ArcGIS Engine空间分析学习

第六章 空间分析

　　空间分析功能是GIS的主要功能之一，本章将为读者介绍一些GIS开发常用的功能涉及到的空间拓扑运算，空间关系运算，空间临近运算所使用到的接口。

6.1 目标

　　熟悉ITopologicalOperator接口（用于空间拓扑运算）的使用；
　　熟悉IRelationalOperator接口（用于空间拓扑运算）的使用；
　　熟悉IProximityOperator接口（用于空间拓扑运算）的使用。

6.3 ITopologicalOperator接口

         ITopologicalOperator接口：用来通过对已存在的几何对象做空间拓扑运算，以产生新的结合对象。
         实现该接口的类又Point,Multipoint,Polygon,MultiPatch ，这些都是高级几何对象，另外GeometryBag也实现了该接口
         低级的构建几何对象如Segments（Line，Circular，Arc，Elliptic Arc，Bezier Curve），Path或者Rings 如果想使用该接口需要包装成高级几何对象
         ITopologicalOperator接口，通常GIS系统中 缓冲区分析，裁剪几何图形，几何图形差分操作，几何图形合并操作等都需要使用此接口
         ITopologicalOperator的主要方法：
              1、Boundary      几何图形对象的边界
              2、Buffer            对几何图形对象进行缓冲区空间拓扑操作
              3、Clip              对几何图形对象进行裁剪  空间拓扑操作
              4、ConstructUnion    高效的合并多个枚举几何对象与单个几何对象合并为单个几何对象，这对于大量几何对象的合并非常有效
              5、ConvexHull        构建几何对象的凸边形
              6、Cut               切割几何对象
              7、Difference        一个几何图形减去它与另一个几何图形相交的部分
              8、Intersect     两个同维度几何对象的交集部分
              9、Simplify      使几何对象拓扑一致
              10、SymmetricDifference      对称差分将两个几何图形的并集部分减去，减去两个几何图形交集部分
              11、Union        合并两个同维度的几何对象为单个几何对象

　　1）Boundary属性：

　　　　Polygon几何对象的Boundary是组成它的Polyline对象；

　　　　Polyline几何对象的Boundary是组成它的顶点Point几何对象；

　　　　而Point几何对象的Boundary是空对象。

　　2）Buffer方法使用代码片段：

/// <summary>
        /// 获取缓冲区图形
        /// </summary>
        /// <param name="pGeometry">源几何图形</param>
        /// <param name="distance">缓冲区半径</param>
        /// <returns></returns>
        private IGeometry GetBufferPolygon(IGeometry pGeometry, double distance)
        {
            ITopologicalOperator topoloticalOperator = pGeometry as ITopologicalOperator;
            IPolygon pPolygon = topoloticalOperator.Buffer(distance) as IPolygon;// 擦，这就得到缓冲区了？
            return pPolygon;
        }

　　3）Clip 方法，用一个Envelope对象，对一个几何对象进行裁剪；
　　4）ConvexHull方法，可以产生一个几何图形的最小的 边框凸多边形 （没有凹面包含几何图形的最小多边形）；
　　5）Cut方法，不支持GeometryBags几何对象，它可以指定一条切割曲线和一个几何图形，经过切割运算后把几何图形分为左右两部分，左右两部分是相对曲线的方向而言的。点与多点不能被切割，Polyline和Polygon只有与切割曲线相交时才能执行CUt方法；
　　6）Difference方法 用于产生两个几何对象的差集 ，（两个几何对象，将一个作为保留对象，与另一个做交集，在保留对象上减去 交集部分 得到的对象就是差集）；
　　7）Union 是合并同维度的两个几何对象，ConstructUnion 的解释太模糊，没看懂，（看图理解的是，Union必须有交集才能合并，ConstructUnion 几何对象分离也能合并，作为一个整体几何对象）；
　　8）Intersect方法，用于返回两个同维度几何对象的交集，即两个几何对象的重合部分；
　　9）SymetricDifference方法，用于产生两个几何图形的对称差分，即两个几何对象的并集减去 它们交集部分。

　　10）IsSimple属性和Simplify方法
　　　　a）IsSimple属性用于检测几何对象是否是拓扑正确，即为简化几何对象； ---拓扑正确的判断
　　　　b）Simplify方法，用于简化几何对象，使几何对象的拓扑正确。     ---拓扑正确的操作

6.3.2 简化几何对象功能开发

　　以下代码片段演示了如何使一个几何对象在拓扑上一致，例如在一个PointCollection对象中移除所有重合点；
　　对于SegmentCollection移除所有重合线段，而相交的线段会变成非相交线段（即在相交处产生一个顶点）；
　　Polygon所有相交的环将被移除，未封闭的环将被封闭。

/// <summary>
        /// 简化几何对象
        /// </summary>
        /// <param name="pGeometry"></param>
        private void SimplifyGeometry(IGeometry pGeometry)
        {
            try
            {
                ITopologicalOperator pTopOperator = pGeometry as ITopologicalOperator;
                if (pTopOperator != null)
                {
                    if (!(pTopOperator.IsKnownSimple))
                    {
                        if (!pTopOperator.IsSimple)
                        {
                            pTopOperator.Simplify();// 擦，又完成了
                        }
                    }
                }
            }
            catch (Exception)
            {

                throw;
            }
        }

6.4 IRelationalOperator接口

　　几何对象之间都存在着某种关联关系，如包含，相等，在内部，相交，叠加等
　　这些关联关系的获得都可以通过IRelationalOperator接口来获得，关系运算是在两个几何对象间进行的
　　通过IrelationalOperator的某一个方法 ，返回一个布尔值，来说明这两个几何对象是否有这种关系！！！
　　所有支持ITopologicalOperator的几何对象的类，也实现了IRelationalOperator接口，其中包括Envelope对象
　　这意味着还可以对两个几何对象的Envelope进行关联关系检查

　　IRelationalOperator 接口的方法：
　　　　1、Contains  检查 A与B 是否是A包含B的关系
　　　　2、Crosses    检查A与B是否相交
　　　　3、Equal  检查A与B是否相等
　　　　4、Touches   检查A与B是否是否相连
　　　　5、Disjoint     检查A与B是否是否不相交
　　　　6、Overlaps    检查A与B是否有重叠
　　　　7、Relation        检查是否存在定义relationship（关系？）
　　　　8、Within         检查两个几何图形，A是否包含于B中

6.4.2 判断几何对象包含关系功能开发

　　以下代码片段演示如何 判断 几何图形A 是否包含 几何图形B

/// <summary>
        /// 判断 几何图形A 是否包含 几何图形B
        /// </summary>
        /// <param name="pGeometryA"></param>
        /// <param name="pGeometryB"></param>
        /// <returns></returns>
        private bool CheckGeometryContain(IGeometry pGeometryA, IGeometry pGeometryB)
        {
            IRelationalOperator pRelOperator = pGeometryA as IRelationalOperator;
            if (pRelOperator.Contains(pGeometryB))
            {
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

6.5 IProximityOperator接口

　　IProximityOperator接口，用于获取两个几何图形的距离，以及给点一个Point，求另一个几何图形上离给定点最近的点。

　　QueryNearestPoint，ReturnDistance，ReturnNearestPoint
　　ReturnDistance方法用于返回两个几何对象间的最短距离，
　　QueryNearestPoint方法用于查询获取几何对象上离给定输入点的最近距离的点的引用
　　ReturnNearestPoint方法，用于创建并返回几何对象上离给定 输入点的最近距离的点

　　以下代码片段演示如何使用IProximityOperator接口获取给定与要查询的几何图形的最近点。

/// <summary>
        /// 在pGeometry上返回一个 离pInputPoint最近的point
        /// </summary>
        /// <param name="pInputPoint">给定的点对象</param>
        /// <param name="pGeometry">要查询的几何图形</param>
        /// <returns></returns>
        private IPoint NearestPoint(IPoint pInputPoint, IGeometry pGeometry)
        {
            try
            {
                IProximityOperator pProximity = (IProximityOperator)pGeometry;
                IPoint pNearestPoint = pProximity.ReturnNearestPoint(pInputPoint, esriSegmentExtension.esriNoExtension);
                return pNearestPoint;
            }
            catch (Exception)
            {
                return null;
            }
        }

　　以下代码片段演示如何使用IProximityOperator接口查询给定的两个几何对象的距离

/// <summary>
        /// 获取两个几何图形的距离
        /// </summary>
        /// <param name="pGeometryA">几何图形A</param>
        /// <param name="pGeometryB">几何图形B</param>
        /// <returns></returns>
        private double GetTwoGeometryDistance(IGeometry pGeometryA, IGeometry pGeometryB)
        {
            IProximityOperator pProOperator = pGeometryA as IProximityOperator;
            if (pGeometryA != null && pGeometryB != null)
            {
                double distance = pProOperator.ReturnDistance(pGeometryB);
                return distance;
            }
            else
            {
                return 0;
            }
        }