基于.NET的管线成图系统的定制与开发

2013-12-12 01:46侯金波李奕洁潘喜峰纪海东

测绘通报 2013年2期

侯金波，李奕洁，潘喜峰，纪海东

(天津市勘察院，天津300191)

一、概述

管线探测工作中，管线探测的对象一般包括埋设于地下的给水、排水、热力、工业等各种管道及电力、电信线缆等。但因地域及客户需求不同等因素的影响，管线探测的内容、成果提交的要求等也各不相同，目前国内市场上的相关管线成图软件均难以满足管线探测工作灵活多变的需求。国内知名的管线探测单位多以某一CAD平台为基础自主定制开发地下管线成图系统并取得了较好的经济效益和社会效益。

CAD即计算机辅助设计，是计算机技术的一个重要应用领域。AutoCAD是由美国Autodesk公司开发与研究的一款通用计算机辅助绘图与设计软件包［1］。其开放的体系结构允许用户和开发者对其进行扩充和修改(即二次开发)，能极大地满足用户的特殊需求。

二、AutoCAD的二次开发方式

AutoCAD为开发人员提供了丰富的开发工具，用户可根据自身需求利用这些开发工具定制开发针对各自专业领域的应用软件，从而提高作业效率。AutoCAD的二次开发方式主要有以下几种。

1)ADS:即AutoCAD的C语言开发系统，其本质是利用C语言编写AutoCAD应用程序的头文件和目标库，采用结构化编程体系、运行速度快、适合高强度数据处理，其不足之处在于C语言熟练掌握难度高、ADS难以被发现的隐藏错误往往造成Auto-CAD乃至整个系统的崩溃。

2)AutoLISP/Visual LISP:AutoLISP是AutoCAD的内嵌语言，Visual LISP是为加速AutoLISP开发而设计的软件工具;Lisp与CAD无缝集成，控制结构灵活多变，可调用绝大部分AutoCAD的内置命令，且语法规则简单，易学易用，但是其采用解释执行的方式，运行速度较慢不适于大规模大规模的密集型运算，较差的保护机制使得源程序难以得到较好的保护，它们采用表来描述一切，难以很好地反映现实世界和过程，并且不能直接访问硬件设备进行二进制文件的读写。

3)ObjectARX/ObjectDBX:二者以C++为编程语言，采用面向对象的开发方式，能够对AutoCAD的所有事务进行完整的设计与开发，能够以较高的效率开发出功能强大、运行速度快、集成度较高、稳定性也较好的应用程序，二者最大的差异表现在ObjectARX需要AutoCAD作为宿主程序而ObjectDBX可以基于任意的宿主程序;因ObjectARX/ObjectDBX的方式是基于C++进行开发，编程者需较好的C++功底，对编程者的个人开发能力要求较高。

4)VBA:即将Visual Basic For Application开发环境集成在AutoCAD中，VBA通过 AutoCAD ActiveX Automation接口向AutoCAD发送消息。ActiveX是Microsoft基于COM(部件对象模型体系结构)开发的一项技术，用户可以用它来自定义Auto-CAD与其他应用程序共享图形数据及自动完成任务。在ActiveX Automation出现之前，开发者只能用AutoLISP或C++接口访问 AutoCAD图形，而 ActiveX Automation可以在多种编程环境下访问Auto-CAD图形，且更易于与Microsoft Word、Microsoft Excel等Windows应用程序共享数据。VBA开发方式与主程序间的通讯简单、高效，但是应用VBA不能定义对象，不能向CAD注册命令，其面向对象的功能支持的不是太好。在2012以后AutoCAD的CAD版本中不再支持VBA开发，转而完全支持.NET的开发方式。

5).NET:从 AutoCAD2006开始，Autodesk在.NET API中提供了一系列托管的外包类，使开发人员可利用任何支持.NET的语言，其优点是完全面向对象、方便易用、简单易学，是理想的AutoCAD开发工具。.NET采用了垃圾回收机制，由.NET框架自行进行内存的回收机释放，而不必向C++那样自己管理内存的申请和释放。ObjectARX的各种反应器在.NET API中由外包类映射为各种事件(E-vent)，用户通过定义事件响应函数来响应各种操作，对错误信息的处理由返回值转变为异常处理，更好地兼容.NET。面向对象的编程方法使得之一开发方式没有全局函数的概念，.NET API将ObjectARX下的全局函数封装为.NET API下的某些对象或对象的属性，如ObjectARX下与用户交互的系列全局函数被封装CommandLinePrompt类。

三、二次开发方式的比较

目前AutoCAD二次开发主要采用后4种开发方式，相较而言，这4种二次开发方式的能力范围基本满足以下关系式。

ObjectARX＞.NET＞LISP＞ActiveX开发的难度满足以下关系式。

VBA＜LISP＜.NET＜ObjectARX开发方式的能力见表1。

表1 开发方式的能力

四、管线成图系统的定制与开发

通过以上几种开发方式的介绍与比较，可以看出对于管线探测单位从易学易用、满足实际工作需要的角度来看，以.NET为基础进行管线成图系统的定制与开发不失为一个良好的选择。本文将对在AutoCAD平台上基于.NET进行管线成图系统的定制与开发的基本流程进行简单介绍。

1.系统定制与开发的基本原则

系统定制与开发的过程中除遵循软件设计的一般原则外，根据管线探测单位的实际工作情况还需遵循以下几点。

1)科学性可靠原则:数据的管理组织、成图编绘等应满足规范规定及工程实际需要，系统应具有一定的纠错及异常处理能力。

2)易用性原则:定制与开发的过程中应充分考虑到操作人员的实际素质，以建立操作方便、界面友好、性能稳定、结果直观的易用性系统为目标。

2.成图数据的组织与管理

良好的数据组织是成图系统性能优良的基本保障。对于管线成图来说，所需要的数据主要包含两个方面，即测量数据和与之对应的物探属性数据。在程序设计前期，开发人员需根据需要选定存储数据的载体，以及载体上测量数据和属性数据间相互组织关联的方式。比较常见的方式是以数据库为载体，设计各种表以完成各种数据的存储，表与表之间通过特定的字段相关联。外业所采集的测量及物探数据需经逻辑检查等预处理操作后转换为成图所需要的数据格式，经人工输入或自动加载至数据载体，在载体上完美地组织在一起，完成成图的数据准备工作。