基于WinCE 6.0操作系统实现车载终端的嵌入式地图的设计

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。

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。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。

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。

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。

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：

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：

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：

另一种绘制用户符号的方法是借助绘图图层（graphic layers），Map控件的MapGraphicLayers属性表示绘图图层的集合。地图中包括地理图层（geographic layers）、注解图层（annotation layers）和绘图图层（graphic layers）三类图层。前两类图层的数据都由数据源读取，绘图图层则由用户控制，可以在地理图层、注解图层之上显示额外的信息。其使用方法是：首先为Map控件的MapGraphicLayers属性添加MapGraphicLayer对象或其派生对象的实例，然后重载该实例的Draw（）方法。这样当Map重绘时，就会通过Draw（）方法完成用户符号的绘制。

3.5 GPS定位功能的实现

ArcGIS Mobile提供了3个GPS相关的控件对GPS进行支持：（1）FileGpsConnection控件：提供文件GPS连接，它可以从一个包含GPS数据的文本文件中，模拟一个GPS连接，这样在调试中会非常方便；（2）Seria1P0rtGpsConnection控件：提供串口GPS连接，主要用在实际应用中；（3）GpsDisplay和上述两种GpsConnection联动，实现GPS信息在地图上的表现。

在没有GPS设备的时候，可以使用FileGpsConnection进行调试。FileGpsConnection的原理就是从一个包含GPS数据的文本文件，模拟GPS连接。将FileGpsConnection对象的FileName属性指定为这个GPS数据文件，然后调用Open和Close方法就可以打开或关闭GPS连接。每次GPS位置点改变时，都会触发GpsChanged事件，在此事件中，可以更新地图的位置。

3.6 应用程序的部署

在部署应用程序之前要在移动设备上安装一些必要的支持文件，一个是.NET CF运行，另一个是ArcGISMobile.CAB和AGMRuntime.CAB，通过ActiveSync把它们拷贝到移动设备并运行；然后把项目生成的可执行文件拷贝到移动设备上，即可以运行创建的应用程序。

如果在VS 2005环境下调试应用程序，应用程序会自动部署到目标设备上。

本文介绍了使用ArcGIS Mobile开发嵌入式GIS应用的基本方法，这些方法已经在工程实践中得到了应用。本文的主要目标是实现态势、军标在移动设备上的显示，ArcGIS Mobile作为一款专业的移动GIS平台，这些功能只是其中一小部分。ArcGIS Mobile的进一步开发，例如数据的现地编辑、数据回传等应结合ArcGIS Server来实现。