Silverlight在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

盧云輝，黃曉文，曹健

(1.大連市勘察測繪研究院有限公司，遼寧大連 116021; 2.廣州市天河區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測室，廣東廣州 510655)

1 引言

一直以來，大部分開發(fā)者都是采用傳統(tǒng)的C/S和B/S架構(gòu)進(jìn)行GIS開發(fā)，C/S架構(gòu)在客戶端的處理能力與交互性較強(qiáng)，但維護(hù)性較差;相反，B/S架構(gòu)在客戶端的維護(hù)性極高，但對信息的處理能力、交互性、跨瀏覽器一致性方面都有不足［1］。而且，傳統(tǒng)架構(gòu)下開發(fā)出的系統(tǒng)的界面屬于簡潔實用型，缺乏華麗的視覺效果，難以在第一時間吸引客戶的眼球。隨著科技發(fā)展的日新月異，相當(dāng)多的互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)都采用了最新的RIA技術(shù)，如新浪、騰訊、淘寶等。位于地理學(xué)和IT行業(yè)交集的GIS自然也應(yīng)跟上潮流，改善界面效果和用戶體驗。

正是如此，相對C/S架構(gòu)更為輕型的Silverlight技術(shù)就成為未來地理信息系統(tǒng)應(yīng)用中理想的展現(xiàn)層的候選方案。Silverlight有著更為輕便的運行式環(huán)境，無須安裝體積龐大的.Net Framework。而在如此小的運行環(huán)境下面有著B/S無法比擬的高級語言支持:使用C#高級語言代替JavaScript來實現(xiàn)強(qiáng)大的客戶端計算能力，繼承了WPF豐富的樣式、控件、特效與動畫，更可控的瀏覽器適應(yīng)性，能夠更大程度的為開發(fā)人員帶來快樂的開發(fā)體驗。

2 Silverlight的特點

Silverlight是微軟于2007年推出的跨瀏覽器、跨平臺的解決方案，能夠設(shè)計、開發(fā)和發(fā)布有多媒體體驗與富交互(RIA)的網(wǎng)絡(luò)交互程序。Silverlight提供了一個強(qiáng)大的平臺，能夠開發(fā)出具有專業(yè)圖形、音頻和視頻的Web應(yīng)用程序，增強(qiáng)了用戶體驗。同時，Silverlight還提供了強(qiáng)大的工具來提高用戶工作效率。

Silverlight將多種技術(shù)結(jié)合到一個開發(fā)平臺，可以在其中選擇符合需求的合適的工具和編程語言。Silverlight有如下的特性:

(1)跨瀏覽器，跨平臺的支持。Silverlight在所有的流行瀏覽器(任何平臺)運行一致。設(shè)計和開發(fā)應(yīng)用程序不需要擔(dān)心你的用戶是什么平臺什么瀏覽器。

(2)可訪問.NET Framework編程模型和相關(guān)工具?？梢允褂猛泄艿腏script和IronPython或者C#和VB這樣的動態(tài)語言來創(chuàng)建基于Silverlight的應(yīng)用程序。可以使用Visual Studio這樣的開發(fā)工具來創(chuàng)建基于Silverlight的應(yīng)用程序。

(3)WPF和 XAML。Silverlight包含了 Windows Presentation Foundation(WPF)技術(shù)，這項技術(shù)在創(chuàng)建用戶界面時極大地擴(kuò)展了瀏覽器元素。WPF可以創(chuàng)建融合圖形、動畫、媒體和其他的富客戶端特性，擴(kuò)展了基于瀏覽器的用戶界面，超越了HTML所提供的?？蓴U(kuò)展應(yīng)用程序標(biāo)記語言(XAML)提供了創(chuàng)建WPF元素的聲明性標(biāo)記。

XAML提供了一種便于擴(kuò)展和定位的語法來定義和程序邏輯分離的用戶界面，而這種實現(xiàn)方式和ASP.NET中的“代碼后置”模型非常類似。也就是說在開發(fā)一個應(yīng)用程序時，我們可以將開發(fā)工作分成開發(fā)人員和設(shè)計人員兩個團(tuán)體分別進(jìn)行，各自負(fù)責(zé)后臺程序代碼邏輯和前臺程序界面的設(shè)計，這樣就使得開發(fā)人員和設(shè)計人員之間的協(xié)作更通暢，也極大地發(fā)揮了他們的專長。［2］

高生產(chǎn)效率是微軟技術(shù)的一貫特點，Silverlight也不例外，因而如果將它應(yīng)用到GIS系統(tǒng)中將會大大提高效率。首先，由于WPF是對之前的圖形處理技術(shù)更高層次的封裝，因此可以帶來更快的開發(fā)速度。其次，WPF支持硬件(GPU)加速，使得渲染圖像的速度大大加快。最后，由于Silverlight是以插件的方式運行，使得系統(tǒng)的響應(yīng)速度也得到了大大的提升［3］。

3 應(yīng)用項目實例

各大GIS廠商都針對Silverlight推出了相應(yīng)的開發(fā)接口，本文以采用超圖公司的SuperMap IS.Net for Silverlight開發(fā)的石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)為例，來說明Siliverlight在地理信息系統(tǒng)行業(yè)中的應(yīng)用方式。

石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中綜合應(yīng)用層面就是需要用到Silverlight技術(shù)的地方。

圖1 石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)主要包含綜合查詢、泄漏分析、消防設(shè)施檢索、應(yīng)急指揮等功能。

圖2 系統(tǒng)實現(xiàn)過程

(1)查詢功能。通過鼠標(biāo)點擊獲取地圖上一點的坐標(biāo)，然后根據(jù)一定的緩沖范圍判定出附近的儲罐、有毒有害點、危險區(qū)域等待查詢的要素，并使該要素高亮閃爍，并彈出框體顯示該要素所有被查詢的信息。

圖3 查詢結(jié)果

如圖3所示，該儲罐的查詢結(jié)果摒棄了傳統(tǒng)的表格展現(xiàn)形式，而采用了經(jīng)Blend修飾過的Border容器為信息載體，使人們對待查詢要素的了解更為直觀明了。此框體外觀可以由美工人員自由改動，實現(xiàn)查詢結(jié)果展示方式的多樣化。

(2)消防設(shè)施介紹。利用微軟的DeepZoom技術(shù)顯示數(shù)據(jù)源為CAD的消防水線圖，便于從整體或局部查看消防設(shè)施的細(xì)節(jié)。利用自定義的PDF容器顯示存儲在服務(wù)器根目錄下的消防泵站及消防車輛照片，易于查找檢索。

圖4 消防設(shè)施圖

(3)應(yīng)急指揮救援。在地圖上實時標(biāo)注出撤離線、搜救線等指揮線路，利用Storyboard可以通過改變虛線的StrokeDashOffset屬性使之具有流動的效果。這樣的好處是使指令的表述更加一目了然。在WCF的支持下，決策人員可以在服務(wù)器終端畫出撤離線，現(xiàn)場的工作人員可以在客戶終端及時的接收到直觀的指揮信息。

圖5 應(yīng)急指揮設(shè)置撤離線示意圖

(4)消防撲救措施

根據(jù)各聯(lián)合車間提供的每個裝置中比較危險的部位，結(jié)合全公司裝置的分布情況，選擇具有代表性的部位，其中包括液氨、硫化氫、液化氣、氟化氫等有毒有害氣體泄漏事故，分餾塔、罐等裝置事故，制定消防處置措施，作為公司級消防預(yù)案。將這些預(yù)案以PDF格式存放在服務(wù)器根目錄下，需要時在相關(guān)儲罐上右擊然后點選“撲救措施”選項，系統(tǒng)會根據(jù)該儲罐所存物料自動匹配相應(yīng)的文檔。

圖6 撲救措施

(5)消防應(yīng)用計算

根據(jù)《低倍數(shù)泡沫設(shè)計規(guī)范》和《石油化工防火設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，對儲罐的消防用水和泡沫液的數(shù)量按照最低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計計算工具，為指揮部的后勤保障提供依據(jù)。同時為供排水車間的污水處理提供參考。

圖7 計算工具

(6)泄漏分析。點選可能發(fā)生泄漏的地點，根據(jù)石化公司提供的公式計算出一定量氣體的泄露范圍，然后通過Storyboard作出擴(kuò)散的動畫效果。

圖8 泄漏分析

4 Silverlight在實際應(yīng)用中的新特性

Silverlight在GIS行業(yè)中的應(yīng)用體現(xiàn)出了有別于傳統(tǒng)開發(fā)模式的一些新特性。

圖9 聚類效果

(1)聚類:石化應(yīng)急指揮決策系統(tǒng)中包含很多點要素，如儲罐、有毒有害點、樞紐井等。由于這些要素的點位分布比較密集，在地圖縮小到一定級別的時候，看起來就不太美觀。超圖的聚類(Clusterer)技術(shù)可以讓這些點根據(jù)設(shè)定的聚類半徑以聚合的方式呈現(xiàn)在地圖上。代碼如下:

＜icWeb:ScatterClusterer x:Name="Clusterer_Shuniujing_ZLJDJS"Background="Cyan"Foreground="Black" EnableRotation="True"MaximumCount="10"Radius="20"/＞

結(jié)合SQL查詢語句，可以使鼠標(biāo)移動到"小雨傘"的分支上時顯示其屬性。

(2)在利用Silverlight設(shè)計系統(tǒng)界面的時候，實現(xiàn)一些比較炫目的效果的關(guān)鍵就是動畫板(Storyboard)。Storyboard提供了管理時間線的功能接口對不同元素的狀態(tài)進(jìn)行改動，即讓某元素由一個時間段的某種狀態(tài)過渡到下一個時間段的另外一種狀態(tài)，過程就形成了動畫效果。

(3)Deep Zoom技術(shù)就是在查看很大的一幅圖片時僅僅將當(dāng)前顯示在屏幕上的部分發(fā)送到瀏覽器中。同時也可以對圖片進(jìn)行縮放和平移，在加載新的部分時采用了平滑的動畫效果，提高了觀賞性。優(yōu)點是不需要花大量時間來下載一幅很大的圖片數(shù)據(jù)而是只下載需要查看的那一部分，提高了效率。

5 總結(jié)

基于Silverlight開發(fā)的地理信息系統(tǒng)界面美觀，效果絢麗，在一定程度上提高了工作效率，在系統(tǒng)的用戶體驗方面也有了長足的進(jìn)步。在各大網(wǎng)站都紛紛試水新技術(shù)的同時，Silverlight也將在日后的系統(tǒng)開發(fā)中成為常用的技術(shù)之一。

［1］吳磊.企業(yè)級RIA應(yīng)用與Silverlight開發(fā)全流程實戰(zhàn).www.infoq.com/cn/articles/wl－silverlight－light，2011

［2］Lori A.MacVittie.XAML in a Nutshell.O＇Reilly，2006

［3］戴宣洋，庹先國.基于Silverlight的GIS組件的研究與開發(fā)［J］.電腦與電信，2010，11:P41～43

［4］楊正華.城市GIS空間數(shù)據(jù)共享初探［J］.測繪通報，2003(5)

［5］Matthew MacDonald.Silverlight 3高級編程(C#篇).Apress，2009

［6］Todd Anglin.Introducing Silverlight 1.1.O＇Reilly，2007