ArcGIS Server缓存技术详解.doc

1 ArcGIS Server 缓存技术简介地图缓存是快速访问地图服务的有效方式，目前流行的Google地图、MapBar等在线地图都是通过缓存地图的方式提供高效的地图访问速度。ArcGIS的缓存技术为企业和公共GIS应用提供了基本的技术保证。一 ArcGIS的缓存服务ArcGIS Server的缓存服务有2D和3D两种，分别为二维和三维地图提供服务。根据应用需求，还可以分为融合缓存（如图1）、多图层缓存、以及按需缓存。融合缓存把所有图层群组在一起生成切片块。多层缓存则为每个图层建立切片块，可以支持客户端控制图层显示、标注和要素选取。按需缓存则不是事先生成切片，而是根据客户端首次访问请求创建切片，可以节省空间和缓存创建时间。图1.1 ArcGIS缓存比例尺和融合缓存结构二 ArcGIS缓存工具 ArcGIS提供了缓存管理的完整的工具。可以在ArcCatalog中创建缓存、删除缓存、更新缓存。也可以通过ToolBox的工具来管理缓存，如图2所示。图1.2 ArcGIS缓存工具ArcGIS支持全图范围创建缓存，也可以制定某个地图范围内创建缓存地图。在9.3中，ArcGIS提供更多的方法，可以按照某个要素范围，例如某个省范围内进行局部地图缓存的创建或更新。ArcGIS 可以手动输入所要创建缓存的比例尺，也可以直接输入要创建缓存的级别，例如10级，自动分配比例尺。ArcGIS可以把创建的缓存级别保存为配置文件，方便下次直接调用，或共享。对于全国范围再到某个县、乡这样级别的地图，需要创建多个比例尺不同级别的缓存，需要比较大的时间代价来实现。ArcGIS可以在多台机器上分别创建各自比例尺，并把生成的缓存地图拷贝到同一个结构目录下，节省时间代价。这对于地图更新同样适用，保持地图快速更新。三 ArcGIS缓存关键概念 （1）Tiling Schema切片结构包括比例尺等级、切片尺度以及缓存的切片原点。切片结构可以选择几种方式：A. 从在线地图服务，例如ArcGIS Online,Google Maps,或Microsoft Virtual Earth中载入B. 从已有Map Service中载入C. 载入tiling schema文件D. 创建自己的tiling schema（2）比例尺在创建切片结构时候，可以自定义比例尺，也可以让ArcGIS Server按照2的幂数推荐一些比例尺。例如，如果当前比例尺是1:121,000,000，定义了3个比例尺级别，那么系统自动推荐了以下三个比例尺：1：128，000，000；1：64，000，000；1：32，000，000。（3）Tiling Schema Origin切片结构原点是切片结构格网的左上角。大多数情况下，保持系统选择的原点。如果地图文档没有定义坐标参考，系统将选择地图最大范围的两倍范围作为地图原点。图1.3 切片结构原点（4）块宽度和高度 默认的宽度和高度是512像素。你可以选择它的倍数，如256或128。ArcGIS Online默认是512x512，Virtual Earth则采用256x256。Windows磁盘最小块大小是4k，即同样图片，采用256需要16k空间，采用512只需要4k空间。所以推荐使用512x512。图1.4 块高度和宽度（5）反锯齿 反锯齿是图像处理技术，利用前景和背景的像素接近边缘，让眼睛看起来显得更光滑的边缘。ArcGIS Server缓存并不是使用真的反锯齿，但是做相似的工作，让标注、未填充的线和多边形要素看起来更光滑。如果你在做矢量图层和影像叠加时候，要小心使用这个工具。数据框的背景色取决于反锯齿要素的颜色。默认情况下，背景框的颜色为RGB 253,253,253（几乎是白色的），这会引起反锯齿要素像故意变白，特别是当放置了暗色的栅格图层如正射影像的时候。最有效的方式是，在创建缓存以前把背景色改成暗色。图1.5 反锯齿（6）DPIDPI指dots per inch，指服务器产生缓存块时候的分辨率。DPI依赖于用户的屏幕分辨率（例如1024x768）和物理大小(如，19寸)。DPI在客户端机器上差别比较大，因为大的屏幕（低DPI）和高分辨率的屏幕和图形卡（相应的DPI通过设置可以增加）。如果客户端频繁的需要打印地图，包括你的缓存图层，你会发现提高DPI是很有帮助的，但是需要注意的是这也将增加缓存文件的大小。当选择DPI时候，默认值是96，通常来说已经足够了，除非你是在网络上工作，而且你的客户端机器有不同的DPI。四 瓦片数据组织方式ArcGIS Server地图瓦片数据采用数据集、层、行目录结构描述。层目录名命名方式为“L + 十进制层号”，行目录命名方式为“R + 十六进制行号”，具体的瓦片数据文件命名方式为“C + 十六进制列号”。五 使用缓存（1）Web ADF图1.6 ADF访问缓存如图6，使用ADF可以判断是否存在缓存，并基于本地（Local）或Internet方式访问缓存的地图。（2）ArcGIS应用 ArcMap、ArcReader、ArcGlobe、ArcGIS Explorer、ArcGIS Mobile应用都可以访问ArcGIS的缓存地图服务。（3）Open API 通过开源的API，例如Flex、OpenLayer、Rest API等可以访问ArcGIS的缓存地图服务。六 总结ArcGIS缓存技术结合GIS全面技术为企业应用提供强大的技术支持，概括起来有以下几点：（1）缓存服务类型符合多方位应用需求。ArcGIS提供二维、三维缓存技术，并结合应用需求，支持融合缓存、多图层缓存、按需缓存，满足实际需要。（2）丰富的缓存管理工具。结合ArcGIS功能，可按照全图、区域、要素范围，按照制定或推荐比例尺创建缓存。也可以结合Geoprocessing功能，定制缓存计划。（3）ArcGIS可实现缓存与非缓存的地图叠加，也可以根据需要按需缓存。（4）ArcGIS缓存支持与Google Maps、Virtual Earth的结合，并为其它开源应用提供使用。2 为地图服务创建切片为地图服务创建切片有多种方式，本文以在ArcCatalog中创建为例。1. 打开ArcCatalog，定位到GIS Servers，在需要进行切图的服务上右击，选择服务属性，如图2.1：图2.1 选择地图服务的Service Properties2. 选择Caching标签，如图2.2：图2.2 caching标签对话框3. 选择切片结构，如图2.3： 图2.3 切片结构类型以选择A tiling scheme file为例，选择tiling scheme文件，如图2.4：图2.4 选择tiling scheme 文件对话框生成各种比例尺，如图2.5：图2.5 根据tiling scheme文件生成的各种比例尺对于比例尺可以手动添加和删除，如图2.6：图2.6 添加或者删除比例尺点击Suggest按钮，输入分级数目，系统将根据分级数自动分配比例尺，如图2.7：图2.7 设置比例尺级数根据设置的分级数目，产生分级比例尺，如图2.8：图2.8 系统自动生成的10级比例尺4. 根据实际需要设置图片格式、大小等，如图2.9：图2.9 图片属性设置5. 点击，选择缓存类型，默认为Fused cache，如图2.10：图2.10 选择缓存类型6. 点击应用，进入切图对话框，如图2.11：图2.11 切图对话库设置更新范围，可以