将AE开发的专题图制作功能发布为WPS

AE开发可以定制化实现ArcGIS的地理处理功能，并实际运用于其他方面的工作，有时候我们还希望将AE开发的功能发布为网络地理信息处理服务（WPS），从而能在Web端更自由便利地调用所需要的地学处理算法。本文记录的就是这一过程，大体思路为：用C#类库封装专题图制作的方法并生成为Dll,再用C++调用这一Dll并生成C++的Dll，然后在Java中用jna来调用C++的Dll，实现Java调用AE开发的专题图制作的算法，最后用Tomcat将这一地学算法发布为服务。该服务只需要传递Shp文件的路径和专题图输出路径两个参数，便可以自动化执行，输入Shp矢量文件，输出Jpg专题图文件。

具体实现过程分为以下三方面来进行介绍：

一、将AE开发的功能封装为C#的Dll

在实验阶段，我其实先写了一个C#的Windows窗体应用程序，用以实现专题图制作功能，其界面如下所示：

这个程序可以实现简单的专题图制作功能，以天地图图层为背景，加载Shp文件到PageLayoutControl控件，通过点击按钮来添加标题、指北针、比例尺、图例等专题图要素，这些要素依据Shp文件并调用AE的相关接口来生成，生成后加载到PageLayoutControl窗口的固定位置，最后通过点击按钮来将其导出为Jpg图片，并保存在本地目录。

但是由于Windows窗体应用程序无法生成可以被C++调用的Dll，并且最后的服务不允许有窗口的出现，于是就需要将这一方法封装为C#的类库，过程及代码如下：

1.1以管理员方式启动VS(涉及到注册COM组件,必须以管理员方式启动),新建C#项目,选择类库。

1.2设置SThematicMap的属性,右键新建的项目,点击属性。

继续设置项目属性,由于引用的ESRI.ArcGIS.Version为32位,本项目必须生成为32位(与后面过程相对应,后续过程中C++、JDK和Tomcat都必须保持相同位数)。

记得保存属性设置。

1.3添加代码。

这一块需要说明一下,本项目最终不允许有窗体界面的出现,但是专题图制作中图例、比例尺等要素的添加都需要PageLayoutControl控件窗体的存在,就像是要在没有水的公路上开一艘船,很矛盾的一件事,想要开这艘船,就必须引水进来。换言之,就是在类库中引入Windows窗体文件,在窗体中加入需要的控件,并且设置窗体为不显示,仅仅让窗体控件作为一个搭载数据的载体。右键项目,添加新建项,添加C#的Windows窗体。

由于在类库中调用窗体会实例化Active X控件,而该控件需要应用程序的线程为单线程单元,因此在类库文件中需要添加一个额外的函数来设置线程,这一点很重要,否则后面会报错!因此,Class1下面的代码就如下所示:

using System;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading;
using System.Collections.Generic;

namespace SThematicMap
{
    public class Class1
    {
        private string InputPath, OutputPath;
        public Thread newThread;
        //设置程序为单线程单元
        public void ThMap(string inputPath, string outPath)
        {
            InputPath = inputPath;
            OutputPath = outPath;
            newThread = new Thread(new ThreadStart(threadMap));
            newThread.SetApartmentState(ApartmentState.STA);
            newThread.Start();
        }
        //实际执行模块
        public void threadMap()
        {
            ESRI.ArcGIS.RuntimeManager.Bind(ESRI.ArcGIS.ProductCode.Desktop);
            Form1 form = new Form1();
            form.thMap(InputPath, OutputPath);
        }
    }
}

　　其中form.thMap(InputPath, OutputPath)这句函数将两个参数传入Form1,核心的专题图生成算法在Form1.cs中实现,其代码如下:

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

using ESRI.ArcGIS.Carto;
using ESRI.ArcGIS.Output;
using ESRI.ArcGIS.SystemUI;
using ESRI.ArcGIS.Controls;
using ESRI.ArcGIS.Display;
using ESRI.ArcGIS.Geometry;
using ESRI.ArcGIS.GISClient;
using ESRI.ArcGIS.esriSystem;
using ESRI.ArcGIS.Geodatabase;
using ESRI.ArcGIS.DataSourcesFile;

namespace SThematicMap
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        public void thMap(string InputPath, string OutputPath)
        {
            //在MapControl中导入shp文件
            string filePath = System.IO.Path.GetDirectoryName(InputPath);
            string fileName = System.IO.Path.GetFileNameWithoutExtension(InputPath);
            axMapControl1.AddShapeFile(filePath, fileName);
            //加载天地图
            IPropertySet pPropertyset = new PropertySetClass();
            pPropertyset.SetProperty("url", "http://t0.tianditu.com/vec_c/wmts");//全球矢量地图服务
            //pPropertyset.SetProperty("url", "http://t0.tianditu.com/ter_c/wmts");//全球地形晕渲地图服务
            IWMTSConnectionFactory pWMTSConnectionfactory = new WMTSConnectionFactory();
            IWMTSConnection pWMTSConnection = pWMTSConnectionfactory.Open(pPropertyset, 0, null);
            IWMTSLayer pWMTSLayer = new WMTSLayer();
            IName pName = pWMTSConnection.FullName;
            pWMTSLayer.Connect(pName);
            axMapControl1.AddLayer(pWMTSLayer as ILayer);
            //加载中文注记
            IPropertySet pPropertyset1 = new PropertySetClass();
            pPropertyset1.SetProperty("url", "http://t0.tianditu.com/cva_c/wmts");//全球矢量中文注记服务
            IWMTSConnectionFactory pWMTSConnectionfactory1 = new WMTSConnectionFactory();
            IWMTSConnection pWMTSConnection1 = pWMTSConnectionfactory1.Open(pPropertyset1, 0, null);
            IWMTSLayer pWMTSLayer1 = new WMTSLayer();
            IName pName1 = pWMTSConnection1.FullName;
            pWMTSLayer1.Connect(pName1);
            axMapControl1.AddLayer(pWMTSLayer1 as ILayer);
            //将矢量文件显示在最上面
            axMapControl1.MoveLayerTo(axMapControl1.LayerCount - 1, 0);
            axMapControl1.Refresh();

            //将MapControl中shp文件转为地图布局视图
            IObjectCopy objectCopy = new ObjectCopyClass();
            object toCopyMap = axMapControl1.Map;
            object copiedMap = objectCopy.Copy(toCopyMap);
            object toOverwriteMap = axPageLayoutControl1.ActiveView.FocusMap;
            objectCopy.Overwrite(copiedMap, ref toOverwriteMap);

            //获取Layout视图内容
            IGraphicsContainer container = axPageLayoutControl1.GraphicsContainer;
            IActiveView activeView = axPageLayoutControl1.ActiveView;
            // 获得MapFrame
            IFrameElement frameElement = container.FindFrame(activeView.FocusMap);
            IMapFrame mapFrame = frameElement as IMapFrame;
            //根据MapSurround的uid，创建相应的MapSurroundFrame和MapSurround
            UID uid = new UIDClass();

            //*****************************添加指北针***************************
            uid.Value = "esriCarto.MarkerNorthArrow";
            IMapSurroundFrame mapSurroundFrame = mapFrame.CreateSurroundFrame(uid, null);
            //设置MapSurroundFrame中指北针的点符号
            IMapSurround mapSurround = mapSurroundFrame.MapSurround;
            IMarkerNorthArrow markerNorthArrow = mapSurround as IMarkerNorthArrow;
            IMarkerSymbol markerSymbol = markerNorthArrow.MarkerSymbol;
            markerSymbol.Size = 130;
            markerNorthArrow.MarkerSymbol = markerSymbol;
            //QI，确定mapSurroundFrame的位置
            IElement element = mapSurroundFrame as IElement;
            IEnvelope envelope = new EnvelopeClass();
            envelope.PutCoords(16, 21, 19, 23);
            element.Geometry = envelope;
            //使用IGraphicsContainer接口添加显示
            container.AddElement(element, 0);
            activeView.Refresh();

            //*****************************添加比例尺***************************
            ITrackCancel trackCancel = new CancelTracker();
            //根据MapSurround的uid，创建相应的MapSurroundFrame和MapSurround
            uid = new UIDClass();
            uid.Value = "esriCarto.AlternatingScaleBar";
            mapSurroundFrame = mapFrame.CreateSurroundFrame(uid, null);
            //设置MapSurroundFrame中比例尺的样式
            mapSurround = mapSurroundFrame.MapSurround;
            //QI，确定mapSurroundFrame的位置
            element = mapSurroundFrame as IElement;
            envelope = new EnvelopeClass();
            envelope.PutCoords(2, 2, 4, 4);
            envelope.Width = 6;
            element.Geometry = envelope;
            element.Activate(axPageLayoutControl1.ActiveView.ScreenDisplay);
            element.Draw(axPageLayoutControl1.ActiveView.ScreenDisplay, trackCancel);
            //使用IGraphicsContainer接口添加显示
            container.AddElement(element, 0);
            axPageLayoutControl1.Refresh();

            //*****************************添加图例***************************
            // 获得MapFrame
            //根据MapSurround的uid，创建相应的MapSurroundFrame和MapSurround
            uid = new UIDClass();
            uid.Value = "esriCarto.Legend";
            mapSurroundFrame = mapFrame.CreateSurroundFrame(uid, null);

            //设置图例的属性
            ILegend2 legend = mapSurroundFrame.MapSurround as ILegend2;
            legend.Title = "图例";
            element = mapSurroundFrame as IElement;
            envelope = new EnvelopeClass();
            envelope.PutCoords(2, 22, 6, 24);
            element.Geometry = envelope;
            //使用IGraphicsContainer接口添加显示
            container.AddElement(element, 0);
            activeView.Refresh();

            //*****************************添加标题***************************
            //创建元素
            ITextElement pTextElement = new TextElementClass();
            pTextElement.Text = "北京烈度图";
            ITextSymbol pTextSymbol = new TextSymbolClass();
            pTextSymbol.Size = 50;
            pTextElement.Symbol = pTextSymbol;
            //设置位置
            IElement pElement = pTextElement as IElement;
            //pElement.Geometry = axPageLayoutControl1.TrackRectangle();
            envelope = new EnvelopeClass();
            envelope.PutCoords(10, 23, 12, 28);
            pElement.Geometry = envelope;
            //将元素添加到容器中
            container.AddElement(pElement, 0);
            //刷新
            axPageLayoutControl1.Refresh();

            //*****************************导出图片***************************
            double iScreenDispalyResolution = axPageLayoutControl1.ActiveView.ScreenDisplay.DisplayTransformation.Resolution;
            // 设置输出文件名
            string JpgfileName = OutputPath;
            ESRI.ArcGIS.Output.IExport pExport = new ESRI.ArcGIS.Output.ExportJPEGClass();
            pExport.ExportFileName = JpgfileName;
            // 设置输出分辨率
            pExport.Resolution = (short)iScreenDispalyResolution;
            // 获取输出范围,获取视图框架对象，进而得到视图范围
            tagRECT deviceRect = axPageLayoutControl1.ActiveView.ScreenDisplay.DisplayTransformation.get_DeviceFrame();
            IEnvelope pDeviceEnvelop = new EnvelopeClass();
            // 设置一个边框范围
            pDeviceEnvelop.PutCoords(deviceRect.left, deviceRect.bottom, deviceRect.right, deviceRect.top);
            // 将打印像素范围设置给输出对象
            pExport.PixelBounds = pDeviceEnvelop;
            // 设置跟踪取消对象
            ITrackCancel pCancle = new CancelTrackerClass();
            // 进行视图控件的视图输出操作，设置对应参数
            axPageLayoutControl1.ActiveView.Output(pExport.StartExporting(), (int)pExport.Resolution, ref deviceRect, axPageLayoutControl1.ActiveView.Extent, pCancle);
            Application.DoEvents();
            pExport.FinishExporting();
            pExport.Cleanup();
        }

    }
}

　　在Form.cs中新建了public void thMap(string InputPath, string OutputPath)方法,其内容包括矢量文件的加载、布局视图的切换、天地图的加载、比例尺等要素的加载和图片文件的导出。至此,C#相关的所有代码都已完成。

1.4生成C#的Dll。

右键SThematicMap项目,点击生成。

第一步到此完成!

二、调用C#的Dll并生成C++的Dll

2.1右键解决方案,添加新建项目,新建C++的Win32项目,并选择Dll和空项目。

2.2设置项目属性,右键CThMapDll项目,点击属性。

2.3添加cpp文件并书写代码。右键源文件,添加新建项,添加C++文件(main.cpp)。

main.cpp代码如下:

/**********************************
声明需要被java调用的方法，该方法和java接口内部方法保持一致
预处理语句目的是暴露函数供外部调用。
************************/
#ifdef MYLIBAPI
#else
#define  MYLIBAPI  extern "C" __declspec(dllimport)
#endif 

MYLIBAPI void ThMap(char* inputPath, char* outputPath); //添加函数声明 

using namespace System;
using namespace SThematicMap;

void ThMap(char* inputPath, char* outputPath)
{
	String ^inStr = gcnew String(inputPath);
	String ^outStr = gcnew String(outputPath);
	Class1 ^method = gcnew Class1();
	method->ThMap(inStr,outStr);
}

2.4生成C++的Dll,右键CThMapDll项目,点击生成。

至此,第二步也已经完成!

三、用Java调用并将其发布为服务

3.1先下载两个jna的Jar包,用于调用C++的Dll,下载地址:Jna下载。

新建Lib文件夹,将两个Jna包导入并添加进项目。

3.2新建Package并添加ThematicMap.java。

其代码如下:

package whu.thematic.map;

import com.sun.jna.Library;
import com.sun.jna.Native;

public class ThematicMap {

	public static void main(String input,String output) throws Exception {
        System.out.println(System.getProperty("java.version"));//输出当前jdk版本号
        System.out.println(System.getProperty("sun.arch.data.model"));//输出当前jdk所用平台

        CLibrary1 clib = CLibrary1.INSTANCE;
        clib.ThMap(input,output);
    }
}

interface CLibrary1 extends Library {
    CLibrary1 INSTANCE = (CLibrary1) Native.
            loadLibrary("E:\\Learning\\SThematicMap\\Debug\\CThMapDll",
            CLibrary1.class);

    /*需要调用的方法,方法与C++方法名相同 */
    void ThMap(String inputPath, String outputPath);
}

　　需要在服务发布文件中添加如下引用,并声明相关函数:

import whu.thematic.map.*;

String input =new String(request.getParameter("district"));
String output = new String(request.getParameter("anglePath"));

try {
       ThematicMap.main(input, output);
    } catch (Exception e) {
	// TODO Auto-generated catch block
	e.printStackTrace();
}

　　在显示服务的网页中进行相应设置,其html文件代码如下:

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="utf-8">
<title>专题图制作</title>
<script src="login/js/jquery-1.4.2.min.js"></script>
</head>
<body>
<h1>专题图制作</h1>
    <form name="DZLD" method="get" action="DZLDServlet" id="form">
    	<p>
        <table border="1">
            <tr>
                <td>Input</td>
                <td><input name="district"  value="E:\\Learning\\ShpData\\BeijingShp.shp" type="text" size="50"/></td>
            </tr>
            <tr>
                <td>Output</td>
                <td><input name="anglePath" value="E:\\Learning\\ShpData\\Beijing.jpg" type="text" size="50"/></td>
            </tr>
        </table>
    	</p>
        <tr>
                <td><input type="submit" value="发送" size="50"/></td>
                 <td><input type="button" value="重置" size="50" onclick="formReset()"/></td>
        </tr>
    </form>
    <script type="text/javascript">
    	function formReset() {
        	$("input[name='district']").val("").focus(); // 清空并获得焦点
   		}
    </script>
</body>
</html>

　　3.3将该工程导入到Tomcat服务中,注意此处Tomcat必须是32位。

还要注意一点,此方法程序只是读到了C++的Dll,还需要将C#的Dll复制粘贴到所用Jre的bin目录下。然后发布并启动服务,在浏览器中输入:http://localhost:8080/image/

可以看到,WPS服务已经发布成功,点击发送,可在本地文件夹中看到Beijing.jpg

至此,全部工作都已经完成!其他带窗体或不带窗体的AE程序都可以按此种方法发布为服务。