空间要素渲染的插件化研究与实现
|
摘要
空间要素渲染就是用符号、注记和颜色来表达空间要素的过程，是为了更好地表达地图内容，使读者更容易理解地图的内容和用途。
目前国内外主流的GIS软件平台，如国外的ArcGIS软件和国内的MapGIS软件，在空间要素渲染的实现上各自都提供了一套完整的机制，也都满足了许多实际应用。然而，这些渲染机制的实现大多依赖于平台本身，在不同的平台上不能共享。同时，随着GIS制图技术的不断发展，对空间要素渲染也提出了新的要求，比如在同一个图层中，需要将具有相同属性的要素划分成一个子类，然后再按照子类进行渲染；或者既可以按照属性字段划分子类，又可以通过图形操作来划分子类；以及对要素的渲染信息进行保存时要求将空间对象与渲染信息保存到一个文件中等等这些问题，都是目前这些主流GIS软件所不能解决的。
针对以上提出的问题，本论文提出面向对象的空间要素渲染的实现机制，将从以下几个方面进行研究：
（1）研究面向对象空间要素渲染的实现机制。本论文提出的面向对象的空间要素渲染是基于ArcGIS中的子类型的思想，首先将图层中所有空间要素划分成不同的子类型，然后针对每个子类型来配置符号、注记和颜色，最后对整个图层进行渲染。
（2）研究空间要素渲染过程中的符号体系、注记体系和颜色体系。从符号、注记和颜色在数据库中的存储到功能应用，研究它们的实现过程及原理，使其更加方便地服务于空间要素渲染。
（3）研究空间要素渲染插件的设计与实现。将本论文提出的空间要素渲染机制以插件的方式进行封装，最后集成到GeoProbe平台上进行应用，测试插件的可行性，并为此功能集成到其他GIS软件平台提供基础，解决不同平台之间的共享性问题。
The geospatial feature rendering is the process that uses symbol, annotation andcolor to express geospatial feature, in order to better express the content of map, andmake it easier to understand the content and use of the map for the readers.
At home and abroad, the mainstream GIS software platform, such as foreignArcGIS software and domestic MapGIS software, each offers a complete mechanismon the realization of geospatial feature rendering, also meets application on somedegree. However, with the development of GIS mapping technology, some newrequirements are put forward on the geospatial feature rendering, such as in the samelayer, the features with same properties need to be divided into a subclass, and then berendered based on the subclass; or they can be divided into subclasses either byattribute fields or by graphics; and the render information is saved with the geospatialfeatures in the same file and so on. All these problems cannot be solved by themainstream GIS software at the moment.
In view of the above problems, this paper presents a realization mechanism ofobject-oriented geospatial feature rendering, and will be studied from the followingseveral aspects:
(1) Study on the realization mechanism of geospatial feature rendering. Theobject-oriented geospatial feature rendering presented by this paper is based on the ideaof subtype in ArcGIS. First, all the features in the layer should be divided into differentsubtypes, then associate symbols, annotations and colors with every subtype, finallyexecute the rendering process.
(2) Study the symbol system, note system and color system in the process ofgeospatial feature rendering. From the storage in the database to functionalapplication of the symbol system, note system and color system, study the realizationand principle, and make it more convenient to serve the geospatial feature rendering.
(3) Study on the pluggable expression of the function module of geospatial featurerendering. The function module is integrated into GeoProbe platform by the way ofPlug-in, to apply the function, and test the feasibility of the plug-in, that provides thefoundation that the function module will be integrated into other GIS software platform,to solve the Sharing problem between different platforms.
目前国内外主流的GIS软件平台，如国外的ArcGIS软件和国内的MapGIS软件，在空间要素渲染的实现上各自都提供了一套完整的机制，也都满足了许多实际应用。然而，这些渲染机制的实现大多依赖于平台本身，在不同的平台上不能共享。同时，随着GIS制图技术的不断发展，对空间要素渲染也提出了新的要求，比如在同一个图层中，需要将具有相同属性的要素划分成一个子类，然后再按照子类进行渲染；或者既可以按照属性字段划分子类，又可以通过图形操作来划分子类；以及对要素的渲染信息进行保存时要求将空间对象与渲染信息保存到一个文件中等等这些问题，都是目前这些主流GIS软件所不能解决的。
针对以上提出的问题，本论文提出面向对象的空间要素渲染的实现机制，将从以下几个方面进行研究：
（1）研究面向对象空间要素渲染的实现机制。本论文提出的面向对象的空间要素渲染是基于ArcGIS中的子类型的思想，首先将图层中所有空间要素划分成不同的子类型，然后针对每个子类型来配置符号、注记和颜色，最后对整个图层进行渲染。
（2）研究空间要素渲染过程中的符号体系、注记体系和颜色体系。从符号、注记和颜色在数据库中的存储到功能应用，研究它们的实现过程及原理，使其更加方便地服务于空间要素渲染。
（3）研究空间要素渲染插件的设计与实现。将本论文提出的空间要素渲染机制以插件的方式进行封装，最后集成到GeoProbe平台上进行应用，测试插件的可行性，并为此功能集成到其他GIS软件平台提供基础，解决不同平台之间的共享性问题。
The geospatial feature rendering is the process that uses symbol, annotation andcolor to express geospatial feature, in order to better express the content of map, andmake it easier to understand the content and use of the map for the readers.
At home and abroad, the mainstream GIS software platform, such as foreignArcGIS software and domestic MapGIS software, each offers a complete mechanismon the realization of geospatial feature rendering, also meets application on somedegree. However, with the development of GIS mapping technology, some newrequirements are put forward on the geospatial feature rendering, such as in the samelayer, the features with same properties need to be divided into a subclass, and then berendered based on the subclass; or they can be divided into subclasses either byattribute fields or by graphics; and the render information is saved with the geospatialfeatures in the same file and so on. All these problems cannot be solved by themainstream GIS software at the moment.
In view of the above problems, this paper presents a realization mechanism ofobject-oriented geospatial feature rendering, and will be studied from the followingseveral aspects:
(1) Study on the realization mechanism of geospatial feature rendering. Theobject-oriented geospatial feature rendering presented by this paper is based on the ideaof subtype in ArcGIS. First, all the features in the layer should be divided into differentsubtypes, then associate symbols, annotations and colors with every subtype, finallyexecute the rendering process.
(2) Study the symbol system, note system and color system in the process ofgeospatial feature rendering. From the storage in the database to functionalapplication of the symbol system, note system and color system, study the realizationand principle, and make it more convenient to serve the geospatial feature rendering.
(3) Study on the pluggable expression of the function module of geospatial featurerendering. The function module is integrated into GeoProbe platform by the way ofPlug-in, to apply the function, and test the feasibility of the plug-in, that provides thefoundation that the function module will be integrated into other GIS software platform,to solve the Sharing problem between different platforms.
引文
[1]胡鹏，黄杏元等.地理信息系统教程[M].武汉:武汉大学出版社，2002
[2]陈述彭，周成虎.地理信系统导论.北京：科学出版社，2000
[3]祝国瑞，郭礼珍，尹贡白等.地图设计与编绘[M].武汉:武汉大学出版社，2001
[4]祝国瑞.地图学「M].武汉:武汉大学出版社，2003
[5]李基鸿. ArcGIS中自定义地图符号[J].计算机与现代化，2004，(7):113~114
[6]刘红波.基于插件技术的GIS应用框架研究[硕士学位论文].南京：南京师范大学,2008
[7]曹新辉等.计算机软件中的插件技术探讨[J].科技创业家,2011
[8]祖兆研.基于插件技术的软件架构设计及应用[硕士学位论文].河海大学,2007
[9]侯丽莹等.软件架构中插件技术的应用和意义[J].煤炭技术,2011
[10]陈昌贻等.插件技术在信息化系统重构中的应用方法研究[J].计算机工程与设计,2009
[11]杨永明.基于MAPGIS平台的地理信息图形编辑系统的研究与开发[硕士学位论文].昆明：昆明理工大学,2004
[12]张剑飞.基于GIS的桂阳路公路信息管理系统设计与实现[硕士学位论文].哈尔滨：东北林业大学,2006
[13]申启杰等.基于C#的插件框架设计与实现[J].计算机应用与软件,2010
[14]孙玉钰等.基于.NET组件技术的插件式框架研究[J].计算机应用与软件,2009
[15]李军利等.基于插件技术的GIS应用技能开发教学研究[J].软件导刊,2011
[16]刘青梅等.关于人机界面设计若干问题的思考[J].洛阳大学学报,2004
[17]李云锦等.基于.NET平台的插件式GIS研究.中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会,2007
[18]钱敏.基于ArcGIS数据库的地图制图方法初探[J].现代测绘，2003，（S1）.
[19]王哲.在ArcGIS软件平台下基础地理信息数据库的地图符号化表达[J].现代测绘，2008，（4）.
[20]范晓明.跨GIS平台数据格式与地图符号转换[硕士学位论文]中国地质大学(北京)2009
[21]李莉.面向对象地图符号库的建立[硕士学位论文]中国地质大学(北京)2010
[22]胡庆武.基于MapObject的地图符号库设计[J].测绘通报，2001，(10):15217.
[23]张永利.基于MapObject的专题地图符号库的设计与实现[M].武汉大学，2004.
[24]戴维，刘志辉.基于MapObject的自定义地图符号块的实现[J].水土保持研究，2008，2(1)：197～198.
[25]蔡国林,李永树,冯德俊.基于ArcGIS Engine地图符号化模块的设计与实现[J].计算机应用研究2006年2006,12,269
[26]尹鹏程，孙鸿睿.基于ArcEngine符号系统的实现和扩展[J].四川测绘，2006，29（2）：7275
[27]车森，吴明光，程越.高精度地图符号编辑器的设计与实现[J].测绘科学技术学报，2006，23(6):418～420
[28]戴晶,张成刚. ArcGIS Engine的应用系统中地图符号化实现.电子政务与地理信息技术论文专辑.2005,156
[29]蒋波涛. ArcObjects开发基础与技巧.武汉：武汉大学出版社，2008
[30]聂田. ArcGIS Engine常用对象模型研究.华东科技大学2005
[31]赵双明，龚健雅.基于组件的GIS程序符号设计及框架实现.2005,30(4),33
[32]兰小机，刘德儿． ArcObjects GIS应用开发——基于C#.NET［M］．赣州:江西理工大学，2006．
[33]郑江玲.利用ArcObjects组件技术实现图层的分类符号化[J].测绘与空间地理信息，2005，(6):113～115
[34]蔡国林，李永树，冯德俊.基于ArcGIS Engine地图符号化模块的设计与实现[J].计算机应用研究，2006，(12):268～270.
[35]谈晓军，边馥菩，何忠焕.地图符号可视化系统的面向对象设计与实现[J].测绘通报，2003，(1):11～13
[36]向红梅，ArcGlS软件中地形图符号库制作及图形符号化的技术与方法[J].矿山测量，2008，(2):38并4
[37]童春.空间数据符号化及符号共享研究[D].赣州:江西理工大学，2008
[38]肖鸣，洪镇填，关鹤鹏.基于ArcGIS Engine地图符号化效率的几点思考[J1.测绘与空间地理信息，2008，31(4):8
[39]张明旺.GIS中地图符号的符号化研究与实现[M].成都:西华大学
[40] ArcGIS在线帮助.http://help.arcgis.com/
[41] ESRI. ArcGIS Engine Developer Guide［M］． New York: ESRI，2004．
[42] ArcObjects Developer Help[Z].ESRI公司，2002
[43] Birsan D. On Plug-ins and Extensible Architectures [J].Software Updates,2005,3(2):55-58.
[44] E. Caron, A. Chi’s, F. Desprez, A. Su. Design of plug-in schedulers for a Grid RPC environment
[45] Future Generation Computer Systems,2008,24(1):46-57.
[46] J.N. Reed, J. E. Sinclair. Refinement-Preserving Plug-In Components [J]. Electronic Notes in
[47] Theoretical Computer Science,2001,40(3):304-322.
[48] Yen Gar on Design and Implementation of Dynamic Symbols In Dynamic GIS GeospatialInformation System2001，Dee
[49] Schlichtmann H. The Local Syntax of Map Symbolism. The20th International CartographicConference (ICC), Beijing,China,2001
[50] Winter N L, Dymon U J. Seeking Hazard and Emergency Management Symbols. The21thInternational Cartographic Conference (ICC), Durban, South Africa,2003
[51] Scalable Vector Graphics (SVG)111Specification [Z].2003O11
[52] Special Symbols for Special Needs www.ESRI.com，September2003
[53] Cheng P.G, Gong J.Y, Wang Y.D. Study of Map Symbol Design Sub-System in Geostar Software[C],ICC2001(f11021),2001.
[2]陈述彭，周成虎.地理信系统导论.北京：科学出版社，2000
[3]祝国瑞，郭礼珍，尹贡白等.地图设计与编绘[M].武汉:武汉大学出版社，2001
[4]祝国瑞.地图学「M].武汉:武汉大学出版社，2003
[5]李基鸿. ArcGIS中自定义地图符号[J].计算机与现代化，2004，(7):113~114
[6]刘红波.基于插件技术的GIS应用框架研究[硕士学位论文].南京：南京师范大学,2008
[7]曹新辉等.计算机软件中的插件技术探讨[J].科技创业家,2011
[8]祖兆研.基于插件技术的软件架构设计及应用[硕士学位论文].河海大学,2007
[9]侯丽莹等.软件架构中插件技术的应用和意义[J].煤炭技术,2011
[10]陈昌贻等.插件技术在信息化系统重构中的应用方法研究[J].计算机工程与设计,2009
[11]杨永明.基于MAPGIS平台的地理信息图形编辑系统的研究与开发[硕士学位论文].昆明：昆明理工大学,2004
[12]张剑飞.基于GIS的桂阳路公路信息管理系统设计与实现[硕士学位论文].哈尔滨：东北林业大学,2006
[13]申启杰等.基于C#的插件框架设计与实现[J].计算机应用与软件,2010
[14]孙玉钰等.基于.NET组件技术的插件式框架研究[J].计算机应用与软件,2009
[15]李军利等.基于插件技术的GIS应用技能开发教学研究[J].软件导刊,2011
[16]刘青梅等.关于人机界面设计若干问题的思考[J].洛阳大学学报,2004
[17]李云锦等.基于.NET平台的插件式GIS研究.中国地理信息系统协会第四次会员代表大会暨第十一届年会,2007
[18]钱敏.基于ArcGIS数据库的地图制图方法初探[J].现代测绘，2003，（S1）.
[19]王哲.在ArcGIS软件平台下基础地理信息数据库的地图符号化表达[J].现代测绘，2008，（4）.
[20]范晓明.跨GIS平台数据格式与地图符号转换[硕士学位论文]中国地质大学(北京)2009
[21]李莉.面向对象地图符号库的建立[硕士学位论文]中国地质大学(北京)2010
[22]胡庆武.基于MapObject的地图符号库设计[J].测绘通报，2001，(10):15217.
[23]张永利.基于MapObject的专题地图符号库的设计与实现[M].武汉大学，2004.
[24]戴维，刘志辉.基于MapObject的自定义地图符号块的实现[J].水土保持研究，2008，2(1)：197～198.
[25]蔡国林,李永树,冯德俊.基于ArcGIS Engine地图符号化模块的设计与实现[J].计算机应用研究2006年2006,12,269
[26]尹鹏程，孙鸿睿.基于ArcEngine符号系统的实现和扩展[J].四川测绘，2006，29（2）：7275
[27]车森，吴明光，程越.高精度地图符号编辑器的设计与实现[J].测绘科学技术学报，2006，23(6):418～420
[28]戴晶,张成刚. ArcGIS Engine的应用系统中地图符号化实现.电子政务与地理信息技术论文专辑.2005,156
[29]蒋波涛. ArcObjects开发基础与技巧.武汉：武汉大学出版社，2008
[30]聂田. ArcGIS Engine常用对象模型研究.华东科技大学2005
[31]赵双明，龚健雅.基于组件的GIS程序符号设计及框架实现.2005,30(4),33
[32]兰小机，刘德儿． ArcObjects GIS应用开发——基于C#.NET［M］．赣州:江西理工大学，2006．
[33]郑江玲.利用ArcObjects组件技术实现图层的分类符号化[J].测绘与空间地理信息，2005，(6):113～115
[34]蔡国林，李永树，冯德俊.基于ArcGIS Engine地图符号化模块的设计与实现[J].计算机应用研究，2006，(12):268～270.
[35]谈晓军，边馥菩，何忠焕.地图符号可视化系统的面向对象设计与实现[J].测绘通报，2003，(1):11～13
[36]向红梅，ArcGlS软件中地形图符号库制作及图形符号化的技术与方法[J].矿山测量，2008，(2):38并4
[37]童春.空间数据符号化及符号共享研究[D].赣州:江西理工大学，2008
[38]肖鸣，洪镇填，关鹤鹏.基于ArcGIS Engine地图符号化效率的几点思考[J1.测绘与空间地理信息，2008，31(4):8
[39]张明旺.GIS中地图符号的符号化研究与实现[M].成都:西华大学
[40] ArcGIS在线帮助.http://help.arcgis.com/
[41] ESRI. ArcGIS Engine Developer Guide［M］． New York: ESRI，2004．
[42] ArcObjects Developer Help[Z].ESRI公司，2002
[43] Birsan D. On Plug-ins and Extensible Architectures [J].Software Updates,2005,3(2):55-58.
[44] E. Caron, A. Chi’s, F. Desprez, A. Su. Design of plug-in schedulers for a Grid RPC environment
[45] Future Generation Computer Systems,2008,24(1):46-57.
[46] J.N. Reed, J. E. Sinclair. Refinement-Preserving Plug-In Components [J]. Electronic Notes in
[47] Theoretical Computer Science,2001,40(3):304-322.
[48] Yen Gar on Design and Implementation of Dynamic Symbols In Dynamic GIS GeospatialInformation System2001，Dee
[49] Schlichtmann H. The Local Syntax of Map Symbolism. The20th International CartographicConference (ICC), Beijing,China,2001
[50] Winter N L, Dymon U J. Seeking Hazard and Emergency Management Symbols. The21thInternational Cartographic Conference (ICC), Durban, South Africa,2003
[51] Scalable Vector Graphics (SVG)111Specification [Z].2003O11
[52] Special Symbols for Special Needs www.ESRI.com，September2003
[53] Cheng P.G, Gong J.Y, Wang Y.D. Study of Map Symbol Design Sub-System in Geostar Software[C],ICC2001(f11021),2001.