系统任务栏不见了

二次开发教程_总体.doc 前 言 MAPGIS是武汉中地信息工程有限公司研制的具有自主版权的大型基础地理信息系统平台。它是一个集当代最先进的图形、图像、地质、地理、遥感、测绘、人工智能、计算机科学于一体的大型智能软件系统，是集数字制图、数据库管理及空间分析为一体的空间信息系统，是进行现代化管理和决策的先进工具。MAPGIS连续四年在全国GIS测评中名列第一，并成为唯一连续四年获得国家科技部向社会推荐的国产GIS软件平台。 中地软件丛书之MAPGIS二次开发培训教程是根据最新推出的MAPGIS软件平台编写而成，主要介绍进行MAPGIS二次开发必须具备的基础知识、主流开发工具以及MAPGIS系统的基本概念、结构体系和操作方法。该教程分为三个部分，共十一讲。其中： 第一部分（即第一讲的内容）：介绍Windows编程的概念。包括类与数据封装、继承、重载、虚拟函数与多态性以及内存管理。该部分为可视化编程的基础，有可视化编程经验的读者可以略过此讲，直接进入下一部分的学习。 第二部分（即第二讲的内容）：编程工具VC。对于在VC这样一个编程环境中开发应用程序所应熟悉的概念，术语和最基本的框架、构件实现过程等知识做了一个简明扼要的介绍。已掌握一定VC编程基础知识的读者可以略过该部分。 第三部分（即第三讲至第十一讲的内容）：详细讲述了地理信息系统的基本概念（包括GIS原理概述、空间数据类型、空间数据库、空间数据结构与数据管理等内容）；MAPGIS的基本概念和体系结构（简要描述了MAPGIS二次开发的基本概念、术语、工作区、空间实体及其数据、C++类组织和开发环境介绍的内容）；MAPGIS空间数据存取和属性编辑（包括工作区、空间实体和属性的操作及其网络介绍）；图形显示输出及窗口操作、图形编辑、类库和控件开发；矢量空间分析和属性查询；投影变换、图框生成和工程管理；图库管理和查询系统（包括基于图库的应用程序开发、MAPGIS图库介绍、开发的一般步骤以及结合图库显示说明图库主要函数的功能等方面的内容）以及图象分析与处理。这一部分为本教程的主要部分，能使大家从了解到熟练掌握这个部分的内容也是我们编制本书的主要目的，同时它还可被作为MAPGIS二次开发过程中的参考来使用。 参加本书编写的人员主要是本系统的软件开发人员以及长期从事MAPCAD和MAPGIS培训的教师。由于时间仓促，书中难免存在错误和不当之处，敬请广大用户及读者提出宝贵意见和建议，以利改进。 中地软件丛书编委会 2001年10月 目 录 TOC \o "1-3" \h \z 第一讲 基于WINDOWS编程的基础知识 1 1.1引言 1 1.2类与数据封装 1 1.3继承 2 1.4重载 4 1.5虚拟函数与多态性 5 第二讲 编程工具VC 8 2.1熟悉VC开发环境 8 2.2消息与命令 8 2.3文档、视结构 10 2.4图形设备接口 11 2.5对话框和控件 12 2.6编程规范 13 第三讲 地理信息系统基本概念 15 3.1 GIS原理概述 15 3.2 GIS空间数据类型 17 3.3 GIS数据管理 18 3.4空间分析 20 3.5地理信息系统发展 20 第四讲 MAPGIS的基本概念和体系结构 22 4.1 MAPGIS二次开发的基本概念 22 4.2 MAPGIS基本术语 23 4.3 MAPGIS的数据管理（工作区） 25 4.4 MAPGIS的空间实体及其数据组织 27 4.5 MAPGIS的C++类组织 29 4.6 MAPGIS的VC++开发环境介绍 30 第五讲 MAPGIS空间数据存取和属性编辑 32 5.1工作区操作 32 5.2空间实体操作 34 5.3属性（属性结构）操作 37 5.4网络介绍 44 第六讲 图形显示输出及窗口处理 45 6.1图形显示输出 45 6.2窗口处理 49 6.3类库开发中的图形显示和窗口处理 51 第七讲 图形编辑、类库和控件开发 53 7.1图形编辑开发概要 53 7.2图形编辑API函数开发 53 7.3 MAPGIS类库开发 54 7.4 MAPGIS控件开发 60 第八讲 矢量空间分析和属性查询 66 8.1矢量空间分析 66 8.2属性查询检索 71 第九讲 投影变换和图框生成 73 9.1投影变换(projdll.h、cordcvt.h) 73 9.2图框生成(frmdll32.h) 83 第十讲 图库管理和工程管理 91 10.1 MAPGIS图库简介 91 10.2基于图库的应用程序的开发 92 10.3结合图库的显示说明图库中主要函数的功能 92 10.4工程管理(prj_disp.h和map_prj.h) 96 第十一讲 MAPGIS图象处理和分析 101 11.1遥感图象处理的基本知识 101 11.2处理方法 101 11.3主要API 介绍 99 11.4组件介绍 107 11.5在VC中的开发过程（结合示例程序讲解） 108 11.6示例程序说明 109 附 录 MAPGIS 二次开发问题集锦 110 1.属性和属性结构 110 2.空间实体操作问题 123 3.显示、编辑问题 124 4.空间分析问题 131 5.数字高程模型 131 6.安装问题 134 7.工程问题 135 8.输出问题 136 9.其它 138 第一讲 基于WINDOWS编程的基础知识 1.1引言 1.1.1 过程化(procedural programming)： 程序被认为是在一个数据集合上进行的一系列操作。 1.1.2 结构化(structured programming)： 主要思想是：功能分解并逐步求精。 1.1.3 面向对象的程序(object_oriented programming)： 实质是把数据和处理这些数据的过程合并为一个单独的“对象”――一个具有确定特性的自完备的实体。 1.1.4 面向对象程序设计的特征： 1） 封装 2） 继承 3） 多态 1.2类与数据封装 1.2.1 什么是类？ 简单的说，类就是一种用户定义的数据类型，跟结构类似；并且，类具有自己的成员变量和成员函数（方法），通过它们可以对类自身进行操作。如：汽车可以看作是发动机、车轮、座椅等诸如此类的集合。也可以从功能的角度来研究，譬如，能移动，加速，减速，刹车等。 例如： class CMyClass1 { protected: CMyClass1(); public: virtual ~ CMyClass1(); } 1.2.2 封装（encapsulation） 定义：指能够把一个实体的信息、功能、响应都装入一个单独的对象中的特性。封装的优点如下： 1) 封装允许类的客户不必关心类的工作机理就可以使用它。就象驾驶员不必了解发动机的工作原理就可以驾驶汽车一样，类的客户在使用一个类时也不必了解它是如何工作的，而只需了解它的功能即可。 2) 所有对数据的访问和操作都必须通过特定的方法，否则便无法使用，从而达到数据隐藏的目的。 1.2.3 对象 对象就是类的实例。类与对象的关系就如类型和变量的关系，所有对类的操作都必须通过对象来实现。当一个类定义了多个对象时，每个对象拥有各自的成员数据。 1.2.4 类的三种成员类型 1) 私有成员(private)：缺省情况下，一个类中的所有成员都是私有的。私有成员只能被类本身的成员函数访问。并且不具有继承性。 2) 公有成员(public)：公有成员可以被类成员函数和外部函数使用。 3) 保护成员(protected)：类的保护成员能被类及其派生类的成员函数和友员函数使用，具有继承性。 1.2.5 构造函数与析构函数 1）构造函数 a. 是特殊的成员函数；在创建对象时首先由系统自动调用。它的作用是为新创建的对象分配空间，或为该对象的成员变量赋值等； b. 构造函数名必须与其类名称完全相同，并且不允许有返回值。 2）析构函数 a. 析构函数是构造函数的逆操作； b. 析构函数在类名之前加~来命名，它不允许有返回值，也不允许带参数，并且一个类只能有一个析构函数。 1.3继承 1.3.1 传统程序设计的缺点： 增加功能对程序所作的修改工作量非常大。 1.3.2 继承的优点： 继承的方法允许在不改动原程序的基础上对其进行扩充，这样使得原功能得以保存，而新功能也得以扩展。这有利于减少重复编码，提高软件的开发效率。 1.3.3 基类与派生类 1）一个类可以继承其它类的成员，被继承的类叫基类或父类；继承类叫派生类或子类 2）派生类不但拥有自己的成员变量和成员函数，还拥有父类的成员变量和成员函数。 1.3.4 类的保护成员(protected) 前面介绍了类的私有成员只能被类的成员函数和友员函数使用；类的保护成员能被类及其派生类的成员函数和友员函数使用。也就是说，类的保护成员具有继承性，而类的私有成员不具有继承性。 1.3.5 公用基类和私有基类 1）公用基类中的所有public成员在派生类中仍是public成员，所有protected成员在派生类中仍是protected成员。 2）私有基类中的public成员和protected成员在派生类中均变成private成员。 1.3.6 多重继承 1）多重继承的定义方法 例子： class A { … public: int i; void func1(); … }; class B { … public: int i; void func1(); … }; class C: public A,B { … void Show() … }; 缺省情况下基类被定义为 private；因此基类B为私有基类。 2）继承的不确定性 例子: class C:public A,B { … void Show() { j = i*i; func1(); } … }; 由于基类A和B中同时拥有数据成员i和成员函数func1，类C引用基类的成员时，系统无法分辨是调用哪一基类的成员而发生错误； 3）解决多重继承的不确定性： 使用域操作符指明要调用的基类，即可解决不确定性问题。 class C:public A,B { … int j; void Show() { j = A::i*B::i; A::func1(); } … }; 1.3.7 多层继承 定义：所谓多层继承指的是从一个类派生出另一个类，然后以派生类作为基类，派生出另一个类，直到最后生成的派生类满足需要为止（见MSDN中的Hierarchy Chart）。 1.3.8 派生类的构造函数与析构函数 在继承关系下，派生类的构造函数负责调用基类的构造函数来设置基类数据成员值。 例： class base {//基类 … public: int i; base(int j) {//构造函数 i = j; } … }; class derived:public base {//派生类 … public: double f; derived(int, double); … }; derived::derived(int k, double l):base(k) {//派生类构造函数 … f = l; … } 1.3.9 构造函数的调用顺序 1) 在定义派生类对象时，系统首先调用基类的构造函数，然后调用派生类的构造函数；在上例中，derived类首先调用base类的构造函数，然后调用自身的构造函数。 2) 析构函数的调用顺序与构造函数的调用顺序相反。 1.4重载 1.4.1函数重载 1）如果函数有相同的名称和返回值，而有不同的参数个数或参数类型，则这些函数就是重载函数。 2）派生类继承了基类的某一函数，并且又自定义了一个同名函数，有相同的返回值，不同的参数类型或参数个数。这种情况不属于重载。因为它们属于不同的域。 3）例： class base { … void func(int i) { … } void func(double f) { … } void func(double f, long q) { … } … }; 1.4.2 操作符重载 重载操作符的定义：返回值类型 operator op (参数表)；其中，op为重载操作符，它必须是VC++中所定义的运算符。然后像定义函数一样定义重载操作符函数。 例子： class person { … int age; void operator ++(); … }; void person::operator++() { age++; } 1.5虚拟函数与多态性 多态性是面向对象程序设计的精髓之所在，也是C++中最难理解和掌握的部分。在C++中，多态性是建立在虚拟函数基础上的，虚拟函数的使用使类的成员函数表现出多态性。 1.5.1虚拟函数 1）函数的定义：在定义类时在其成员函数前加上关键字virtual； 2）如果基类中成员函数定义为虚函数，则派生类中与其定义完全相同的成员函数，编译器自动将其视为虚函数； 3）只有类的成员函数才能定义为虚函数。 4）虚拟成员函数的存取要看首次定义它的类中，该函数是public还是private。 例： class Insect { … virtual bool CanFly(); … }; bool Insect :: CanFly() { return FALSE; } class Butterfly:public Insect { … bool CanFly(); … }; bool Butterfly :: CanFly() { return TRUE; } 1.5.2 虚函数的调用 1）​ 根据对象的不同而去调用不同类的虚拟函数 2）​ 可以使用基类对象调用派生类对象，即将派生类对象或指针赋值给基类对象或指针。 3）​ 反方向的赋值（将基类的对象或指针赋给派生类的对象或指针）是危险的。 例： bool rtn; Insect inc1,*pInc; Butterfly btfly; pInc = &inc1; //pInc指针指向Insect对象 rtn = pInc->CanFly(); //返回FALSE pInc = &btfly; //pInc指针指向Butterfly对象 rtn = pInc->CanFly(); //返回TRUE 1.5.3 虚拟函数与重载函数的区别 1）形式上，重载函数要求有相同的返回值类型和函数名，并有不同的参数序列；而虚拟函数要求三者完全相同。 2）重载函数可以是成员函数或非成员函数；而虚拟函数必须是成员函数。 3）调用方法上，重载函数根据所传递的参数序列的差别作为调用的依据；而虚拟函数则根据调用对象的不同而去调用不同类的函数。 4）虚拟函数在运行时表现出多态功能；而重载函数不具有这一功能。 1.5.4纯虚函数 定义：virtual type funcname(parameter)=0; C++中有时设计基类就是为了被继承，而基类中的虚拟函数不做任何工作，这种情况下可以将基类中的虚拟函数定义为纯虚函数。包含纯需函数的类叫抽象类。抽象类不能定义对象，但可以定义指向它的指针。 习题： 1.1什么是类？ 1.2理解封装、继承和多态。 第二讲 编程工具VC 2.1熟悉VC开发环境 2.1.1 VC向导提供的帮助 以前Windows编程需要程序员编写大量的框架代码，这对初学者来说简直就是一个噩梦；并且这些框架代码基本相同，因此Microsoft提供了向导AppWizard帮助生成框架代码，这极大的方便了我们编写程序。 2.1.2 VC向导可以生成的工程类型 ATL COM AppWizard Custom AppWizard Database Project ISAPI Extension Wizard Makefile MFC ActiveX ControWizard MFC AppWizard (DLL) MFC Database Wizard Win32 Application Win32 Console Application Win32 DLL Win32 Static Library 2.1.3 建立第一个应用程序： 使用向导AppWizard生成典型的应用程序——基于多文档的可执行程序。 2.1.4 如何获取帮助？ Microsoft的MSDN提供了编程所需的绝大部分信息，使用F1键可以打开MSDN帮助。 2.2消息与命令 2.2.1 消息 消息是Windows编程不同于其它编程方式的地方，如DOS环境下编程。消息就是操作系统通知应用程序某事已发生的一种方式，如：用户已输入、已单击或移动鼠标、打印机已空暇等。 2.2.2 消息传递 1) 尽管操作系统用整数来引用消息，但所有消息都通过它们的名字来引用。一个巨大的#define语句将消息名同数值联系起来。不同消息由操作系统或应用程序的不同部分处理。如，当用户在窗口上移动鼠标时，窗口得到一个WM_MOUSEMOVE消息，它几乎全部传送给操作系统去处理。 2）MFC允许程序员忽略底层消息，并使得在单独类级别上声明每个类处理哪些消息更容易。 2.2.3 消息循环 1）任何windows 程序的核心是消息循环，这通常包含 在WinMain() 例程中。 2）MFC 通过消息映射来保持消息处理函数与消息处理信息的一致。 2.2.4 消息映射 消息映射是进行windows 编程的一部分MFC 方法，用来代替编写向用户的WinProc() 发送消息的WinMain() 函数，及编写检查消息类型的WinProc() 函数。用户只需编写处理消息的函数，并且在用户的类中增加一个消息映射即可，其它一切由MFC 处理。 2.2.5 消息映射宏 在类声明的结尾部分，使用宏 DECLARE_MESSAGE_MAP来声明在类定义部分需要消息映射。在*.CPP文件中使用宏 BEGIN_MESSAGE_MAP和END_MESSAGE_MAP来声明消息映射，在两个宏之间声明消息的映射函数。 2.2.6 常用消息映射宏 ON_COMMAND 用于将特定命令的处理委派给类的一个成员函数。 ON_MESSAGE 用于将用户自定义消息的处理委派给类的一个成员函数。 2.2.7 使用ClassWizard帮助用户捕获消息 1）带标签的ClassWizard对话框 通过选择View，Classwizard或按Ctrl+W可以显示主Classwizard对话框。在对话框的顶部有两个下拉列表框，一个用于提示正在处理的工程文件（本例是），另外一个用于提示哪一个类拥有正在进行编辑的消息映射。在这两个组合框下面是一个列表框。左边的框列出了类本身和用户局面可以产生的所有命令。右边的框列出了这个类可以捕获的所有Windows消息，也列出了许多捕获常用消息的虚函数。 在这些框的右边是一些按钮,它们的作用分别是向工程文件增加新类、向类中增加一函数以捕获被高亮显示的消息、删除正在捕获消息的函数，以及为捕获高亮显示消息的函数打开源代码口通常，用户选中一个类，选中一个消息，并单击Add Function来捕获消息。下面就是Add Function按钮所做的事情： a)​ 将一个骨架函数添加到应用程序源文件的末尾。 b)​ 在源文件的消息映射中增加一个入口。 c)​ 在包含文件中的消息映射中增加一个入口。 d)​ 更新对话框中的消息和成员函数列表。 2）添加Windows消息处理函数对话框 还有另外一种捕获消息的方法。用户可以右击ClassView中的类名，然后从出现的快捷菜单中选择Add Windows Message Handler。这时将出现如下图所示的对话框。 2.2.8 命令 命令是一种特殊的消息类型。用户在任何时候选择一个菜单项，单击一个按钮或告诉系统做什么，windows 都将产生一个命令。 ClassWizard可帮助用户捕获命令。 运行界面与消息捕获类似。 命令消息都通过被选择的菜单或被单击的按钮的资源ID与相应的处理函数进行关联。只有从CWnd派生的对象可以接收消息。每个资源ID仅关联两个消息:COMMAND和UPDATE_COMMAND_UI。第一个消息允许增加处理用户选中菜单选项或单击按钮的函数一一也就是说，捕获命令。第二个使用户可增加一个设置菜单项、按钮或者其他控件的状态的函数，就像操作系统即将显示它们一样一一也就是说，更新命令。单击Add Function来增加一个捕获或更新包含额外步骤的命令。 2.3文档、视结构 2.3.1 简介 MFC的文档/视图结构把应用程序的数据从用户实际浏览和操纵数据的方法中分离开来。简单的说，文档对象负责存储、加载和保存数据，而视图对象允许用户在屏幕上查看数据，并用适合于应用程序的方法编辑数据。 2.3.2 了解文档 CDocument类 一个文档代表了一个数据集合，典型情况下一个文档由用户通过File Open命令打开并通过 File Save命令保存。用户通过与文档关联的CView对象操作文档。一个文档可以有多个视图关联。 2.3.3 了解视图 视图是显示存储在文档对象中的数据，并允许用户修改这些数据。视图对象保持了一个文档对象的指针。为了显示和修改数据，视图对象可用这个指针访问文档的成员变量。一个视图对象只能与一个文档对象关联。调用OnUpdate() 函数可以更新一个视图。所有的屏幕显示操作可在从CView继承的派生类的OnDraw成员函数中完成。 CView类的派生类： CCtrlView 实现常用控件的视图 CEditView 提供基本的文本编辑功能 CRichEditView 提供复杂的文本编辑功能 CFormView 通过使用对话框资源实现窗体式窗口 CRecordView 提供了显示数据库记录的功能 CDaoRecordView 一般与DAO数据库类一起使用，其余与CRecordView相同。 CScrollView 提供滚动功能 CListView 在窗口中显示CListView控件 CTreeView 在窗口中显示CTreeView控件 2.4图形设备接口 2.4.1 理解设备环境 1）户能够显示任何形式的数据，因为窗口中显示的所有东西，不论是文字、表格、位图或是其它任何类型的数据，都是以图形方式显示的。 2）MFC通过将windows的GDI函数和对象封装到其设备环境（DC）类中来帮助用户显示数据。 3）一个设备环境（DC）就是一个数据结构，它对窗口的绘制表面的属性保持跟踪。这些属性包括当前选择的画笔、画刷和用来在屏幕上绘制的字体。一个DC一次只能有一种画笔一种画刷和一种字体。设备环境对象封装了画线、写文本等API函数，所有的画图操作都通过DC对象进行。 4）DC帮助Windows实现了设备无关性。DC能用来输出到屏幕、打印机和元文件。 什么是元文件(metafile) 元文件就是由一系列可变长度结构组成的数组，图片以设备无关的格式存储在结构中。当元文件的记录被转换成设备命令并被合适的设备处理时，元文件被显示。 5）CDC类。CDC就是设备环境对象类。CDC对象提供了操作DC的成员函数。可以通过CDC对象类的成员函数来进行所有的绘图操作。 6）CPaintDC类 a. CPaintDC 类继承CDC 类； b. CPaintDC 类的构造函数自动调用OnPaint 函数，接着就可以在DC 中绘图；类的析构函数自动调用EndPaint 函数。 c. BeginPaint 函数准备绘图的窗口；EndPaint 函数表明结束窗口的绘图。 d.在视图类的OnDraw 函数中,CPaintDC已经由系统准备好，可以直接在OnDraw 中绘图。并且CPaintDC由系统自动释放。 7）CClientDC类 CClientDC对象封装了所有对Windows客户区DC的操作。CClientDC通过调用GetDC函数得到，通过ReleaseDC函数释放。 8）CWindowDC类 CWindowDC对象封装了对整个window窗口，包括框架的操作。 9）CMetaFileDC类 CMetaFileDC对象封装了对一个Windows 元文件的绘图操作。但是必须自己调用OnPrepareDC函数，来准备设备环境。 2.4.2 图形对象(Graphic Object) Windows 提供了多种在DC 中使用的图形对象类。这些类与Windows GDI的句柄类型相对应。 图形对象类 Windows 句柄类型 CPen HPEN CBrush HBRUSH CFont HFONT CBitmap HBITMAP CPalette HPALETTE CRgn HRGN 使用图形对象的一般步骤： 1）定义图形对象，使用图形对象类的Create函数如CreatePen创建对应的对象。 2）将创建的图形对象选进当前设备环境（DC）中，并保存旧的图形对象。 3）完成使用当前图形对象后，将原图形对象选回DC中。 4）保证分配的图形对象在结束使用后被删除。 注意：如果要反复的使用一个图形对象，可以只申请一次，然后在需要的时候将其选入DC中。但是必须确保在不再需要使用图形对象的时候，删除它。 2.5对话框和控件 2.5.1 对话框 Windows应用程序可能有多个对话框，对于每一个对话框，必须开发两个实体：对话框资源和对话框类。对话框资源用于定义在屏幕上显示的对话框和它的控件的大小和位置等信息。对话框类是对话框和它的控件的对应代码。用户可以用资源编辑器建立对话框资源，向其中增加控件和对它们进行调整。对话框及在对话框上的控件都必须有一个用于标识的ID。ClassWizard帮助用户建立一个对话框类，通常由MFC类CDialog派生而来，并将资源和类相连。 通常对话框上的每一个控件对应类中的一个成员变量。要显示对话框，可调用类的成员函数。可以在显示对话框前为控件设置缺省值，或使用控件对应的成员变量设定控件值。使用ClassWizard中的Member Variables可以为对话框上的控件本身或控件值建立对应的类成员变量。 单击上图中的Add Variable按钮，将弹出如下图所示的Add Member Variable对话框。 在这个对话框的Category和Variable type下拉式组合框中可以选择控件对应成员变量的类型：Value或Control类型，以及它们确切对应的类型。然后，在程序中就可以使用定义的变量来操纵控件了。 2.5.2 控件 1）基本控件 Windows常用控件 MFC对应的类 按钮控件 CButton 编辑框控件 Cedit 复选框控件 CCheck 列表框控件 CListBox 进度条控件(Progress bar) CProgressCtrl 滑块控件 CSliderCtrl 上下控件 CSpinButtonCtrl 图象列表(image list) CImageList 列表视图控件(list view) CListCtrl 树形控件(tree view) CTreeCtrl Rich Edit控件 CrichEditCtrl 2）添加自定义控件 在应用程序中可以添加一些自己生成的或由他人提供的控件。方法如下： 首先，选择菜单project，Add To Project，Components And Controls，弹出对话框“Components And Control Galley”对话框，选择“Registered ActiveX Controls”。 然后，选择准备插入的控件（如“GisAttEdit Contro”），按Insert按钮，会在程序中生成控件对应的类。 接着，就可以像使用标准控件一样使用插入的控件了。 2.6编程规范 2.6.1 书写风格 大括号的对齐，锯齿状对齐、缩进；使用空白（空字符，空行）以增加可读性。 2.6.2 命名规范 匈牙利记法：变量具有一个描述性的名字，如ClassName，名字用大写字母开始；如果变量是一多词名则每个单词词头需大写。然后，在描述性名称前，加上表示变量类型的字母——如，nCount为一整型变量，bFlag为一Boolean型变量。 前缀 变量 注释 a Array b Boolean d Double h Handle I Integer “index into” l Long lp Long pointer to lpfn Long pointer to function m Member variable n Integer “number of” p Pointer to s String sz Zero terminated string u Unsigned integer C Class 2.6.3 注释规则 1）函数注释 函数开头必须注明函数功能、参数、返回值 2）变量注释 应说明变量的作用 3）其它注释 每个功能模块应加注释，如一个循环体、一个判断等都需要加注释。 习题： 2.1建立一个基于多文档的应用程序，添加自己的菜单项，使用ClassVizard进行消息映射。 2.2在上题基础上，使用图形设备接口，在窗口上绘图。要求每按下一次鼠标左键，就以鼠标所点坐标为中心，画一个圆。 2.3建立一个基于对话框的应用程序。使用几个基本控件，如：编辑框、按钮、组合框等，并生成对应的变量，然后，通过这些变量控制控件的值。 第三讲 地理信息系统基本概念 3.1 GIS原理概述 3.1.1 GIS概念 地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。 3.1.2 GIS发展 1）起始发展阶段(60年代) 1963年由加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出并建立的世界上第一个地理信息系统是加拿大地理信息系统(CGIS)。 1963年美国哈佛大学城市建筑和师Howard T.Fisher设计和建立了SYMAP系统软件。 1966年美国成立了城市和区域信息系统协会(URISA)，1968年国际地理联合会(IGU)设立了地理数据收集委员会(CGDSP)。 1969年，又建立起州信息系统国协会(NASIS)。 2）发展巩固阶段(70年代) 70年代，GIS朝实用方向发展。各国对GIS的研究均投入了大量人力、物力、财力。不同规模、不同专题的信息系统得到很大发展。从1970年到1976年美国地质调查局发展了50多个地理信息系统。GIS受到政府、商业和学校的普遍重视。 3）推广应用阶段(80年代) 80年代，GIS在全世界范围内全面推广应用，应用领域不断扩大，开始用于全球性的问题。开展GIS工作的国家更为广泛，国际合作日益加强。GIS软件开发具有突破性的进展，仅1989年市场上有报价的软件达70多个。代表性的有ARC/INFO（美国）、GENAMAP（澳大利亚）、SPANS（拿加大）、MAPINFO（美国）、MGE（美国）、System9（瑞士/美国）、ERDAS（美国）。 4）蓬勃发展阶段(90年代以后) 90年代，随着地理信息产生的建立和数字化信息产品在全世界的普及，GIA已成为确定性的产业，投入使用的GIS系统，每2～3年就翻一番，GIS市场的年增长率为35%以上，从事GIS的厂家已超过300家。GIS已渗透到各行各业，涉及千家万户，成为人们生产、生活、学习和工作中不可缺少的工具和助手。 3.1.3 GIS组成 1）数据输入和检验 2）数据存储和管理 3）数据变换 4）数据输出和表示 5）用户接口 3.1.4 GIS功能 1）数据采集与输入 数据采集与输入，即在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这 些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式的过程。主要有图形数据输入，如管网图输入；栅格数据输入，如遥感图像的输入；测量数据输入，如全球定位系统（GPS）数据的输入；属性数据输入,如数字和文字的输入。 2）数据编辑与更新 数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成，图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。数据更新即以新的数据项或记录来替换数据文件或数据库中相对应的数据项或记录，它是通过删除、修改、插入等一系列操作来实现的。 3）数据存贮与管理 属性数据管理一般直接利用商用关系数据库软件，如ORACLE、ACCESS、FoxBase、FoxPro等进行管理。空间数据管理是GIS数据管理的核心，各种图形或图像信息都以严密的逻辑结构存放在空间数据库中。 4）空间查询与分析 空间查询与分析是GIS核心，主要包括数据操作运算、数据查询检索与数据综合分析。包括矢量数据叠合、栅格数据迭加等操作、算术运算、关系运算、逻辑运算、函数运算等。综合分析主要包括信息量测、属性分析、统计分析、二维模型分析、三维模型分析、多要素综合分析等。 5）数据显示与输出 数据显示是中间处理过程和最终结果的屏幕显示，通常以人机交互方式来选择显示的对象与形式，对于图形数据根据要素的信息量和密集程度，可选择放大或缩小显示。GIS不仅可以输出全要素地图，也可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图表及数据等。 3.1.5 GIS应用 1）资源清查 2）城乡规划 3）灾害监测 4）土地调查 5）环境管理 6）城市管网 7）作战指挥 8）宏观决策 3.2 GIS空间数据类型 3.2.1栅格数据数据结构 将工作区域的平面表象按一定分解力作行和列的规则划分，形成许多格网，每个网格单元称为象素，栅格数据结构实际上就是象元阵列，即象元按矩阵形式的集合，栅格中的每个象元是栅格数据中最基本的信息存储单元，其坐标位置可以用行号和列号确定。 3.2.2 矢量数据数据结构 矢量数据就是代表地图图形的各离散点平面坐标（x，y）的有序集合。 拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系 3.2.3 矢栅一体化数据结构 用填满线性目标路径和充满面状目标空间的表达方法作为一体化数据结构的基础，每个线性目标除记录原始取样点外，还记录路径所通过的栅格，每个面状地物除记录它的多边形周边以外，还包括中间的面域栅格。无论是点、线、还是面均采用面向目标的描述方法，即直接跟随位置描述信息并进行拓扑关系说明，因而它可以完全保持矢量的特点，而原子空间充填表达建立了位置与地物的联系，使之具有栅格的性质。 3.2.4 矢量与栅格数据比较 矢量数据 栅格数据 数据存储量 数据存储量小 数据存储量大 空间位置精度 空间位置精度高 空间位置精度低 连接关系 用网络连接法能完整描述拓扑关系 难于建立网络连接关系 输出效果 输出简单容易，绘图细腻、精确、美观 输出速度快，但绘图粗糙、不美观 信息处理 可对图形及其属性进行检索、更新和综合 便于面状数据处理 数据结构 数据结构复杂 数据结构简单 数据获取 获取数据慢 快速获取大量数据 数学模拟 数学模拟困难 数学模拟方便 叠合分析 多种地图叠合分析困难 多种地图叠合分析方便 数字图像处理 不能直接处理数字图像信息 能直接处理数字图像信息 空间分析 空间分析不容易实现 空间分析易于进行 模糊事物描述 边界复杂、模糊的事物难以描述 容易描述边界复杂、模糊的事物 费用 数据输出的费用较高 技术开发费用低 表3-1矢量数据与栅格数据比较 3.3 GIS数据管理 3.3.1 多样性空间数据库 空间数据主要包括矢量数据和栅格数据。现有GIS系统是基于矢量的，具有比较成熟的管理和建立矢量数据库的能力。同时，目前多数据GIS软件都可以将数字正射影像数据、遥感数据作为背景与矢量数据、DEM数据进行套合显示。由于遥感影像数据不断增长，现有GIS软件难以组织、调度、存储与管理这样的海量数据，因此开发能对多数据源、多比例尺、多时相影像数据进行统一管理和集成的大型空间数据库管理系统是研究的主要方向。 3.3.2 空间数据的无缝组织 1）以图幅为单元建库 以图幅为建库单元的缺陷：查询往往涉及到多幅图或在不同专题间进行；地理实体的完整性和一致性难以维护；分幅管理对于数据共享和地理实体一级的增加了难度。 2）逻辑上无缝组织 Intergraph的MGE，ESRI的ARC/INFO等都能建立无缝GIS地理数据库。能够完成地理数据的几何接边和逻辑接边，但物理上仍然按照图幅的概念进行存储管理，对同一地理实体的多个几何标识进行后台关联处理，对用户来说是不可见的。 3）逻辑和物理上无缝组织 工程和工作区： 从逻辑上和物理上的无缝组织出发，一个完整的无缝空间数据库可以被看成是一个工程，在工程中地物要保持存储、表达的完整性和一致性，在工程中具有唯一的几何标识和地物标识。 工作区是为了方便使用空间数据库，可以说是在应用时的工程的临时子集，可以按规则大小划分，也可以相互嵌套，最大可以为整个工程。工作区可以包括任何区域、任意一层或多层地物。 4）数据无缝组织 基于客户/服务器结构，突破传统图幅分块，保持地物完整性存放； 空间地物的属性数据在工程中统一管理，用关系数据库管理系统进行管理； 为了在工程中有效地组织和表达空间实体，可以按照地物大小对其进行分级抽取，然后对不同大小地物的几何对象标识进行整理、分层，建立空间索引。 3.3.3 图形数据与属性数据的连接方式 1）专题属性作为图形数据悬挂体： 属性数据是作为图形数据记录的一部分进行存贮的。这种只有当属性数据量不大的个别情况下才是有用的。大量的属性数据加载于图形记录上会导致系统响应时间的普遍延长。当然，主要的缺点在于属性数据的存取必须经由图形记录才能进行。 2）属性数据与图形数据完全独立（完全分开） 可以利用现有的CAD技术和DBS技术，维护难度大，相互操作难度大，CAD中删除一个，必须去找DBS，DBS也必须删除。 3）属性数据与图形数据自成体系（混合处理） 图形数据和属性数据自成体系，属性数据有其专用的数据库系统，很多情况下是用于事务管理的商业数据库，并且在它基础上建立了能够从属性到图形的反向参照功能，图形和属性间连接是通过关键字和标识码来连接。相互操作难度较大。例如ARC/INFO中ARC实现用拓扑关系定义了空间数据，INFO实现了用关系数据模型定义属性数据，两者通过内部代码和用户标识码（USER—ID）作为公共数据项。 4）属性数据与图形数据结构统一（完全结合） 此结构中有双向指针参照，且由一个数据库管理系统来控制，使灵活性和应用范围均大为提高。这一方案能满足许多部门在建立信息系统时的要求。CAD中删除一个图元，DBS自动删除。MAPGIS属于这种类型。 3.3.4 主要GIS软件的比较 ＡＲＣ／ＩＮＦＯ：美国，ESRI ＧＥＮＡＭＰ：澳大利亚，GENASYS ＩＤＲＩＳＩ：美国，克拉克大学制图部 ＥＲＤＡＳ：美国，ERDAS ＩＬＷＩＳ：荷兰，ITC Ｓｙｓｔｅｍ９：瑞士／美国，PRIME／Computersion ＭＧＥ：美国，intergraph ＳＰＡＮＳ：加拿大，Tydel　technologies　cop　 ＴＩＧＲＩＳ：美国，Intergraph cooparation 3.4空间分析 3.5地理信息系统发展 3.5.1 空间数据结构与数据管理 高效的栅格与矢量互换算法； 图形空间数据压缩技术； 逻辑结构设计、物理存贮结构的研究从理论走向实用。 3.5.2 数据自动输入技术 属性表格的扫描和识别； 图形扫描和跟踪； 拓扑关系自动生成； 图例符号的自动标识。 3.5.3 3S技术结合 3.5.4 时态GIS研究 空间三维、时间维； 三维地理矩阵：位置、属性、时间作为行、列、高； 十六叉树表示：GIS空间——时间； 基态修正法：不存储研究区域中每个状态的全部信息，只存贮某个时间的数据状态（称为基态）以及相对于基态的变化量。 3.5.5 三维GIS的研究 三维数据结构研究，包括数据存储、数据状态表示、数据可视化（八叉树、三维边界表示法）； 三维数据生成和管理； 三维数据显示。 3.5.6 GIS软件模式的发展 经历功能模块→包式模块→核心式软件 COMGIS COMGIS的基本思想：把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能，各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。COMGIS的实现技术主要是面向对象技术、组件式对象模型（COM）及相关技术（OLE、ActiveX）。 WEBGIS 通用网关接口技术（Common Gate way Interface ，CGI） 服务器应用程序接口方法（Server API） 插入法（Plugins） Java语言 开放式GIS（OPENGIS） 开放式GIS是研究分布式环境下实现地理空间信息和交互操作的方法。特点： 从系统的信息表达，到系统的功能都易于修改和扩充。支持现有和未来的地理数据共享标准。 提供地理信息应用互操作标准接口。支持实时访问远程空间数据库和空间信息处理资源的能力。OPENGIS实现技术：面向对象分布式技术、INTERNET技术、WWW技术。 3.5.7 当代GIS发展的若干技术 面向对象技术（Object Oriented） 客户/服务器技术（client/server） 部件对象模型（Component Object Model ，COM） 对象链接与嵌入技术（Object Linking　and Embedding ，OLE） ActiveX技术 超媒体技术 互联网技术 通用网关接口技术（Common Gate way Interface ，CGI） 服务器应用程序接口方法（Server API） 插入法（Plugins） Java语言 第四讲 MAPGIS的基本概念和体系结构 4.1 MAPGIS二次开发的基本概念 成熟实用的地理信息系统（GIS）的重要标志就是它提供给用户的二次开发能力。MAPGIS提供完整的二次开发函数库。用户完全可以在MAPGIS平台上开发面向各自领域的应用系统。 操作系统、MAPGIS开发库及MAPGIS应用程序的相互关系如图4-1所示： … 图4-1 基于MAPGIS平台的应用程序 目前MAPGIS二次开发库主要以API函数、MFC（Microsoft Foundation Class）类库、Com组件、ActiveX 控件四种方式提供。开发库被封装在若干动态链接库（DLL）中。 API函数在使用方法上与Windows的API函数完全一样，因此是独立于开发工具的。无论您使用VC++、VB还是BC++、Dephi…，您在这些工具中如何调用Windows的API函数，您就可以怎么调用这些二次开发函数。 MAPGIS类库是为基于MFC类库的C++开发者提供的多个可重用基类，它将应用程序所需的常见基本功能作了封装，使用便利，改动灵活。开发者只需从类库派生即可使自己的程序获得从窗口显示控制到图形查询编辑的各项功能。 MAPGIS COM组件是MAPGIS新一代体系结构的表现，功能更加强大，使用更加便利。具有二次开发方便、易于集成、无限扩展等特点。支持多种开发软件，包括Visual C++、Visual Basic、Delphi、Script、InterDev、Power Builder等，开发者可以多层次的访问MAPGIS组件的数据层、功能层和界面层。 ActiveX 控件是MAPGIS完成组件化改造的成果之一，它们使得二次开发更为快捷便利，代码的可复用性更高。 上述各类开发接口提供了从最基本数据单元的读取、保存、更新和维护到MAPGIS地图库的建立和漫游，以及空间分析，图象处理等一系列功能。其中，API函数是基础，使用上最灵活，但技巧性要求也最高。所以本书大量篇幅用于介绍C++ API函数。MAPGIS将不断丰富完善各类二次开发接口，以多种开发手段满足不同层次、不同应用的需求。这些函数所 在的C++头文件表4-1所示： 函数库名称 C,C++说明文件 各类头文件集合 MapGis.h 工作区基础函数 Win_area.h 图形显示输出函数 Map_out.h 窗口操作API函数 Win_oper.h 图形显示函数 Mapdisp.h 图形编辑函数 Mapedit.h 拓扑操作函数 Gistopo.h 剪贴板操作函数 clippaste.h 数字化设备参数设置及初始化调用函数 W32_Dig.h 图框生成函数 frmdll32.h 投影变换函数 projdll.h 工作区投影变换函数 cordcvt.h 工程管理及拼版文件操作函数 Map_prj.h 窗口操作类库 CGisView.h 输入编辑类库 CGisEdit.h 工程管理类库 CPrjEdit.h 地图库读取显示函数 Dbs_View.h 空间分析函数 Spc_anly.h Tin基本操作函数 TinBas32.h Tin工作区函数 Tin_area.h 网络分析函数 Net_oper.h 统计分析和统计图制作函数 Att_Sta.h 转换函数 GisConv.h 客户化菜单函数 Custom.h 图像输入输出函数 msiio.h 表4-1 二次开发头文件 4.2 MAPGIS基本术语 下面介绍MAPGIS系统中经常使用的一些基本概念。 地图：是按一定的数学法则和特有的符号系统及制图综合原则将地球表面的各种自然和社会经济现象缩小表示在平面上的图形，它反映制图现象的空间分布、组合、联系及在时空方面的变化和发展。 窗口：是用户坐标系中的一个矩形区域。用户可以改变这个矩形的大小、或移动位置来选择所要观察的图形。窗口就象照相机的取景框，当我们瞄准不同的地方，就选取了不同的景物。离景物越远框内包括的景物越多而成像就小；当我们靠近它，所包括的景物越少，成像越大。利用窗口技术，我们可以有选择的考察图形的某一部分，观察图形的细致部分或全局。 视区：是设备坐标系中的矩形区域，它是图形在设备上的显示区。可视区是在一定高程和一个或多个视点内，通过计算所得到的一个或多个视点的可见区域。 图层：用户按照一定的需要或标准把某些相关的物体组合在一起，我们称之为图层。如地图中水系构成一个图层，铁路构成一个图层等。我们可以把一个图层理解为一张透明薄膜，每一层上的物体在同一张薄膜上。一张图就是由若干层薄膜叠置而成的，图形分层有利于提高检索和显示速度。 靶区：是屏幕上用来捕获被编辑物体(图形)的矩形区域,它由用户在屏幕上形成。 控制点：控制点是指已知平面位置和地表高程的点，它在图形处理中能够控制图形形状，反映图形位置。 点元：点元是点图元的简称，有时也简称点，所谓点元是指由一个控制点决定其位置的有确定形状的图形单元。它包括字、字符串、文本、子图、圆、弧、直线段等几种类型。它与“线上加点”中的点概念不同。 弧段：弧段是一系列有规则的，顺序的点的集合,用它们可以构成区域的轮廓线。它与曲线是两个不同的概念，前者属于面元，后者属于线元。 区/区域：区/区域是由同一方向或首尾相连的弧段组成的封闭图形。 拓扑：拓扑亦即位相关系，是指将点、线、及区域等图元的空间关系加以结构化的一种数学方法。主要包括：区域的定义、区域的相邻性及弧段的接序性。区域是由构成其轮廓的弧段所组成，所有的弧段都加以编码，再将区域看作由弧段代码组成；区域的相邻性是区域与区域间是否相邻，可由它们是否具有共同的边界弧段决定；弧段的接序性是指对于具有方向性的弧段，可定义它们的起始结点和终止结点，便于在网络图层中查讯路径或回路。拓扑性质是变形后保持不变的属性。 透明输出：与透明输出相对的为覆盖输出。用举例来解释这个名词，如果区与区、线与区或点图元与区等等叠加，用透明输出时，最上面的图元颜色发生了改变，在最终的输出时最上面图元颜色为它们的混合色。最终的输出如印刷品等。 数字化：数字化是指把图形、文字等模拟信息转换成为计算机能够识别、处理、贮存的数字信息的过程。 矢量：是具有一定方向和长度的量。一个矢量在二维空间里可表示为(Dx,Dy),其中Dx表示沿x方向移动的距离，Dy表示沿y方向移动的距离。 矢量化：矢量化是指把栅格数据转换成矢量数据的过程。 细化：细化是指将栅格数据中，具有一定宽度的图元，抽取其中心