基于ArcGIS Add-in開發(fā)模式的森調(diào)數(shù)據(jù)格式一致性檢查

何偉平 代勁松 宋盛

?

基于ArcGIS Add-in開發(fā)模式的森調(diào)數(shù)據(jù)格式一致性檢查

何偉平 代勁松 宋盛

（浙江省森林資源監(jiān)測中心 浙江杭州 310020）

為完成全省各縣（市、區(qū)）森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查成果屬性數(shù)據(jù)格式的一致性檢查，在Visual Studio 2015開發(fā)環(huán)境下基于ArcObjects的開發(fā)接口，采用C#語言編寫開發(fā)與浙江省森林資源規(guī)劃調(diào)查技術(shù)規(guī)程要求的標準格式對比的ArcGIS插件，實現(xiàn)森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查成果屬性數(shù)據(jù)格式一致性檢查自動化，具有準確、快捷、高效的特點。

ArcGIS；Add-in開發(fā)；格式檢查

1 引言

浙江省新一輪森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查（以下簡稱二類調(diào)查）的外業(yè)調(diào)查工作已基本完成，內(nèi)業(yè)處理也接近尾聲，各縣（市、區(qū)）的調(diào)查成果已陸續(xù)上報到浙江省林業(yè)廳，進入后期的成果檢查驗收報批工作階段。二類調(diào)查數(shù)據(jù)內(nèi)容豐富、各區(qū)縣格式不一，同時質(zhì)量要求高，格式審查是規(guī)范數(shù)據(jù)的重要環(huán)節(jié)，具有工作量大、任務(wù)重、時間緊等特點。

ArcGIS的二次開發(fā)接口ArcObjects功能強大，Add-in技術(shù)是ArcObjectS開發(fā)的一種模式，采用ArcObjectS組件技術(shù)開發(fā)實現(xiàn)對ArcGIS桌面系統(tǒng)進行定制與擴展[1]。通過研發(fā)符合浙江省二類調(diào)查技術(shù)規(guī)程要求的格式審查插件，來實現(xiàn)對屬性數(shù)據(jù)格式校驗審核功能，克服傳統(tǒng)人工檢驗方法的弊端，能有效提高二類調(diào)查成果檢驗的準確性和工作效率，對提高二類調(diào)查成果的質(zhì)量有重要意義。

2 ArcGIS Add-in功能

2.1 ArcGISAdd-in簡介

插件技術(shù)是在軟件的設(shè)計和開發(fā)過程中，將整個應(yīng)用程序劃分為宿主程序和插件對象二部分，宿主程序能夠調(diào)用插件對象，插件對象能夠在宿主程序上實現(xiàn)自己的邏輯，而二者交互基于一種公共的通信契約。宿主程序可以獨立于插件對象存在，即使沒有任何插件對象，宿主程序的運行也不受影響，因此，我們可以在避免改變宿主程序的情況下通過增加或調(diào)整功能[2]。

ArcObjects是ESRI公司ArcGIS可采用的通用二次開發(fā)組件集，它提供基礎(chǔ)的COM對象集合，包括1200多個可訂制、可擴展、可開發(fā)的GIS應(yīng)用程序的對象，利用這些組件可以進行全面的面向特殊功能的組件開發(fā)[3]。

ArcGIS Add-in 支持的功能類型廣泛、文件結(jié)構(gòu)簡單、安裝部署方便，在實際生產(chǎn)過程中可以快速開發(fā)投入應(yīng)用。主要組件有以下幾種：

Buttons and tools（按鈕和工具）；Combo boxes（組合框）；Menus and context menus（菜單和快捷菜單）；Multi items（多項目）；Toolbars （工具欄）；Tool palettes（工具欄選項）；Dockable windows（可?？看绑w）；Application extensions（應(yīng)用程序擴展）；Editor extensions（編輯器擴展）。

2.2 ArcGIS Add-in 的文檔結(jié)構(gòu)

ArcGIS Add-in 是以 Esri Add-in 為后綴的壓縮文件，由配置文件、程序集和資源組成。其中，配置文件XML文件包含了描述Add-in 的信息，包括ID、目標、作者、版本等；程序集包含功能代碼和相關(guān)類庫等；資源包括界面圖標等文件。

2.3 Microsoft Visual Studio(VS)

Microsoft Visual Studio(VS)作為目前最流行的集成開發(fā)環(huán)境之一，被大量開發(fā)團隊用于實現(xiàn)諸多類型和不同規(guī)模的軟件項目，能夠支持C#、C+、javaScript、F#、Visual Basic、Python等多種編程語言，有較強的實用性。之所以選擇編程語言為C#的項目，是考慮到VS的核心是基于．NET框架開發(fā)的，而C#是由微軟所開發(fā)的編寫．NET框架的程序設(shè)計語言。對于C#項目，VS所能提供的功能將會更加全面[4]。

2.4 開發(fā)思路

根據(jù)浙江省二類調(diào)查技術(shù)規(guī)程的要求形成標準的小班（林帶）屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表和樹帶屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表，將小班（林帶）和樹帶等圖層數(shù)據(jù)加載到ArcGIS Desktop，再通過利用Visual studio2015開發(fā)的ArcGIS Desktop Add-in自動檢驗相關(guān)屬性數(shù)據(jù)格式與標準數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表的一致性。

本次ArcGIS Add-in的開發(fā)環(huán)境VS2015+ ArcGIS Desktop 10.5+ Win7 64bit。

3 應(yīng)用要點及核心算法

3.1 啟動VS2015，新建項目

啟動VS2015，打開“新建項目”界面，確定好項目的名稱和保存的位置，點擊確定，完成新建一個項目(ArcMap Add-in)。

3.2 進入Welcome頁面設(shè)置

在Welcome頁面中填寫好相應(yīng)的Add-inName（插件的名稱），Company/Publisher（插件的制作公司或發(fā)布者），Author（插件的制作者），Description（插件的描述），最后選擇Image（插件的圖標）。

3.3 進入Add-inTypes頁面

Add-inTypes頁面用于設(shè)置創(chuàng)建的插件類型。

選擇Add-inTypes，此處選擇按鈕。填寫ClassName：類的名稱；Caption：按鈕上顯示的文本；Image：按鈕上的圖標；Category：所屬Command的分類；Tooltip：鼠標在上面時狀態(tài)欄顯示的文字；Description：工具的描述。點擊Finish完成設(shè)置。

3.4 windows窗體應(yīng)用程序

在已安裝模板中，選擇Visual C#，右邊會顯示出各種項目類型。這里第一項就是Windows窗體應(yīng)用程序。

默認狀態(tài)下，會自動生成一個窗體文件。這個窗體是主啟動窗體，當(dāng)程序運行的時候會先運行這個窗體。如果需要修改，可以在創(chuàng)建項目時默認生成的Program.cs文件中進行更改。

一個桌面應(yīng)用程序中往往會有多個窗體。我們可以右鍵點擊項目名稱，在“添加”選項中，選擇“新建項”來添加窗體。注意不要選錯，否則會進行其它操作。本次程序就只要一個窗體，無需添加多個窗體。

3.5 添加控件

有了窗體，我們就可以在窗體上放置各種各樣的控件。左邊的工具箱中有各式各樣的控件，按鈕、文本框、復(fù)選框等。用鼠標按住工具箱中的某個控件，把它拖放到窗體上，便可以往窗體內(nèi)添加控件。也可以直接雙擊工具箱內(nèi)的某個控件，將控件添加到窗體上。

可以用鼠標對窗體上的控件進行拖動操作，來改變控件在窗體上的位置。當(dāng)鼠標移動到窗體中的控件上時，鼠標的指針會變成十字形狀，左鍵點住，就可以進行拖動。

右鍵點擊窗體中的控件，在上下文菜單中選擇“屬性”，右側(cè)就會出現(xiàn)這個控件的屬性設(shè)置欄。在屬性設(shè)置欄中，可以設(shè)置控件的各種屬性。有顯示文本、顏色等。

本次程序的窗體設(shè)計的最終結(jié)果如下圖：

雙擊某個控件，就會跳到對應(yīng)的代碼編輯頁面，進行相對應(yīng)的操作響應(yīng)事件代碼的編寫。比如，雙擊按鈕，就會跳到代碼編寫頁面，進行按鈕點擊響應(yīng)事件代碼的編寫。這里可以編寫各種各樣的事件。

3.6 核心算法

借助C#開發(fā)語言程序?qū)D層屬性數(shù)據(jù)表的格式和標準屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表通過Add-in插件加入至ArcGIS數(shù)據(jù)環(huán)境中，通過插件窗體的控件Click事件程序來實現(xiàn)圖層屬性數(shù)據(jù)的格式檢查。其中“檢查”控件的Click事件代碼[5]如下：

{

Var fileName=txtBox_CSV.Text;

If (File.Exists(fileName))

{

Var fldStruct = HelperClass.CSV_2_DataTable(fileName);

try

{

Var lyr = (cb_Layers.SelectedItemaslyrInfo).featureLyr;

對照組中，男性患者27例，女性患者23例，年齡區(qū)間為41.15～78.52歲，平均年齡為（59.63±1.17）歲。心功能診斷結(jié)果：Ⅰ級患者21例，Ⅱ級患者15例，Ⅲ級患者10例，Ⅳ級患者4例。觀察組中，男性患者31例，女性患者19例，年齡區(qū)間為42.22～79.63歲，平均年齡為（60.25±1.31）歲。心功能診斷結(jié)果：Ⅰ級患者22例，Ⅱ級患者14例，Ⅲ級患者9例，Ⅳ級患者5例。兩組受試者基線資料比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

If (lyr == null)

{

return;

}

String Message = "";

For (int i=0 ; I < fldStruct.Rows.Count ; i++)

{

#region讀取CSV文件中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)信息

Var fldName = fldStruct.Rows[i][0].ToString().Trim();

Var fldName2 = fldStruct.Rows[i][1].ToString().Trim();

Var fldType = fldStruct.Rows[i][2].ToString().Trim().ToUpper();

Var fldLength = fldStruct.Rows[i][3].ToString().Trim();

Var fldAlias = fldStruct.Rows[i][4].ToString().Trim();

Var fldMustCheck = fldStruct.Rows[i][5].ToString().Trim();

#endregion

//根據(jù)字段名查找其在矢量圖中的索引

Var featureFldIndex = lyr.FeatureClass.FindField(fldName);

//是否有可選字段名

If (fldName2!="")

{

Var featureFldIndex2 = lyr.FeatureClass.FindField(fldName2);

featureFldIndex = Math.Max(featureFldIndex, featureFldIndex2);

}

//字段名存在

if(featureFldIndex!=-1)

{

//字段類型是否匹配

Bool typeMatch=true;

//矢量圖中的數(shù)據(jù)類型

String RecordDataType = "";

//讀取矢量圖的字段信息

Var featureFld = lyr.FeatureClass.Fields.Field[featureFldIndex];

//判斷字段類型是否匹配

Switch (featureFld.Type)

{

Case esriFieldType.esriFieldTypeSmallInteger:

Case esriFieldType.esriFieldTypeInteger:

If (fldType !="INT")

{

typeMatch = false;

RecordDataType = "INT";

}

break;

case esriFieldType.esriFieldTypeSingle:

if (fldType != "FLOAT")

{

typeMatch = false;

RecordDataType = "FLOAT";

}

break;

case esriFieldType.esriFieldTypeDouble:

if (fldType != "DOUBLE")

{

typeMatch = false;

RecordDataType = "DOUBLE";

}

break;

case esriFieldType.esriFieldTypeString:

var len = featureFld.Length;

if (fldType != "TEXT")

{

typeMatch = false;

RecordDataType = "TEXT";

}

else

{

//判斷數(shù)據(jù)長度是否匹配

Var sdLen = Int32.Parse(fldLength);

if (len != sdLen)

{

Message = Message + fldName + ",” + fldType +", " fldLength + "," + fldAlias + "," + fldMustCheck + ","+ len.ToString() + " , 字段長度不對 ";

}

}

break;

default:

typeMatch = false;

break;

}

If (typeMatch == false)

{

Message = Message + fldName + "," + fldType + "," + fldLength + "," + fldAlias + "," + fldMustCheck + "," + RecordDataType + ",數(shù)據(jù)類型不匹配 ";

}

}

//未找到相應(yīng)字段名

else

{

Message = Message + fldName + "," + fldType + "," + fldLength + "," + fldAlias + "," + fldMustCheck + ",, 未找到 ";

}

}

If (Message!="")

{

//錯誤信息文件名

Var fn = System.DateTime.Now.Year.ToString() + System.DateTime.Now.Month.ToString() + System.DateTime.Now.Day.ToString() + System.DateTime.Now.Hour.ToString() + System.DateTime.Now.Minute.ToString() + System.DateTime.Now.Second.ToString();

//錯誤信息輸出目錄

Var path = System.IO.Path.GetDirectoryName(fileName);

//錯誤信息文件全名

varoutName=path+"\數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)錯誤_"+fn+".csv";

//將錯誤信息寫入文件

StreamWritersw = newStreamWriter(outName,false,Encoding.Default);

sw.WriteLine("字段名,數(shù)據(jù)類型,字段長度,中文名,備注,使用的數(shù)據(jù)類型或長度,錯誤類型");

sw.Write(Message);

sw.Flush();

sw.Close();

//用記事本打開保存的IP信息

System.Diagnostics.Process.Start("EXCEL.exe", outName);

3.7 調(diào)試運行

基本的控件和代碼完成之后，就需要進行調(diào)試運行。點擊上方的調(diào)試按鈕，就可以就行窗體應(yīng)用程序的生成、運行和調(diào)試。如果沒有報錯，就說明編譯成功了，能夠運行。

因為Add-in程序是ArcGIS的插件程序，本身沒有單獨的主程序，調(diào)試時，選擇附加到進程（選擇ArcMap，第一次要打開一個ArcMap[6]。當(dāng)然，如果程序沒有問題，可直接生成*.esriAddIn文件在ArcMap中加載使用。

3.8 加載使用

點擊生成好的Add-in插件，安裝到ArcGIS中去，再打開ArcMap，打開擴展管理，選擇Commands選項卡，找到Add-in Controls，這時候會發(fā)現(xiàn)編寫的工具會出現(xiàn)在這一組中。

在ArcMap窗口菜單欄的右下角出現(xiàn)相應(yīng)的插件圖標，如下圖：

4 應(yīng)用案例

浙江省二類調(diào)查成果標準小班數(shù)據(jù)表有95個字段，相應(yīng)的字段名稱、數(shù)據(jù)類型、最小長度和中文名等都有具體要求[7]，利用本插件程序?qū)@些格式進行檢查，操作簡單、快捷、準確、方便，且不會出現(xiàn)漏查和誤查的情況。現(xiàn)對溫州市蒼南縣的調(diào)查成果數(shù)據(jù)進行檢查，耗時不到十秒鐘，遠遠快于人工檢查，且準確性高。檢查結(jié)果如下表：

字段名數(shù)據(jù)類型最少長度中文名規(guī)程是否要求使用數(shù)據(jù)類型或長度錯誤類型 PINGJUN_XJFLOAT 平均胸徑(cm)YINT數(shù)據(jù)類型不匹配 PINGJUN_GFLOAT 平均高(m)YDOUBLE數(shù)據(jù)類型不匹配 YU_BI_DUFLOAT 郁閉度/覆蓋度YDOUBLE數(shù)據(jù)類型不匹配 SMDFLOAT 疏密度YDOUBLE數(shù)據(jù)類型不匹配 HUO_LMXJFLOAT 每畝蓄積(m?)YDOUBLE數(shù)據(jù)類型不匹配 REMARKSTEXT200附記Y50字段長度不對 ZHAO_NDTEXT6造林年度Y10字段長度不對 HUOZAI_DJTEXT1森林火災(zāi)等級Y2字段長度不對 TRGX_QKTEXT1天然更新生長情況Y30字段長度不對 SZ_ZCⅡTEXT23樹種組成Ⅱ 30字段長度不對 DXSWTEXT3地下水位 未找到 HFFLTEXT3海風(fēng)風(fēng)力 未找到 TRHYLTEXT3土壤含鹽量 未找到

5 小結(jié)

基于 VS2015的ArcGIS Add-in生成的格式檢查插件安裝簡單快捷，檢查速度快，檢查正確性高，在二類調(diào)查成果格式檢查工作中，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，獲得了比較好的效果?；谶@次成功的開發(fā)經(jīng)驗，接下來可以進一步開發(fā)相關(guān)檢查的功能插件，比如：拓撲錯誤檢查插件和屬性邏輯檢查插件等，從而更好地實現(xiàn)成果檢查驗收工作的批量化和自動化，這樣能有效提高二類調(diào)查成果檢驗的準確性和工作效率，對提高二類調(diào)查成果質(zhì)量有重要的意義。

[1] 朱旭紅,許國安,陳咬根.基于 ArcObjects 組件的地理數(shù)據(jù)檢查軟件的實現(xiàn)的數(shù)字校園導(dǎo)航系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].測繪工程,2010,19(2):49-52.

[2] 蘇旭明.組件式地理信息系統(tǒng)的特點及開發(fā)方法[J].北京測繪,2002,（4）:40-41.

[3] 趙文峰,劉南,劉仁義.基于ArcObjects的系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)剖析［J］.計算機應(yīng)用研究，2014,(3): 130-132.

[4] 劉亞珺,李兵,李增揚，等.軟件集成開發(fā)環(huán)境的技術(shù)債務(wù)管理研究[J].計算機科學(xué),2017,44(11): 16-18.

[5] 崔群法,唐有朋,王俊偉.Visual C#2008從入門到精通[M].北京：電子工業(yè)出版社,2009.

[6] ESRI Corp, Arcobjects DeveIoper’s Help［R］.2015.

[7] 浙江省林業(yè)廳.浙江省森林資源規(guī)劃設(shè)計調(diào)查技術(shù)操作細則[S].2014.

2018-07-28

TP319

B

1004-7743（2018）04-0075-6