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[導(dǎo)讀]WinCE下基于ArcGIS Mobile實現(xiàn)的嵌入式地圖

很多場合的嵌入式應(yīng)用,需要涉及地圖操作。目前嵌入式GIS產(chǎn)品國外主要有ESRI和MapInfo,國內(nèi)主要有超圖、靈圖等[1]。
 本文介紹在某基于WinCE 6.0操作系統(tǒng)的車載信息終端上嵌入式地圖的實現(xiàn)方法。主要的目標(biāo)功能如下:能夠?qū)崿F(xiàn)基本的地圖操作,例如放大、縮小、漫游、分圖層顯示;用戶圖層的繪制,例如在地圖上疊加軍標(biāo)、繪制符號等;能夠接收GPS坐標(biāo)、繪制本車或它車的地理位置。
本文的開發(fā)環(huán)境使用VS 2005、ArcGIS Server v9.3,編程語言使用C#,目標(biāo)操作系統(tǒng)為WinCE 6.0。
1 ArcGIS Mobile開發(fā)環(huán)境
 ArcGIS Server是ESRI公司推出的專業(yè)的GIS應(yīng)用整合套裝軟件,其主要目標(biāo)是提供地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù),在大型GIS系統(tǒng)與終端設(shè)備間提供無縫的信息交換與服務(wù)。為了支持PDA、智能手機之類的手持設(shè)備,按照任務(wù)的復(fù)雜程度,ArcGIS為移動GIS提供了三種解決方案:ArcGIS Mobile、ArcPad以及ArcGIS Engine[2]。本文介紹依托ArcGIS Mobile開發(fā)的嵌入式應(yīng)用。此外,還利用ArcMap和ArcCatalog這兩個工具進行地圖制作和地圖發(fā)布,而且這兩個工具也都包含在ArcGIS Server套裝中。
 ArcGIS Mobile的基本功能包括:瀏覽空間數(shù)據(jù),捕捉、標(biāo)注GPS位置,創(chuàng)建或更新點、線、面等要素,通過ADO.Net編輯表格數(shù)據(jù),自動從GIS服務(wù)器同步更新數(shù)據(jù)等[3]。
基于ArcGIS Mobile開發(fā)移動應(yīng)用的基本步驟是:首先使用ArcMap編輯地圖;然后使用ArcCatalog或者ArcGIS Server Manager發(fā)布地圖;使用Visual Studio 2005以及ArcGIS Mobile SDK開發(fā)應(yīng)用程序;最后將數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序部署到目標(biāo)設(shè)備[4]。
2 地圖數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備
 ArcGIS Mobile開發(fā)的應(yīng)用,不僅支持在線應(yīng)用,同時也支持離線應(yīng)用。在應(yīng)用程序有可用的網(wǎng)絡(luò)使用時,ArcGIS Mobile可以在線同步更新數(shù)據(jù),并下載到本地設(shè)備上作為緩存;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)不可用時,ArcGIS Mobile可以使用緩存數(shù)據(jù)。
 本文描述的終端設(shè)備不需要考慮地圖編輯功能,也不需要從地圖服務(wù)器讀取數(shù)據(jù),所以在應(yīng)用部署時,應(yīng)預(yù)先生成緩存再直接部署到目標(biāo)設(shè)備上與應(yīng)用程序一起發(fā)布。
ArcToolbox為Mobile應(yīng)用提供了兩個工具,其中Generate Mobile Service Cache用來生成Mobile地圖服務(wù)的緩存。需要注意的是,為了支持移動應(yīng)用,在發(fā)布服務(wù)時,應(yīng)選中“Mobile Data Access”。如果用戶不需要修改地圖數(shù)據(jù),還可以創(chuàng)建Basemap,對地圖數(shù)據(jù)進行高度壓縮,使之在移動設(shè)備上的性能更加優(yōu)化[5]。
3 應(yīng)用程序開發(fā)
 在Visual Studio 2005下提供了智能設(shè)備應(yīng)用程序開發(fā)向?qū)?,可以按照向?qū)нM行應(yīng)用程序的開發(fā)。為了使用ArcGIS Mobile提供的類,應(yīng)當(dāng)引用相應(yīng)的命名空間。
3.1 在應(yīng)用程序中加入Map控件
 在工具箱的“ArcGIS Mobile Controls”選項卡中提供了與Mobile開發(fā)的各種控件,其中Map控件提供了對地圖內(nèi)容進行管理和控制的功能。當(dāng)給窗體添加了一個Map對象時,Map控件會自動綁定一個MobileService對象。在ArcGIS Mobile中,地圖內(nèi)容通過MobileService控件獲得并發(fā)送,Map主要負(fù)責(zé)地圖的表現(xiàn)。地圖服務(wù)地址和地圖緩存路徑的設(shè)置也保存在MobileService對象中。
3.2 從緩存讀取地圖數(shù)據(jù)
 為了顯示地圖,首先通過MobileService控件讀取地圖緩存數(shù)據(jù)。基本步驟是:在程序初始化時,首先通過MobileService的CacheStoragePath屬性設(shè)置緩存路徑,然后利用MobileService的Open方法,打開緩存。示例代碼如下(省略了異常捕獲語句):
mobileService1.CacheStoragePath=@"MapCache";
mobileService1.Open(CacheOpenMode.Open);
3.3 地圖基本操作的實現(xiàn)
 地圖的基本操作如放大、縮小和漫游等可以通過Map控件的MapActions屬性來實現(xiàn)。MapActions是與Map控件關(guān)聯(lián)的地圖操作模式集合,常用的有PanMapAction、ZoomInMapAction等。將需要的地圖操作模式添加到MapActions集合,在地圖操作模式需要改變時,設(shè)置Map控件的CurrentMapAction屬性為MapActions集合中的一種,當(dāng)前的地圖操作模式也就隨之改變。
例如,準(zhǔn)備通過點擊工具欄的Button實現(xiàn)地圖放大操作,則首先創(chuàng)建ZoomInMapAction的新實例,然后將新實例加入Map控件的MapActions,響應(yīng)Button單擊事件,將Map控件的CurrentMapAction屬性設(shè)置為 ZoomInMapAction。代碼如下:
 private ESRI.ArcGIS.Mobile.MapActions.
 ZoomInMapAction zoomInMapAction1;
 this.zoomInMapAction1=new ESRI.ArcGIS.
 Mobile.MapActions.zoomInMapAction1
 (this.components);
  this.map1.MapActions.Add(this.zoomInMapAction1);
  this.map1.CurrentMapAction=zoomInMapAction1;[!--empirenews.page--]
 在移動設(shè)備沒有鼠標(biāo)、觸摸屏等定位設(shè)備時,可以采取一種變通的方式進行地圖的縮放,這就是Envelope類。Envelope用來定義一個幾何對象的區(qū)域,可以借助它先獲取地圖的顯示區(qū)域,然后改變Envelope,再設(shè)置地圖的顯示區(qū)域。代碼如下:
 this.envelop1=this.map1.GetExtent();
 this.envelop1.Resize(0.5);
 this.map1.SetExtent(this.envelop1);
 利用Map控件的GetExtent和SetExtent方法來獲取及設(shè)置地圖的可視區(qū)域。CenterAt方法可以改變地圖的中心位置。為了在屏幕坐標(biāo)和地理坐標(biāo)之間進行轉(zhuǎn)換,可以調(diào)用Map控件的ToMap和ToClient方法。
3.4 用戶圖層符號標(biāo)繪的實現(xiàn)
 軍事上的態(tài)勢標(biāo)繪常常需要在地圖圖層之上疊加各種軍標(biāo)符號,比較簡單的方法是響應(yīng)Map控件的Paint事件。Display對象在Map圖層之上顯示,當(dāng)所有的圖層繪制完畢后,重繪Display之前會觸發(fā)Paint事件,此時可以使用Display對象繪制圖形、文本和圖像。需要說明的是,Display對象繪制的內(nèi)容不可以保持,用戶應(yīng)注意重繪。調(diào)用Display對象繪制一個圓點的代碼如下:
 private void map1_Paint(object sender,
 MapPaintEventArgs e)
 {
 e.Display.DrawPoint(
  new Pen(Color.Blue),
  new SolidBrush(Color.Red), 3,
  map1.ToMap(100, 100));
 }
 另一種繪制用戶符號的方法是借助繪圖圖層(graphic layers),Map控件的MapGraphicLayers屬性表示繪圖圖層的集合。地圖中包括地理圖層(geographic layers)、注解圖層(annotation layers)和繪圖圖層(graphic layers)三類圖層。前兩類圖層的數(shù)據(jù)都由數(shù)據(jù)源讀取,繪圖圖層則由用戶控制,可以在地理圖層、注解圖層之上顯示額外的信息。其使用方法是:首先為Map控件的MapGraphicLayers屬性添加MapGraphicLayer對象或其派生對象的實例,然后重載該實例的Draw()方法。這樣當(dāng)Map重繪時,就會通過Draw()方法完成用戶符號的繪制。
3.5 GPS定位功能的實現(xiàn)
 ArcGIS Mobile提供了3個GPS相關(guān)的控件對GPS進行支持:(1)FileGpsConnection控件:提供文件GPS連接,它可以從一個包含GPS數(shù)據(jù)的文本文件中,模擬一個GPS連接,這樣在調(diào)試中會非常方便;(2)Seria1P0rtGpsConnection控件:提供串口GPS連接,主要用在實際應(yīng)用中;(3)GpsDisplay和上述兩種GpsConnection聯(lián)動,實現(xiàn)GPS信息在地圖上的表現(xiàn)。
在沒有GPS設(shè)備的時候,可以使用FileGpsConnection進行調(diào)試。FileGpsConnection的原理就是從一個包含GPS數(shù)據(jù)的文本文件,模擬GPS連接。將FileGpsConnection對象的FileName屬性指定為這個GPS數(shù)據(jù)文件,然后調(diào)用Open和Close方法就可以打開或關(guān)閉GPS連接。每次GPS位置點改變時,都會觸發(fā)GpsChanged事件,在此事件中,可以更新地圖的位置。
3.6 應(yīng)用程序的部署
 在部署應(yīng)用程序之前要在移動設(shè)備上安裝一些必要的支持文件,一個是.NET CF運行,另一個是ArcGISMobile.CAB和AGMRuntime.CAB,通過ActiveSync把它們拷貝到移動設(shè)備并運行;然后把項目生成的可執(zhí)行文件拷貝到移動設(shè)備上,即可以運行創(chuàng)建的應(yīng)用程序。
 如果在VS 2005環(huán)境下調(diào)試應(yīng)用程序,應(yīng)用程序會自動部署到目標(biāo)設(shè)備上。
 本文介紹了使用ArcGIS Mobile開發(fā)嵌入式GIS應(yīng)用的基本方法,這些方法已經(jīng)在工程實踐中得到了應(yīng)用。本文的主要目標(biāo)是實現(xiàn)態(tài)勢、軍標(biāo)在移動設(shè)備上的顯示,ArcGIS Mobile作為一款專業(yè)的移動GIS平臺,這些功能只是其中一小部分。ArcGIS Mobile的進一步開發(fā),例如數(shù)據(jù)的現(xiàn)地編輯、數(shù)據(jù)回傳等應(yīng)結(jié)合ArcGIS Server來實現(xiàn)。
參考文獻
[1] 陳敦根,蔣浩宇,范躍祖.嵌入式GIS軟件ArcPad的二次開發(fā)技術(shù)[J].嵌人式軟件應(yīng)用,2006(22):37-39.
[2] ESRI.ArcGIS desktop help[CP/DK].2008.
[3] 賀軍政,毛奎中,林均玲.基于移動GIS的測繪系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].測繪工程,2010(8):39-42.
[4] 吳泳鋒.使用ArcGIS Mobile SDK 9.3開發(fā)移動設(shè)備應(yīng)用[EB/OL].http://www.docin.com/p-20680 8084.html.2011-08-01.
[5] 朱磊,陳鵬,何兵,等.基于ArcGIS Mobile的移動地理信息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道勘察,2009(12):58-54.

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