WinCE下基于ArcGIS Mobile實現的嵌入式地圖

陳喜春

（石家莊機械化步兵學院，河北 石家莊 050083）

很多場合的嵌入式應用，需要涉及地圖操作。目前嵌入式GIS產品國外主要有ESRI和MapInfo，國內主要有超圖、靈圖等[1]。

本文介紹在某基于WinCE 6.0操作系統的車載信息終端上嵌入式地圖的實現方法。主要的目標功能如下：能夠實現基本的地圖操作，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、繪制符號等；能夠接收GPS坐標、繪制本車或它車的地理位置。

本文的開發環境使用VS 2005、ArcGIS Server v9.3，編程語言使用C#，目標操作系統為WinCE 6.0。

1 ArcGIS Mobile開發環境

ArcGIS Server是ESRI公司推出的專業的GIS應用整合套裝軟件，其主要目標是提供地理信息網絡服務，在大型GIS系統與終端設備間提供無縫的信息交換與服務。為了支持PDA、智能手機之類的手持設備，按照任務的復雜程度，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開發的嵌入式應用。此外，還利用ArcMap和ArcCatalog這兩個工具進行地圖制作和地圖發布，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：瀏覽空間數據，捕捉、標注 GPS位置，創建或更新點、線、面等要素，通過ADO.Net編輯表格數據，自動從GIS服務器同步更新數據等[3]。

基于ArcGIS Mobile開發移動應用的基本步驟是：首先使用ArcMap編輯地圖；然后使用ArcCatalog或者ArcGISServerManager發布地圖；使用VisualStudio 2005以及ArcGIS Mobile SDK開發應用程序；最后將數據和應用程序部署到目標設備[4]。

2 地圖數據的準備

ArcGIS Mobile開發的應用，不僅支持在線應用，同時也支持離線應用。在應用程序有可用的網絡使用時，ArcGIS Mobile可以在線同步更新數據，并下載到本地設備上作為緩存；當網絡不可用時，ArcGIS Mobile可以使用緩存數據。

本文描述的終端設備不需要考慮地圖編輯功能，也不需要從地圖服務器讀取數據，所以在應用部署時，應預先生成緩存再直接部署到目標設備上與應用程序一起發布。

ArcToolbox為Mobile應用提供了兩個工具，其中Generate Mobile Service Cache用來生成Mobile地圖服務的緩存。需要注意的是，為了支持移動應用，在發布服務時，應選中“Mobile Data Access”。如果用戶不需要修改地圖數據，還可以創建Basemap，對地圖數據進行高度壓縮，使之在移動設備上的性能更加優化[5]。

3 應用程序開發

在Visual Studio 2005下提供了智能設備應用程序開發向導，可以按照向導進行應用程序的開發。為了使用ArcGIS Mobile提供的類，應當引用相應的命名空間。

3.1 在應用程序中加入Map控件

在工具箱的“ArcGIS Mobile Controls”選項卡中提供了與Mobile開發的各種控件，其中Map控件提供了對地圖內容進行管理和控制的功能。當給窗體添加了一個Map對象時，Map控件會自動綁定一個 MobileService對象。在ArcGIS Mobile中，地圖內容通過MobileService控件獲得并發送，Map主要負責地圖的表現。地圖服務地址和地圖緩存路徑的設置也保存在MobileService對象中。

3.2 從緩存讀取地圖數據

為了顯示地圖，首先通過MobileService控件讀取地圖緩存數據。基本步驟是：在程序初始化時，首先通過MobileService的CacheStoragePath屬性設置緩存路徑，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）：

3.3 地圖基本操作的實現

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。MapActions是與Map控件關聯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，設置Map控件的CurrentMapAction屬性為MapActions集合中的一種，當前的地圖操作模式也就隨之改變。

例如，準備通過點擊工具欄的Button實現地圖放大操作，則首先創建ZoomInMapAction的新實例，然后將新實例加入Map控件的MapActions，響應Button單擊事件，將Map控件的CurrentMapAction屬性設置為ZoomInMapAction。代碼如下：

在移動設備沒有鼠標、觸摸屏等定位設備時，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域，可以借助它先獲取地圖的顯示區域，然后改變Envelope，再設置地圖的顯示區域。代碼如下：

利用Map控件的GetExtent和SetExtent方法來獲取及設置地圖的可視區域。CenterAt方法可以改變地圖的中心位置。為了在屏幕坐標和地理坐標之間進行轉換，可以調用Map控件的ToMap和ToClient方法。

3.4 用戶圖層符號標繪的實現

軍事上的態勢標繪常常需要在地圖圖層之上疊加各種軍標符號，比較簡單的方法是響應Map控件的Paint事件。Display對象在Map圖層之上顯示，當所有的圖層繪制完畢后，重繪Display之前會觸發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對象繪制的內容不可以保持，用戶應注意重繪。調用Display對象繪制一個圓點的代碼如下：

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。前兩類圖層的數據都由數據源讀取，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

ArcGIS Mobile提供了3個GPS相關的控件對 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數據的文本文件中，模擬一個GPS連接，這樣在調試中會非常方便；（2）Seria1P0rtGpsConnection控件：提供串口GPS連接，主要用在實際應用中；（3）GpsDisplay和上述兩種GpsConnection聯動，實現GPS信息在地圖上的表現。

在沒有GPS設備的時候，可以使用FileGpsConnection進行調試。FileGpsConnection的原理就是從一個包含GPS數據的文本文件，模擬GPS連接。將FileGpsConnection對象的FileName屬性指定為這個GPS數據文件，然后調用Open和Close方法就可以打開或關閉GPS連接。每次GPS位置點改變時，都會觸發GpsChanged事件，在此事件中，可以更新地圖的位置。

3.6 應用程序的部署

在部署應用程序之前要在移動設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備并運行；然后把項目生成的可執行文件拷貝到移動設備上，即可以運行創建的應用程序。

如果在VS 2005環境下調試應用程序，應用程序會自動部署到目標設備上。

本文介紹了使用ArcGIS Mobile開發嵌入式GIS應用的基本方法，這些方法已經在工程實踐中得到了應用。本文的主要目標是實現態勢、軍標在移動設備上的顯示，ArcGIS Mobile作為一款專業的移動 GIS平臺，這些功能只是其中一小部分。ArcGIS Mobile的進一步開發，例如數據的現地編輯、數據回傳等應結合ArcGIS Server來實現。

[1]陳敦根，蔣浩宇，范躍祖.嵌入式 GIS軟件 ArcPad的二次開發技術[J].嵌人式軟件應用，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的測繪系統設計與實現[J].測繪工程，2010（8）：39-42.

[4]吳泳鋒.使用ArcGIS Mobile SDK 9.3開發移動設備應用 [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的關鍵技術[J].鐵道勘察，2009（12）：58-54.