基于ArcObjects實(shí)現(xiàn)地圖的散列式注記

倪慧珠

（浙江省第二測(cè)繪院，浙江 杭州310012）

目前的GIS產(chǎn)品都支持地圖注記的存儲(chǔ)和編輯，如注記的內(nèi)容、大小、顏色、位置、角度等。ESRI公司1981年推出了第一個(gè)商業(yè)GIS軟件ARCGIS，其中的GeoDatabase數(shù)據(jù)模型提供的注記類是面向?qū)ο蟮?，它將電子地圖或數(shù)字地圖上的地圖注記組織存儲(chǔ)在面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行管理，這種面向?qū)ο蟮牡貓D注記庫(kù)可以增強(qiáng)注記的編輯特性和地圖數(shù)據(jù)復(fù)用性，并大幅提高制圖的效率，體現(xiàn)了GIS互操作技術(shù)和理念。

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)是測(cè)繪部門用來(lái)管理和更新基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)，全國(guó)大部分測(cè)繪與地理信息局均建立了本省的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)，基于庫(kù)體進(jìn)行數(shù)據(jù)更新以及基于庫(kù)體出圖是提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新效率的有效途徑［1］。而基于庫(kù)體快速出圖的前提是建立注記類，把注記類融入省級(jí)基礎(chǔ)地理信息庫(kù)，研制注記的各種表達(dá)方式及組合方式。

本文討論如何在ArcGIS平臺(tái)下，基于省級(jí)基礎(chǔ)地理信息庫(kù)中的注記類，研制出區(qū)別于ArcGIS提供的注記操作功能，用戶可單獨(dú)對(duì)散列式注記中的某個(gè)注記進(jìn)行編輯，包括位置移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)及內(nèi)容的改變，以提高作業(yè)人員對(duì)注記的操作效率，滿足地圖對(duì)注記的各種需求。

1 ArcObjects開發(fā)技術(shù)

ArcObjects組件庫(kù)包括了ArcGIS的全部功能，利用AreObjects所提供的組件，不僅可以在ArcGIS桌面軟件中進(jìn)行功能定制，還可以利用多種開發(fā)語(yǔ)言開發(fā)出功能豐富同時(shí)滿足實(shí)際需求的GIS應(yīng)用軟件。它是目前許多GIS應(yīng)用軟件的開發(fā)平臺(tái)，ArcGIS Desktop（ArcCatalog，ArcMap）都是AO的產(chǎn)品。

1.1 ArcObjects的開發(fā)模式

ArcObjects必須依賴于ArcGIS Desktop桌面平臺(tái)，支持COM技術(shù)的IDE環(huán)境或語(yǔ)言都可用于開發(fā)，如VB、VC、.NET等。利用ArcObjects進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)主要有3種模式，分別為腳本語(yǔ)言VBA、包裝為自己的COM組件、開發(fā)獨(dú)立的EXE。腳本語(yǔ)言VBA模式是基于VBA，可以調(diào)用ArcObjects庫(kù)組件對(duì)ArcGIS Desktop進(jìn)行定制，實(shí)現(xiàn)軟件應(yīng)用功能擴(kuò)展；包裝為自己的COM組件模式是通過(guò)引用ArcObjects庫(kù)，調(diào)用ArcObjects相應(yīng)的接口，定義自己的組件（接口和功能），編寫的組件可以集成到ArcGIS環(huán)境中；開發(fā)獨(dú)立的EXE模式是在相應(yīng)的開發(fā)環(huán)境中，利用ArcObjects相關(guān)控件，新建EXE工程，編寫代碼構(gòu)造所需的應(yīng)用程序。

1.2 ArcObjects的對(duì)象模型

Arcobjects由1 800多個(gè)組件、幾百個(gè)具有良好文檔說(shuō)明的接口和數(shù)千個(gè)方法組成［2］。Arcobjects組件庫(kù)的每一個(gè)組件中定義有不同的類，類下面定義了不同接口。AO組件通過(guò)3種不同類型的類組成：抽象類（AbstractClass）、組件類（CoClass）和普通類（Class）。抽象類為子類提供一種模板，子類通過(guò)繼承實(shí)現(xiàn)抽象類的部分或全部功能，多個(gè)子類繼承同一抽象類，其類定義的接口都可以相互調(diào)用。組件類對(duì)象可以被直接創(chuàng)建。普通類對(duì)象雖不能直接創(chuàng)建，但它可作為其他類的一個(gè)屬性或通過(guò)其他類實(shí)例化來(lái)創(chuàng)建。代碼如下：

IPolyline pNewPline ＝ new PolylineClass（）；／／Polyline是組件類，可以創(chuàng)建對(duì)象

IGeometryCollection pNewPlGeomCol ＝pNewPline as IGeometryCollection；

IFeatureClass pFtCls ＝ pFt.Class as IFeatureClass；

2 ArcGIS中注記方式比較

注記包括地理名稱注記、說(shuō)明注記和各種數(shù)字注記等［3］。注記字列分水平字列、垂直字列、雁行字列和屈曲字列，水平字列是由左至右，各字中心的連線成一直線，且平行于南圖廓。垂直字列是由上至下，各字中心的連線成一直線，且垂直于南圖廓。雁行字列是各字中心的連線斜交于南圖廓，與被注地物走向平行，但字向垂直與南圖廓，如山脈名稱、河流名稱等，當(dāng)?shù)匚镅由旆较蚺c南圖廓成45°和45°以下傾斜時(shí)，由左至右注記；成45°以上傾斜時(shí)，由上至下注記。屈曲字列是各字字邊垂直或平行與現(xiàn)狀地物，依線狀地物的彎曲排成字列，如街道名稱注記、說(shuō)明注記等［3］。

ArcGIS軟件實(shí)現(xiàn)地圖注記一般有三種方式，包括動(dòng)態(tài)標(biāo)注、地圖文件注記、GeoDatabase注記。

1）動(dòng)態(tài)標(biāo)注。動(dòng)態(tài)標(biāo)注在ArcGIS軟件表現(xiàn)為標(biāo)注（Label），其根據(jù)要素類的某個(gè)屬性，自動(dòng)按標(biāo)注定義的大小、顏色、位置動(dòng)態(tài)標(biāo)注在圖層上，并在漫游和縮放后按照當(dāng)前地圖比例尺下的最佳位置重畫。其優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)時(shí)地向用戶展現(xiàn)某一要素的屬性，其缺點(diǎn)是很難定制滿足圖式要求的注記，而且達(dá)到一定數(shù)據(jù)量時(shí)影響圖層的顯示效率。

2）地圖文件注記。地圖文件注記只是通過(guò)文本的方式展現(xiàn)在圖層上，與圖層要素之間無(wú)任何關(guān)系。在ArcMap中一般作為地圖版面的圖面配置等，可用于簡(jiǎn)單需求的地圖打印。

3）GeoDatabase注記。ArcGIS地理數(shù)據(jù)庫(kù)中的注記存儲(chǔ)于注記要素類中［4－8］。與其他要素類一樣，注記要素類中的所有要素均具有地理位置和屬性，可以位于要素?cái)?shù)據(jù)集內(nèi)或獨(dú)立的注記類內(nèi)。每個(gè)注記要素都具有符號(hào)系統(tǒng)，其中包括字體、大小、顏色，每個(gè)注記文本可以被獨(dú)立操作，可獨(dú)立賦予符號(hào)。該符號(hào)包含了一些用以描述注記要素繪制方式的屬性，如字體、大小和顏色。例如，你要注記省級(jí)政府駐地，則可根據(jù)圖式要求定義該注記的文本符號(hào)以指定給該注記。因此，可以根據(jù)圖式制定符號(hào)庫(kù)，再通過(guò)注記類來(lái)編制出符號(hào)圖式要求的圖面注記。同時(shí)，每個(gè)注記要素并不需要存儲(chǔ)自身的符號(hào)屬性，因此，ArcGIS能夠降低存儲(chǔ)需求并最大限度地提高顯示和查詢性能。

圖1 一般注記

GeoDatabase注記以一般注記和組合注記存在，組合注記也稱為散列式注記。一般注記在Geo－Database中表現(xiàn)形式為一個(gè)主體，但一個(gè)主體中的多個(gè)文字具有相同方位或者相同間隔或者相同字體，按一定的方位進(jìn)行排列，如圖1所示；散列式注記在GeoDatabase中也表現(xiàn)為一個(gè)主體，但一個(gè)主體中的多個(gè)文字可具有不同方位不同間隔不同字體，可按制圖要求進(jìn)行定制，同時(shí)組合注記可對(duì)組合體中的每個(gè)注記進(jìn)編輯（包括移動(dòng)、刪除、修改），如對(duì)“唐興大道”中的“大”進(jìn)行位置的移動(dòng)，如圖2所示。

圖2 散列式注記

在ArcMap中提供注記的實(shí)現(xiàn)方式主要有以下幾種：Horizontal Annotation（水平注記）、Straight Annotation（垂直注記）、Curved Annotation（）、Annotation that has a leader line（帶標(biāo)注線注記）、Follow Feature Annotation（隨要素注記），以上幾種注記方式只能實(shí)現(xiàn)一般注記，一般注記不能對(duì)其中的單個(gè)注記進(jìn)行位置調(diào)整及內(nèi)容修改。

但往往在制圖過(guò)程中，注記字隔的選擇是根據(jù)地物的面積或長(zhǎng)度的大小而定，同時(shí)，注記會(huì)從圖面美觀等方面考慮注記的避讓，如注記不能遮蓋道路交叉處、居民地出入口或其他主要地物等等。一般注記的編輯是無(wú)法滿足圖面注記的復(fù)雜標(biāo)注，這就需要提供散列式注記，用戶可單獨(dú)對(duì)散列式注記中的某個(gè)注記進(jìn)行編輯，包括位置移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)及內(nèi)容的改變。

3 散列式注記的實(shí)現(xiàn)

以下介紹如何利用ArcObjects二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)散列式注記。

1）定義散列式注記類，繼承IAnnotationConstructor接口。

2）重載接口IAnnotationConstructor的方法，實(shí)現(xiàn)散列式注記的繪制。

接口IAnnotationConstructor所有的方法均需重載，其主要重載的方法有：

①Name：定義該接口的名稱，如"平分式＿正北"。

public string Name｛get｛return"平分式＿正北"；｝｝

②Startup（IEditor pEditor）：?jiǎn)?dòng) ArcMap時(shí)調(diào)用該方法，用來(lái)獲取ArcMap中當(dāng)前注記編輯接口IAnnotationEditExtension，通過(guò)該接口可以獲取當(dāng)前繪制的注記內(nèi)容、式樣。

③SketchGeometryType：在ArcMap工具條上點(diǎn)擊該功能時(shí)調(diào)用，用來(lái)告知當(dāng)前注記幾何放置方式。散列式注記需用多點(diǎn)的幾何類型，即sriGeometryType.esriGeometryMultipoint。

public esriGeometryType SketchGeometry－Type

｛get｛return esriGeometryType.esriGeometryPolyline；｝｝

④CreateFeedback（）：創(chuàng)建IRotateTextFeedback接口，用來(lái)獲取ArcMap中作業(yè)員的當(dāng)前畫筆，通過(guò)該畫筆可獲取當(dāng)前繪制注記的幾何及位置。

⑤StartFeedback（IPoint point）：設(shè)置IRotate－TextFeedback的幾何。在該方法中需初始化散列式注記的內(nèi)容、記載每個(gè)注記內(nèi)容的序號(hào)，同時(shí)需設(shè)置feedback樣式、位置。

⑥get＿CanFinish（IGeometry sketchGeometry）：用于確定散列式注記是否繪制完成。

⑦BeforeStoreAnnotation（IAnnotationFeature annotationFeature，IGeometry sketchGeometry）：用于設(shè)置散列式注記的角度、顏色、幾何位置等。在散列式注記全部?jī)?nèi)容繪制完成，存入數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用該方法。

public void BeforeStoreAnnotation（IAnnotationFeature annotationFeature，IGeometry sketch－Geometry）

｛

／／1.設(shè)置注記角度符號(hào)

ITextSymbol textSym ＝ textElement.Symbol；

textSym.Angle＝ dAngle；textElement.Symbol＝textSym；

／／2.設(shè)置注記位置

IMultiPartTextElement pMultiTxtElem＝ annotationFeature.Annotation as IMultiPart－TextElement；

pMultiTxtElem.ConvertToMultiPart（pDisplay）；

string strFcode＝ AnnoPubFun.curAnnCode；string txtSize＝""；

for（int i＝0；i＜ nCountTxt；i＋＋）

｛

string strCurText ＝ strAllTxt.Substring（i，1）；

……

pln.FromPoint ＝ pFPnt；pln.ToPoint ＝pTPnt；

pNewGeom ＝ pln as IGeometry；／／設(shè)置單個(gè)注記位置

pMultiTxtElem.InsertPart（i，strCurText，pNewGeom）；／／向散列式注記中插入單個(gè)注記

｝

……

｝

3）定制Command，如圖3所示，獲取散列式注記類，與用戶交互，如圖4所示。

圖3 定制Command

圖4 用戶交互編輯

4 結(jié)束語(yǔ)

基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)記載著基礎(chǔ)要素的幾何和屬性信息，但由于注記類占用內(nèi)存較大，基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)往往撇開注記類，只體現(xiàn)基礎(chǔ)要素的存儲(chǔ)。對(duì)基于省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)中注記類的研究，把注記類納入基礎(chǔ)庫(kù)中進(jìn)行管理，研制注記的各種表達(dá)方式及組合方式，是圖庫(kù)一體化得以實(shí)現(xiàn)的有利保障。

本文通過(guò)對(duì)IAnnotationConstructor接口介紹及應(yīng)用，定制實(shí)現(xiàn)散列式注記，解決了復(fù)雜注記的編輯，為圖庫(kù)一體化的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)，可定制各種散列式注記，如平分式垂直注記、平分式任意角度注記、散列式任意角度注記等，能夠高效地滿足用戶對(duì)圖件注記的多樣化需求。

［1］ 樓燕敏，倪慧珠，彭艷，等.省級(jí)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)“圖庫(kù)一體化”更新研究［C］.第十三屆華東六省一市測(cè)繪學(xué)會(huì)論文：《現(xiàn)代測(cè)繪》編輯部，2011：194－196.

［2］ 白亞茹，陸鑫.基于ArcObjects組件的GIS應(yīng)用軟件開發(fā)［J］.計(jì)算機(jī)工程，2009，35（14）：14－15.

［3］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB／T 20257.2／2006國(guó)家基本比例尺地形圖圖式［S］.北京：測(cè)繪出版社，2006.

［4］ 馬曉玲，周夢(mèng)杰，范偉.基于SVG的專題地圖與Google地圖混搭研究［J］.測(cè)繪工程，2015，24（2）：33－37.

［5］ 熊順，劉平芝，張衛(wèi)柱，等.矢量地圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量評(píng)估研究［J］.測(cè)繪工程，2014，23（6）：11－15.

［6］ 王晏民，李德仁，龔健雅.多尺度GIS集中式數(shù)據(jù)模型［J］.黑龍江工程學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2001，15（1）：19－22.

［7］ 程鋼，梁曉莉，張得群，等.基于地圖API的校園在線電子地圖設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)［J］.測(cè)繪工程，2014，23（1）：5－11.

［8］ ZEILER M.Modeling our World－The ESRI guideto geodatabase design［M］.California：ESRI Press，1999：115－125.