基于QGIS的地名搜索插件開(kāi)發(fā)

邱儒瓊，何保國(guó)

(1.湖北省基礎(chǔ)地理信息中心，湖北武漢430071;2.湖北省測(cè)繪局，湖北武漢430071)

一、引 言

3S技術(shù)是目前IT領(lǐng)域的熱門話題，GIS也隨著Google Earth的流行而被越來(lái)越多的人所熟知。在GIS流行的背后，它關(guān)聯(lián)著人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，也有越?lái)越多的開(kāi)源GIS在默默貢獻(xiàn)自己的力量。在眾多的開(kāi)源桌面GIS軟件中，QGIS以其用戶界面友好、廣泛支持操作系統(tǒng)等特點(diǎn)，擁有廣大的用戶群［1］。由于QGIS是基于Qt跨平臺(tái)類庫(kù)開(kāi)發(fā)，因此支持目前最為廣泛的操作系統(tǒng)如Linux、Unix、Mac OSX和Windows等，這一點(diǎn)是其他很多桌面GIS軟件所不可企及的。而最為重要的是，其重構(gòu)了QGIS的API庫(kù)，方便用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。通常GIS需要回答“我們?cè)谀膬骸被颉拔覀兊侥膬骸钡冗@類與地理位置相關(guān)的問(wèn)題，但目前QGIS還只支持針對(duì)空間數(shù)據(jù)的屬性搜索功能，而不具備針對(duì)用戶自定義的關(guān)系型數(shù)據(jù)表格的屬性搜索功能。由于QGIS具有支持插件模式的優(yōu)點(diǎn)，因此可以通過(guò)地名搜索插件來(lái)擴(kuò)展QGIS在地名搜索方面的功能。本文將利用常見(jiàn)地名數(shù)據(jù)庫(kù)，闡述在PyQt環(huán)境下利用Python語(yǔ)言來(lái)開(kāi)發(fā)QGIS地名搜索插件的方法。

二、總體設(shè)計(jì)

1.功能設(shè)計(jì)

近年來(lái)，信息技術(shù)發(fā)展迅猛，信息網(wǎng)絡(luò)廣泛普及，傳統(tǒng)的地名服務(wù)管理模式已不能滿足社會(huì)需求。建立和完善地名數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)展地名信息化服務(wù)，已成為地名工作的必然選擇和發(fā)展方向。一般而言，地名地址數(shù)據(jù)庫(kù)包括水系、陸地地形、行政區(qū)域及其他區(qū)域、居民點(diǎn)，以及具有地名意義的交通運(yùn)輸設(shè)施，具有地名意義的水利、電力、電信設(shè)施，具有地名意義的紀(jì)念地、旅游勝地，具有地名意義的建筑物、構(gòu)筑物，具有地名意義的單位9大類數(shù)據(jù)。其數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)含有地名地址名稱、地理坐標(biāo)X值、地理坐標(biāo)Y值、地名地址類型、所屬行政區(qū)劃等基本字段和其他擴(kuò)充信息。

隨著社會(huì)各部門信息化水平的提高，各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及其他數(shù)據(jù)急劇增加，大多數(shù)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與地理位置都有著緊密的聯(lián)系，而通過(guò)GIS實(shí)現(xiàn)對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的管理也逐漸成為一種被大家認(rèn)同的趨勢(shì)。地名查詢定位是GIS應(yīng)用中的一個(gè)常用功能，它借助于基礎(chǔ)地名地址庫(kù)中的位置信息，采用模糊匹配的地名查詢方法，實(shí)現(xiàn)地名數(shù)據(jù)空間位置與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)。因此，本文的地名搜索插件主要包括兩大功能：

1)根據(jù)給定的地名查詢條件，從地名地址數(shù)據(jù)庫(kù)中篩選出符合條件的地名并顯示輸出。

2)根據(jù)所查詢地名所對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)在地圖上的定位。

2.開(kāi)發(fā)模式

QGIS是開(kāi)源桌面 GIS，除了核心功能以外，QGIS還支持插件擴(kuò)展。核心插件(core plugins)由QGIS開(kāi)發(fā)組維護(hù)，包含在所有的QGIS發(fā)行版中;外部插件(external plugins)由愛(ài)好者們開(kāi)發(fā)，由核心插件plugin installer加載。QGIS支持C++和Python兩種語(yǔ)言進(jìn)行插件開(kāi)發(fā)。由于Python是一種簡(jiǎn)單易學(xué)、功能強(qiáng)大的編程語(yǔ)言，有高效率的高層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能簡(jiǎn)單而有效地實(shí)現(xiàn)面向?qū)ο缶幊?，且Python簡(jiǎn)潔的語(yǔ)法和對(duì)動(dòng)態(tài)輸入的支持，再加上解釋性語(yǔ)言的本質(zhì)，使得它在大多數(shù)平臺(tái)上的很多領(lǐng)域都是一個(gè)理想的腳本語(yǔ)言，特別適用于快速的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)［2］，所以本文選擇采用 Python和 PyQt進(jìn)行地名搜索插件的開(kāi)發(fā)。

三、功能實(shí)現(xiàn)

QGIS的插件開(kāi)發(fā)通常需要經(jīng)過(guò)環(huán)境配置、Qt GUI資源準(zhǔn)備、代碼編寫(xiě)和插件測(cè)試4個(gè)環(huán)節(jié)，本文將詳細(xì)介紹各環(huán)節(jié)的具體內(nèi)容。

1.環(huán)境配置

首先，為創(chuàng)建GUI做好準(zhǔn)備工作，即先進(jìn)行開(kāi)發(fā)環(huán)境的配置工作，包括在Windows操作系統(tǒng)下安裝Python2.5.1、Pywin32-216.win32-Py2.5、PyQt-Py2.5-gpl-4.7.3-1、QGIS-OSGeo4W-1.7.0-b55a00e73-Setup等QGIS、Python、Qt、PyQt開(kāi)發(fā)工具;然后準(zhǔn)備測(cè)試地名地址數(shù)據(jù)庫(kù)(數(shù)據(jù)庫(kù)名為allpoint.mdb，地名地址表含地名、Coor_X、Coor_Y)和相應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)。

2.準(zhǔn)備Qt GUI資源

1)編譯工具圖標(biāo)。根據(jù)工具圖標(biāo)，使用PyQt的資源編譯器pyrrc4命令行pyrcc4-o resources.py resource.qrc，生成描述資源的 Python文件(resources.py)。

2)設(shè)計(jì)對(duì)話框。使用Qt Designer創(chuàng)建對(duì)話框和主窗口中的輸入框、文字標(biāo)簽、表格及命令按鈕等部件，并定義它們的大小、位置等屬性，最后使用PyQt的pyuic4命令行將對(duì)話框轉(zhuǎn)換到Python文件(ui_searchbypoi.py)。

3)創(chuàng)建初始化文件(__init__.py)和實(shí)現(xiàn)類文件(searchbypoidialog.py，searchbypoi_gui.py，searchbypoi.py)。所有文件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 開(kāi)發(fā)文件列表

4)設(shè)置插件存放路徑。在Window的C：Program FilesQuantum GISWroclawappsqgispythonplugins或 C：Documents and Settings(user).qgispythonplugins路徑下創(chuàng)建一個(gè)子目錄(searchbypoi)，將上述所有創(chuàng)建的文件拷貝至所創(chuàng)建的子目錄下。QGIS將Python插件和C++插件一同列在插件管理器中，方便QGIS啟動(dòng)后由核心插件Plugin Installer自動(dòng)加載。

3.編寫(xiě)代碼

在各實(shí)現(xiàn)類文件中編寫(xiě)代碼，其中主要功能由searchbypoi_gui.py的兩個(gè)內(nèi)部函數(shù)(SearchFromDB和LocateMap)實(shí)現(xiàn)。示例代碼如下

4.插件測(cè)試

完成代碼編寫(xiě)后，可以關(guān)閉并重新啟動(dòng)QGIS，導(dǎo)入筆者開(kāi)發(fā)的插件，并輸入查詢字符串進(jìn)行測(cè)試，查詢定位效果截屏如圖2所示。同時(shí)，也可以將開(kāi)發(fā)好的插件發(fā)布到QGIS插件庫(kù)中，使其成為QGIS資源庫(kù)的一部分，為開(kāi)源GIS貢獻(xiàn)自己的一部分力量。

圖2 地名搜索與定位

四、結(jié)束語(yǔ)

不同于商業(yè)GIS軟件，開(kāi)源GIS軟件無(wú)需背負(fù)數(shù)據(jù)兼容、易用性、軟件成本等問(wèn)題的包袱，開(kāi)發(fā)者能夠?qū)⒕杏诠δ艿拈_(kāi)發(fā)。因此，開(kāi)源GIS軟件功能普遍很強(qiáng)，技術(shù)也非常先進(jìn)，其背后是來(lái)自技術(shù)狂熱者和學(xué)院研究者的大力支持。QGIS以其擁有的幾十個(gè)核心插件和大量的外部插件，為各個(gè)領(lǐng)域的地理信息應(yīng)用提供了強(qiáng)大的支持。本文在PyQt環(huán)境下，利用Python作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，通過(guò)訪問(wèn)地名地址數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的地名搜索插件，是對(duì)我國(guó)開(kāi)源GIS開(kāi)發(fā)應(yīng)用層次與國(guó)際接軌的一次探索，同時(shí)也對(duì)開(kāi)發(fā)人員采用此技術(shù)路線，改進(jìn)地名搜索算法或利用地名搜索服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)類似功能提供了參考解決方案。

［1］SHERMAN G E.Desktop GIS：Mapping the Planet with Open Source Tools［M］.USA：Pragmatic Bookshelf，2008.

［2］SUMMERFIELD M.Rapid GUI Programming with Python and Qt［M］.USA：Prentice Hall，2007.

［3］陳杰.GIS的開(kāi)源夜宴［J］.軟件世界，2006(20)：38.