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基于QGIS的二次开发（四）：矢量编辑与属性表操作

news 来源：原创 2025/8/21 1:32:12

一、实验目的

本次实验续接上一次的实验内容，旨在通过设计与开发地理信息系统的过程，加深学生对地理信息系统的理解，并掌握相关的设计与开发技能，包括熟悉地理信息系统的设计与开发流程，加强对 MVC 软件设计模式的理解与应用，最后总结并分享实验过程中的经验与心得，具体实验目的如下：

  1. 实现矢量编辑相关功能：设计并实现矢量编辑界面，包括开始编辑、选中要素、删除要素等功能，开发矢量编辑模块，实现添加面矢量的功能，并能够处理多边形要素的绘制和属性设置；
  2. 实现属性表操作相关功能：设计并实现属性表操作界面，包括查询要素、添加字段和删除字段等功能，加强对 MVC 软件设计模式的理解与应用，确保属性表操作与数据模型的分离。

二、实验内容

  • 矢量编辑-选中/删除要素
  • 矢量编辑-添加面矢量
  • 属性表操作

三、实验过程

3.1 矢量编辑-选中/删除要素

在上一实验中我们已经实现了地图画布状态栏的设置与地图属性表的显示，接下来我们将进入矢量编辑的部分，矢量编辑通常涉及到添加、删除和修改地图中的矢量要素功能，这些功能虽然听起来非常复杂，但其具体的实现思路与流程其实与我们之前实验的内容大同小异，因此首先我们在qgisUtils包下创建一个vectoredit.py文件用以管理矢量编辑功能。

3.1.1 添加界面控件

依据我们界面—>界面代码—>逻辑代码的二次开发思路，我们需要首先在Qt Designer中设计界面，也就是添加QAction如下图所示，具体包括开始编辑、选中要素、删除要素与添加面矢量四项，也就是我们希望在矢量编辑中具体实现的四项子功能：

需要特别注意的是：一定要在属性编辑器中勾选checkable，表示属性是否具有可勾选的状态，否则我们将无法直接通过点击复选框来改变该属性的状态。

3.1.2 实现开始编辑功能

参照主流的ArcGIS软件的矢量编辑功能实现的逻辑，首先我们需要在编辑器中设置一个“开始编辑”选项。为实现该功能，我们首先设置layerClicked函数，它用于检查当前选择的图层是否可编辑并更改actionEditshp 动作的可用性：

 而actionEditShpTriggered函数是一个响应槽函数，用于响应开始编辑的动作被触发的事件，具体包括开始与保存编辑内容，实现该功能后我们即可编辑修改矢量图层的属性表。

3.1.3 实现选中要素功能

在实现“开始编辑”功能后，我们就可以正式进入具体的矢量编辑功能的实现步骤中来了，首先是最简单也是最基础的“选中要素”功能，我们继续在vectoredit.py文件中编写代码如下所示，函数selectToolIdentified用于根据用户点击要素的操作来更新图层的要素选择状态，并显示在地图上：

而函数actionSelectFeatureTriggered是一个响应槽函数，主要用于响应名为“选中要素”的动作被触发的事件，包括设置地图工具、设置目标图层等，实现该功能后，在地图上我们即可单击选中/取消选中矢量图层中的要素。

3.1.4 实现删除要素功能

接下来我们来实现“删除要素”功能，该功能的实现与上一功能类似较为简单，代码如下图所示，actionDeleteFeatureTriggered函数是一个响应槽函数，它的主要内容为通过调用deleteSelectedFeatures()方法来删除选中的要素，实现该功能后在地图上选择要素再点击“DeleteFeature”选项即可删除指定要素：

3.1.5 绑定响应槽函数

通过代码实现了如上四个工具后，我们还需要将我们创建的响应槽函数与对应的QAction进行绑定，绑定响应槽函数需要回到我们继承主窗体的Ui_frm_main.py文件中，在connectFunc函数中添加代码如下所示：

除此之外，不要忘了在__init__函数中实例化我们的矢量编辑对象：

3.1.6 整合并展示结果

 最后我们将上述代码进行整合,并运行main文件验证我们的结果如下所示：

3.2 矢量编辑-添加面矢量

上述的实验内容中，我们只是完成了矢量编辑中最基础的几个功能，但从上述功能的实现过程中我们不难总结得出矢量编辑相关功能实现的总体思路，因此接下来我们将尝试一个较复杂的功能——添加面矢量，首先我们在qgisUtils包下创建一个editpolygon.py文件用于专门管理添加面矢量工具的方法。

3.2.1 创建属性编写窗口

依据我们界面—>界面代码—>逻辑代码的二次开发思路，我们知道在右键勾画完矢量后，若拓扑逻辑无错误，则会自动弹出要素属性的编写窗口，因此我们需要首先在Qt Designer中设计一个inputAttrWindow界面如下左图所示：

3.2.2 继承属性编写窗口

将上述的.ui文件转.py文件后，我们需要在ui包中创建一个editwindow.py文件用以继承属性编写的窗口并进行相应的逻辑代码的编写，其中的主要方法为addFeature函数，该函数首先遍历获得了所有字段的名称，并利用QLineEdit对象存储新增的字段值，实现了我们通过属性编写窗口添加要素属性的功能：

3.2.3 绘制面矢量方法

界面设计与继承界面代码设计完成后，我们进入具体功能的实现部分，在editpolygon.py中输入代码如下所示，该代码中canvasPressEvent函数用于处理鼠标在地图画布上的按下事件，canvasMoveEvent函数用于处理鼠标在地图画布上的移动事件，show_polygon函数通过self.rubberBand对象将多边形以橡皮筋的形式显示在地图上，polygon函数根据绘制的点列表self.points构建了一个多边形几何对象：

3.2.4 添加要素属性方法

成功创建多边形几何要素后，我们需要利用如下代码为这个新增的多边形几何要素添加属性，addFeature方法连接了我们在继承窗体类中创建的inputAttrWindowClass类，用于用户输入新要素的属性值，addFeatureByDict方法则负责将属性值设置到属性表对应的字段中，并将新要素添加到我们的编辑图层上：

3.2.5 创建并绑定响应槽函数

上述内容我们只是完成了“添加面矢量”的具体功能实现代码，为了将其与我们主界面进行关联，我们首先需要在vector.py文件的VectorLayerEditor类下创建响应槽函数actionPolygonTriggered如下图所示：

然后回到Ui_frm_main.py文件下的connect方法中绑定响应槽函数：

3.2.6 整合并展示结果

最后我们将上述代码进行整合,并运行main文件验证我们的结果如下所示：

3.3 属性表操作

以上的内容我们已经完成了实验课上的基本内容，为了进一步巩固拓展自己的二次开发能力与知识，结合理论课的项目要求，因为查询功能是最为常见与普遍的功能需要求，我决定在已有代码的基础上实现一系列的属性表操作功能，在上一实验课内容中我们已经实现了打开属性表操作，因此我们接下来的操作都将在attributedialog.py文件中进行。

3.3.1 添加界面控件

在上一实验课内容中，我们打开的属性表对话框及其相关设置并没有在Qt Designer中设计而是直接在代码中完成的，因此我们添加相关控件也直接利用QGIS自带的类来完成，添加的按钮具体包括：查询文本框、查询按钮、下拉框（显示所有图层/仅显示所选图层）、添加字段与删除字段五个，得到的界面结果如下右图所示：

3.3.2 实现查询要素功能

上一步骤（3.3.1）添加界面控件其实相当于我们已经“射好了箭”，接下来我们就需要针对这些射出的箭一个一个的去画“靶”以完成这些功能，首先是查询要素功能，runQuery函数通过文本框接受一个符合SQL语言的查询表达式，利用getFeatures方法获取图层中符合条件的要素：

updateTableView函数负责检查下拉框中的当前选择，当下拉框中的选项为“仅显示选中要素”时，利用setSubsetString方法创建一个图层子集，使只有符合子集条件（即我们需要查询的要素）的要素才会在我们的地图与属性表视图中显示。

3.3.3 实现添加字段功能

添加字段功能相比上一功能较为简单，addField函数首先检查编辑功能是否打开，利用 QgsVectorLayer中的addAttributes方法向属性表中新增一个字段，默认名称为new_field：

3.3.4 实现删除字段功能

由于实现删除字段这一功能之前，我们首先需要输入删除字段的具体名称，因此showDeleteFieldInputDialog函数不仅检查了编辑功能是否打开，同时构建了一个对话框用以记录用户输入的字段名，deleteField函数则利用deleteAttributes方法在属性表中删除该字段，二者共同作用实现了删除字段功能：

3.3.5 绑定响应槽函数

上述内容我们只是完成了“属性表操作”中具体功能的实现代码，为了将其与我们的属性表界面进行关联，我们需要将上述这些方法函数与对应的界面控件相绑定：

3.3.6 整合并展示结果

最后我们将上述代码进行整合,并运行main文件验证我们的结果如下所示：

四、最终成果展示

如上所示的所有内容以及过去三次实验报告中的结果，即我们实验课的最终成果，最终界面及其功能的实现不方便在文档中展示，因此将所有代码文件汇总如下，共含ui、design等五个代码包，各个代码文件间的逻辑将在后续进行更为详细的梳理与总结：

五、实验总结与心得

5.1 MVC设计模式下开发流程总结

至此我们地理信息系统设计与开发综合实验课程也是迎来了尾声，在第一次与第二次的实验报告中我结合自身理解总结了二次开发中的代码编写思路，在第三次实验报告中我阐述了自己对MVC软件设计模式理解，因此在最后一次实验报告中，结合我们所有实验的内容，我将MVC设计模式下的开发流程总结如下：

  1. 明确需求：确定系统的功能需求，包括用户交互需求、数据处理需求、界面布局方式等等，用以确定后续系统的模型、视图与控制器；
  2. 设计模型：定义系统中的数据处理逻辑，包括地图数据该怎么读取？地图属性数据该从哪里获得？等等，类似于功能“具体实现”的部分；
  3. 设计视图：设计系统的用户界面，在此次实验课中我们使用Qt Designer工具创建了众多界面，包括地图显示主界面，属性表界面等等；
  4. 设计控制器：接收用户发出的信号，并调用模型层的业务逻辑方法，最终实现具体功能，即我们在实验中经常使用到的槽函数；
  5. 实现MVC交互：通过控制器，将视图与模型进行连接，即绑定响应槽函数；
  6. 测试与调试：最后对系统进行全面的测试以验证其是否能满足我们的需求。

综上所述，遵循MVC设计模式的开发流程，可以有效地实现系统的数据处理、用户界面与控制逻辑的分离（即通过控制器实现了模型和视图之间的解耦），在我看来这也是MVC设计模式的独特之处，通过这几次实验课的接触与学习，我充分感受到了在该模式下进行地理信息系统开发的可维护性、可扩展性和可重用性，在这样一个过程中，我们不仅逐步完成了系统的设计与开发，同时大大提高了我们软件开发的能力和水平，为今后的学习工作开辟了新的宽广之路。

5.2 代码文件逻辑梳理总结

在上述内容中我们从较为抽象的角度总结了四次实验课内容的MVC设计模式下的开发流程，接下来我将以本次实验中的所有过程与内容为基础，从具体的代码编写角度总结梳理各个代码文件之间的逻辑，包括它们属于MVC模式中的什么部分，又起到什么样的作用：

  1. Design包：负责管理界面代码，包含Qt Designer生成的.ui文件，以及由.ui文件转为的.py文件，这些文件定义了系统的用户界面布局和控件，由此我们可以判断其属于视图部分；
  2. UI包：负责管理继承窗体进行逻辑代码编写的代码，包含继承自Qt生成的界面类的.py文件，通常会定义各种槽函数来处理用户的操作，并将这些槽函数与界面控件的信号连接起来，属于控制器部分；
  3. qgisUtils包：负责管理实现主页面上具体功能的代码，例如菜单设置、矢量编辑与属性表操作等，这些功能的实现涉及到业务逻辑的处理和数据操作，由此我认为它属于模型部分；
  4. data_control包：负责管理获取外部数据的代码，将外部数据转换为系统内部的数据模型，并提供给其他部分进行处理和展示，属于模型部分；
  5. res包：负责管理资源文件，这些资源文件可以被其他部分使用，例如用于界面的美化和增强用户体验，在此次实验中主要用于Qt Designer的控件图表设计，由此属于视图部分；

5.3 实验心得

随着实验心得的落笔，我们四节实验课的学习和实践也落下了帷幕，虽然历时不长，但我却认为它是使我收获最为丰富的实验课之一，在老师与同学们的帮助下，我不仅克服了自己过去对代码编写的畏难心理，进一步掌握了Python语言，同时深入学习了解研究了一种软件的设计模式，深化了自己对地信专业未来道路的认识。

在理论与实践相结合的学习过程中，我深刻感受到了大学三年里所学知识的串联与融合，软件工程基础知识，Python语言知识，地理信息系统使用知识等等相辅相成，帮助我更好地理解和掌握了实验内容，一路上虽有困难与挑战，但收获与成就同样宝贵，感谢该实验课程为我们提供的宝贵的学习机会！

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编程日记 2025/8/15 10:42:03

【ES6】模块化

概述 模块功能主要有两个命令&#xff0c;export和import。 一个js文件就是一个模块。 参考视频 【一小时速通JavaScript模块化&#xff0c;涵盖CommonJS与ES6模块化-哔哩哔哩】 https://b23.tv/gZ1uK7V 导出成员 在正常变量、函数前加export关键字。 导入模块 在另一个…...

编程日记 2025/8/19 21:16:00

C++学习——顺序表（六）

文章目录 前言一、找到数组的中间位置二、有序数组中的单一元素三、杨辉三角&#xff08;Ⅱ&#xff09;四、超过阈值的最小操作数Ⅰ五、找出峰值六、统计已测试设备七、统计和小于目标的下标对数目1.单向遍历法2.双指针法&#xff08;时间复杂度小&#xff09; 八、计算K置位下…...

编程日记 2025/8/17 20:53:36

python迭代器生成器

迭代器生成器区别 通俗版概念 ​迭代器&#xff08;Iterator&#xff09;​ ​像“快递员送快递”​&#xff1a; 你有一个包裹清单&#xff08;比如Excel里的测试用例&#xff09;&#xff0c;快递员&#xff08;迭代器&#xff09;会按顺序一个一个送&#xff08;遍历&#x…...

编程日记 2025/8/19 11:53:27

Hive SQL 精进系列：字符串拼接的三种常用方式

Hive字符串拼接&#xff1a;三种常用方式深度剖析 目录 Hive字符串拼接&#xff1a;三种常用方式深度剖析引言一、简洁直观的||操作符1. 基础语法规则2. 丰富多样的示例展示3. 优势与局限分析 二、规范通用的CONCAT函数1. 全面的语法解析2. 生动的示例说明3. 优势与局限剖析 三…...

编程日记 2025/8/16 9:54:32

MATLAB—从入门到精通的第二天

在第一天的学习中&#xff0c;我们掌握了 MATLAB 的安装配置、基础语法、变量管理和运算符的使用。本文将深入讲解 控制结构&#xff08;嵌套 if、switch&#xff09;、循环类型 和 向量操作&#xff0c;帮助读者进一步掌握 MATLAB 的核心编程技能。 1. 条件语句进阶 1.1 嵌套…...

编程日记 2025/8/16 11:45:37

韦伯望远镜的拉格朗日点计算推导过程，包含MATLAB和python运动轨迹仿真代码

研究过程 起源与提出&#xff1a;1687 年牛顿提出 “三体问题”&#xff0c;旨在研究三个可视为质点的天体在相互之间万有引力作用下的运动规律&#xff0c;但因运动方程过于复杂&#xff0c;难以得到完全解。欧拉的贡献1&#xff1a;1767 年&#xff0c;瑞士数学家莱昂哈德・…...

编程日记 2025/8/18 21:29:54

【 现代后端架构演进：微服务设计与云原生】

现代后端架构演进&#xff1a;微服务设计与云原生 一、架构演进历程 1. 单体架构到分布式系统 单体架构瓶颈 典型问题&#xff1a;代码耦合&#xff08;代码行超百万级&#xff09;、扩展困难&#xff08;垂直扩容成本 > 1 0 5 >10^5 >105美元/节点&#xff09;、技术…...

编程日记 2025/8/19 10:38:08

[JAVASE] 注解

一. 注解是什么? 注解是一种为程序元素提供元数据的方法.注解就是为程序做特殊标记的. 二. java内置的注解 分别是: 作用在代码的注解是: Override - 检查该方法是否是重写方法。如果发现其父类&#xff0c;或者是引用的接口中并没有该方法时&#xff0c;会报编译错误。 De…...

编程日记 2025/8/16 9:54:30

热成像仪真不错

我挂在外面的网路设备箱 室内的机柜 室外的猫 所用型号为优利德UTi160S&#xff0c;显示模式为&#xff08;可见光与热成像&#xff09;融合模式。...

编程日记 2025/8/16 9:54:38