ArcGIS Server 動態生成緩存並替換瓦片(C#+AE)

使用ArcGIS Server做地圖發佈，爲了提升瀏覽性能，通常會使用現時比較流行的地圖緩存技術（通俗的說法爲“瓦片技術”）。如目前的MapABC和GoogleMap正是使用該技術。

所謂的地圖緩存技術，就是按照一定的數學規則，把地圖切成一定規格的圖片保存到計算機硬盤裏，當用戶通過客戶端瀏覽器訪問地圖服務時，服務器直接返回當前地圖座標區域所對應的“瓦片”，從而達到降低服務器負擔，提升地圖瀏覽速度的效果。

地圖緩存技術一般針對相對穩定的數據，因爲地圖切爲瓦片以後，以圖片的形式存在，對於數據的變化（這裏指的是數據的幾何形狀變化）不能及時的反應，這就是地圖緩存技術不足之處。要想地圖的變化得到及時的反映，那就必須重建地圖緩存。而重建地圖緩存要視地圖的區域範圍和緩存的比例尺而定，時間爲幾分鐘到幾十個小時不等。因此，緩存的管理是一件相對麻煩的事情。

對實時性要求比較高的系統來說，一般不建議使用地圖緩存技術。但地圖緩存帶來的性能的體驗非常良好，因此可以在此基礎上進行一些改動，使其適應地圖的更新操作十分必要。某些WebGIS系統由於涉及數據的編輯，數據更新頻率較大，不適用緩存的方式發佈，數據的實時性非常好，但地圖的瀏覽和刷新性能非常差（刷新性能與數據的大小和圖層的渲染複雜度有關），大量佔用服務器資源，多用戶連接的時候導致服務器不穩定等。

經過反覆的試驗，針對上述的需求，提出了以下的一種方案，以解決數據頻繁變動和地圖性能低下的問題。方案的基本思路：使用地圖緩存技術對地圖進行切片；編輯數據的時候獲取空間數據對應的瓦片（一張或者幾張）；計算這部分瓦片的地圖範圍，並在後臺重新生成這個範圍的地圖圖片；把新生成的圖片替換這些舊有的瓦片。

具體的做法如下：

1．創建一個非池化的服務，並生成地圖緩存。這部分懶羊羊不作介紹。

2．獲取編輯的圖形所對應的瓦片。一般來說，如果是點圖形，對應的是一張瓦片，線、面圖形一個圖形有可能落在多張瓦片上面。可以使用ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.TileCacheInfo來獲取瓦片的相關信息，但具體落在那一張瓦片，那就必須瞭解地圖切片原理。

1）ArcGIS Server切片原理與命名規則
設定一個原點作爲地圖切片的起始點（默認是（400，-400），這是個經緯度座標，設這個值可以把其他地區的數據連接進來，使不同服務的數據可以得到有效的拼接，有興趣的同事可以研究一下），以一定的規格（長寬爲2的n次方的像素）把地圖切割成若干的小圖片，並以科學命名的方式存貯到計算機磁盤。命名的規則是各比例尺的圖片放在名爲LXX的文件夾裏面，第一個比例尺的文件夾名爲L00，第二個比例尺的問L01，如此類推。比例尺文件夾（一下統稱L文件夾）目錄下還會有R開頭的文件夾，R表示的ROW，當前比例尺的瓦片每一行對應一個文件夾。R文件夾的命名方式是瓦片的行序列（用rIndex表示），把rIndex轉爲8位16進制，不足的在左邊補0，用代碼公式表示FolderName = “R”+rIndex.ToString(“x”).PadLeft(8, ‘0’) 。R文件夾裏面保存的就是瓦片，瓦片的命名方式跟R文件夾的命名方式相似，以字母C開頭，後面是瓦片在該行的列序號（用cIndex）表示，後面依然是一個8位16進制FileName = “C”+rIndex.ToString(“x”).PadLeft(8, ‘0’)+ “.”+format.ToString()

2)計算圖形對應的瓦片（以點爲例）
下面以加入一個點要素爲例，說明如何去獲取這個點對應的瓦片
首先獲取地圖服務的相關信息，其中NotPooledServiceUrl是字符串，對應當前服務的URL，地圖服務已切片

//獲取服務的相關信息
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapServerProxy mapserver_dcom = new ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapServerProxy(NotPooledServiceUrl);
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapServerInfo mapi = mapserver_dcom.GetServerInfo(mapserver_dcom.GetDefaultMapName());
String defaultMapName = mapserver_dcom.GetDefaultMapName();
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapDescription pMapDescription = mapi.DefaultMapDescription;
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.EnvelopeN mape = mapi.FullExtent as ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.EnvelopeN;
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.EnvelopeN mapiExtent =(ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.EnvelopeN)mapi.Extent;

然後獲取這個這個地圖服務的瓦片信息

//獲取瓦片的圖片格式
string cacheTileFormat = mapserver_dcom.GetTileImageInfo(defaultMapName).CacheTileFormat;
string imageType = cacheTileFormat.StartsWith("PNG") ? ".png" : ".jpg";
//獲取瓦片的相關信息
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.TileCacheInfo tCacheInfo = mapserver_dcom.GetTileCacheInfo(defaultMapName);
//瓦片的原點（ags默認值爲(-400,400),在切片的時候可以設定這個值）
PointN riginPT = tCacheInfo.TileOrigin as PointN;

接着定義其他相關的信息

double envCenterX = pPoint.X;  //pPoint爲新加入的點要素的圖形
double envCenterY = pPoint.Y;
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.LODInfo[] lodInfos = tCacheInfo.LODInfos;
int tColCenter, tRowCenter;              //pPoint所在的瓦片對應的列、行
double tileWidth, tileHeight;            //對應瓦片的長度和寬度（計算後爲地圖單位）
double tileXMin, tileYMin;               //pPoint所在的瓦片的左下角座標
double tileXMax, tileYMax;               //pPoint所在的瓦片的右上角座標

通過計算找到這個點對應的各級緩存的瓦片的路徑（根據上述所說的切片原理和命名規則算出來）

foreach (ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.LODInfo li in lodInfos)
{
        tileWidth = tCacheInfo.TileCols * li.Resolution;
        tColCenter = (int)Math.Floor((envCenterX - (double)originPT.X) / tileWidth);
        tileXMin = (double)originPT.X + (tColCenter * tileWidth);
        tileHeight = tCacheInfo.TileRows * li.Resolution;
        tRowCenter = (int)Math.Floor(((double)originPT.Y - envCenterY) / tileHeight);
        tileYMin = ((double)originPT.Y - (tRowCenter * tileHeight)) - tileHeight;
        tileXMax = tileXMin + tileWidth;
        tileYMax = tileYMin + tileHeight;
        string tUrl = cacheDir + "\\Layers\\_alllayers" + "\\L" + li.LevelID.ToString().PadLeft(2, '0')
         + "\\R" + tRowCenter.ToString("x").PadLeft(8, '0')
         + "\\C" + tColCenter.ToString("x").PadLeft(8, '0')
         + imageType;
         UpdateTile(tileXMin, tileYMin, tileXMax, tileYMax, tUrl, tCacheInfo, poolService)
         //分別更新各個比例尺下的瓦片，其中poolService是一個MapServerProxy
  }

計算瓦片行列值的公式完全可以通過切片原理推出來

Column = Floor((Point of interest X – Tile origin X) / Ground width of a tile)
Row = Floor((Tile origin Y – Point of interest Y) / Ground height of a tile)

最後是通過生成新的圖片去取代原來的瓦片，以達到局部更新的效果（也就是上面的UpdateTile函數的工作）。實現的思路是通過傳入單張瓦片對應的四個角的座標去定義一個Envelope，輸出這個Envelope區域的圖片，並替換掉對應url的瓦片。

ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapServerInfo agsSoapMapServerInfo = mapserver_dcom.GetServerInfo(mapserver_dcom.GetDefaultMapName());
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapDescription agsSoapMapDescription = agsSoapMapServerInfo.DefaultMapDescription;
SRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.EnvelopeN pEnv = new ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.EnvelopeN();
pEnv.XMin = xMin;
pEnv.YMin = yMin;
pEnv.XMax = xMax;
pEnv.YMax = yMax;
agsSoapMapDescription.MapArea.Extent = pEnv;   //設定了出圖區域
//設定出圖圖片的格式，dpi，長寬等
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.ImageDescription agsImageDes = new ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.ImageDescription();
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.ImageType agsImageType = new ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.ImageType();
agsImageType.ImageFormat = ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.esriImageFormat.esriImagePNG;
agsImageType.ImageReturnType = ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.esriImageReturnType.esriImageReturnURL;
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.ImageDisplay agsImageDis = new ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.ImageDisplay();
agsImageDis.ImageDPI = tCacheInfo.DPI;
agsImageDis.ImageHeight = tCacheInfo.TileCols;
agsImageDis.ImageWidth = tCacheInfo.TileRows;
agsImageDes.ImageType = agsImageType;
agsImageDes.ImageDisplay = agsImageDis;
//出圖和替換瓦片
ESRI.ArcGIS.ADF.ArcGISServer.MapImage agsMapimage = mapserver_dcom.ExportMapImage(agsSoapMapDescription, agsImageDes);
string httpUrl = agsMapimage.ImageURL;//輸出圖片的虛擬路徑
string imgName = httpUrl.Substring(httpUrl.Length - 44, 44);//提取圖片的名稱
string source = imgName;
//把虛擬路徑轉換爲服務器磁盤驅動器對應的物理路徑，其中serviceOutputDir爲ags的默認輸出位置
source =serviceOutputDir + "\\" + source; 
System.IO.File.Copy(source, tileUrl, true);   //複製到瓦片對應目錄並將其替換

1．要注意的幾個地方

1）這種方法更新瓦片，設計到修改服務器端文件的操作，因此必須要給地圖緩存所在的文件夾設定IIS用戶可控制的權限（NTFS磁盤格式下必須設定）

2）這裏只設計點的更新操作，由於一個點在某一比例下只對應一張瓦片，因此，儘管有十幾個級別的緩存，也只是更換十幾張圖片，出圖和替換的時間不長，不會佔用服務器太長的時間去處理（包括連接地圖服務大約20s左右）。當然，編程人員也可以通過設定緩存的級別，更新不同比例尺下的瓦片，這樣更爲實在些。如果設計到線和麪的更新，那必須限制一下區域範圍，因爲區域範圍很大的話，處理時間會很漫長（如用戶不小心把一個與地市相仿的區域的面提交更新了，這就等同於把整個城市的緩存做一次）

3）上面使用到了池化和非池化兩個服務（這兩個服務都是使用同一個mxd進行發佈，這點值得注意），估計會有些疑惑。池化和非池化服務的區別可以參考一下esri的說明文檔，這裏不多作介紹。如果使用已經建立緩存的服務作爲輸出新圖片的服務，那麼出來的圖片就根本沒有改變，原原本本是原來的瓦片，因此必須創建一個池化的沒有建立緩存的服務作爲出圖專用的服務，這樣數據的更新可以馬上反映到服務中去。

4）緩存的更新操作是在添加要素並保存之後執行的。爲了提高用戶的體驗，可以在後臺開闢一個線程去執行瓦片的更新程序，前端使用graphicsLayer把要素繪製出來。這樣當前操作用戶可以第一時間看到目前的狀況，其他用戶連接進來的時候，看到的已經是最新的地圖緩存了。

轉自：http://www.cnblogs.com/ericgisser/archive/2009/10/13/gis_cache.html

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