GeoServer地图开发解决方案（五）：基于Silverlight技术的地图客户端实现

GeoServer 是 OpenGIS Web 服务器规范的 J2EE 实现的社区开源项目，利用 GeoServer 可以方便的发布地图数据，允许用户对特征数据进行更新、删除、插入操作，通过 GeoServer 可以比较容易的在用户之间迅速共享空间地理信息。本系列博文提供全面、完善的GeoServer部署解决方案，包括GeoServer环境搭建、地图数据处理、部署地图数据、发布地图服务等功能的详细介绍。文中内容来自本人工作中通过网络学习后总结而成，如有类同纯属巧合，同时欢迎广大网友前来交流。　　

　　　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　系列目录导航：

　　GeoServer地图开发解决方案（一）：环境搭建篇

　　GeoServer地图开发解决方案（二）：地图数据处理篇

　　GeoServer地图开发解决方案（三）：部署地图数据篇

　　GeoServer地图开发解决方案（四）：发布Web地图服务（WMS）篇

　　GeoServer地图开发解决方案（五）：基于Silverlight技术的地图客户端实现

　　我曾经写作过一篇关于微软Bing Maps的客户端实现的博文：《基于DeepZoom技术的Bing Maps客户端实现研究》，详细介绍了如何使用Silverlight中的DeepZoom技术实现Bing Maps的客户端。本篇介绍的内容则为基于Web地图服务（Web Map Service，简称：WMS）的Silverlight地图客户端实现。

一、DeepZoom简介

　　DeepZoom技术以MultiScaleImage控件为核心，其内部有一个MultiScaleTileSource类型的源属性，主要用于设置MultiScaleImage控件所要呈现的数据源。基于Silverlight的Web GIS客户端实现也是通MultiScaleImage控件来实现，核心就在于通过MultiScaleTileSource属性针对不同的Web GIS地图瓦片数据（Image Tiles）提供商为MultiScaleImage控件实现一个数据源。因此本篇所需要做的工作就是针对WMS服务为MultiScaleImage控件实现一套加载数据源的算法。

二、WMS服务加载实现

　　实现WMS服务加载的算法其实非常简单，只需要了解WMS发布的方式、WMS地址的参数组成结构以及地图瓦片的投影原理就可以了，首先需要定义一个盒子对象作为访问WMS的边界参数对象。

public class BBox
{
    public int X { get; set; }
    public int Y { get; set; }
    public int Width { get; set; }
    public int Height { get; set; }

    public BBox(int x, int y, int w, int h)
    {
        this.X = x;
        this.Y = y;
        this.Width = w;
        this.Height = h;
    }
}

　　关于WMS服务加载的详细算法需要一些GIS理论基础才能够知道具体的实现原理，这里我就不逐一介绍，直接贴代码：

public class WMSTileSource : MultiScaleTileSource 
{
    public WMSTileSource()
        : base(int.MaxValue, int.MaxValue, 0x100, 0x100, 0)
    { }

    public const int TILE_SIZE = 256;
    /// <summary>
    /// 地球半径
    /// </summary>
    public const double EARTH_RADIUS = 6378137;
    /// <summary>
    /// 地球周长
    /// </summary>
    public const double EARTH_CIRCUMFERENCE = EARTH_RADIUS * 2 * Math.PI;
    public const double HALF_EARTH_CIRCUMFERENCE = EARTH_CIRCUMFERENCE / 2;

    /// <summary>
    /// WMS服务地址
    /// </summary>
    private const string TilePath = @"http://localhost:8080/geoserver/wms?service=WMS&version=1.1.0&request=GetMap&layers=cq:CQ_County_region,cq:CQ_County_region_level&styles=&bbox={0},{1},{2},{3}&width=512&height=421&srs=EPSG:4326&&Format=image/png";

    public string GetQuadKey(string url)
    {
        var regex = new Regex(".*tiles/(.+)[.].*");
        Match match = regex.Match(url);

        return match.Groups[1].ToString();
    }

    public BBox QuadKeyToBBox(string quadKey, int x, int y, int zoomLevel)
    {
        char c = quadKey[0];

        int tileSize = 2 << (18 - zoomLevel - 1);

        if (c == '0')
        {
            y = y - tileSize;
        }

        else if (c == '1')
        {
            y = y - tileSize;
            x = x + tileSize;
        }

        else if (c == '3')
        {
            x = x + tileSize;
        }

        if (quadKey.Length > 1)
        {
            return QuadKeyToBBox(quadKey.Substring(1), x, y, zoomLevel + 1);
        }
        return new BBox(x, y, tileSize, tileSize);
    }

    public BBox QuadKeyToBBox(string quadKey)
    {
        const int x = 0;
        const int y = 262144;
        return QuadKeyToBBox(quadKey, x, y, 1);
    }

    public double XToLongitudeAtZoom(int x, int zoom)
    {
        double arc = EARTH_CIRCUMFERENCE / ((1 << zoom) * TILE_SIZE);
        double metersX = (x * arc) - HALF_EARTH_CIRCUMFERENCE;
        double result = RadToDeg(metersX / EARTH_RADIUS);
        return result;
    }

    public double YToLatitudeAtZoom(int y, int zoom)
    {
        double arc = EARTH_CIRCUMFERENCE / ((1 << zoom) * TILE_SIZE);
        double metersY = HALF_EARTH_CIRCUMFERENCE - (y * arc);
        double a = Math.Exp(metersY * 2 / EARTH_RADIUS);
        double result = RadToDeg(Math.Asin((a - 1) / (a + 1)));
        return result;
    }

    public double RadToDeg(double d)
    {
        return d / Math.PI * 180.0;
    }

    private static string TileXYToQuadKey(int tileX, int tileY, int levelOfDetail)
    {
        var quadKey = new StringBuilder();
        for (int i = levelOfDetail; i > 0; i--)
        {
            char digit = '0';
            int mask = 1 << (i - 1);
            if ((tileX & mask) != 0)
            {
                digit++;
            }
            if ((tileY & mask) != 0)
            {
                digit++;
                digit++;
            }
            quadKey.Append(digit);
        }
        return quadKey.ToString();
    }

    protected override void GetTileLayers(int tileLevel, int tilePositionX, int tilePositionY, System.Collections.Generic.IList<object> tileImageLayerSources)
    {
        int zoom = tileLevel - 8;
        if (zoom > 0)
        {
            string quadKey = TileXYToQuadKey(tilePositionX, tilePositionY, zoom);
            BBox boundingBox = QuadKeyToBBox(quadKey);

            double lon = XToLongitudeAtZoom(boundingBox.X * TILE_SIZE, 18);
            double lat = YToLatitudeAtZoom(boundingBox.Y * TILE_SIZE, 18);

            double lon2 = XToLongitudeAtZoom((boundingBox.X + boundingBox.Width) * TILE_SIZE, 18);
            double lat2 = YToLatitudeAtZoom((boundingBox.Y - boundingBox.Height) * TILE_SIZE, 18);

            string wmsUrl = string.Format(TilePath, lon, lat, lon2, lat2, TILE_SIZE);

            var veUri = new Uri(wmsUrl);
            tileImageLayerSources.Add(veUri);
        }
    }
}

　　前端通过一个按钮事件驱动触发加载WMS服务，按钮的XAML代码如下：

<Button Content="WMS图层" Height="30" Width="80" Name="btnWms" Click="btnWms_Click"/>

　　示例我就直接基于《基于DeepZoom技术的Bing Maps客户端实现研究》一文中的示例扩展，对应的后台代码为如下代码块：

private void btnWms_Click(object sender, RoutedEventArgs e)
{
    msi.Source = new WMSTileSource();
}

 　　　　　　　　

 　　　　

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