開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：基于AO的圖形編輯工具包的設(shè)計(jì)學(xué)院：武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院專業(yè)：地理信息系統(tǒng)學(xué)號(hào)：200232590064姓名：蔡穎平指導(dǎo)老師：李建松一該課題的目的和意義地理現(xiàn)象形態(tài)各異、復(fù)雜多變。人們通常以呈點(diǎn)狀分布的、呈線狀分布的、呈面狀分布的和呈體狀分布的四種幾何類型來抽象觀察和描述地理現(xiàn)象。在進(jìn)行二維的矢量表達(dá)時(shí)，地理現(xiàn)象又被進(jìn)一步抽象為點(diǎn)狀圖形、線狀圖形和面狀圖形。所有點(diǎn)狀、線狀和面狀圖形構(gòu)成了GIS圖形編輯的問題空間。從圖形分類的角度出發(fā)，對(duì)GIS圖形編輯的問題空間進(jìn)行分割，得到點(diǎn)對(duì)象、線對(duì)象和面對(duì)象三類對(duì)象。在GIS的各種軟件中，圖形編輯功能占據(jù)了重要的一部分，這個(gè)模塊所包含的功能最瑣碎。從大的方面來講，圖形編輯主要包括拓?fù)潢P(guān)系建立，圖形編輯，圖形整飾，圖幅拼接，圖形變換，投影變換，誤差校正等功能。包括圖形要素選擇，圖形大小調(diào)整，圖形的顏色改變，圖形節(jié)點(diǎn)編輯，圖形方向旋轉(zhuǎn)以及刪除等操作這些是比較簡(jiǎn)單的。還有一些復(fù)雜操作，比如數(shù)字化的圖形要素的緩沖區(qū)生成，拼接處理，線段的延長(zhǎng)與裁剪，線與多邊形德分割和縮放與拉伸等。這些操作都是GIS中最基本的。而這些功能對(duì)于GIS空間數(shù)據(jù)的表達(dá)，分析具有重要的作用。與GIS系統(tǒng)一樣，CAD具有參考系統(tǒng)，能描述圖形數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系，也能處理非圖形屬性數(shù)據(jù)。它們的主要區(qū)別是CAD處理的多為規(guī)則幾何圖形及其結(jié)合，圖形功能很強(qiáng)，屬性庫(kù)功能相對(duì)較弱。一般來說，GIS的圖形處理功能不如CAD，但是GIS容量大，數(shù)據(jù)輸入方式多樣化，分析功能強(qiáng)，這也是CAD所不能比的。在一些單位的具體作業(yè)中，一般都選擇CAD來進(jìn)行圖形編輯，只有一些比較簡(jiǎn)單的編輯用ArcMap,MapInfo等軟件，而比較復(fù)雜的編輯都是在ArcEdit中通過命令完成的，這個(gè)非常的繁瑣。此外，一些通用的GIS軟件提供的圖形編輯功能非常的一般化，沒有針對(duì)性；而且一些功能往往要分幾個(gè)步驟才能完成，比如在MapInfo中選擇一個(gè)地物，要先選擇所在土層，然后選擇地物。針對(duì)以上所說的一些不足，我們希望能夠開發(fā)一個(gè)小型的圖形編輯工具包，將上面所述的各種圖形編輯方法的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行融合，不足進(jìn)行彌補(bǔ)。比如對(duì)于一些使用比較多的編輯功能，我們可以使其系統(tǒng)集成化，一些要通過多個(gè)步驟才能完成的功能，我們考慮能否一步就能完成。通過一系列的編輯，可以使數(shù)字要素能夠更好地表示空間地理實(shí)體，進(jìn)行科學(xué)的定量分析和美觀的地圖表達(dá)；同時(shí)望界面更友好，用戶使用起來效率更高。二國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)以及本課題的主攻方向在一般的GIS軟件中都提供了豐富的編輯功能。ArcInfo8.0的編輯模塊提供了多種圖形編輯方式，可以對(duì)地圖變形進(jìn)行糾正，支持對(duì)復(fù)雜目標(biāo)的編輯修改，可對(duì)圖形動(dòng)態(tài)拖動(dòng)，旋轉(zhuǎn)，平行拷貝，可自動(dòng)建立拓?fù)潢P(guān)系，建立圖形和屬性的對(duì)應(yīng)關(guān)系等。ArcEdit是一個(gè)圖形和數(shù)據(jù)編輯器，它把CAD的功能和地理數(shù)據(jù)庫(kù)的能力聯(lián)合在一起。還把數(shù)字化地圖的所有功能和一套綜合的編輯命令結(jié)合起來，能夠編輯要素屬性，加上高質(zhì)量的文本注釋，可用其它數(shù)據(jù)庫(kù)層作為背景顯示，容易診斷和修改數(shù)字化的錯(cuò)誤，以及實(shí)現(xiàn)圖幅伸縮和圖幅邊緣匹配等。ArcEdit具有以地圖要素為編輯的基本單元的優(yōu)點(diǎn)，可以移動(dòng)，拷貝，增加，刪除，改形和更新點(diǎn)，線，面以及地圖注記，甚至線間獨(dú)立的點(diǎn)也能被移動(dòng)，增加或刪除；線段能夠被改形，光滑，或取直，拐角可以變成直角，還可以產(chǎn)生平行線；注釋文本能夠被縮放，轉(zhuǎn)動(dòng)，勻稱排列，根據(jù)線要素來定字型，以及由一點(diǎn)向任何方向偏移。ArcMap把傳統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)編輯，查詢，顯示，分析，報(bào)表和制圖等GIS功能集成到一個(gè)簡(jiǎn)單的可擴(kuò)展應(yīng)用框架上。ArcMap包含了一個(gè)復(fù)雜的專業(yè)制圖和編輯系統(tǒng)，既是一個(gè)面向?qū)ο蟮木庉嬈?，又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)報(bào)表生成器。ArcMap可以看成能夠完成制圖和編輯任務(wù)的ArcEdit和ArcPlot的合并。ArcMap完全以菜單方式驅(qū)動(dòng)既可以被非技術(shù)化的用戶熟練掌握，也能夠?yàn)橘Y深的GIS專家提供完整的工具。一般說來交互式編輯是空間數(shù)據(jù)處理的重要環(huán)節(jié)。長(zhǎng)期以來，GIS軟件的圖形編輯功能較CAD軟件弱。在一些項(xiàng)目中，混合使用CAD軟件和GIS軟件進(jìn)行空間數(shù)據(jù)建庫(kù)工作，增加了建庫(kù)成本，延長(zhǎng)了項(xiàng)目周期。針對(duì)這一問題，SuperMapGIS突破了傳統(tǒng)GIS在圖形編輯方面的局限，在方便、靈活的可視化編輯基礎(chǔ)上，開發(fā)了豐富的智能捕捉功能，有效提高了地圖編輯的精度和速度。當(dāng)待畫點(diǎn)與已有圖素點(diǎn)重合、待畫線段與已有線段平行、垂直，落在已有線段上或其延長(zhǎng)線上，自身水平、垂直等特性得到滿足時(shí)，系統(tǒng)以圖標(biāo)方式智能提示用戶，提高了制圖的準(zhǔn)確性和效率。本課題旨在研究各種圖形編輯工具，糅合各種軟件圖形編輯工具的優(yōu)點(diǎn)，然后針對(duì)在具體作業(yè)過程中存在的有缺陷的地方進(jìn)行改進(jìn)，從而便于用戶的操作使用。三該課題主要研究?jī)?nèi)容，途徑以及技術(shù)路線傳統(tǒng)GIS開發(fā)平臺(tái)均采用專門的設(shè)計(jì)開發(fā)語(yǔ)言，加上龐大的函數(shù)和命令庫(kù)進(jìn)行開發(fā)，這樣就面臨著開發(fā)難度大，投入高，周期長(zhǎng)，可重用性差的問題；而組件式GIS很好地解決了這些問題。即將復(fù)雜的GIS功能按照對(duì)象、功能、應(yīng)用等層次分解為可以互操作和自我管理的組件，并由一種特定的平臺(tái)或語(yǔ)言開發(fā)，能夠在其他的平臺(tái)或語(yǔ)言中重復(fù)使用。AO組件是ESRI公司推出的ArcGIS家族中應(yīng)用程序ArcMap、ArcCatalog和ArcScene的開發(fā)平臺(tái)，是基于微軟的組件對(duì)象模型(COM)技術(shù)開發(fā)的一系列COM組件集。開發(fā)人員可以使用任何一種兼容COM的編程語(yǔ)言擴(kuò)展AO組件，定制符合自己要求的組件。在目前常用的AO開發(fā)中有2個(gè)主要的高級(jí)通用控件：MapControl，PageLayoutControl。它們都是由AO基礎(chǔ)組件集成向用戶提供地圖視圖窗口。其中MapControl控件提供了類似ArcMap中的數(shù)據(jù)視圖(DataView)的視圖窗口，該窗口可以使地圖數(shù)據(jù)布滿整個(gè)客戶區(qū)便于對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，如地圖顯示、要素編輯、空間和屬性數(shù)據(jù)查詢、地圖數(shù)據(jù)分析等。通過以上兩個(gè)控件可以實(shí)現(xiàn)ArcMap中的絕大部分功能。用AO進(jìn)行系統(tǒng)的開發(fā)有多種方式，為實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備常用圖形編輯功能并能夠脫離ArcGIS獨(dú)立運(yùn)行的程序，常用的開發(fā)方式就是新建一個(gè)EXE工程，將AO引入后編寫代碼完成特定功能。這種開發(fā)方式的優(yōu)點(diǎn)在于：開發(fā)人員可以從某個(gè)組件庫(kù)中取出所需的某個(gè)組件快速組裝到一起，以構(gòu)造所需的應(yīng)用程序，從而加快應(yīng)用程序的開發(fā)；能有一個(gè)全新的用戶化界面，并且脫離ArcGIS桌面軟件而獨(dú)立運(yùn)行。這種方法糅合了AO和面向?qū)ο蟮乃枷氲拈_發(fā)方式一方面利用AO所提供的強(qiáng)大而豐富的接口，提高了開發(fā)的效率；另一方面以面向?qū)ο蟮乃枷脒M(jìn)行功能模塊的設(shè)計(jì)，思路清晰便于實(shí)現(xiàn)，并且具有很好的擴(kuò)充性和復(fù)用性。該算法對(duì)時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)中單一圖層的圖形編輯具有參考價(jià)值。該課題主要任務(wù)是利用AO和VB完成圖形編輯工具包的設(shè)計(jì)，這些編輯功能大體可以分成四大類：1一些最基本的功能如放大，縮小，漫游，全圖顯示2最基本的圖形編輯，包括以下幾個(gè)方面A圖形要素進(jìn)行選擇B改變圖形形狀用戶可以根據(jù)拖拉圖形給它增加節(jié)點(diǎn)來改變形狀C移動(dòng)圖形位置用戶可以將圖形移動(dòng)到任意位置D編輯圖形結(jié)點(diǎn)如增加結(jié)點(diǎn)，刪除結(jié)點(diǎn)，移動(dòng)結(jié)點(diǎn)E刪除圖形要素可以刪除所選中的圖形F新建圖形要素可以在任一層新建與該層屬性相同的地物G打斷圖形要素通過繪制一條線段將所選擇的圖形要素打斷H注記3基本圖形的繪制如點(diǎn)，線，折線，圓，多邊形在鼠標(biāo)點(diǎn)擊處畫點(diǎn)，線是通過確定起點(diǎn)和終點(diǎn)的坐標(biāo)來畫線，折線則是確定一系列的拐點(diǎn)的坐標(biāo)，將其用線連接。圓則是通過確定圓心和半徑來繪出4其他功能A添加圖層B將圖層保存為JPEG格式的圖像輸出C設(shè)置鷹眼導(dǎo)航功能D察看圖元屬性E察看圖層列表從總體上可以將研究的路線歸結(jié)為以下的步驟：1熟悉GIS相關(guān)軟件的圖形編輯功能，然后確定所要開發(fā)的工具包所應(yīng)包括的功能2將圖形的各種編輯功能分成幾個(gè)模塊，各個(gè)模塊完成相關(guān)的功能，這樣可以避免界面的雜亂無(wú)章，便于用戶進(jìn)行選擇3所開發(fā)系統(tǒng)的界面設(shè)計(jì)，要求是簡(jiǎn)潔美觀，便于用戶使用4用VB+AO完成各個(gè)功能的程序編寫5進(jìn)行測(cè)試6功能的修改和完善，對(duì)于不完善的功能，對(duì)程序進(jìn)行修改，然后再檢查遺漏的功能，務(wù)必使這個(gè)工具包功能完善。四所查閱的相關(guān)資料1ArcInfo基礎(chǔ)教程測(cè)繪出版社關(guān)澤群秦昆2GIS8Desktop地理信息系統(tǒng)應(yīng)用指南清華大學(xué)出版社黨安榮賈海峰易善楨劉釗3MapInfo7中文版入門與提高清華大學(xué)出版社杜巧玲吳秀勤張淼以及在網(wǎng)上下的一些電子書籍1Editing_in_ArcMap2Exploring_ArcObject3GetStartedinVB4GetStartedMapControl5Using_ArcMap五研究的主要階段，進(jìn)度及完成時(shí)間該研究主要分為四個(gè)階段：（1）2006年第二學(xué)期前三周完成論文的開題，明確所要研究的內(nèi)容及相關(guān)方面，需要搜集的資料，從整體上把握該課題的結(jié)構(gòu)以及從細(xì)節(jié)上明確所需要做的工作。（2）第4至13周完成論文的研究工作其中第4周熟悉ArcMap中基本圖形編輯功能，了解需要哪些圖形編輯工具第5周到13周完成程序的設(shè)計(jì)與開發(fā)，即開發(fā)一個(gè)圖形編輯工具包。（3）14周完成論文的寫作（4）15周論文答辯I目錄摘要第1章緒論.11.1研究的目的和意義.11.2研究?jī)?nèi)容.2第2章地理信息系統(tǒng)的二次開發(fā)技術(shù).32.1GIS開發(fā)的三種方式.32.2組件與面向?qū)ο蟮慕M件模型COM.42.3組件GIS概述.52.4AO組件.82.5調(diào)用MAPCONTROL控件開發(fā)獨(dú)立應(yīng)用程序.10第3章GIS中的圖形編輯理論.133.1圖形編輯概述.133.2常用軟件的圖形編輯功能分析.133.3AO體系中的圖形編輯.14第4章功能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).174.1設(shè)計(jì)內(nèi)容.174.2程序設(shè)計(jì)總結(jié).33第5章結(jié)束語(yǔ).35致謝.36參考文獻(xiàn).37摘要COM技術(shù)是新一代的組件式GIS發(fā)展的主流。本文在組件式GIS技術(shù)發(fā)展的背景下，分析了COM與組件式GIS的關(guān)鍵技術(shù)及ArcObjects的體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)結(jié)合空間數(shù)據(jù)處理中的圖形編輯的有關(guān)知識(shí)，基于ArcObjects和VB的組合開發(fā)了一個(gè)小應(yīng)用程序，該程序著重研究幾種具體的圖形編輯功能以及其他相關(guān)功能。關(guān)鍵詞：COMGIS組件式GISArcObjects圖形編輯ABSTRACTCOMtechniqueisthemainstreamofmodemcomponentGISdevelopmentInthecontextofdevelopingpackageGIStechnologythispaperanalyzsthekeytechniqueofCOM，componentGISandthestructureofArcObjects，meanwhileassociatingwithsomerelativeknowledgesabout