基于Addin的Arc GIS桌面系统扩展方法研究

刘康晨

（江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院，江苏徐州 221116）

0 引言

ArcGIS是美国ESRI公司在对其早期开发产品整合的基础上，于1999年推出的一款可伸缩、全系列GIS平台，供用户选择使用。从最初的ArcInfo 8发展到如今的ArcGIS10.7，当前ArcGIS主要包括了ArcGIS for Desktop，ArcGIS Server，ArcGIS Online，ArcGIS Enterprise，ArcGISPro等产品。其中，ArcGIS桌面系统是供GIS专业人员编辑、管理和分析地理信息的软件套件，可用于完成数据编辑、制图、可视化、地理分析和空间处理等一系列由简单到复杂的GIS任务［1］。目前的ArcGIS桌面系统主要包括两大类：ArcGISfor Desktop，ArcGISPro。在传统ArcGISfor Desktop中主要包括 ArcMap，ArcCatalog，ArcScene和ArcGlobe四类产品，而ArcGISPro在整合传统ArcGISfor Desktop产品于一体的基础上，又加入City Engine以提升ArcGIS三维建模能力，在未来有取代ArcGIS for Desktop的可能。

随着版本不断更新，ArcGIS桌面系统功能更加完善，现已成为GIS专业人员处理地理信息的必备软件。利用ArcGIS桌面系统处理地理数据时优势明显［2-3］：借助其强大的分析工具和扩展模块，可实现对地理数据方便快捷地处理；同时，凭借其友好地人机交互界面，用户可以对数据快速处理；而软件本身提供的模板和具备的能力，能极大减少地图的生产耗时，且在一定程度上实现地图生产自动化；此外，还可以轻松创建GIS资源，便于信息分享。

ArcGIS桌面系统不仅功能强大，还提供灵活的定制开发方式，用以进一步满足用户个性化需求。如 ArcGIS提供了VBA（Visual Basic for Applications），ArcObjects（简称 AO），ArcEngine（简称 AE），Model-Builder，Addin等多种定制扩展开发技术［4-5］，供用户自主定制开发。在开发过程中，传统开发方式更侧重基于VBA，AO或AE的开发，而Addin技术作为新推出的开发技术，目前少有人对其研究分析。为更好地利用Addin开发技术，实现对ArcGIS桌面系统的扩展，本文进一步对该种开发方式进行解释说明。

1 Addin技术概述

Addin通常被译作插件，是从ArcGIS10开始引入的新的桌面定制开发技术。相较于AO，AE等传统二次开发方式，Addin具有容易创建、易于安装、便于共享、更加安全及方便卸载等特性。在开发过程中，根据所采用的开发语言不同，可将Addin开发方式具体分为两种［6］：基于Python脚本语言的Addin技术、面向.NET（包含C#，VB，C++等）及Java高级编程语言的Addin技术。

其中，Python Addin技术在开发过程中可直接调用ArcGIS内置的ArcPY站点包，再利用ArcPY站点包实现对ArcGIS工具箱中各种工具直接调用。这既避免了了解复杂AO组件的难题，又降低了对开发人员的要求［7］。同时，Python语言简洁、写法独特的优势，使得在开发过程中可减少代码数量，且不需要编译。但在这种开发方式下，其编码不易调试且可扩展元素较少，缺点较为明显。

同Python Addin技术相比，面向.NET及Java高级编程语言的开发方式可支持更多可扩展元素。该方式是基于AO组件的扩展开发，可实现细粒度的控制ArcGIS的各种操作。同时，C#作为专为.NET Framework设计的一门面向对象的高级编程语言，其语言简洁、兼容性强、面向对象及与Web紧密结合等优势突出［8］，更容易受到开发人员的青睐。

2 基于C#的Addin开发一般步骤

基于C#的Addin开发过程一般可分为4个步骤：创建项目、添加组件、编写代码、调试安装。具体开发流程如图1所示。

图1 Addin开发流程

2.1 创建项目

打开Visual Studio 2010，选择Desktop Add-Ins模板 ，具 体 有 ArcCatalog Add-in，ArcMap Add-in，ArcScene Add-in及ArcGlobe Add-in四种选择，在开发过程中可根据实际需要选择相应的模板。随后，设置项目名称及其存放位置，并完善相关描述信息，如项目名称、开发单位、开发人员姓名、插件的用途介绍及插件的图标设置等。完成后即可点击Next进行下一步设置。

2.2 添加组件

完善相关信息后，根据插件界面设计的实际需要，为该项目添加相应组件。Addin中支持的组件类型主要有交互类和容器类两种［9］，具体如图2所示，且部分交互类组件还可依托于容器类组件上。为组件添加相应的描述信息后，点击Finish即可实现项目创建。此外，在完成项目创建后，还可以通过右击项目名称，选择“添加”—“组件”方式继续添加其他组件元素。

图2 Addin支持功能类型

2.3 编写代码

完成项目创建后，在生成的Config.esriaddinx文件中可查看上述添加的相关描述信息及组件信息。同时，利用AO及C#语言在组件对应的类文件中输入相应代码，通过具体的对象或接口，实现扩展元素相应功能及彼此间的交互。

2.4 调试安装

首次对Addin插件编译调试时，需先将其附加到已启动的ArcMap主程序上，具体通过选择“工具”-“附加到进程”实现。随后要先关闭ArcMap，然后再进行反复调试。在确保程序正确无误后，即可发布后缀名为.esriAddIn的文件，双击文件即可实现安装部署，操作简单快捷。同时，可通过ArcMap下的“加载项管理器”直接卸载已安装的Addin插件，不会存在注册表残留等问题。

3 Addin扩展插件实例

当前ArcMap面向Geodatabase表或要素类，将栅格数据以属性形式存储到字段中时，存在只能人工手动逐条加入、不能批量加载的不足。根据第三章中基于C#的Addin开发步骤，以开发设计一个实现栅格数据批量加载的“ILoader”插件为例，进一步阐述基于C#的Addin开发过程。开发设计的插件用户界面如图3所示。

图3 ILoader工具条界面

“ILoader”插件中包括的具体组件名称及其作用，具体如表1所示。同时，关于插件的相关描述性信息及所有的组件元素信息，均可在配置文件Config.esriaddinx中查看，如下所示。

//配置文件Config.esriaddinx信息

//项目描述信息

＜Name＞ILoader＜/Name＞

＜AddInID＞{40b44017-99e7-4acf-acb5-5805b96 d111f}＜/AddInID＞

＜Description＞一个向Geodatabase表批量加载图像的工具栏＜/Description＞

＜Version＞1.0＜/Version＞

＜Image＞ImagesILoader.png＜/Image＞

＜Author＞刘康晨＜/Author＞

＜Company＞JSNU＜/Company＞

＜Date＞2020/01/01＜/Date＞

＜Targets＞

＜Target name="Desktop"version="10.2"/＞

＜/Targets＞

＜AddIn language="CLR"library="ILoader.dll"namespace="ILoader"＞

//组合框C1ComBox相关信息

＜ComboBox id="JSNU_ILoader_C1ComBox"class="C1ComBox"

message="选择一个可加载图像数据的目标表或要素类"caption="表"tip="目标表"category="Add-InControls"image="ImagesC1ComBox.png"sizeString="WWWWWWWWWWW"rows="12"itemSizeString="WWWWWWWWWWW"hintText="-------目标表-------"editable="true"/＞

//工具栏ILoader相关信息

＜Toolbar id="JSNU_ILoader_ILoader"caption="ILoader"showInitially="false"＞

＜Items＞

＜ComboBoxrefID="JSNU_ILoader_C1ComBox"/＞

＜ComboBox refID=

"JSNU_ILoader_C2ComBox"separator="true"/＞

＜ItemrefID=

"JSNU_ILoader_C3Button"separator="true"/＞

＜Button refID="JSNU_ILoader_C4Button"/＞

＜/Items＞

利用该插件进行栅格数据加载时，首先通过C1ComBox组合框选择包含栅格字段的表，通过C2ComBox组合框选择一个字段用于匹配；然后通过C3Button，C4Button按钮选择待匹配的栅格数据，依次分析其文件名，并将与“匹配字段”中取值匹配的栅格数据返回栅格字段中，未匹配的则返回Null，直至处理完所有被选中的数据为止。此外，匹配结果还可通过C5DWnd可停靠窗口上的DataGridView控件显示。通过本插件最终可实现栅格数据的批量加载，完善ArcMap原有功能的不足［10］。

4 结语

ArcGIS桌面系统作为一个专业GIS应用软件套件，其包含的ArcGISfor Desktop及ArcGISPro在各行业领域的数据处理过程中均得到广泛应用，但其本身在一些功能细节上还存在一定不足。目前，针对ArcGISfor Desktop扩展的方法多样，而利用Addin技术扩展ArcGIS桌面系统，不仅降低了开发门槛，还极大地提高了开发效率。本文主要阐述了基于C#的Addin开发一般流程，并通过开发实例具体验证扩展插件的优越性，希望能为有意愿学习Addin开发技术的人员提供一定借鉴意义。

表1 ILoader组件构成