Map-Layer部分介绍
1.从Mxd文件说起
1.1.Mxd文件介绍
ArcGIS的地图文件为.mxd扩展名。Mxd文件的是有版本的，和ArcGIS的版本对应。可以在ArcMap中的File-Save A Copy，保存一个地图拷贝的时候选择Mxd文件的版本，支持的版本如下图所示。
因为我是用ArcMap 10.8截的图，所以这还需要再加一个ArcMap 10.8 Document。一个地图文件包含一个布局对象，一个多或者地图对象以及其他一些附属信息。地图文件不直接存储例如.shp、.tif等实际数据，只是存储一些图层信息以及图层对这些数据的引用。
高版本的ArcMap可以打开同版本和低版本的地图文件。
1.2.使用ArcMap打开mxd文件
下图是ArcMap自带的一个典型的mxd文件打开的效果。如下图所示。
当前模式为布局模式，即激活的是PageLayout，一共包含了三个地图，其中激活的地图为第一个Conterminous United States。
切换到数据模式，ArcMap显示的是当前激活的地图，如下图所示。
从ArcMap展示上，我们可以看出，一个地图文件，包含了一个布局对象，即PageLayout。包含了多个地图对象，即Map。每个Map都可以作为一个元素在PageLayout上显示，并可以设置自己的显示比例尺，不必统一。针对每个地图，可以添加其关联的比例尺，图例、指北针、网格等智能元素。也可以在布局视图上添加点、线、面以及文字等元素。
ArcMap中，布局和数据视图，同一时刻只能激活一个。而且当数据视图被激活的时候，显示的地图为布局视图中的活动地图。
每个Map都包含了多个图层， 可以为这些图层设置渲染、标注等信息，但并不存储数据本身。我们可以在Map上添加点、线、面以及文字等非数据元素。
1.3.使用ArcObject SDK打开mxd文件
在ArcObjects SDK中，我们一般使用IMapDocument接口打开mxd文件。在帮助中，查看到的IMapDocument的结构如下图所示。
有几个比较重要的属性。
ActiveView，当布局视图激活的时候，该属性返回的是IPageLayout，当数据视图激活的时候，返回的是布局视图下活动的地图，即IMap。
MapCount表示当前地图文件有几个地图，通过Map[Index]可以获取指定的地图对象。
PageLayout即地图文件包含的布局对象，返回类型为IPageLayout。
IMap和IPageLayout的实现类都继承了IActiveView，即实际开发的时候，IMap和IPageLayout接口类型的变量都可以转换成IActiveView接口。
IMapDocument、IActiveView、IMap和IPageLayout接口之间的关系可与用下图表示。
2.Map-Layer主干结构
一个mxd文件可以包含多个地图，但我们常用的大部分都是包含一个地图。一个地图可以包含多个图层组和图层，而图层指向的则是实际数据。图层可以控制数据是否显示、显示样式、最大最小显示比例尺等。Map可以设置自己的空间参考，在渲染的时候，各图层会投影到地图的空间参考下显示。
我们可以通过打开mxd获取map，从而获取图层对象。也可以通过ArcObjects SDK打开各类数据源，实例化图层。图层也可以单独保存成lyr文件，和mxd文件一样，只是保存了图层信息，并不保存图层指向的数据。
Map-Layer这个部分我认为是ArcObjects SDK中最核心、最重要的部分。我们在开发的时候，经常就是围绕这块的内容展开。从Map-Layer这两个点可以引出一大批重要的接口，例如IFeatureClass、IFeatureSelection、IFeatureCursor、IField、IFeature、IFeatureRenderer、IRaster、IRasterRenderer等，这些都是非常重要且使用频率非常高的接口。Map-Layer引申出来的关系网如下图所示。
3.Map
对于Map的话，我们需要了解以下内容。
1、一个mxd文件是可以包含多个地图文件的，但只能有一个处于激活状态，也就是在MapControl控件中，只能显示一个Map。
2、Map中包含的图层的空间参考可以各种各样，Map也可以设置自己的空间参考，显示的时候，会把图层的转换到Map的空间参考上显示。
3、 如果地图是地理空间参考的话，ArcGIS会默认以Plate_Carree投影显示。
打开ArcGIS自带的地图USA.mxd文件，如下图所示。
从图层树以及布局模式下的MapFrame可以看出，当前一共有三个地图，Conterminous United States、Hawaii和Alaska，分别对应布局模式下的三个MapFrame，每个MapFrame都有自己的显示比例以及比例尺元素。
有时候我们在做中国地图的时候，为了省事，南海那部分就用一张图片代替，放到地图的右小角。但把南海部分也做成一个Map，使用两个MapFarme是最规范的做法。
4.FeatureLayer
4.1.FeatureLayer的结构
FeatureLayer是我们开发的时候用的最多的API之一，其实现的接口以及关联的其他API也非常多。下面我们就用一张图来整体看下FeatureLayer有哪些常用的功能。
FeatureLayer类继承实现了非常多的接口。每个接口主要负责什么功能呢？我们可以参考每个接口定义属性和函数，还有一个更直观的方法，就是最找ArcMap软件。
IFeatureLayer接口的FeatureClass属性主要对应着矢量图层属性对话框中的Source选项卡 。IGeoFeatureLayer的Renderer属性对应Symbology选项卡，AnnotationProperties属性对应着Labels选项卡。IFeatureSelection接口对应Selection选项卡。ILayerFields接口对应着Fields选项卡。ILayerGeneralProperties接口对应General选项卡。IFeatureLayerDefinition接口对应Definition Query选项卡。IHTMLPopupInfo以及相似名字的几个接口对应着HTML Popup选项卡。IRelationshipClassCollection接口对应Joins&Relates选项卡。矢量图层属性对话框如下图所示。
4.2.IFeatureClass接口
IFeatureLayer的FeatureClass属性返回的是IFeatureClass类型，这就是我们的矢量图层实际指向的数据源。我们用代码打开一个Shape文件，获得的就是一个IFeatureClass对象。FeatureLayer的FeatureClass属性对应的属性标签如下图所示。
如果我们打开的是一个Shape文件，通过上图以及参考SDK的API，能够直观的看出可以获得数据的空间范围、数据类型、文件路径、几何体类型、空间参考等信息。
FeatureClass，我们可以理解为有一个几何体字段的二维数据表。二维数据表字段、有数据行，FeatureClass中的字段定义是IField，数据行定位为IFeature。因为包含一个几何体字段，所有就区分几何体类型，是Point、Polyline或者Polygon。所示IField的类型就多了一个几何体类型，定义为esriFieldType. esriFieldTypeGeometry。IFeature也有一个属性，名为Shape，返回该数据行存储的几何体。
4.3.IFeatureRenderer接口
通过IGeoFeatureLayer的Renderer属性可以获得地图的渲染对象IFeatureRenderer，IFeatureRender对应了矢量图层选项卡中的Symbology，如下图所示。
该选项卡中做的为矢量图层可使用的渲染类型，有的为选中的渲染类型的属性信息。矢量图层支持哪些渲染方式，可展开左侧树结构查看，也可以在ArcObject SDK的帮助中查看有哪些类继承实现了IFeatureRenderer接口，两者是可以对应起来的。
以最简单的SimpleRenderer为例，其对应的是渲染界面上的Single symbol项，这点在帮助里面也有说明。
其主接口为ISimpleRenderer，其定义基本上也和ArcMap上的UI是对应起来的，如下图所示。
4.4.IAnnotateLayerProperties接口
通过IGeoFeatureLayer接口的AnnotationProperties属性可以获取IAnnotateLayerPropertiesCollection接口，该接口是IAnnotateLayerProperties的集合，包含多个IAnnotateLayerProperties接口实例。这点我们也可以在ArcMap的Label标签页中验证，矢量图层在Label的时候，可以设置多种Label规则。如下图所示。
实现IAnnotateLayerProperties接口的类有两个，我们常用的是 LabelEngineLayerProperties，而LabelEngineLayerProperties又继承了ILabelEngineLayerProperties、ILabelEngineLayerProperties2等接口。这些接口定义的信息，基本上就能把Label选项卡中的内容对应上了。
4.5.IFeatureSelection接口
FeatureLayer实现继承了IFeatureSelection接口，该接口定义的内容可以Selection选项卡里找到。
IFeatureSelection的SelectFeatures可以通过设置查询条件来选择或者反选要素。查询条件既可以设置为属性查询条件，也可以设置为空间查询条件。
IQueryFilter接口定义入下。
esriSelectionResultEnum枚举的定义如下。
4.6.Search函数
IFeatureLayer和IFeatureClass都有Search函数，两者有什么区别呢？我们先看IFeatureLayer的Search函数。我们打开IFeatureLayer. Search函数的帮助，如下图所示。
下面备注中的文字大概是以下意思。
如果该图层定义了查询集，有就是说在IFeatureLayerDefinition接口的DefinitionExpression属性（ArcMap的Definition Query标签页）定义了查询条件，那么IFeatureLayer的Search函数就会在该查询的基础上进行查询。如果该图层使用Join连接了某个图层或者属性表，但查询的字段有该连接对象的字段，那么请调用IGeoFeatureLayer.SearchDisplayFeatures函数。
IFeatureLayer.Search函数返回的游标，也就是IFeatureCursor接口，不能用来更新要素，如果想更新要素，请使用IFeatureClass.Update函数。
回收游标第二个参数设置为true，否则设置为false。一般我们调用IFeatureLayer.Search函数后，返回的是IFeatureCursor，我们称为要素游标，通过该游标可以遍历查找结果。一般遍历方法如下所示。
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IFeatureCursor myFeatureCursor = myFeatureLayer.Search(myQueryFilter, false); IFeature myFeature = myFeatureCursor.NextFeature(); while (myFeature != null) { myFeature = myFeatureCursor.NextFeature(); } ComReleaser.ReleaseCOMObject(myFeatureCursor); |
如果传false，FeatureCursor.NextFeature之后，上一个IFeature还可以使用，如果是true，则就不能用了。传true会更节约内存，但你要把你想取的信息全部都取出来。
IFeatureClass的Search函数与IFeatureLayer的Search函数类似，只是其在原始数据的基础上查询，和图层的设置没有关系。
4.7.IFeatureClass.Insert函数
该函数用来批量添加要素。如果我们添加一个要素，可以调用IFeatureClass. CreateFeature函数，得到一个IFeature实例，然后对其赋值，最后调用IFeature的Store函数即可。但如果我们要批量添加多个要素，就要调用IFeatureClass.Insert函数，得到要素添加游标，在该游标上添加要素，最后一起提交即可。调用Insert函数的代码基本上都是一样的，使用的时候参考下面的模板即可。
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IFeatureBuffer myFeatureBuffer = myFeatureClass.CreateFeatureBuffer(); IFeatureCursor myFeatureCursor = myFeatureClass.Insert(true); for (int i = 0; i < myXList.Count; i++) { var myPoint = new PointClass { X = myXList[i], Y = myYList[i] }; myFeatureBuffer.Shape = myPoint; myFeatureBuffer.Value[2] = i; myFeatureBuffer.Value[3] = 0; myFeatureCursor.InsertFeature(myFeatureBuffer); if (i % 1000 == 0) { myFeatureCursor.Flush(); } } if (this.InputDataTable.Rows.Count % 1000 > 0) { myFeatureCursor.Flush(); } ComReleaser.ReleaseCOMObject(myFeatureCursor); |
FeatureCursor.Flush()是提交函数，如果添加的要素太多，最后一次性提交，会导致运行太慢哪，把进度条卡住，所以我一般会每1000条提交依次，这个数可以根据实际情况修改。
4.8.IFeatureClass.Update函数
该函数用看来批量更新要素。和Insert函数类似，如果我们只是操作一个要素，可以在获取IFeature之后，修改其属性值，调用最后调用IFeature的Store函数即可。但如果要批量更新，则建议采用IFeatureClass.Update函数，效率会比较高。调用Update函数的代码基本上都是一样的，使用的时候参考下面的模板即可。
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int myValueFieldIndex = myFeatureClass.FindField("Value"); var myFeatureCursor = myFeatureClass.Update(null, true); var myFeature = myFeatureCursor.NextFeature(); while (myFeature != null) { //更新要素 myFeature = myFeatureCursor.NextFeature(); } myFeatureCursor.Flush(); ComReleaser.ReleaseCOMObject(myFeatureCursor); |
4.9.ITable.DeleteSearchedRows函数
该函数用来批量删除要素。如果要删除单个要素，可以调用得到的IFeature.Delete函数。如果批量删除或者根据某个条件来删除要素，则可以调用ITable.DeleteSearchedRows函数。FeatureClass是继承实现了ITable接口的，所以我们把IFeature接口转换成ITable接口，调用该函数即可。一般调用代码如下。
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ITable myTabel = this.PointFeatureLayer.FeatureClass as ITable; IQueryFilter myQueryFilter = new QueryFilterClass { WhereClause = "RowIndex=" + pRowIndex.ToString() }; myTabel.DeleteSearchedRows(myQueryFilter); |
ITable.DeleteSearchedRows函数的参数为IQueryFilter，除了QueryFilter类外，SpatialFilter类也继承了该接口。但DeleteSearchedRows函数又是在ITable接口中定义的，那这个函数是不是支持SpatialFilter，可以去验证下，但我感觉应该是支持的。
4.10.IField接口和IFieldInfo接口
获取字段有两种方式，一是通过FeatureLayer继承实现了ILayerFields接口获取字段，另外一种是通过矢量数据源IFeatureClass的Fields属性获取IFields接口获取字段信息。
我们先看下IFields接口，如下图所示。
可以通过索引或字段名称获取具体的字段信息，返回是IField接口。我们再看下ILayerFields接口的定义。
我们看到除了返回IField外，还可以返回IFieldInfo，这两个有什么区别呢？IField是数据源中字段的定义，IFieldInfo是图层对字段定义的扩展。我们看下IFieldInfo的定义，如下图所示。
在IField的基础上扩展了字段别名，按照字符串返回某个要素该字段的值，属性表显示的时候该字段是否高亮显示，数字显示格式、是否只读、字段是否按照比率显示，是否可见。我们常用的主要有别名、是否可见等属性。这些信息对应了ArcMap矢量属性对话框中的Fields选显卡，如下图所示。
右侧字段详细信息分为两组，上面可设置的部分为IFieldInfo的信息，下面只读的信息为IField信息。
4.11.字段操作
对字段相关的操作主要是添加和删除。在Arcobjects中很少更新字段，基本上都是添加新字段，把旧字段的值设置到新字段中，删除旧字段。
添加字段可以实例化一个IField对象，然后通过IFeatureClass的AddField函数添加字段。添加的时候需要注意，数据源不要被其他应用占用，否则会发生锁定错误。
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IField myField = new Field(); IFieldEdit myFieldEdit = myField as IFieldEdit; myFieldEdit.Name_2 = "Level"; myFieldEdit.Type_2 = esriFieldType.esriFieldTypeInteger; myFeatureClass.AddField(myField); |
删除字段可调用IFeatureClass的DeleteField函数，调用的时候，还是需要注意，数据源不要被其他应用占用，否则会发生锁定错误。
4.12.打开Shape文件
打开Shape文件后，我们就可以获得IFeatureClas。打开Shape文件的代码比较固定，使用下面的代码打开即可。
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public static IFeatureClass OpenShapeFile(string pShapeFilePath) { var myType = Type.GetTypeFromProgID("esriDataSourcesFile.ShapefileWorkspaceFactory"); var myObject = Activator.CreateInstance(myType); var myWorkspaceFactory = myObject as IWorkspaceFactory; var myFeatureWorkspace = myWorkspaceFactory.OpenFromFile(System.IO.Path.GetDirectoryName(pShapeFilePath), 0) as IFeatureWorkspace; return myFeatureWorkspace.OpenFeatureClass(System.IO.Path.GetFileNameWithoutExtension(pShapeFilePath)); } |
4.13.创建Shape文件
创建Shape文件代码模式也很固定，即使是往gbd或者企业sde数据库中创建矢量数据的时候，我一般也喜欢先在一个临时目录下创建shape文件，然后调用Arctoolbox里面的工具，把这个数据拷贝到目标工作空间中。主要还是因为直接创建shape文件更简单，更稳定，而且不用考虑针对那么多数据源再分别写代码。
创建一个Shape文件的代码如下。
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public static IFeatureClass CreateShapeFile(string pShapeFilePath, List<IField> pFieldList) { string myFolderPath = System.IO.Path.GetDirectoryName(pShapeFilePath); if (System.IO.Directory.Exists(myFolderPath) == false) { System.IO.Directory.CreateDirectory(myFolderPath); } string myFileName = System.IO.Path.GetFileName(pShapeFilePath); var myType = Type.GetTypeFromProgID("esriDataSourcesFile.ShapefileWorkspaceFactory"); object myObject = Activator.CreateInstance(myType); var myWorkspaceFactory = myObject as IWorkspaceFactory; var myFeatureWorkspace = myWorkspaceFactory.OpenFromFile(myFolderPath, 0) as IFeatureWorkspace; var myFields = new FieldsClass(); var myFieldsEdit = myFields as IFieldsEdit; foreach (IField myField in pFieldList) { myFieldsEdit.AddField(myField); } IFeatureClass myFeatureClass = null; try { myFeatureClass = myFeatureWorkspace.CreateFeatureClass(myFileName, myFields, null, null, esriFeatureType.esriFTSimple, "shape", ""); } finally { ComReleaser.ReleaseCOMObject(myWorkspaceFactory); } return myFeatureClass; } |
创建完之后，得到IFeatureClass，如果不需要，就可以把该对象释放掉。如果需要添加要素，则可以通过调用其Insert函数，批量添加要素。如果想添加到地图上，则实例化一个FeatureLayer，把该对象赋值给FeatureLayer的FeatureClass对象，然后设置渲染样式，即可添加到地图上展示。
5. RasterLayer
5.1.RasterLayer的结构
图层的话，除了FeatureLayer外，用的最多的就是RasterLayer了。较FeatureLayer而言，RasterLayer比较简单，这点可以从栅格图层的属性对话框中可以看出。
其中General选项卡对应着RasterLayer继承实现的ILayerGeneralProperties接口，Source选项卡对应IRasterLayer的Ratser属性，Display选项卡对应着ILayerEffects接口，Symbology选项卡对应着IRasterLayer的Renderer属性。
5.2.IRaster接口
IRasterLayer的Raster属性返回的是IRaster接口类型。其指的是实际的栅格数据源，我们一般存储为tif或者img文件。Raster类实现了IRaster接口，同时Raster还继承了以下接口。
其中通过IRaster可以分块读取栅格数据的像元信息，并可以设置重采样方式。IRaster2接口提供了一些像素与地图坐标相互转换的函数。IRasterBandCollection接口可以读取栅格数据包含的波段信息。IRasterEdit接口提供了修改栅格数据像元值的功能。IRasterProps提供了栅格数据的属性信息。ISaveAs接口提供了栅格数据的保存功能。
不过我们一般很少用IRaser接口去修改栅格数据，主要还是靠调用ArcToolbox里面的工具来处理。
5.3.IRasterRenderer接口
该接口为栅格图层渲染接口，通过RasterLayer的Renderer可以获取或设置。继承该接口的类如下图所示。
其中我们常用的有RasterClassifyColorRampRenderer，分级别渲染，例如显示某个区域内的人口密度数据的栅格数据文件，就可以按照不同的颜色进行分段显示。
RasterUniqueValueRenderer，唯一值渲染，例如土地分类数据，就可以把耕地、林地、草地、城市用地等按照不同的颜色显示。
RasterStretchColorRampRenderer，拉伸渲染，一般我们显示Dem数据的时候都会使用这种渲染方式。
每种渲染方式如何设置，都可以参考ArcMap中的参数设置界面以及SDK帮助。
5.4.打开栅格数据
我们常用的栅格数据主要有tif和img格式。打开栅格数据有多种方法，我习惯用RasterLayer的CreateFromFilePath函数打开栅格数据，这这种方式比较简单。代码如下。
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var myRasterLayer = new RasterLayerClass(); myRasterLayer.CreateFromFilePath(this.DEMFilePath); |
5.5.创建栅格数据文件
我们可以使用IWorkSpace来创建栅格数据文件。
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public static IRasterDataset CreateRasterDataset(string Path, string FileName) { try { IRasterWorkspace2 rasterWs = OpenRasterWorkspace(Path); ISpatialReference sr = new UnknownCoordinateSystemClass(); IPoint origin = new PointClass(); origin.PutCoords(15.0, 15.0); int width = 100; int height = 100; double xCell = 30; double yCell = 30; int NumBand = 1; IRasterDataset rasterDataset = rasterWs.CreateRasterDataset(FileName, "TIFF", origin, width, height, xCell, yCell, NumBand, rstPixelType.PT_UCHAR, sr, true); IRasterBandCollection rasterBands = (IRasterBandCollection)rasterDataset; IRasterBand rasterBand; IRasterProps rasterProps; rasterBand = rasterBands.Item(0); rasterProps = (IRasterProps)rasterBand; rasterProps.NoDataValue = 255; IRaster raster = rasterDataset.CreateFullRaster(); IPnt blocksize = new PntClass(); blocksize.SetCoords(width, height); IPixelBlock3 pixelblock = raster.CreatePixelBlock(blocksize)as IPixelBlock3; //Populate some pixel values to the pixel block. System.Array pixels; pixels = (System.Array)pixelblock.get_PixelData(0); for (int i = 0; i < width; i++) for (int j = 0; j < height; j++) if (i == j) pixels.SetValue(Convert.ToByte(255), i, j); else pixels.SetValue(Convert.ToByte((i * j) / 255), i, j); pixelblock.set_PixelData(0, (System.Array)pixels); IPnt upperLeft = new PntClass(); upperLeft.SetCoords(0, 0); IRasterEdit rasterEdit = (IRasterEdit)raster; rasterEdit.Write(upperLeft, (IPixelBlock)pixelblock); System.Runtime.InteropServices.Marshal.ReleaseComObject(rasterEdit); return rasterDataset; } catch (Exception ex) { System.Diagnostics.Debug.WriteLine(ex.Message); return null; } } public static IRasterWorkspace2 OpenRasterWorkspace(string PathName) { //This function opens a raster workspace. try { IWorkspaceFactory workspaceFact = new RasterWorkspaceFactoryClass(); return workspaceFact.OpenFromFile(PathName, 0)as IRasterWorkspace2; } catch (Exception ex) { System.Diagnostics.Debug.WriteLine(ex.Message); return null; } } |
我们一般创建的时候，会调用ArcToolbox中的工具去创建。
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