[GIS] ArcObjects, 속상값에 따라 다른 색상 지정(UniqueValueRenderer)

ArcObjects는 공간분석등을 포함한 지오프로세싱과 공간 데이터 편집에도 탁월한 기능을 제공하지만 공간 데이터의 표현에도 매우 뛰어난 기능을 제공합니다. 여기서는 공간 데이터에 대한 각 속성값에 따라 다른 그리기 심벌을 지정할 수 있는 UniqueValueRenderer에 대해 정리해 보도록 하겠습니다. UniqueValueRenderer는 특정 값에 대한 그리기 심벌을 정의할 수 있는 렌더러입니다. 이 포스트는 기본적으로 SHP 파일을 통한 레이어를 ArcObjects에서 제공하는 지도 컨트롤에 추가하고 있다고 가장합니다.

ESRI.ArcGIS.Carto.IFeatureLayer pFL;
pFL = axMapControl1.get_Layer(0) as ESRI.ArcGIS.Carto.IFeatureLayer;

ESRI.ArcGIS.Geodatabase.IFeatureClass pFClass;
pFClass = pFL.FeatureClass;

ESRI.ArcGIS.Geodatabase.IQueryFilter pQF;
pQF = new ESRI.ArcGIS.Geodatabase.QueryFilter();

ESRI.ArcGIS.Geodatabase.IFeatureCursor pFCur;
pFCur = pFClass.Search(pQF, false);

앞의 코드는 먼저 지도 컨트롤에 추가된 SHP 데이터에 대한 레어이의 IFeatureLayer 인터페이스를 구하고 있습니다. IFeatureLayer를 통해 속성값에 접근할 수 있는 IFeatureClass 인터페이스를 구할 수 있으며 이 IFeatureClass의 검색 메서드인 Search에 인자로 IQueryFilter 타입의 값을 넘겨주면 레이어의 전체 속성 레코드를 얻어오게 되고 그 결과는 IFeautreCursor 인터페이스를 통해 접근할 수 있습니다.

ESRI.ArcGIS.Display.IRandomColorRamp pRCR;
pRCR = new ESRI.ArcGIS.Display.RandomColorRamp();
pRCR.MinSaturation = 0;
pRCR.MaxSaturation = 100;
pRCR.MinValue = 0;
pRCR.MaxValue = 100;
pRCR.StartHue = 0;
pRCR.EndHue = 360;
pRCR.UseSeed = true;
pRCR.Seed = 87;

앞의 코드는 색상 심벌을 손쉽게 만들어 낼 수 있는 유틸리티 인터페이스인 IRandomColorRamp를 인스턴스화 하고 있습니다. 이 인터페이스는 사용자가 지정한 색조와 채도등의 값을 지정하고 지정된 값의 범위 내에서 임의의 난수 발생을 통해 색상 심벌을 뽑아 낼 수 있습니다. 참고로 지정할 수 있는 Hue의 최소와 최대값은 각각 0, 360이며 Saturation의 최소와 최대값은 각각 0, 100 그리고 Value의 최소, 최대값은 0, 100입니다. 또한 난수 발생에 대한 Seed값을 지정할 수 있는 속성을 제공합니다.

ESRI.ArcGIS.Carto.IUniqueValueRenderer pRender;
pRender = new ESRI.ArcGIS.Carto.UniqueValueRenderer();

pRender.FieldCount = 1;
pRender.set_Field(0, "SGG_NM");

ESRI.ArcGIS.Display.ISimpleFillSymbol pSFS;
pSFS = new ESRI.ArcGIS.Display.SimpleFillSymbol();
pSFS.Style = ESRI.ArcGIS.Display.esriSimpleFillStyle.esriSFSSolid;
pSFS.Outline.Width = 0.4;
pRender.DefaultSymbol = pSFS as ESRI.ArcGIS.Display.ISymbol;
pRender.UseDefaultSymbol = true;

앞의 코드는 이 포스트의 주인공인 UniqueValueRenderer를 생성하고 속성값을 설정하는 코드의 일부입니다. 앞서 언급했듯이 UniqueValueRenderer는 속성값에 기반하여 서로 다른 속성값에 따라 각기 다른 색상 심벌을 지정한다고 했습니다. 4번과 5번 코드는 속성값을 얻어올 필드의 개수의 필드명(여기서는 SGG_NM)을 지정합니다. 또한 지정하지 못한 속성값을 가지는 도형에 대해 기본적으로 사용할 그리기 심벌을 지정하는 코드가 7~12번의 코드입니다.

ESRI.ArcGIS.Geodatabase.IFeature pFeat;
long n = pFClass.FeatureCount(pQF);
ESRI.ArcGIS.Geodatabase.IFields pFields;
pFields = pFClass.Fields;
int iField = pFields.FindField("SGG_NM");
for(long i = 0; i

앞의 코드부분은 각 속성값에 대한 그리기 심벌(정확히 말하면 SimpleFillSymbol)을 지정합니다. 동일한 값의 중복되는 속성값에 대해 이중으로 그리기 심벌을 지정하지 않도록 valFound 변수를 통해 걸러내고 있습니다. 코드 라인 별로 살펴보면, 2번 코드는 레이어가 가지고 있는 전체 속성 레코드의 개수를 얻어와 n 변수에 저장하고 있습니다. 그리고 3번, 5번 코드는 속성값을 가져올 필드명에 대한 인덱스를 얻어와 iField에 저장합니다. 6번 코드의 for문은 모든 레코드에 대해서 앞서 지정한 필드의 값을 가져오고 그 필드 값에 대해 그리기 심벌을 생성하여 지정하고 있습니다. 15번 라인의 for문은 앞서 저장해둔 속성값들 중에 중복된 속성값에 대해서는 이중으로 심벌을 지정하지 않도록 하는 코드입니다. 여기서 눈여겨 봐야 할 점은 생성해 지정한 그리기 심벌에 대한 색상값을 지정하고 있지 않다는 점입니다. 일단 그리기 심벌을 생성해 두기만 하고 다음에 색상값을 지정합니다.

pRCR.Size = pRender.ValueCount;
bool bOK = true;
pRCR.CreateRamp(out bOK);
ESRI.ArcGIS.Display.IEnumColors pEnumClrs;
pEnumClrs = pRCR.Colors;
pEnumClrs.Reset();
for(int ny=0; ny

앞의 코드는 이전 부분에서 생성해둔 그리기 심벌을 IRandomColorRamp 인터페이스 타입으로 생성해둔 객체를 통해 색상을 얻어와 실제 지정하는 코드입니다. 앞서서 pRCR이라는 변수 명으로 IRandomColorRamp 인터페이스의 CoClass를 생성해 놓았습니다. 이 pRCR로부터 생성할 색상의 개수를 지정하고 CreateRamp 매서드를 호출하여 원하는 개수만큼 원하는 색상 계열로 색상을 생성해 두는 코드가 1번~3번 코드입니다. 이제 생성해 놓은 색상을 얻기 위해 Iterator 디자인 패턴의 방법을 통해 얻어 오는 부분이 4,5,6번 코드와 12번 코드입니다. 7번 코드의 for문은 고유한 필드값으로 저장된 그리기 심벌들을 가져와서 이 심벌의 색상을 pRCR에서 얻어온 색상으로 지정하기 위한 반복문입니다. 이 부분까지가 UniqueValueRenderer에 대한 필요한 속성값들을 설정하기 위한 모든 과정입니다. 이렇게 구성한 UniqueValueRenderer를 레이어에 지정하는 코드는 아래와 같습니다.

pRender.ColorScheme = "Custom";
pRender.set_FieldType(0, true);

ESRI.ArcGIS.Carto.IGeoFeatureLayer pGFL = 
    pFL as ESRI.ArcGIS.Carto.IGeoFeatureLayer;
pGFL.Renderer = pRender as ESRI.ArcGIS.Carto.IFeatureRenderer;

axMapControl1.ActiveView.Refresh();

레이어의 렌더러는 IGeoFeatureLayer 인터페이스를 통해 접근할 수 있으므로 4번~6번 코드와 같은 형태로 렌더러를 지정할 수 있습니다. 최종적인 실행 결과는 아래와 같습니다.

사용자 삽입 이미지

[GIS] WKB(Well-Known Binary) Format

공간 데이터를 처리하는 DBMS는 포인트, 폴리라인, 폴리곤과 같은 공간 좌표 데이터를 효율적으로 저장하기 위해 BLOB 타입으로써 WKB라는 형태로 저장합니다. 개발하고 있는 지도 렌더러를 위한 맵엔진(코드명: Xr)에서 사용할 수치지도 데이터 포맷에 대해 고민하던 차에… GIS 데이터 표현의 범용 표준 중에 하나인 WKB에 대한 자료를 정리해 보았습니다.

WKB, 즉 Well-known Binary는 OpenGIS 스펙에 의해 정의된 지오메트리 값을 표현하기 위해 사용됩니다. KWB는 지오메트리 WKB 정보를 담고 있는 BLOB 타입의 값으로 표현되는 바이너리 스트림으로써 지오메트리 데이터를 상호간에 교환하기 위해 사용됩니다. WKB는 1바이트의 부호없는 정수와 4바이트의 부호없는 정수 그리고 8바이트의 배정밀 소수(IEEE 754)를 사용합니다. 여기서 1바이트는 8비트입니다.

예를 들면… WKT인 POINT(1 1)을 동일한 WKB로 변환해 본다면… 다음과 같은 총 21개로 구성된 연속된 바이트입니다.

0101000000000000000000F03F000000000000F03F

앞의 연속된 바이트를 해석 해보면… 다음과 같습니다.

사용자 삽입 이미지

즉, 첫번째 1바이트의 값이 1이면 바이트 정렬이 Little-Endian이며 0이면 Big-Endian이라는 의미입니다. 그리고 다음 2바이트는 지오메트리 타입으로써 현재까지 제안된 타입은 총 7개로써 Point, LineString, Polygon, MultiPoint, MultiLineString, MultiPolygon 그리고 GemetryCollection입니다. 끝으로 포인트의 좌표인 X와 Y 값이 각각 8바이트씩 오게됩니다.

앞의 예는 Point 타입에 대한 예이며 다른 지오메트리 타입에 대해서, 보다 직관적이고 효율적으로 파악하기 위해 C언어의 구조체 형식으로 보면 다음과 같습니다.

// Basic Type definitions
// byte : 1 byte
// uint32 : 32 bit unsigned integer  (4 bytes)
// double : double precision number (8 bytes)
// Building Blocks : Point, LinearRing
 
Point {
    double x;
    double y;
};

LinearRing   {
    uint32 numPoints;
    Point points[numPoints];
};

enum wkbGeometryType {
    wkbPoint = 1,
    wkbLineString = 2,
    wkbPolygon = 3,
    wkbMultiPoint = 4,
    wkbMultiLineString = 5,
    wkbMultiPolygon = 6
};

enum wkbByteOrder {
    wkbXDR = 0, // Big Endian
    wkbNDR = 1 // Little Endian
};

WKBPoint {
    byte byteOrder;
    uint32 wkbType; // 1=wkbPoint
    Point point;
};

WKBLineString {
  byte byteOrder;
  uint32 wkbType; // 2=wkbLineString
  uint32 numPoints;
  Point points[numPoints];
};
 
WKBPolygon {
  byte byteOrder;
  uint32 wkbType; // 3=wkbPolygon
  uint32 numRings;
  LinearRing rings[numRings];
};

WKBMultiPoint {
  byte byteOrder;
  uint32 wkbType; // 4=wkbMultipoint
  uint32 num_wkbPoints;
  WKBPoint WKBPoints[num_wkbPoints];
};

WKBMultiLineString {
  byte byteOrder;
  uint32 wkbType; // 5=wkbMultiLineString
  uint32 num_wkbLineStrings;
  WKBLineString WKBLineStrings[num_wkbLineStrings];
};
 
wkbMultiPolygon {
  byte byteOrder;
  uint32 wkbType; // 6=wkbMultiPolygon
  uint32 num_wkbPolygons;
  WKBPolygon wkbPolygons[num_wkbPolygons];
};
 
WKBGeometry  {
  union {
    WKBPoint point;
    WKBLineString linestring;
    WKBPolygon polygon;
    WKBMultiPoint mpoint;
    WKBMultiLineString mlinestring;
    WKBMultiPolygon mpolygon;
  }
};

바이너리는 크기면에서 데이터를 매우 최적화된 형태로 저장할 수 있는 포맷입니다. GIS 엔진을 설계하고 개발할때 자체 엔진에 특화된 데이터 구조를 설계하는 것 대신에 이러한 표준을 수용할 경우 얻을 수 있는 이점은 매우 크다고 할 수 있겠습니다.

이 글의 일부는 다음 URL에서 참고하였습니다.
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.0/en/gis-wkb-format.html

[GIS] ArcObjects, 지도 레이어 그리기 심벌 지정하기(SimpleRenderer)

ArcObjects를 이용하여 Map 컨트롤에 지도레이어를 추가하게 되면, 지도 레이어를 그리기 위해 사용되는 그리기 기능으로 기본적으로 SimpleRenderer라는 렌더러가 할당됩니다. 이 렌더러는 해당 레어어를 구성하는 모든 도형에 대해 동일한 그리기 심벌을 이용해 그리게 됩니다. 예를 들어서 폴리곤 지도 레이어의 경우 채움색과 외곽선색 등이 모든 도형에 대해 동일하게 적용되어 그려지게 됩니다.

ArcObjects가 지원하는 렌더러는 매우 다양한데… ClassBreaksRenderer나 DotDensityRenderer, UniqueValueRenderer 등이 있습니다. 이 포스트에서는 렌더러 중 가장 쉬우며 기본적으로 설정되어 있는 SimpleRenderer의 심벌을 지정하여 사용자가 원하는 색상으로 지도 레이어를 그리는 방법에 대해 정리해 보았습니다.

먼저 폴리곤 지도 레이어가 Map 컨트롤에 하나 추가되어 있다가 가정하겠습니다. 그리고 이 지도 레이어의 채움색을 초록색으로 표시하고 외곽선 색을 검정색으로 표시해 보도록 하겠습니다.

ESRI.ArcGIS.Carto.IGeoFeatureLayer pGFL;
pGFL = axMapControl1.get_Layer(0) as ESRI.ArcGIS.Carto.IGeoFeatureLayer;

ESRI.ArcGIS.Carto.ISimpleRenderer pSR;
pSR = pGFL.Renderer as ESRI.ArcGIS.Carto.ISimpleRenderer;

앞의 코드는 가장 먼저 추가한 폴리곤 지도 레이어를 IGeoFeatureLayer 타입으로 가져옵니다. 이 타입을 통해 렌더러 객체에 접근할 수 있기 때문입니다. SHP 파일을 통해 새로 추가한 지도 레이어의 그리기 렌더러는 기본적으로 ISimpleRenderer가 지정되므로 이 렌더러를 가져와 pSR이라는 변수에 담아 두고 있습니다.

ESRI.ArcGIS.Display.IRgbColor pFillRGB;
pFillRGB = new ESRI.ArcGIS.Display.RgbColor();
pFillRGB.Red = 0;
pFillRGB.Green = 255;
pFillRGB.Blue = 0;

앞의 코드는 채움 색상을 지정합니다. 앞서 언급했듯이 채움색으로써 녹색(RGB(0,255,0))을 지정하고 있습니다.

ESRI.ArcGIS.Display.IRgbColor pLineRGB;
pLineRGB = new ESRI.ArcGIS.Display.RgbColor();
pLineRGB.Red = 0;
pLineRGB.Green = 0;
pLineRGB.Blue = 0;

ESRI.ArcGIS.Display.ISimpleLineSymbol pSLS;
pSLS = new ESRI.ArcGIS.Display.SimpleLineSymbol();
pSLS.Color = pLineRGB;

앞의 코드는 폴리곤의 외곽선을 지정하기 위한 코드입니다. 외곽선은 ISimpleLineSymbol이며 라인의 폭(Width 프로퍼티)와 라인의 스타일(Style 프로퍼티) 그리고 색상(Color 프로퍼트)를 저장할 수 있습니다. 여기서는 검정색 색상으로 외곽선의 색을 지정하기 위고 있습니다.

ESRI.ArcGIS.Display.ISimpleFillSymbol pSFS;
pSFS = new ESRI.ArcGIS.Display.SimpleFillSymbol();

pSFS.Color = pFillRGB;
pSFS.Outline = pSLS;

앞의 코드는 앞서 만들어 놓은 채움색과 외곽선에 대한 객체를 실제 폴리곤 도형 지도 레이어에 적용하기 위한 채움 스타일에 대한 타입인 SimpleFillSymbol을 생성하고 있습니다. 이 SimpleFillSymbol 타입의 객체의 변수명은 pSFS라고 해 놓았고 앞서 구한 렌더러의 Symbol 속성에 할당해주면 우리가 원하는 결과를 얻을 수 있게 됩니다.

pSR.Symbol = pSFS as ESRI.ArcGIS.Display.ISymbol;
axMapControl1.ActiveView.Refresh();

앞의 코드가 바로 렌더러의 Symbol 속성에 심벌을 지정하는 코드입니다. 실행해 보면 원하는 색상 심벌로 지도 레이어가 그려지는 것을 확인할 수 있습니다.

사용자 삽입 이미지

[GIS] WKT(Well-Known Text) Geometry

WKT는 지도, 공간 객체의 공간 참조 시스템(Spatial Reference System) 그리고 공간 참조 시스템 간의 변환을 표현하기 위한 텍스트 마크업 언어입니다. 쉽게 말해 지도 상의 형상을 구성하는 좌표들에 대한 텍스트입니다. 이와 유사한 WKB(Well-Known Binary)라고 알려진 바이너리 형식이 PostGIS 등과 같은 데이터 베이스에 동일한 정보를 저장하고 변환되는데 사용됩니다. 포맷은 OGC(Open Geospatial Consortium)에 의해 제정됩니다.

기하학적 오브젝트(geometric objects)

WKT로 표현할 수 있는 기하학적 오브젝트는 포인트(Point), 선(Line), 폴리곤(Polygon), TIN 그리고 다각형(Polyhedrons)입니다. 멀티 지오메트리는 하나의 오브젝트에서 동일한 차원의 한개 이상의 지오메트리를 표현하는데 이용되며 다른 차원의 지오메트리들은 지오메트리 컬렉션(geometry collection)에 저장될 수 있습니다.

지오메트리의 좌표는 2D(x, y) 그리고 3D(x, y, z) 그리고 4D(x, y, z, m)일 수 있습니다. 어떠한 좌표도 가지고 있지 않은 빈 지오메트리는 타입 이름과 함께 EMPTY 심벌을 사용해 명시됩니다. 다음은 WKT에 대한 몇가지 지오메트리 예입니다.

1) POINT(6 10)
2) LINESTRING(3 4,10 50,20 25)
3) POLYGON((1 1,5 1,5 5,1 5,1 1),(2 2, 3 2, 3 3, 2 3,2 2))
4) MULTIPOINT((3.5 5.6),(4.8 10.5))
5) MULTILINESTRING((3 4,10 50,20 25),(-5 -8,-10 -8,-15 -4))
6) MULTIPOLYGON(((1 1,5 1,5 5,1 5,1 1),(2 2, 3 2, 3 3, 2 3,2 2)),((3 3,6 2,3 3)))
7) GEOMETRYCOLLECTION(POINT(4 6),LINESTRING(4 6,7 10))
8) POINT ZM (1 1 5 60)
9) POINT M (1 1 80)
10) POINT EMPTY
11) MULTIPOLYGON EMPTY

1번은 포인트 지오메트리이며, 2번은 폴리라인 지오메트리, 3번은 폴리곤 지오메트리입니다. 그리고 4번, 5번, 6번은 멀티 포인트, 멀티 폴리라인, 멀티 폴리곤 지오메트리입니다. 7번은 다양한 형태의 지오메트리 타입의 복합 타입입니다. 8번은 Z값과 M값을 가진 포이트 지오메트리이며 9번은 M 값을 가지는 포인트 지오메트입니다. 마지막 10번과 12번은 좌표가 없는 빈(Empty) 지오메트리입니다.

추가적으로 다른 예는 다음과 같습니다.

POINT (0 0)
POINT EMPTY
LINESTRING (0 0, 0 1, 1 2)
LINESTRING EMPTY
POLYGON ((0 0, 1 0, 1 1, 0 1, 0 0))
POLYGON ((0 0, 4 0, 4 4, 0 4, 0 0), (1 1, 1 2, 2 2, 2 1, 1 1))
POLYGON EMPTY
MULTIPOINT ((0 0), (1 1))
MULTILINESTRING ((0 0, 1 1), (2 2, 3 3))
MULTIPOLYGON (((1 1, 1 3, 3 3, 3 1, 1 1)), ((4 3, 6 3, 6 1, 4 1, 4 3)))
GEOMETRYCOLLECTION (MULTIPOINT((0 0), (1 1)), POINT(3 4), LINESTRING(2 3, 3 4))

공간 참조 시스템(spatial reference systems)

공간 참조 시스템에 대한 WKT 문자열은 측지학 데이텀(geodetic datum), 좌표 체계 그리고 공간 오브젝트에 대한 지도 투영 정보를 설명합니다. 이러한 공간 참조 시스템에 대한 WKT는 많은 GIS 프로그램에서 널리 사용됩니다. 예를 들어 ESRI는 shapefile의 *.prj 파일에서 WKT를 사용합니다. 다음은 공간 참조 시스템에 대한 WKT의 한가지 예입니다.

COMPD_CS["OSGB36 / British National Grid + ODN",
    PROJCS["OSGB 1936 / British National Grid",
        GEOGCS["OSGB 1936",
            DATUM["OSGB_1936",
                SPHEROID["Airy 1830",6377563.396,299.3249646,
                      AUTHORITY["EPSG","7001"]],
                TOWGS84[375,-111,431,0,0,0,0],
                AUTHORITY[["EPSG","6277"]],
            PRIMEM["Greenwich",0,AUTHORITY["EPSG","8901"]],
            UNIT["DMSH",0.0174532925199433,AUTHORITY["EPSG","9108"]],
            AXIS["Lat",NORTH],
            AXIS["Long",EAST],
            AUTHORITY[["EPSG","4277"]],
        PROJECTION["Transverse_Mercator"],
        PARAMETER["latitude_of_origin",49],
        PARAMETER["central_meridian",-2],
        PARAMETER["scale_factor",0.999601272],
        PARAMETER["false_easting",400000],
        PARAMETER["false_northing",-100000],
        UNIT["metre",1,AUTHORITY["EPSG","9001"]],
        AXIS["E",EAST],
        AXIS["N",NORTH],
        AUTHORITY[["EPSG","27700"]],
    VERT_CS["Newlyn",
        VERT_DATUM["Ordnance Datum Newlyn",2005,AUTHORITY["EPSG","5101"]],
        UNIT["metre",1,AUTHORITY["EPSG","9001"]],
        AXIS["Up",UP],
        AUTHORITY[["EPSG","5701"]],
    AUTHORITY[["EPSG","7405"]]

변환(transformations)

WKT 포맷은 변환 방법과 두개의 서로 다른 공간 참조 시스템 간의 좌표 변환에 사용되는 파라메터를 기술하기 위해 사용됩니다. 아래는 이러한 변환에 대한 WKT의 한가지 예입니다.

PARAM_MT["Mercator_2SP", 
    PARAMETER["semi_major",6370997.0], 
    PARAMETER["semi_minor",6370997.0], 
    PARAMETER["central_meridian",180.0], 
    PARAMETER["false_easting",-500000.0], 
    PARAMETER["false_northing",-1000000.0], 
    PARAMETER[["standard parallel 1",60.0]]
PARAM_MT["Affine",
    PARAMETER["num_row",3],
    PARAMETER["num_col",3],
    PARAMETER["elt_0_1",1],
    PARAMETER["elt_0_2",2],
    PARAMETER[["elt 1 2",3]]

WKT를 지원하는 RDBMS로는 PostGIS 모듈 1.3을 가진 Postgresql, Oracle 9i, 10g, 11g 그리고 mySQL 4.1,공간 데이터블레이드 모듈을 가진 Informix 9, 10, 11 그리고 MS SQL Server 2008과 SpatialLite 등이 있습니다. 이 글은 http://en.wikipedia.org/wiki/Well-known_text의 내용을 독자가 좀 더 읽기 쉽도록 내용을 보완한 글임을 밝힙니다.