WinCE下基于ArcGIS Mobile实现的嵌入式地图

摘  要： 以基于WinCE平台的指控终端为例，介绍了通过ArcGIS Mobile实现地图操作以及态势图标绘等功能的应用。
关键词： WinCE；ArcGIS Mobile；嵌入式GIS；C#
   　很多场合的嵌入式应用，需要涉及地图操作。目前嵌入式GIS产品国外主要有ESRI和MapInfo，国内主要有超图、灵图等[1]。
　本文介绍在某基于WinCE 6.0操作系统的车载信息终端上嵌入式地图的实现方法。主要的目标功能如下：能够实现基本的地图操作，例如放大、缩小、漫游、分图层显示；用户图层的绘制，例如在地图上叠加军标、绘制符号等；能够接收GPS坐标、绘制本车或它车的地理位置。
本文的开发环境使用VS 2005、ArcGIS Server v9.3，编程语言使用C#，目标操作系统为WinCE 6.0。
1 ArcGIS Mobile开发环境
　ArcGIS Server是ESRI公司推出的专业的GIS应用整合套装软件，其主要目标是提供地理信息网络服务，在大型GIS系统与终端设备间提供无缝的信息交换与服务。为了支持PDA、智能手机之类的手持设备，按照任务的复杂程度，ArcGIS为移动GIS提供了三种解决方案：ArcGIS Mobile、ArcPad以及ArcGIS Engine[2]。本文介绍依托ArcGIS Mobile开发的嵌入式应用。此外，还利用ArcMap和ArcCatalog这两个工具进行地图制作和地图发布，而且这两个工具也都包含在ArcGIS Server套装中。
　ArcGIS Mobile的基本功能包括：浏览空间数据，捕捉、标注GPS位置，创建或更新点、线、面等要素，通过ADO.Net编辑表格数据，自动从GIS服务器同步更新数据等[3]。
基于ArcGIS Mobile开发移动应用的基本步骤是：首先使用ArcMap编辑地图；然后使用ArcCatalog或者ArcGIS Server Manager发布地图；使用Visual Studio 2005以及ArcGIS Mobile SDK开发应用程序；最后将数据和应用程序部署到目标设备[4]。
2 地图数据的准备
　ArcGIS Mobile开发的应用，不仅支持在线应用，同时也支持离线应用。在应用程序有可用的网络使用时，ArcGIS Mobile可以在线同步更新数据，并下载到本地设备上作为缓存；当网络不可用时，ArcGIS Mobile可以使用缓存数据。
　本文描述的终端设备不需要考虑地图编辑功能，也不需要从地图服务器读取数据，所以在应用部署时，应预先生成缓存再直接部署到目标设备上与应用程序一起发布。
ArcToolbox为Mobile应用提供了两个工具，其中Generate Mobile Service Cache用来生成Mobile地图服务的缓存。需要注意的是，为了支持移动应用，在发布服务时，应选中“Mobile Data Access”。如果用户不需要修改地图数据，还可以创建Basemap，对地图数据进行高度压缩，使之在移动设备上的性能更加优化[5]。
3 应用程序开发
　在Visual Studio 2005下提供了智能设备应用程序开发向导，可以按照向导进行应用程序的开发。为了使用ArcGIS Mobile提供的类，应当引用相应的命名空间。
3.1 在应用程序中加入Map控件
　在工具箱的“ArcGIS Mobile Controls”选项卡中提供了与Mobile开发的各种控件，其中Map控件提供了对地图内容进行管理和控制的功能。当给窗体添加了一个Map对象时，Map控件会自动绑定一个MobileService对象。在ArcGIS Mobile中，地图内容通过MobileService控件获得并发送，Map主要负责地图的表现。地图服务地址和地图缓存路径的设置也保存在MobileService对象中。
3.2 从缓存读取地图数据
　为了显示地图，首先通过MobileService控件读取地图缓存数据。基本步骤是：在程序初始化时，首先通过MobileService的CacheStoragePath属性设置缓存路径，然后利用MobileService的Open方法，打开缓存。示例代码如下（省略了异常捕获语句）：
mobileService1.CacheStoragePath=@"\MapCache"；
mobileService1.Open（CacheOpenMode.Open）；
3.3 地图基本操作的实现
　地图的基本操作如放大、缩小和漫游等可以通过Map控件的MapActions属性来实现。MapActions是与Map控件关联的地图操作模式集合，常用的有PanMapAction、ZoomInMapAction等。将需要的地图操作模式添加到MapActions集合，在地图操作模式需要改变时，设置Map控件的CurrentMapAction属性为MapActions集合中的一种，当前的地图操作模式也就随之改变。
例如，准备通过点击工具栏的Button实现地图放大操作，则首先创建ZoomInMapAction的新实例，然后将新实例加入Map控件的MapActions，响应Button单击事件，将Map控件的CurrentMapAction属性设置为　ZoomInMapAction。代码如下：
　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；
　在移动设备没有鼠标、触摸屏等定位设备时，可以采取一种变通的方式进行地图的缩放，这就是Envelope类。Envelope用来定义一个几何对象的区域，可以借助它先获取地图的显示区域，然后改变Envelope，再设置地图的显示区域。代码如下：
　this.envelop1=this.map1.GetExtent（）；
　this.envelop1.Resize（0.5）；
　this.map1.SetExtent（this.envelop1）；
　利用Map控件的GetExtent和SetExtent方法来获取及设置地图的可视区域。CenterAt方法可以改变地图的中心位置。为了在屏幕坐标和地理坐标之间进行转换，可以调用Map控件的ToMap和ToClient方法。
3.4 用户图层符号标绘的实现
　军事上的态势标绘常常需要在地图图层之上叠加各种军标符号，比较简单的方法是响应Map控件的Paint事件。Display对象在Map图层之上显示，当所有的图层绘制完毕后，重绘Display之前会触发Paint事件，此时可以使用Display对象绘制图形、文本和图像。需要说明的是，Display对象绘制的内容不可以保持，用户应注意重绘。调用Display对象绘制一个圆点的代码如下：
　private void map1_Paint（object sender，
　MapPaintEventArgs e）
　{
　e.Display.DrawPoint（
　　new Pen（Color.Blue），
　　new SolidBrush（Color.Red）， 3，
　　map1.ToMap（100， 100））；
　}