利用ArcGIS Engine编写切图工具的一些探讨

        1.前言

       这周利用晚上在家时间研究了下如何使用AE来开发切图工具。最初的想法是直接调用GP服务，利用CreateMapServerCache 、ManageMapServerCacheTiles 和Geoprocessor 这样三个类来做。但是这个思路有个巨大的弊端就是必须先发布地图服务。于是接下来又马上转换思路，想能否通过瓦片选址算法以及AE的一些细粒度类来实现这个功能。在经过了三个晚上的算法编写和功能编写后，整个工具基本成型，其中包括了对算法的优化以及一些具体问题的解决。这里跟大家大致分享下。

       2.切图的基本原理和实现

       如果对瓦片和瓦片寻址的相关算法不熟悉的朋友，请参考我写的从底层探究WebGIS的原理系列：

http://www.cnblogs.com/naaoveGIS/category/600559.html。

      这里我直接给出所涉及到的几个公式。

       2.1Resolution转换公式

       resolution=scale*inch2centimeter/dpi。其中scale是地图比例尺，inch2centimeter为英寸转厘米的参数，dpi为1英寸所包含的像素。

       2.2行列号获取公式

       假设，地图切图的原点是（originX,oringinY），地图的瓦片大小是tileSize，地图屏幕上1像素代表的实际距离是resolution。计算坐标点（x,y）所在的瓦片的行列号的公式是：

col  = floor((originX- x)/( tileSize*resolution))

row = floor((oringinY - y)/( tileSize*resolution))

       2.3AGS瓦片的特点

       本工具的目标是切出与AGS瓦片相同格式的瓦片。AGS的瓦片具有以下特点（在http://www.cnblogs.com/naaoveGIS/p/3903270.html我做了详细的讲解）：

       (a).L开头的代表了Level，R开头的代表了row，C开头的代表了Col。

       (b). L后的数字是两位字符串，R后的是八位字符串，C后的也是八位字符串。

       (c).英文后的数字均是16进制数，然后不足位数的用0补充。

       2.3基于以上公式流程

       我们首先获得用户输入的切图级别数组levelScaleArr，瓦片大小(imgWidth,imgHeight)，切图原点(originX,originY)还有像素值DPI。同时我们还要通过接口获得此时地图的范围(dXMin,dYMin,dXMax,dYMax)。

       流程的盒模型如下所示：

       2.4实现

       实现上，主要使用了AE做了这样几个功能：

       (a).使用IMapControl类获得mxd的四角坐标。

       (b).使用IActiveView、ExportPNGClass和EnvelopeClass实现将地图局部导出功能。

       其他均按照上述流程图实现。

       3.功能优化

       3.1导出图片种类的优化

       在AE中可以导出多种格式的图片。利用ExportJPEGClass()，ExportBMPClass()，ExportEMFClass()，ExportGIFClass()等即可实现。

       3.2图片透明的优化

       通过上面的类直接导出的图片其背景色默认为了白色。而AGS切图中，背景色是透明的，所以这里还要做一个图片透明度优化过程。C#中转成Bitmap后，利用该类自带的MakeTransparent即可实现。

       4.算法的优化

       4.1 缩小切图范围

       在流程中，我们默认的切图是从切图原点开始的，这样会切成很多很多的无用图。我们可以直接从离地图DXmin和DYmax最近处开始切图即可。

startXByLevel = (int)Math.Abs((Math.Floor((DXmin-originX) / dImageWidth)));

startYByLevel = (int)Math.Abs((Math.Floor((originY-DYMax) / dImageHeight)));

startXByLevel和startYByLevel即为X轴和Y轴的切图初始点。

       4.2不切无效图

       我们经常会切出整张图都是透明的空白图。但是在AGS的切图中，是看不到这样的无效图的。我们可以在切图时先判断此范围内是否有要素存在，有的话就切，没有的话，continue掉。这样也可以减少切图的数目。

       5.算法的进一步优化——支持经纬度地图切图

       目前上面的所有过程，均只对做了投影转换的mxd有效，但是如果我们的mxd中的坐标系无投影转换只有一个地理坐标系呢，也就是当地图未经纬度坐标时，此时该如何实现切图？

       其实思路也很简单，如果我们真正理解以上resolution的所代表实际意义，那么解决这个问题的思路就应该有了。

       当地图为经纬度时，我们切图的比例尺设置应该改为切图的分辨率设置。这样我们就直接得到了每个级别的resolution，然后用resolution来切图即可。不用再做以上的将比例尺转换为resolution的步骤。

       6.注意

       在levelScaleArr中，里面的比例尺数字是随着index增加而增加的，但是比例尺数字越大，其对应的Level是越小的。所以我们在遍历Level层时，应该是一个递减的遍历，这样生成的L文件夹的编号才是正确的。

       7.效果图

       以下是效果图：

       8.不足

       (a).目前无法切出紧凑型(Compact)瓦片。解决思路，用上面的方法导出图后，需要把图变成二进制然后按照bundle的格式重新生成，并且还要生成索引文件bundleX。

       (b).所用的AE毕竟是封装的很好的组件库了。用GDAL的话，由于封装层次低一些，效率应该会更好一些。