Silverlight在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

盧云輝，黃曉文，曹健

(1.大連市勘察測繪研究院有限公司，遼寧大連 116021; 2.廣州市天河區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測室，廣東廣州 510655)

1 引言

一直以來，大部分開發(fā)者都是采用傳統(tǒng)的C/S和B/S架構(gòu)進行GIS開發(fā)，C/S架構(gòu)在客戶端的處理能力與交互性較強，但維護性較差;相反，B/S架構(gòu)在客戶端的維護性極高，但對信息的處理能力、交互性、跨瀏覽器一致性方面都有不足［1］。而且，傳統(tǒng)架構(gòu)下開發(fā)出的系統(tǒng)的界面屬于簡潔實用型，缺乏華麗的視覺效果，難以在第一時間吸引客戶的眼球。隨著科技發(fā)展的日新月異，相當(dāng)多的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都采用了最新的RIA技術(shù)，如新浪、騰訊、淘寶等。位于地理學(xué)和IT行業(yè)交集的GIS自然也應(yīng)跟上潮流，改善界面效果和用戶體驗。

正是如此，相對C/S架構(gòu)更為輕型的Silverlight技術(shù)就成為未來地理信息系統(tǒng)應(yīng)用中理想的展現(xiàn)層的候選方案。Silverlight有著更為輕便的運行式環(huán)境，無須安裝體積龐大的.Net Framework。而在如此小的運行環(huán)境下面有著B/S無法比擬的高級語言支持:使用C#高級語言代替JavaScript來實現(xiàn)強大的客戶端計算能力，繼承了WPF豐富的樣式、控件、特效與動畫，更可控的瀏覽器適應(yīng)性，能夠更大程度的為開發(fā)人員帶來快樂的開發(fā)體驗。

2 Silverlight的特點

Silverlight是微軟于2007年推出的跨瀏覽器、跨平臺的解決方案，能夠設(shè)計、開發(fā)和發(fā)布有多媒體體驗與富交互(RIA)的網(wǎng)絡(luò)交互程序。Silverlight提供了一個強大的平臺，能夠開發(fā)出具有專業(yè)圖形、音頻和視頻的Web應(yīng)用程序，增強了用戶體驗。同時，Silverlight還提供了強大的工具來提高用戶工作效率。

Silverlight將多種技術(shù)結(jié)合到一個開發(fā)平臺，可以在其中選擇符合需求的合適的工具和編程語言。Silverlight有如下的特性:

(1)跨瀏覽器，跨平臺的支持。Silverlight在所有的流行瀏覽器(任何平臺)運行一致。設(shè)計和開發(fā)應(yīng)用程序不需要擔(dān)心你的用戶是什么平臺什么瀏覽器。

(2)可訪問.NET Framework編程模型和相關(guān)工具。可以使用托管的Jscript和IronPython或者C#和VB這樣的動態(tài)語言來創(chuàng)建基于Silverlight的應(yīng)用程序?？梢允褂肰isual Studio這樣的開發(fā)工具來創(chuàng)建基于Silverlight的應(yīng)用程序。

(3)WPF和 XAML。Silverlight包含了 Windows Presentation Foundation(WPF)技術(shù)，這項技術(shù)在創(chuàng)建用戶界面時極大地擴展了瀏覽器元素。WPF可以創(chuàng)建融合圖形、動畫、媒體和其他的富客戶端特性，擴展了基于瀏覽器的用戶界面，超越了HTML所提供的?？蓴U展應(yīng)用程序標記語言(XAML)提供了創(chuàng)建WPF元素的聲明性標記。

XAML提供了一種便于擴展和定位的語法來定義和程序邏輯分離的用戶界面，而這種實現(xiàn)方式和ASP.NET中的“代碼后置”模型非常類似。也就是說在開發(fā)一個應(yīng)用程序時，我們可以將開發(fā)工作分成開發(fā)人員和設(shè)計人員兩個團體分別進行，各自負責(zé)后臺程序代碼邏輯和前臺程序界面的設(shè)計，這樣就使得開發(fā)人員和設(shè)計人員之間的協(xié)作更通暢，也極大地發(fā)揮了他們的專長。［2］

高生產(chǎn)效率是微軟技術(shù)的一貫特點，Silverlight也不例外，因而如果將它應(yīng)用到GIS系統(tǒng)中將會大大提高效率。首先，由于WPF是對之前的圖形處理技術(shù)更高層次的封裝，因此可以帶來更快的開發(fā)速度。其次，WPF支持硬件(GPU)加速，使得渲染圖像的速度大大加快。最后，由于Silverlight是以插件的方式運行，使得系統(tǒng)的響應(yīng)速度也得到了大大的提升［3］。

3 應(yīng)用項目實例

各大GIS廠商都針對Silverlight推出了相應(yīng)的開發(fā)接口，本文以采用超圖公司的SuperMap IS.Net for Silverlight開發(fā)的石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)為例，來說明Siliverlight在地理信息系統(tǒng)行業(yè)中的應(yīng)用方式。

石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中綜合應(yīng)用層面就是需要用到Silverlight技術(shù)的地方。

圖1 石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要包含綜合查詢、泄漏分析、消防設(shè)施檢索、應(yīng)急指揮等功能。

圖2 系統(tǒng)實現(xiàn)過程

(1)查詢功能。通過鼠標點擊獲取地圖上一點的坐標，然后根據(jù)一定的緩沖范圍判定出附近的儲罐、有毒有害點、危險區(qū)域等待查詢的要素，并使該要素高亮閃爍，并彈出框體顯示該要素所有被查詢的信息。

圖3 查詢結(jié)果

如圖3所示，該儲罐的查詢結(jié)果摒棄了傳統(tǒng)的表格展現(xiàn)形式，而采用了經(jīng)Blend修飾過的Border容器為信息載體，使人們對待查詢要素的了解更為直觀明了。此框體外觀可以由美工人員自由改動，實現(xiàn)查詢結(jié)果展示方式的多樣化。

(2)消防設(shè)施介紹。利用微軟的DeepZoom技術(shù)顯示數(shù)據(jù)源為CAD的消防水線圖，便于從整體或局部查看消防設(shè)施的細節(jié)。利用自定義的PDF容器顯示存儲在服務(wù)器根目錄下的消防泵站及消防車輛照片，易于查找檢索。

圖4 消防設(shè)施圖

(3)應(yīng)急指揮救援。在地圖上實時標注出撤離線、搜救線等指揮線路，利用Storyboard可以通過改變虛線的StrokeDashOffset屬性使之具有流動的效果。這樣的好處是使指令的表述更加一目了然。在WCF的支持下，決策人員可以在服務(wù)器終端畫出撤離線，現(xiàn)場的工作人員可以在客戶終端及時的接收到直觀的指揮信息。

圖5 應(yīng)急指揮設(shè)置撤離線示意圖

(4)消防撲救措施

根據(jù)各聯(lián)合車間提供的每個裝置中比較危險的部位，結(jié)合全公司裝置的分布情況，選擇具有代表性的部位，其中包括液氨、硫化氫、液化氣、氟化氫等有毒有害氣體泄漏事故，分餾塔、罐等裝置事故，制定消防處置措施，作為公司級消防預(yù)案。將這些預(yù)案以PDF格式存放在服務(wù)器根目錄下，需要時在相關(guān)儲罐上右擊然后點選“撲救措施”選項，系統(tǒng)會根據(jù)該儲罐所存物料自動匹配相應(yīng)的文檔。

圖6 撲救措施

(5)消防應(yīng)用計算

根據(jù)《低倍數(shù)泡沫設(shè)計規(guī)范》和《石油化工防火設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，對儲罐的消防用水和泡沫液的數(shù)量按照最低標準設(shè)計計算工具，為指揮部的后勤保障提供依據(jù)。同時為供排水車間的污水處理提供參考。

圖7 計算工具

(6)泄漏分析。點選可能發(fā)生泄漏的地點，根據(jù)石化公司提供的公式計算出一定量氣體的泄露范圍，然后通過Storyboard作出擴散的動畫效果。

圖8 泄漏分析

4 Silverlight在實際應(yīng)用中的新特性

Silverlight在GIS行業(yè)中的應(yīng)用體現(xiàn)出了有別于傳統(tǒng)開發(fā)模式的一些新特性。

圖9 聚類效果

(1)聚類:石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)中包含很多點要素，如儲罐、有毒有害點、樞紐井等。由于這些要素的點位分布比較密集，在地圖縮小到一定級別的時候，看起來就不太美觀。超圖的聚類(Clusterer)技術(shù)可以讓這些點根據(jù)設(shè)定的聚類半徑以聚合的方式呈現(xiàn)在地圖上。代碼如下:

＜icWeb:ScatterClusterer x:Name="Clusterer_Shuniujing_ZLJDJS"Background="Cyan"Foreground="Black" EnableRotation="True"MaximumCount="10"Radius="20"/＞

結(jié)合SQL查詢語句，可以使鼠標移動到"小雨傘"的分支上時顯示其屬性。

(2)在利用Silverlight設(shè)計系統(tǒng)界面的時候，實現(xiàn)一些比較炫目的效果的關(guān)鍵就是動畫板(Storyboard)。Storyboard提供了管理時間線的功能接口對不同元素的狀態(tài)進行改動，即讓某元素由一個時間段的某種狀態(tài)過渡到下一個時間段的另外一種狀態(tài)，過程就形成了動畫效果。

(3)Deep Zoom技術(shù)就是在查看很大的一幅圖片時僅僅將當(dāng)前顯示在屏幕上的部分發(fā)送到瀏覽器中。同時也可以對圖片進行縮放和平移，在加載新的部分時采用了平滑的動畫效果，提高了觀賞性。優(yōu)點是不需要花大量時間來下載一幅很大的圖片數(shù)據(jù)而是只下載需要查看的那一部分，提高了效率。

5 總結(jié)

基于Silverlight開發(fā)的地理信息系統(tǒng)界面美觀，效果絢麗，在一定程度上提高了工作效率，在系統(tǒng)的用戶體驗方面也有了長足的進步。在各大網(wǎng)站都紛紛試水新技術(shù)的同時，Silverlight也將在日后的系統(tǒng)開發(fā)中成為常用的技術(shù)之一。

［1］吳磊.企業(yè)級RIA應(yīng)用與Silverlight開發(fā)全流程實戰(zhàn).www.infoq.com/cn/articles/wl－silverlight－light，2011

［2］Lori A.MacVittie.XAML in a Nutshell.O＇Reilly，2006

［3］戴宣洋，庹先國.基于Silverlight的GIS組件的研究與開發(fā)［J］.電腦與電信，2010，11:P41～43

［4］楊正華.城市GIS空間數(shù)據(jù)共享初探［J］.測繪通報，2003(5)

［5］Matthew MacDonald.Silverlight 3高級編程(C#篇).Apress，2009

［6］Todd Anglin.Introducing Silverlight 1.1.O＇Reilly，2007