ArcGIS移动客户端业务数据离线方案的讨论

1、ArcGIS移动客户端离线底图的几种解决方案移动GIS中，通常将数据分为两大类：basemap layer和operational layer。前者是指漫游或导航时起参考作用的图层，这些图层内容通常不会变化，只起到视觉辅助作用，称为底图图层；后者是指存储GIS数据的图层，比如可通过这些图层来提供属性/空间查询操作，或者对其内容进行编辑，然后与服务器端进行同步，称为业务图层。目前ArcGIS移动产品有5种，基于Windows Mobile平台的ArcPad和ArcGIS Mobile，这两个产品已经很成熟了，都有各自的离线缓存格式，其中ArcGIS Mobile从10版本开始，可以直接读取Arc

2、GIS Server缓存地图服务的切片文件做为basemap layer，支持exploded和compact两种格式。$ q9 l. T8 e9 l! k 相对于以上两个老牌移动产品，三个刚出道的小弟ArcGIS for iOS，ArcGIS for Android和ArcGIS for Windows Phone就走了不同路线：依赖于ArcGIS Server的REST服务。因此几乎所有操作，包括显示地图，都需要用到ArcGIS Server发布的各种服务。这三个产品的离线功能将来肯定是会有的，但具体的时间表还无法确定。针对ArcGIS for iOS/Android/Windows Ph

3、one，本文提出3种可行的离线底图（basemap layer）的解决方案，供各位参考。以ArcGIS for Windows Phone为例。1、ArcGIS Server地图服务的Exploded格式缓存文件ArcGIS API for Windows Phone中，提供了ArcGISTiledMapServiceLayer用来加载ArcGIS Server发布的缓存地图服务，它的原理是Map控件计算好需要加载的切片的row，col，level参数，利用ArcGISTiledMapServiceLayer里的GetTileUrl方法提供如何获得指定参数的切片文件，最后拼接成完整的地图。0

4、& . V! E! K& T因此我们可以通过继承ArcGISTiledMapServiceLayer的父类，TiledMapServiceLayer或TiledLayer，来实现自己的自定义图层，比如用它来加载Google Maps，天地图等各种地图。加载这些在线地图都是通过重写GetTileUrl()方法来实现的。N6 v$ cq/ o6 l5 L( H对于已经存放在硬盘上的缓存文件，该如何加载呢？这几个图层还有一个方法，GetTileSource。这个方法有一个onComplete action，可以传入ImageSource类型的参数，它比GetTileUrl来的更直接。其实GetTil

5、eSource方法中调用了GetTileUrl方法的结果（一个获得tile的url字符串），利用这个字符串向服务器端发送请求，请求回来的结果就是切片图片的二进制流，再将这个二进制流形成ImageSource，通过onComplete方法返回。J& H% Z- x, x) z所以我们可以抛开GetTileUrl，直接重写GetTileSource方法，来根据row，col，level参数，读取地图服务的缓存文件。首先将Exploded格式的地图服务缓存文件拷贝到手机中：包含conf.cdi（ArcGIS Server 10版本中才有，记录了缓存的全图范围）和conf.xml文件的好处是，我们可以

6、在代码中读取这两个文件来动态生成我们的Tiling Scheme，以完成图层初始化的工作。从配置文件中读取参数后，就可以重写GetTileSource方法了。部分代码如下：1. 1: protected override void GetTileSource(int level, int row, int col, Action onComplete)2. 2: 3. 3: string f = string.Empty;4. 4: if (_cacheTileFormat.ToLower().Contains(png)5. 5: f = .png;6. 6: else if (_cacheT

7、ileFormat.ToLower().Contains(jpeg) | _cacheTileFormat.ToLower().Contains(jpg)7. 7: f = .jpg;8. 8: else9. 9: throw new Exception(切片格式不明: + _cacheTileFormat);10. 10: #region Exploded读取11. 11: if (_storageFormat = StorageFormat.esriMapCacheStorageModeExploded)12. 12: 13. 13: string baseUrl = _path;/ /W

8、P_LocalCacheReader;component/Assets/usa_exploded/14. 14: baseUrl += /_alllayers;15. 15: string l = L;16. 16: l = level.ToString().PadLeft(2, 0);17. 17: string r = R;18. 18: r = String.Format(0:X, row).PadLeft(8, 0);19. 19: string c = C;20. 20: c = String.Format(0:X, col).PadLeft(8, 0);21. 21: string

9、 str = baseUrl22. 22: + /L + l23. 23: + /R + r24. 24: + /C + c + f;25. 25: BitmapImage img = new BitmapImage(new Uri(str,UriKind.RelativeOrAbsolute)26. 26: 27. 27: CreateOptions = BitmapCreateOptions.DelayCreation28. 28: ;29. 29: img.ImageFailed += (s, a) =30. 30: 31. 31: string uri = _path + /missi

10、ng + _tileRows.ToString() + f;32. 32: BitmapImage image = new BitmapImage(new Uri(uri, UriKind.RelativeOrAbsolute)33. 33: 34. 34: CreateOptions = BitmapCreateOptions.DelayCreation35. 35: ;36. 36: onComplete(image);37. 37: return;38. 38: ;39. 39: onComplete(img);40. 40: 41. 41: #endregion42. 42: 当指定的

11、切片文件不存在（也许还未创建）时，可以加载事先准备好的missing图片来替换。2、ArcGIS Server地图服务的Compact格式缓存文件这是ArcGIS Server 10推出的新的缓存格式，缓存图片都保存在.bundle文件中，一个bundle目前可存储128*128张切片。切片文件更少，主要目的是为了迁移方便。文档中并未给出读取这种格式文件的方法，不过牛魔王已经凭空推断出了这种格式的内容，这里就借鉴了他的方法。还是先将缓存文件拷贝到手机中：3 z& u$ 5 g) l( b* F8 C$ e利用conf.cdi和conf.xml获得tiling scheme，之后重写GetTil

12、eSource方法。具体思路牛魔王文中已经给出，感兴趣的同学还是看原文，学习牛牛的思路比较好。/ r2 r1 g8 e. I7 Q _5 / s n1 B( 下面是读取两种缓存文件的效果：2 M$ Un A: E7 q3、第三方离线地图文件除了ArcGIS Server的缓存切片之外，我们还可以读取第三方的离线地图文件来做为我们的底图。比如以前面介绍过的Mobile Atlas Creator为例，我现在已经有了很多自己下载好的离线地图，如果能在ArcGIS移动客户端使用起步两全其美？其实在目前的离线导航软件中，很多都用sqlite数据库做为地图存储格式，因为它应用广泛，轻巧，紧凑，Andro

13、id，iOS，Symbian等系统对它都有原生的支持。Mobile Atlas Creator中，RMaps和OruxMaps都用Sqlite保存离线地图。这里以应用较为广泛的RMaps格式为例，进行试验。: T4 M2 e N7 t创建好的RMaps地图文件如下：9 H3 : l9 V9 C* K4 l我们利用FireFox里的Sqlite Manager插件先来查看一下数据库的内容： 可以看出，我们所需的内容都保存在tiles这张表中，而x，y，z三个参数与我们所需的row，col，level很像。经过试验（保存一个全球范围的地图），很快验证出level=17-z。6 x( K; G) y

14、5 Y) t I8 Z参数有了，要如何读取切片呢？对于Sqlite，虽然目前Windows Phone还没有提供原生的支持，不过codeplex上已经有不少项目都提供了解决办法。我选择Sqlite Client for Windows Phone来读取RMaps的地图文件。下面是RMaps离线地图（Bing Maps）和ArcGIS Online上StreetMap叠加的效果：) A0 |8 V8 i5 k/ D% f8 e5 k/ Y* 9 O需要说明的是，不论是RMaps还是OruxMaps，都没有在数据库中保存tiling scheme的相关参数，所以我们不能为图层提供诸如FullExt

15、ent之类的参数。但这丝毫不影响我们的使用，我们可以为Map控件显示指定Extent，这样就可以直接显示我们的离线地图了。除了自己的地图数据之外，基本上所有数据源都使用一种空间参考，或者3857，你懂的。/ f: ?9 J* B4 W2 w9 + * p这样即使我们没有ArcGIS Server软件，也能制作自己的底图了。这里有网友们已经下载好的各个城市的RMaps格式文件。# M6 : J相对于RMaps之类的离线地图软件，ArcGIS的移动产品的优势除了不仅能够任意叠加地图数据，还有GraphicsLayer和服务器端强大的功能支持，在配合Windows Phone本身的SDK功能，你也可

16、以做出一个功能全面的导航软件来。关于离线地图文件的打包。1、在Silverlight程序中，Build Action的选择决定了文件最后的保存位置，比如你选择Resource，则会嵌入到工程的dll中，如果选择Content，则会保存在dll之外，xap文件之内。以上三种解决方案里，我们可以选择任意的Build Action，这样地图都会通过xap部署到手机里；如果有需要，我们还可以将文件拷贝到程序的IsolatedStorage中去。2、对于Exploded格式的缓存，WP的编程建议中提到，媒体文件Build Action设为Content效率会更高。3、对于Exploded格式的缓存，如果

17、为了拷贝方便，我们也可以将其打包为.zip文件，部署到手机中，在程序加载的时候再将其解压缩来读取。6 F3 x+ S& M4 S# k: H本文以ArcGIS for Windows Phone为例，讨论了3种离线底图的解决方案，文中所涉及的所有功能，ArcGIS for iOS和ArcGIS for Android同样适用。ArcGIS移动客户端业务数据离线方案的讨论我们知道对于移动GIS来说，数据主要分为两种类型：底图数据（basemap layers）和业务数据（operational layers）。在ArcGIS移动客户端离线底图的几种解决方案一文中，已经讨论了ArcGIS for

18、iOS/Windows Phone/Android三种客户端底图离线的方案和解决办法，本文中则来讨论一下业务数据离线的可能性。首先我们得考虑一下业务数据离线的实际需求。以成熟的ArcGIS Mobile产品为例，它拥有完整的离线缓存（MobileCache）。而ArcGIS新的移动客户端中，目前均以在线服务数据为基础，没有离线数据的存储格式，因此我们首先得解决如何存储离线业务数据这个问题。我想到的格式有四种：json文本，shapefile，Sqlite，和Spatialite。因为这四种格式均已少量文件形式存在，且对空间数据有不同程度的支持，比较适合移动平台利用。对于MobileCache的

19、使用，最常见的需求有两种，一种是数据采集（增/删/改），另一种是对离线数据的查询和分析。我们来分别考虑这两种需求。一、数据采集ArcGIS for iOS/Windows Phone/Android三种移动客户端中，在线的数据采集和同步是通过FeatureLayer+FeatureService的方式来完成的。而离线的情况下，没有了FeatureService的支持，我们主要通过GraphicsLayer或FeatureLayer来完成数据的采集工作。需要考虑两个问题，一个是离线数据的获取（比如需要编辑已有图形的属性数据），另一个是离线数据的提交（将改动同步回服务器数据库中）。而在离线数据获取

20、之后，提交之前的这段时间内，就需要以某种格式来支持数据的编辑。ArcGIS客户端API在2.0版本后，提供了Editor类，可以很容易完成对GraphicsLayer的图形编辑，属性编辑就不用多说了。比如ArcGIS API for Windows Phone中，我们就可以用同样的思路来完成离线编辑过程。这就是我们离线数据采集的思路。3 k6 h0 ; m$ hjson文本格式。esri在REST API中定义了自己的基于json的数据存储方式，包括空间和属性数据。通过FeatureLayer加载在线服务，将其中所有的要素通过通过ToJson方法（或FeatureSet.ToJson()保存为

21、json文本格式，就完成了数据的下载工作；离线后，可通过GraphicsLayer来加载这些json文本数据（FeatureSet.FromJson()，使用Editor类对其图形和属性进行编辑，或对新增数据进行采集。完成后，就得到了一个经过编辑的json文本；之后网络条件允许时，再次通过在线FeatureLayer的方式，将编辑后的json数据加载，利用FeatureService同步回服务器端。此方法对于iOS API和Windows Phone API可直接适用，Android API在正式版发布后应该会完善其对json格式的支持。7 0 N; N$ P) q1 zshapefile格式

22、。由于shapefile格式公开，有许多现成的类库提供了支持，因此可以考虑将它作为离线数据的载体。离线数据的获取非常方便，只需在服务器将数据导出为shapefile格式，即可分发到移动设备上。而在移动设备上加载shapefile，绘制成GraphicsLayer，每个平台都可以找找现成的类库来使用，Windows Phone见这里，iOS见这里；依然利用Editor类对GraphicsLayer的数据进行编辑和采集；最后需要将GraphicsLayer的数据写回shapefile中。之后回到室内，可将shapefile再倒入服务器数据库中。关于.NET中可供参考的几个包含Shapefile读写

23、功能的库：sharpmapv2，egis，NetTopologySuite等。 S Spatialite数据库。Spatialite是基于Sqlite的一个C语言库，支持空间数据操作的单文件数据库（类似于Postgresql+PostGIS），支持WKT，WKB和自己的三种空间数据格式，此外通过PROJ.4支持动态投影，还支持Buffer，Union等空间操作，是移动平台上空间数据存储的理想选择。编辑和采集依然通过GraphicsLayer和Editor类来完成。但和上面的shapefile一样，数据的获取和提交需要做转换工作。7 & o. 0 e) B4 M; M) Sqlite数据库。把它

24、放在最后有两方面原因。一是在离线方案的讨论中，我们已经知道几乎每个移动平台上对Sqlite数据库都有很好的支持；二是它本身并不支持空间数据格式，所以不仅要进行格式转换，还要自己来解决空间数据的存储。但对于在不支持Spatialite的移动平台上又想使用数据库来管理数据的情况，可以考虑Sqlite。此处就不详细讨论了。对于数据采集这个需求，四种数据格式从理论上均可很好地支持。API中对json方式的读写有原生的支持，因此不需要进行任何格式转换；而后三种存储均需要自己来完成与Graphic的数据转换工作。总的来说，由于移动数据采集工作一般携带的业务数据量较少，因此用json文本来存储数据比较方便，也非常容易实现。二、查询和分析离线的业务数据，经常需要进行一些属性查询工作，除此之外，还有空间的查询和简单的几何运算或关系判断。在ArcGIS Mobile的离线缓存中，这些功能都提供了很好的支持，但ArcGIS for iOS/Windows Phone/Android中，上述需求都是通过各种Task配合在线服务来完成的，上不支持离线功能。/ * A& E) P. H8 R& B6 Qjson文本格式。对于这种格式，在加载为GraphicsLayer后，我们可以利用Linq语言来进行类似属性查询工作，但空间查询及分析工作无法完成。Shape