丘國(guó)文

（福建省上杭縣林業(yè)局，福建杭州364200）

理解ArcObjects對(duì)象模型，編寫林業(yè)規(guī)劃功能程序＊

丘國(guó)文

（福建省上杭縣林業(yè)局，福建杭州364200）

理解ArcObjects常用對(duì)象模型，掌握其接口、屬性和方法，目的在于編寫程序，擴(kuò)展ArcMap潛在功能，高效、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)林業(yè)規(guī)劃及圖層修正更新工作。

林業(yè)規(guī)劃；ArcMap；ArcObjects對(duì)象模型；編程

目前，ArcGIS已成為林業(yè)制圖軟件的主流產(chǎn)品，雖然它有豐富的系統(tǒng)工具，但還是滿足不了不同行業(yè)個(gè)性化的需求，若要在不同圖層之間分析的工作，即使能利用其系統(tǒng)工具，有時(shí)不能一步做成，還需要生成許多中間圖層逐步過(guò)渡才能做出來(lái)。ArcMap嵌入了VBA后結(jié)合ArcObjects，也能象Word、Excel、Access中的VBA一樣，很方便定制ArcGIS里的應(yīng)用工具，彌補(bǔ)其系統(tǒng)工具功能的不足。ArcObjects是ArcGIS的開(kāi)發(fā)臺(tái)，ArcObjects建立在微軟的組件對(duì)象模型（Component Object Model，COM）技術(shù)之上，是微軟產(chǎn)品中系列中的通用編程語(yǔ)言。VBA(Visual Basic for Applications)是支持COM的編程語(yǔ)言。本文結(jié)合“省級(jí)以上重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)位圖繪制”工作實(shí)例，基于VBA的ArcObjects編程，探尋實(shí)現(xiàn)兩層之間的空間選擇新方法。

1 基礎(chǔ)資料準(zhǔn)備

1、林業(yè)基本圖（資源管理部門提供）；2、省級(jí)以上重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)位圖（簡(jiǎn)稱規(guī)劃圖），上杭縣國(guó)家級(jí)重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)位有：5億立方米以上大型水庫(kù)（棉花灘水庫(kù)）周邊一重山和梅花山保護(hù)區(qū)。省級(jí)生態(tài)公益林生態(tài)區(qū)位有：汀江河干流、黃潭河干流、舊縣河干流一重山、交通干線一重山、飲用水水源保護(hù)區(qū)和森林公園的林地。

2 應(yīng)用需求分析

規(guī)劃圖只是基于衛(wèi)片影像圖和地形圖，根據(jù)自然地物地貌的特點(diǎn)及其空間位置來(lái)區(qū)劃勾繪的，與基本圖沒(méi)有必然關(guān)聯(lián)，最終還要將規(guī)劃內(nèi)容落實(shí)到這些區(qū)域的林業(yè)基本圖小班中去。按一般性操作，首先用空間連接工具將林業(yè)基本圖與規(guī)劃圖進(jìn)行空間位置連接，生成過(guò)渡性的空間連接圖層，沿規(guī)劃界線檢查，若發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，還得調(diào)整規(guī)劃圖，重復(fù)操作一面，而中間過(guò)渡性圖層并非我們所要的結(jié)果，卻要占用存儲(chǔ)空間資源。

類似的重復(fù)性工作在林業(yè)規(guī)劃中是經(jīng)常要做的工作，如濕地生態(tài)紅線規(guī)劃、保護(hù)區(qū)生態(tài)紅線規(guī)劃及每年度資源建檔變化小班圖斑的批量修正更新，共同點(diǎn)是需要規(guī)劃圖（或更新圖層）與基本圖之間比較分析、邏輯運(yùn)算、屬性表之間數(shù)值傳遞等操作。編寫程序代碼，完成相類似林業(yè)規(guī)劃工作，既不產(chǎn)生中間過(guò)渡圖層，又能完成重復(fù)性工作。

3 理解圖層和數(shù)據(jù)集相關(guān)的ArcObjects

3.1 對(duì)象模型的層次結(jié)構(gòu)

一個(gè)對(duì)象代表一個(gè)空間要素，如村部位置、道路中心線或植被斑塊，圖1顯示了ArcMap中的地圖對(duì)象和圖層對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)，最頂層是Application（在這里是ArcMap），它由MxDocument對(duì)象構(gòu)成，MxDocument對(duì)象由Map對(duì)象構(gòu)成，Map是地圖對(duì)象，表示一張地圖或者一個(gè)數(shù)據(jù)框架，而Layer對(duì)象表示地圖中的要素型圖層。Map對(duì)象表現(xiàn)為數(shù)據(jù)框架。圖層，舉例來(lái)說(shuō)，包括林業(yè)矢量圖(林業(yè)基本圖)、柵格圖（如衛(wèi)片和地形圖）。

ArcObjects的Geodatabase子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)集對(duì)象和數(shù)據(jù)源對(duì)象的層次結(jié)構(gòu)如圖2，數(shù)據(jù)集對(duì)象的一個(gè)對(duì)象對(duì)應(yīng)著表中的一行，而表中的列則記錄對(duì)象的屬性；數(shù)據(jù)源對(duì)象用于程序按指定路徑遍歷硬盤中數(shù)據(jù)集并添加到當(dāng)前地圖。頂層是WorkspaceFactory用于調(diào)用文件夾、個(gè)人Geodatabase和文件Geodatabase等，工作區(qū)對(duì)象（Workspace）是不同數(shù)據(jù)的一個(gè)容器，Dataset的類型有GeoDataset（地理數(shù)據(jù)集）和Table（表）兩種類型。Geo-Dataset包括要素圖層、要素類、柵格數(shù)據(jù)集和柵格圖層。Table對(duì)象是在表中存儲(chǔ)屬性的行的集合。例如，Table對(duì)象，包括文本格式的表、dBASE格式的表。

圖1 MrcMap中Application、MxDocument、Map以及Layer類的層次結(jié)構(gòu)

圖2 Geodatabase中WorkspaceFactory、Workspace以及Dataset類的層次結(jié)構(gòu)

ArcObjects對(duì)象模型很多，本文對(duì)案例的代碼中涉及的對(duì)象模型介紹，有助于理解案例中的代碼。

3.2 對(duì)象和類的接口

ArcObjects對(duì)象在VBA中不能直接引用，而是通過(guò)某個(gè)接口來(lái)訪問(wèn)，有了接口才得以編程訪問(wèn)數(shù)據(jù)并執(zhí)行任務(wù)。例如經(jīng)常用變量PFeatureLayer指向某一圖層FeatureLayer對(duì)象是通過(guò)IFeatureLayer接口或IFeatureSelection接口來(lái)訪問(wèn)FeatureLayer對(duì)象，而不是直接訪問(wèn)對(duì)象本身，如圖3所示。PFeatureLayer的第一個(gè)字母P通常表示這是一個(gè)指針變量；IFeatureLayer和IFeatureSelection中第一個(gè)字母I通常表示這是個(gè)接口。字母的大小寫使其更易理解，這是對(duì)面向?qū)ο蠹夹g(shù)編程中的命名習(xí)慣。更確切地說(shuō)，接口允許程序員使用該接口提供的屬性和方法。

圖3 FeatureLayer對(duì)象支持IFeatureLayer接口和IFeatureSelection

3.3 對(duì)象的屬性和方法

ArcObjects對(duì)象提供了豐富的內(nèi)建屬性和方法，調(diào)用其對(duì)象及對(duì)象現(xiàn)有的屬性和方法，可減少大量的編程工作。對(duì)象的屬性可能是數(shù)值，也可能是又一個(gè)對(duì)象，在對(duì)象模型中，很多對(duì)象是組件類，可以直接創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，當(dāng)開(kāi)發(fā)者使用Set、New關(guān)鍵字創(chuàng)建一個(gè)幾何對(duì)象后，其實(shí)是空的，它需要添加具體的屬性信息。FeatureLayer對(duì)象若是通過(guò)IFeatureSelection接口來(lái)訪問(wèn)，帶來(lái)的便利是：可利用IFeatureSelection接口的SelectFeatures方法結(jié)合篩選器對(duì)象來(lái)選擇要素，并高亮顯示?？臻g篩選器對(duì)象（SpatialFilter）能夠同時(shí)包括空間空間條件和屬性條件進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，該對(duì)象具有兩個(gè)重要的屬性：Geometry屬性和SpatialRel屬性。Geometry屬性定義用于篩選結(jié)果的幾何形狀。該幾何形狀可以是要素圖層上一個(gè)多邊形，也可以是由用戶繪制的幾何外框，如本案例中棉花灘水庫(kù)周邊一重山外圍規(guī)劃界線，或者交通干線的一個(gè)緩沖區(qū)。SpatialRel屬性定義用于選擇的空間關(guān)系。ArcOjects有10個(gè)預(yù)先定義的空間關(guān)系（圖4）。引用對(duì)象的方法會(huì)執(zhí)行特定的操作，可以理解為調(diào)用該對(duì)象私有過(guò)程（程序），引用對(duì)象的屬性和方法。

選擇正確的接口，獲取需要的屬性和方法是實(shí)現(xiàn)ArcObjects編程的核心內(nèi)容。

圖4 ArcObjects中預(yù)定義的空間關(guān)系可選常

4 代碼的編寫

4.1 開(kāi)發(fā)環(huán)境

在ArcGIS中安裝了VBA(Visual Basic for Applications)編程器后，可選擇自定義菜單下的VBA宏，再選擇Visual Basic編輯器，打開(kāi)Visual Basic編輯器，插入模塊，就可編寫程序了，在定義變量的數(shù)據(jù)類型時(shí)，輸入關(guān)鍵字As、New和一個(gè)空格后VB編輯器則自動(dòng)用下拉式列表框顯示可用數(shù)據(jù)類型或?qū)ο蠼涌冢鐖D5a所示；在對(duì)象變量后輸入一個(gè)點(diǎn)，VB編輯器則自動(dòng)用下拉列表顯示對(duì)象的可用的屬性和方法，輸入前幾個(gè)字母逐步縮小選擇范圍（圖5b）；在VBA編輯器中打開(kāi)對(duì)象瀏覽器,可以很方便地查看對(duì)象及其屬性、方法、常量、變量，還可以用它來(lái)查看本工程內(nèi)使用既有的對(duì)象，如圖5c所示，左窗口為對(duì)象列表，右窗口顯示了選中對(duì)象所擁有的屬性和方法。享受友好的開(kāi)發(fā)環(huán)境，自動(dòng)完成的代碼都能識(shí)別順利運(yùn)行，調(diào)試保存后，自動(dòng)保存在normal.mxl（模板文檔）上。

圖5 a定義變量輸入As和空格后，下拉式列表框中逐步篩選顯示數(shù)據(jù)類型、對(duì)象接口

圖5 b對(duì)象變量后輸入點(diǎn),出現(xiàn)下拉式列表框，顯示該對(duì)象可用的屬性和方法

圖5 c打開(kāi)對(duì)象瀏覽器，查找對(duì)象、屬性、方法

4.2 代碼編寫

4.3 代碼要點(diǎn)

代碼運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)，運(yùn)用對(duì)象Err提示錯(cuò)誤類型并結(jié)束。假設(shè)，規(guī)劃圖.shp和林業(yè)基本圖.shp及地形圖已添加到當(dāng)前地圖，需要查詢基本圖中被規(guī)劃圖所包含的所有小班。變量pQueryFeatLayer和pFeatLayer分別指向林業(yè)基本圖和規(guī)劃圖，便于調(diào)用。

通過(guò)GeometryBag類來(lái)實(shí)現(xiàn)IGeometryCollection接口對(duì)象，接著，代碼利用IFeatureClass接口上的Search方法，創(chuàng)建了由pOutFeatureCursor所引用的要素游標(biāo)。通過(guò)GeometryCollection類實(shí)現(xiàn)IGeometryCollection接口對(duì)象，代碼用一個(gè)Do……Loop循環(huán)，用IFeatureCursor對(duì)象接口的NextFeature方法來(lái)逐個(gè)訪問(wèn)pOutFeatureCursor（規(guī)劃圖所有要素，本案例只是模擬，只有一個(gè)要素），利用IGeometryCollection接口對(duì)象的方法AddGeometry方法把圖形信息添加進(jìn)去，長(zhǎng)整型變量Count用于規(guī)劃圖層要素計(jì)數(shù)。

創(chuàng)建ISpatialFilter接口對(duì)象來(lái)設(shè)置空間查詢邏輯運(yùn)算，本例空間關(guān)系設(shè)為esriSpatialRelContains方式，即選擇要素完全包含在幾何形狀內(nèi)，可選空間關(guān)系有10種，選用不同參數(shù)完成不同空間查詢方式。

通過(guò)FeatureSelection獲得IFeatureSelection接口實(shí)例，最后調(diào)用IFeatureSelection接口對(duì)象的SelectFeatures方法將結(jié)果高亮顯示。

代碼用With……End With來(lái)減少訪問(wèn)對(duì)象的次數(shù)，加快運(yùn)行速度。一致的縮進(jìn)格式使嵌套級(jí)別更具層次感，增加了代碼的可讀性。

4.4 代碼運(yùn)行及后期加工處理

將規(guī)劃圖層和林業(yè)基本圖（命名為“林業(yè)基本圖.shp”，與代碼中圖層名稱一致；也可將代碼中文件名“林業(yè)基本圖”按實(shí)際名稱替換）兩個(gè)圖層添加到數(shù)據(jù)圖層中，并確保兩個(gè)圖層排在圖層內(nèi)容列表的最頂部，將代碼復(fù)制到模塊里。按F5運(yùn)行代碼后，效果如圖6a，因圖幅所限，紅線只是模擬上杭縣棉花灘水庫(kù)國(guó)家級(jí)重點(diǎn)生態(tài)公益林區(qū)位規(guī)劃圖層的局部位置，規(guī)劃圖層（圖中紅色）所包含林業(yè)基本圖小班全部被選中。如圖6b，林業(yè)基本圖小班屬性表顯示了125個(gè)小班同時(shí)被選中。按規(guī)劃方案要求水庫(kù)周邊一重山都要規(guī)劃進(jìn)去，沿規(guī)劃圖邊沿檢查是否存在多選或漏選小班，若存在，還要對(duì)規(guī)劃圖作細(xì)微調(diào)整，重新運(yùn)行代碼，重新查詢規(guī)劃圖所包含小班，如此反復(fù)檢查直到正確為止，然后對(duì)選中的小班導(dǎo)出數(shù)據(jù)，添加規(guī)劃名稱字段，用字段計(jì)算器做上規(guī)劃標(biāo)記（如區(qū)位名稱或區(qū)位代碼），批量處理，既不會(huì)出錯(cuò)，效率又高。用刪除字段工具整理屬性表字段，使之與全省統(tǒng)一要求矢量圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相一致后提交成果。

圖6 a兩個(gè)圖層之間空間選擇

圖6 b屬性表顯示125小班選擇中

5 程序應(yīng)用的擴(kuò)展

若對(duì)代碼做小小的改動(dòng)，修改圖層邏輯運(yùn)算就可以擴(kuò)展其它功能，圖層間運(yùn)算如改為對(duì)重疊空間進(jìn)行修正更新就可實(shí)現(xiàn)資源建檔中小班區(qū)劃圖斑批量修正更新，對(duì)小班邊界有重新區(qū)劃過(guò)的小班制作更新圖層，制作更新圖層時(shí)，保留原小班邊界要用追蹤工具生成，確保無(wú)縫隙，修正更新后不致生成碎斑。

6 小結(jié)

基于VBA的ArcObjects對(duì)象模型編寫程序，必須有VBA的編程基礎(chǔ)，必須熟悉掌握ArcMap軟件一般操作和ArcObjects對(duì)象模型，ArcMaP提供了豐富的對(duì)象模型，掌握對(duì)象模型不容易，本文只能對(duì)與規(guī)劃功能有關(guān)的對(duì)象模型作簡(jiǎn)要介紹。本案例代碼解決了在規(guī)劃圖層初步做好后，能高效地反復(fù)檢查和調(diào)整規(guī)劃圖層，批量地對(duì)小班做上規(guī)劃標(biāo)記。

[1]Kang-tsung Chang．基于VBA的ArcObjects編程——面向任務(wù)的方法[M]．北京：科學(xué)出版社，2010．

[2]傅仲良．ArcObjects二次開(kāi)發(fā)教程[M]．北京：測(cè)繪出版社，2008．

[3]蘭小機(jī)，劉德兒，魏瑞娟編著．基于ArcObjects與C#.NET的GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)[M]，北京：冶金工業(yè)出版社，2011．

責(zé)任編輯/羅美娟

Understanding the ArcObjects Model and Editing the Forestry Plan Function Program

Qiu Guowen
(Shanghang County Forestry Bureau,Shanghang Fujian 364200,China)

S747.5

：A

1003-4382（2017）02-0040-05

2016-5-10

2016-07-12

丘國(guó)文（1968-），男，福建上杭人，林業(yè)工程師，主要從事林業(yè)調(diào)查規(guī)劃設(shè)計(jì)、營(yíng)林綠化及林業(yè)技術(shù)推廣工作。