)

以下將闡述如何對(duì)IMemoryBlobStream接口實(shí)現(xiàn)在內(nèi)存中進(jìn)行數(shù)據(jù)流操作，如何以點(diǎn)符號(hào)對(duì)象為例實(shí)現(xiàn)符號(hào)序列化存儲(chǔ)和反序列化重構(gòu)，如何以C#語言編程實(shí)現(xiàn)符號(hào)選擇器組件。圖1是符號(hào)對(duì)象序列化重構(gòu)的流程圖。

圖1 符號(hào)序列化重構(gòu)流程圖

1.IMemoryBlobStream接口實(shí)現(xiàn)類

IMemoryBlobStream接口的實(shí)現(xiàn)類中，繼承實(shí)現(xiàn)了IStream的方法及屬性。其實(shí)現(xiàn)過程如下:

1)創(chuàng)建內(nèi)存存儲(chǔ)區(qū)域，根據(jù)數(shù)據(jù)的大小動(dòng)態(tài)調(diào)整內(nèi)存空間的大小。

2)實(shí)現(xiàn)IStream接口的Write、Read、Seek方法，即分別是寫入內(nèi)存、讀取內(nèi)存、內(nèi)存地址移動(dòng)。

3)實(shí)現(xiàn)ExportToVariant方法，從內(nèi)存數(shù)據(jù)空間導(dǎo)出符號(hào)對(duì)象序列化得數(shù)據(jù)流，實(shí)現(xiàn)符號(hào)對(duì)象序列化操作。

4)實(shí)現(xiàn)ImportFromMemory方法，加載外部內(nèi)存空間的符號(hào)對(duì)象的數(shù)據(jù)流，供符號(hào)對(duì)象使用，實(shí)現(xiàn)反序列化操作。

2.序列化存儲(chǔ)操作

以簡單點(diǎn)符號(hào)為例實(shí)現(xiàn)符號(hào)對(duì)象的序列化存儲(chǔ)，如用簡單點(diǎn)符號(hào)的成員變量描述符號(hào)的大小、顏色、旋轉(zhuǎn)角度屬性。下面用部分代碼描述序列化過程。

1)簡單點(diǎn)符號(hào)的成員變量

int m_lColor;

double m_dAngle;

double m_dSize;

2)簡單點(diǎn)符號(hào)序列化存儲(chǔ)函數(shù)Save，其中參數(shù)pStream實(shí)現(xiàn)了IMemoryBlobStream接口的Write方法向內(nèi)存中寫入數(shù)據(jù)

Void Save(IStream*pStream)

3)簡單點(diǎn)符號(hào)反序列化重構(gòu)函數(shù)Load，其中，參數(shù) pStream實(shí)現(xiàn)了 IMemoryBlobStream接口的Read方法向內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)

3.IStyleGallery接口實(shí)現(xiàn)類

在IStyleGallery接口實(shí)現(xiàn)類中，主要的方法是實(shí)現(xiàn)對(duì)符號(hào)庫文件的加載、符號(hào)分類獲取以及符號(hào)存儲(chǔ)，下面是實(shí)現(xiàn)該接口的主要方法和屬性。

1)LoadStyle方法，即加載符號(hào)庫文件，對(duì)多個(gè)符號(hào)庫文件進(jìn)行管理。

2)SaveStyle方法，即保存符號(hào)至符號(hào)庫文件。

3)AddItem方法，即存儲(chǔ)符號(hào)。

4)Categories屬性，即獲取符號(hào)的分類。

5)Items屬性，即獲取符號(hào)對(duì)象。

4.符號(hào)選擇器

符號(hào)選擇器為ArcGIS Engine的應(yīng)用開發(fā)提供了一個(gè)可視化的符號(hào)對(duì)象瀏覽工具，應(yīng)用開發(fā)系統(tǒng)可以通過它預(yù)覽符號(hào)庫中的符號(hào)。符號(hào)選擇器可以根據(jù)當(dāng)前要符號(hào)化的地理數(shù)據(jù)屬性(點(diǎn)、線、面)從符號(hào)庫文件中加載全部的符號(hào)，也可以加載指定的類別的符號(hào)。在ArcGIS桌面環(huán)境ArcMap下的符號(hào)選擇器，能夠?qū)x定的符號(hào)作適當(dāng)?shù)木庉嬓薷暮髮?duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行符號(hào)化，同時(shí)也能對(duì)修改后的符號(hào)進(jìn)行保存處理。在本文中實(shí)現(xiàn)的符號(hào)選擇組件暫時(shí)不能夠提供選定符號(hào)對(duì)象的編輯修改以及保存操作。

本文描述的符號(hào)選擇器組件采用C#語言開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)Style符號(hào)庫文件的符號(hào)選取，并應(yīng)用在以ArcGIS Engine開發(fā)的某省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中。圖2、圖3是已實(shí)現(xiàn)的該符號(hào)選擇器組件截圖。

圖2 多邊形符號(hào)選擇

圖3 線型符號(hào)選擇

五、結(jié)束語

本文通過對(duì)ArcGIS Style符號(hào)庫文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、符號(hào)庫文件讀取結(jié)構(gòu)和各級(jí)序列化接口的研究剖析，在Microsoft framework.NET環(huán)境下設(shè)計(jì)并開發(fā)了ArcGIS Style符號(hào)庫文件的符號(hào)選擇器組件。該組件是一個(gè)獨(dú)立的模塊，可以獨(dú)立運(yùn)行，也可嵌入到其他基于ArcGIS Engine開發(fā)的應(yīng)用系統(tǒng)中，能夠方便地滿足應(yīng)用系統(tǒng)直接調(diào)用Style符號(hào)庫文件的需求，具有較好的開放性和實(shí)用價(jià)值。

［1］ 劉梅.地圖符號(hào)學(xué)在數(shù)字制圖條件下的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代測繪，2009，32(4):59-61.

［2］ 王哲.ArcGIS軟件平臺(tái)上基于基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的地圖符號(hào)化表達(dá)［J］.現(xiàn)代測繪，2008，31(4):39-41.

［3］ 張俊嶺，熊衛(wèi)東，夏斌.基于ArcEngine的地圖符號(hào)制作工具研建［J］.測繪科學(xué)，2007，32(5):86-87.

Research on Style Symbol Library Access and the Implementation of the Symbol Selector

FAN Wenfeng，WANG Huai，YE Fanghong

0494-0911(2011)11-0025-03

P208

B

2011-08-24

樊文鋒(1970—)，男，河北棗強(qiáng)人，工程師，主要從事航空與航天攝影測量、遙感、地理信息系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)工作。