毕业设计 基于AO的图形编辑工具包的设计.doc

开题报告毕业设计题目：基于AO的图形编辑工具包的设计学院：武汉大学遥感信息工程学院专业：地理信息系统学号：200232590064姓名：蔡颖平指导老师：李建松一该课题的目的和意义地理现象形态各异、复杂多变。人们通常以呈点状分布的、呈线状分布的、呈面状分布的和呈体状分布的四种几何类型来抽象观察和描述地理现象。在进行二维的矢量表达时，地理现象又被进一步抽象为点状图形、线状图形和面状图形。所有点状、线状和面状图形构成了GIS图形编辑的问题空间。从图形分类的角度出发，对GIS图形编辑的问题空间进行分割，得到点对象、线对象和面对象三类对象。在GIS的各种软件中，图形编辑功能占据了重要的一部分，这个模块所包含的功能最琐碎。从大的方面来讲，图形编辑主要包括拓扑关系建立，图形编辑，图形整饰，图幅拼接，图形变换，投影变换，误差校正等功能。包括图形要素选择，图形大小调整，图形的颜色改变，图形节点编辑，图形方向旋转以及删除等操作这些是比较简单的。还有一些复杂操作，比如数字化的图形要素的缓冲区生成，拼接处理，线段的延长与裁剪，线与多边形德分割和缩放与拉伸等。这些操作都是GIS中最基本的。而这些功能对于GIS空间数据的表达，分析具有重要的作用。与GIS系统一样，CAD具有参考系统，能描述图形数据的拓扑关系，也能处理非图形属性数据。它们的主要区别是CAD处理的多为规则几何图形及其结合，图形功能很强，属性库功能相对较弱。一般来说，GIS的图形处理功能不如CAD，但是GIS容量大，数据输入方式多样化，分析功能强，这也是CAD所不能比的。在一些单位的具体作业中，一般都选择CAD来进行图形编辑，只有一些比较简单的编辑用ArcMap,MapInfo等软件，而比较复杂的编辑都是在ArcEdit中通过命令完成的，这个非常的繁琐。此外，一些通用的GIS软件提供的图形编辑功能非常的一般化，没有针对性；而且一些功能往往要分几个步骤才能完成，比如在MapInfo中选择一个地物，要先选择所在土层，然后选择地物。针对以上所说的一些不足，我们希望能够开发一个小型的图形编辑工具包，将上面所述的各种图形编辑方法的优点进行融合，不足进行弥补。比如对于一些使用比较多的编辑功能，我们可以使其系统集成化，一些要通过多个步骤才能完成的功能，我们考虑能否一步就能完成。通过一系列的编辑，可以使数字要素能够更好地表示空间地理实体，进行科学的定量分析和美观的地图表达；同时望界面更友好，用户使用起来效率更高。二国内外现状和发展趋势以及本课题的主攻方向在一般的GIS软件中都提供了丰富的编辑功能。ArcInfo8.0的编辑模块提供了多种图形编辑方式，可以对地图变形进行纠正，支持对复杂目标的编辑修改，可对图形动态拖动，旋转，平行拷贝，可自动建立拓扑关系，建立图形和属性的对应关系等。ArcEdit是一个图形和数据编辑器，它把CAD的功能和地理数据库的能力联合在一起。还把数字化地图的所有功能和一套综合的编辑命令结合起来，能够编辑要素属性，加上高质量的文本注释，可用其它数据库层作为背景显示，容易诊断和修改数字化的错误，以及实现图幅伸缩和图幅边缘匹配等。ArcEdit具有以地图要素为编辑的基本单元的优点，可以移动，拷贝，增加，删除，改形和更新点，线，面以及地图注记，甚至线间独立的点也能被移动，增加或删除；线段能够被改形，光滑，或取直，拐角可以变成直角，还可以产生平行线；注释文本能够被缩放，转动，匀称排列，根据线要素来定字型，以及由一点向任何方向偏移。ArcMap把传统的空间数据编辑，查询，显示，分析，报表和制图等GIS功能集成到一个简单的可扩展应用框架上。ArcMap包含了一个复杂的专业制图和编辑系统，既是一个面向对象的编辑器，又是一个完整的数据报表生成器。ArcMap可以看成能够完成制图和编辑任务的ArcEdit和ArcPlot的合并。ArcMap完全以菜单方式驱动既可以被非技术化的用户熟练掌握，也能够为资深的GIS专家提供完整的工具。一般说来交互式编辑是空间数据处理的重要环节。长期以来，GIS软件的图形编辑功能较CAD软件弱。在一些项目中，混合使用CAD软件和GIS软件进行空间数据建库工作，增加了建库成本，延长了项目周期。针对这一问题，SuperMapGIS突破了传统GIS在图形编辑方面的局限，在方便、灵活的可视化编辑基础上，开发了丰富的智能捕捉功能，有效提高了地图编辑的精度和速度。当待画点与已有图素点重合、待画线段与已有线段平行、垂直，落在已有线段上或其延长线上，自身水平、垂直等特性得到满足时，系统以图标方式智能提示用户，提高了制图的准确性和效率。本课题旨在研究各种图形编辑工具，糅合各种软件图形编辑工具的优点，然后针对在具体作业过程中存在的有缺陷的地方进行改进，从而便于用户的操作使用。三该课题主要研究内容，途径以及技术路线传统GIS开发平台均采用专门的设计开发语言，加上庞大的函数和命令库进行开发，这样就面临着开发难度大，投入高，周期长，可重用性差的问题；而组件式GIS很好地解决了这些问题。即将复杂的GIS功能按照对象、功能、应用等层次分解为可以互操作和自我管理的组件，并由一种特定的平台或语言开发，能够在其他的平台或语言中重复使用。AO组件是ESRI公司推出的ArcGIS家族中应用程序ArcMap、ArcCatalog和ArcScene的开发平台，是基于微软的组件对象模型(COM)技术开发的一系列COM组件集。开发人员可以使用任何一种兼容COM的编程语言扩展AO组件，定制符合自己要求的组件。在目前常用的AO开发中有2个主要的高级通用控件：MapControl，PageLayoutControl。它们都是由AO基础组件集成向用户提供地图视图窗口。其中MapControl控件提供了类似ArcMap中的数据视图(DataView)的视图窗口，该窗口可以使地图数据布满整个客户区便于对地图数据进行操作，如地图显示、要素编辑、空间和属性数据查询、地图数据分析等。通过以上两个控件可以实现ArcMap中的绝大部分功能。用AO进行系统的开发有多种方式，为实现一个具备常用图形编辑功能并能够脱离ArcGIS独立运行的程序，常用的开发方式就是新建一个EXE工程，将AO引入后编写代码完成特定功能。这种开发方式的优点在于：开发人员可以从某个组件库中取出所需的某个组件快速组装到一起，以构造所需的应用程序，从而加快应用程序的开发；能有一个全新的用户化界面，并且脱离ArcGIS桌面软件而独立运行。这种方法糅合了AO和面向对象的思想的开发方式一方面利用AO所提供的强大而丰富的接口，提高了开发的效率；另一方面以面向对象的思想进行功能模块的设计，思路清晰便于实现，并且具有很好的扩充性和复用性。该算法对时空数据库中单一图层的图形编辑具有参考价值。该课题主要任务是利用AO和VB完成图形编辑工具包的设计，这些编辑功能大体可以分成四大类：1一些最基本的功能如放大，缩小，漫游，全图显示2最基本的图形编辑，包括以下几个方面A图形要素进行选择B改变图形形状用户可以根据拖拉图形给它增加节点来改变形状C移动图形位置用户可以将图形移动到任意位置D编辑图形结点如增加结点，删除结点，移动结点E删除图形要素可以删除所选中的图形F新建图形要素可以在任一层新建与该层属性相同的地物G打断图形要素通过绘制一条线段将所选择的图形要素打断H注记3基本图形的绘制如点，线，折线，圆，多边形在鼠标点击处画点，线是通过确定起点和终点的坐标来画线，折线则是确定一系列的拐点的坐标，将其用线连接。圆则是通过确定圆心和半径来绘出4其他功能A添加图层B将图层保存为JPEG格式的图像输出C设置鹰眼导航功能D察看图元属性E察看图层列表从总体上可以将研究的路线归结为以下的步骤：1熟悉GIS相关软件的图形编辑功能，然后确定所要开发的工具包所应包括的功能2将图形的各种编辑功能分成几个模块，各个模块完成相关的功能，这样可以避免界面的杂乱无章，便于用户进行选择3所开发系统的界面设计，要求是简洁美观，便于用户使用4用VB+AO完成各个功能的程序编写5进行测试6功能的修改和完善，对于不完善的功能，对程序进行修改，然后再检查遗漏的功能，务必使这个工具包功能完善。四所查阅的相关资料1ArcInfo基础教程测绘出版社关泽群秦昆2GIS8Desktop地理信息系统应用指南清华大学出版社党安荣贾海峰易善桢刘钊3MapInfo7中文版入门与提高清华大学出版社杜巧玲吴秀勤张淼以及在网上下的一些电子书籍1Editing_in_ArcMap2Exploring_ArcObject3GetStartedinVB4GetStartedMapControl5Using_ArcMap五研究的主要阶段，进度及完成时间该研究主要分为四个阶段：（1）2006年第二学期前三周完成论文的开题，明确所要研究的内容及相关方面，需要搜集的资料，从整体上把握该课题的结构以及从细节上明确所需要做的工作。（2）第4至13周完成论文的研究工作其中第4周熟悉ArcMap中基本图形编辑功能，了解需要哪些图形编辑工具第5周到13周完成程序的设计与开发，即开发一个图形编辑工具包。（3）14周完成论文的写作（4）15周论文答辩I目录摘要第1章绪论.11.1研究的目的和意义.11.2研究内容.2第2章地理信息系统的二次开发技术.32.1GIS开发的三种方式.32.2组件与面向对象的组件模型COM.42.3组件GIS概述.52.4AO组件.82.5调用MAPCONTROL控件开发独立应用程序.10第3章GIS中的图形编辑理论.133.1图形编辑概述.133.2常用软件的图形编辑功能分析.133.3AO体系中的图形编辑.14第4章功能设计及实现.174.1设计内容.174.2程序设计总结.33第5章结束语.35致谢.36参考文献.37摘要COM技术是新一代的组件式GIS发展的主流。本文在组件式GIS技术发展的背景下，分析了COM与组件式GIS的关键技术及ArcObjects的体系结构，同时结合空间数据处理中的图形编辑的有关知识，基于ArcObjects和VB的组合开发了一个小应用程序，该程序着重研究几种具体的图形编辑功能以及其他相关功能。关键词：COMGIS组件式GISArcObjects图形编辑ABSTRACTCOMtechniqueisthemainstreamofmodemcomponentGISdevelopmentInthecontextofdevelopingpackageGIStechnologythispaperanalyzsthekeytechniqueofCOM，componentGISandthestructureofArcObjects，meanwhileassociatingwithsomerelativeknowledgesabout