摘 要： ArcGIS Engine作為ESRI公司最新推出的嵌入式組件，具有高效便捷的特點(diǎn)，由于其開發(fā)時(shí)完全脫離了ArcGIS桌面平臺(tái)，因而為用戶提供了一個(gè)可供選擇的，有針對(duì)性的，低成本的GIS應(yīng)用選擇。本文在簡(jiǎn)要介紹ArcGIS Engine特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)水下地形等高線的斷線連接問題進(jìn)行了研究和實(shí)現(xiàn)，并闡述了使用ArcGIS Engine技術(shù)在VC++環(huán)境下連接不連續(xù)等高線的具體實(shí)現(xiàn)過程。

關(guān)鍵詞： ArcGIS Engi;等高線;斷線連接

1. 引 言

地理信息系統(tǒng)的軟件技術(shù)正日益迅猛發(fā)展，隨著對(duì)空間數(shù)據(jù)需求的增加，把GIS與嵌入式組件技術(shù)結(jié)合形成一個(gè)獨(dú)立的嵌入式地理空間集成平臺(tái)是當(dāng)前GIS研究領(lǐng)域的重要趨勢(shì)，而基于COM技術(shù)的ArcObjects為GIS發(fā)展提供了前所未有的靈活性，軟件開發(fā)者只要有一個(gè)可編程的GIS工具包，在構(gòu)建應(yīng)用時(shí)提供常規(guī)的GIS功能即可[1]。ESRI公司將ArcObjects和MapObjects合并而成的ArcGIS Engine為用戶提供了有針對(duì)性的GIS功能，利用ArcGIS Engine進(jìn)行GIS應(yīng)用開發(fā)時(shí)徹底脫離了ArcGIS桌面平臺(tái)，提供了新的，更為有效的開發(fā)GIS方式。

2. 開發(fā)關(guān)鍵技術(shù)

2.1 ArcGIS Engine開發(fā)技術(shù)

ArcGIS Engine則是由AO中的核心組件集單獨(dú)封裝出來，可以脫離ArcGIS桌面版單獨(dú)運(yùn)行的組件庫(kù)，能在各種編程接口中調(diào)用，減小了用戶的使用費(fèi)用。利用ArcGIS Engine進(jìn)行GIS的二次開發(fā)具有相當(dāng)大的研究?jī)r(jià)值和發(fā)展前景，其主要特點(diǎn)有：

(1) 完整的嵌入式GIS組件庫(kù)：ArcGIS Engine提供了內(nèi)核操作、顯示操作、分析操作、數(shù)據(jù)存取操作、空間對(duì)象操作、系統(tǒng)操作、輸出操作等組件群，利用這些組件群，可以搭建一個(gè)客戶化的服務(wù)平臺(tái)。很多情況下，用戶可能只需要在自己的系統(tǒng)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)部分特定的GIS功能，而不需要全套功能的ArcGIS桌面版，按照以往的AO開發(fā)要求，用戶是必須安裝龐大的ArcGIS桌面版的，而ArcGIS Engine推出后，開發(fā)者就可以在自己的集成環(huán)境下構(gòu)建某些特定的GIS功能，將需要用到的GIS功能嵌入到自己的集成環(huán)境中，而不需要安裝桌面版，從而減小了定制和開發(fā)的約束，降低了用戶使用成本。

(2) 支持多種開發(fā)環(huán)境：ArcGIS Engine可以在Windows，UNIX，和Linux桌面上運(yùn)行并支持一系列的應(yīng)用軟件開發(fā)環(huán)境，例如：COM，Visual Basic 6，C++，Microsoft Visual Studio .NET，Java等開發(fā)環(huán)境 (3) 開發(fā)方便快捷：ArcGIS Engine包含一個(gè)構(gòu)建定制應(yīng)用的開發(fā)包，開發(fā)者只需在自己的計(jì)算機(jī)上安裝此工具包就可以很方便地進(jìn)行開發(fā)。同時(shí)ArcGIS Engine通過在開發(fā)環(huán)境中添加控件、工具、菜單條和對(duì)象庫(kù)，在應(yīng)用中嵌入GIS功能，可擴(kuò)展性較強(qiáng)。

2.2 斷線連接技術(shù)

目前GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源仍舊大量的來源于測(cè)繪部門的CAD格式數(shù)據(jù)，而在早期的CAD制作過程中，并沒有考慮到等高線在GIS中連續(xù)且閉合的需求，CAD格式的等高線僅僅為了滿足出圖的需要被打散成間隔不等的斷線，且高程屬性信息僅僅以標(biāo)注的形式表達(dá)，這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入GIS后根本無法滿足空間分析的需求，因此必須先將大量的斷線進(jìn)行初步的連接。近幾年來，等高線信息的自動(dòng)提取問題已有了突破性進(jìn)展，但現(xiàn)有研究中采用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般是基于等高線比較連續(xù)的情況，僅存在局部特殊的斷點(diǎn)，各種匹配算法也主要在對(duì)一些成因較簡(jiǎn)單的斷點(diǎn)進(jìn)行處理時(shí)能取得較好的效果，而針對(duì)CAD轉(zhuǎn)入GIS系統(tǒng)時(shí)大量斷線數(shù)據(jù)的批處理連接還沒有較好的方法。

已有的斷線連接方法很多，主要包括基于費(fèi)曼碼的斷線連接，基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)膨脹與收縮原理的斷線連接法，基于等高線空間關(guān)系結(jié)構(gòu)約束的最大集團(tuán)圖搜索法以及顧及拓?fù)潢P(guān)系的連接方法等[3]，這些方法都是從純算法角度解決斷線連接問題。而隨著地理信息系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，如何充分應(yīng)用GIS系統(tǒng)中的空間分析功能進(jìn)行基于空間拓?fù)潢P(guān)系的斷線連接技術(shù)成為新的研究切入點(diǎn)。

GIS中提供了強(qiáng)大的空間拓?fù)潢P(guān)系的定義和分析功能，如相交、相離、包含等，使得原本利用數(shù)學(xué)方法表達(dá)起來及其復(fù)雜的空間位置關(guān)系在GIS中可以用比較簡(jiǎn)單的語句進(jìn)行判斷。主要還是采用GIS本身的COM組件來實(shí)現(xiàn)針對(duì)空間對(duì)象的操作，通過組件中定義的接口來獲得對(duì)象及其相應(yīng)的屬性，因此在GIS平臺(tái)下進(jìn)行斷線連接技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)具有方便快捷的特點(diǎn)。

本文針對(duì)大批量的水下地形等高線數(shù)據(jù)由CAD格式轉(zhuǎn)入GIS系統(tǒng)時(shí)的斷線連接問題，探討了基于最短距離和最小角度約束的斷線連接技術(shù)，即完全基于線與線之間的空間位置關(guān)系，將距離最近，沿延長(zhǎng)線方向角度變化最小的線進(jìn)行連接，主要算法過程設(shè)計(jì)如下：

(1) 以每根等高線對(duì)象的終點(diǎn)為圓心，一定長(zhǎng)度閾值為半徑做緩沖，計(jì)算落入緩沖區(qū)內(nèi)的其它線對(duì)象的個(gè)數(shù);

(2) 若落入緩沖區(qū)的線對(duì)象正好是一根且滿足角度約束條件，則直接連接;

(3) 若多于一根，則減小緩沖區(qū)半徑;

(4) 若沒有線對(duì)象落入緩沖區(qū)，則增加緩沖區(qū)半徑，當(dāng)增加到給定的最大半徑時(shí)仍沒有搜索到滿足條件的線對(duì)象時(shí)表明已經(jīng)到達(dá)圖幅邊緣，此時(shí)停止搜索。

本次實(shí)驗(yàn)主要用于“江蘇省長(zhǎng)江河道監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)”中大量等高線數(shù)據(jù)由CAD轉(zhuǎn)入GIS時(shí)的數(shù)據(jù)處理工作，僅僅用到少量GIS功能，因此選擇采用ArcGIS Engine組件將所需要的功能嵌入到自己的應(yīng)用程序中。

3、結(jié)束語

采用ArcGIS Engine不僅使得系統(tǒng)運(yùn)行效率較高，且不需要安裝龐大的ArcGIS桌面版，僅需要在自己的系統(tǒng)中嵌入特定的GIS功能，采用自己熟悉的編程語言進(jìn)行開發(fā)即可。本文介紹了組件式GIS，AO、AE技術(shù)，并以水下地形等高線的斷線連接為實(shí)例，探討了基于AE利用VC++6.0進(jìn)行應(yīng)用程序開發(fā)的方法，對(duì)實(shí)踐有一定的借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱 政.通過ArcGIS Engine構(gòu)建GIS應(yīng)用[Z]，ESRI中國(guó)北京有限公司.

[2] 張 斌. 基于ArcGIS Engine的GIS開發(fā)技術(shù)[J]，武漢大學(xué)研究生學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004，3(21) ：173-176.

[3] 陳 丹，龍 毅.基于知識(shí)的等高線斷點(diǎn)連接方法[J].測(cè)繪信息與工程，2003，28(3) ，31-33.

[4] 吳 瑋，李小帥，張斌. 基于ArcGISEngine的GIS開發(fā)技術(shù)探討[J].科學(xué)技術(shù)與工程， 2006，6(2)：176-178.

[5] ESRI ArcObject Developer Help[Z]，Environmental Systems Research Institute Inc，2002.

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