VC++开发GIS项目程序.doc

武汉科技学院2005届毕业设计(论文)11实现图形系统的文档和视图1.1组织矢量图形系统的图形元素类城市的信息化为城市GIS发展带来了机遇。实际上，城市信息化表现为政府管理与决策的信息化（数字政府），企业管理、决策与服务的信息化（数字企业），市民生活的信息化（数字城市生活），即“数字城市”。由此可见，城市GIS是“数字城市”最核心的部分，可以分为政府GIS、企业GIS和社会GIS。“数字城市”的发展，要求政府、企业和社会GIS通过数据通信网络将政府、企业和社会联成一个整体，实现资源的共享。历史给了我们中国人特殊的超越他人的机遇。美国人、加拿大人、西欧人在通讯基础设施，政府、企业信息系统建设，信息系统互联互通，以及网络社会、网络社区四个阶段循序渐进的发展中占尽先机。但是当时的3维GIS技术、VR技术、4D数据融合集成技术、GIS三维表现技术都没有像今天这样成熟和廉价。访遍美国、西欧、加拿大、澳洲的城市政府网站，基于4D数据、三维表现、借助虚拟现实技术的凤毛麟角。时间和市场为我们创造了超越的重大历史机会。这个机会就是数字城市中三维和VR技术的开发和应用。抓住机遇，我国的数字城市将大放异彩。我们认为中国的数字城市特色应该定位在：建设具有4D数据的城市基础地理信息公共平台；建设以3维和VR技术为主的城市规划、建设和管理业务专业应用系统。集中抢占数字城市“43VR”的技术应用战略制高点，形成中国数字城市“43VR”的特色，开拓中国数字城市独特的市场空间10。面向对象的程序设计，是目前程序设计的主流方法，在本设计中，将利用面向对象的程序设计和C+类的组织方法，组织建立一个基本矢量图形的图形元素类。组织实现的矢量图形系统，能够处理点类、线类、面类、网络点等类别的图形元素，其中点类图形元素有包括直线，圆，圆弧，子图，标注文本等图形元素，针对每类图形元素组织建立起对其进行管理的C+类，并把每个图形元素作为一个独立的对象来管理。1.1.1图形元素基类的组织对各类图形元素进行分析，可以发现各类图形元素具有一些相同的属性和操作功能，如图形元素的颜色、线型线宽所在层等属性和得到一个图形元素是否做了删除标志等操作。把这些图形元素中共性的东西（属性和操作），组织存放在一个图形元素基类(CDraw)中，具体的图形元素由这个基类来派生。1.1.2点类图形元素组织5对于点类图形元素，其基本特性是各个图形相互独立，且每个图形元素具有有限个固定的特征点。直线的基类是CDraw.,在直线类的构造函数中，共有包括11个参数，并利武汉科技学院2005届毕业设计(论文)2用前7个参数调用基类CDraw的构造函数，对基类的成员变量进行初始化，而在本身的构造函数中对直线类CLine自身的四个参数（直线的起点和终点）进行了初始化。对圆类的创建方法与直线类CLine类似，圆除了具有图形元素的基本特征外，还有自身的几何特性，可以用圆心和半径作为特征参数表示圆的几何特性。圆是圆弧的一个特例，当圆弧的弧度等于2时就是圆。所以可以从一个圆类派生得到一个圆弧类。矢量图形中可以有大量的标注文本，标注文本除了具有图形元素的基本特性外，还具有位置、字体及标注内容等自身的信息。CText类也有两个构造函数，第二个构造参数有多个参数，并利用多个参数对类的成员变量进行初始化。在构造函数中，调用了基类CDraw的构造函数对基类CDraw的成员变量进行初始化。子图是各类图形元素的集合体，是由多个图形元素组成的整体。为了在图形中插入子图，必须首先建立起管理子图所包含的图形元素的类，形成一个子图定义体，将选定的子图块以一定的横纵比例插入到图形中指定的位置，就形成了一个子图块。1.1.3线类图形元素组织线类图形元素包括很多种，如连续直线、混合线、树状线等，在本设计中，以最简单的连续直线为例进行讨论，对于其他类型线的实现方法，可根据连续直线的实现方法来开发。连续直线除了具有图形元素基类所具有的属性外，从图形的几何特征上，连续直线是由很多顶点组成的，而且顶点数目是不确定的。一条连续直线可能只有两个顶点，也可能有几千个顶点。所以，需要定义一个结构来存储连续直线的一个顶点坐标。1.1.4面类图形元素的组织10面类图形元素一般是由闭合线围成的区域。根据围成面的边界不同，有不同形式的面，如圆形区域椭圆形区域复合线区域多边形区域等。最常用的面是多边形区域，其边界由一条连续直线组成。因为另外各种类型面的边界一般都可以用连续直线来近似描述，所以，本设计只讨论多边形区域的实现方法。在描述多边形区域时，最主要的是要描述边界顶点坐标。描述面的边界顶点坐标时，有不同的描述方法，一种方法是将边界由几段连续直线来描述。另外一种描述方法是直接存储区域的边界顶点坐标，即把区域的整个边界作为一条连续直线来存储。这种方法的缺点是造成坐标的重复存储；优点是具有较强的独立性，不用考虑组成区域的连续直线段。在本设计中，采用直接存储边界坐标的方式。用这种方式组织多边形区域时，组织方式与连续直线类似。所以，可以由连续直线类CPline派生出一个CPlineRgn类，来对多边形区域进行管理。1.1.5网络类图形元素的组织网络分析是GIS的一项非常重要的基本功能，最佳路径分析、最佳游历路径分析、连通分析、资源分配等都需要有网络类图形元素对网络进行描述、显示和分析。为了能够对网络进行描述和处理，在系统中增加一类图形元素来描述有方向、无转角的网络图。这类图形元素称为网络点。武汉科技学院2005届毕业设计(论文)31.1.6图形参数类在矢量图形系统中，图形参数是集中存储的。在图形元素基类中成员变量m_ColorPen,m_ColorBrush等存储的是颜色列表的序列号，m_Layer中存储的也是在图层列表中的序列号。1.2组织矢量图形系统的文档1.2.1组织面向对象的文档管理机制管理矢量图形系统图形数据的方法即文档管理机制。在本设计的开发中，采用一套完全面向对象的文档组织机制。这种机制就是通过图形元素类创建很多图形元素对象，每个图形元素对象作为一个整体来组织存储空间的分配、存取等各种管理功能。然后通过建立一种存储机制，来管理指向所有图形元素对象的指针，达到管理所有图形元素对象的目的。这种文档管理机制具有组织简单结构化和移植性好，以及比较容易利用VC+程序设计语言的开发功能等优点。缺点是需要较大的内存空间。1.2.2利用MFC摸板创建管理图形元素对象指针的对象管理一个矢量图形系统文档的思路是：每个图形元素是图形元素类创建的一个对象，在创建这个对象时得到指向这个对象的指针，建立一个对象指针数组来管理这些指针，以达到管理所有图形元素对象的目的。在VC+下可以较容易地实现对指向图形元素对象的指针的组织和管理。在MFC中有一个类模班CTypedPtrArray,可以用它来创建一个管理类指针的对象。例如，可以定义一个管理CLine类指针的对象如下：CTypedPtrArraym_LineArray；101.2.3实现矢量图形系统的文档在应用程序Draw中，可以派生几个CObArray对象来分别管理基类图形元素。在文档类CDrawDoc中创建几个管理各类图形元素对象指针的CObArray对象如下：private:CTypedPtrArraym_LineArray；CTypedPtrArraym_CircleArray；CTypedPtrArraym_ArcArray；CTypedPtrArraym_TextArray；CTypedPtrArraym_TagArray；CTypedPtrArraym_PLineArray；CTypedPtrArraym_PLineRgnArray；CTypedPtrArraym_NetArray；1.2.4实现文档的管理功能增加图形元素在应用程序Draw中增加一个图形元素对象（如一条直线）时，需要进行以下两个步骤的操作：武汉科技学院2005届毕业设计(论文)4首先需要创建一个图形元素对象，并用图形元素的实际数据初始化这个图形元素对象。如增加一条直线时，需要创建一个CLine对象，并用这条直线的实际数据（起终点、所在图层、颜色等）初始化这个CLine对象的成员变量。然后需要把指向新创建的图形元素对象的指针，增加到文档类中管理图形元素对象指针的对象中。如增加一条CLine对象后，需要把指向这个CLine对象的指针增加到文档类的m_LineArray对象中。为了实现增加各类图形元素的功能，在文档类CDrawDoc中定义几个函数，分别来完成增加各类图形元素的操作功能3CLine*AddLine(shortColorPen,shortColorBrush,floatLineWide,shortLineType,shortLayer,intid_only,floatX1,floatY1,floatX2,floatY2)；CCircle*AddCircle(shortColorPen,shortColorBrush,floatLineWide,shortLineType,shortLayer,intid_only,floatCircleX,floatCircleY,floatCircleR,BOOLbFill)；CArc*AddArc(shortColorPen,shortColorBrush,floatLineWide,shortLineType,shortLayer,intid_only,floatCircleX,floatCircleY,floatCircleR,floatAngle1,floatAngle2)；CText*AddText(shortColorPen,shortColorBrush,floatLineWide,shortLineType,shortLayer,intid_only,floatStartX,floatStartY,floatAngle1,floatAngle2,floatTextHeight,floatTextWide,floatOffWide,unsignedcharTextFont,intTextLong,CStringText)；CTag*AddTag(shortColorPen,intLayer,floatxInsert,floatyInsert,floatxScale,floatyScale,floatangle,intonly_id,intidBlock)；CPline*AddPLine(shortColorPen,shortColorBrush,floatLineWide,shortLineType,shortLayer,intid_only,intNumble,PointStruct*PointList)；CPlineRgn*AddPLineRgn(shortColorPen,shortColorBrush,floatLineWide,shortLineType,shortLayer,intid_only,intNumble,PointStruct*PointList,BOOLbTransparent,BOOLbFill)；CLinkNet*AddNetPoint(floatx,floaty,floatrRadiu,shortLayer,intid_only,shortColorPen)；这8个函数分别用来实现增加一条直线、一个圆、一个圆弧、一个标注文本、一个子图、一条连续直线、一个多边形区域、一个网络点的功能。函数返回指向新增图形元素对象的指针。得到指向图形元素对象的指针在一个矢量图形系统中，有大量的图形