ArcGIS Maritime 发布海图切片服务详解
本章导读
ArcGIS Maritime 作为ArcGIS海图解决方案，进入行业视野已经有相当一段日子了，每一次更新都给人带来一些惊喜，从最近几个版本来看，已经逐渐趋向成熟，并且提供了好用的工具辅助实施海图应用。本章节给各位带来Maritime的服务发布以及海图切片地图服务的发布方法。BY 李远祥
电子海图服务发布的环境
要将海图数据发布为电子海图的在线服务，需要使用ArcGIS Maritime Charting for Server，这是ArcGIS Server 的一个扩展模块，其前身是ArcGIS 的Nautical Solution 。
在Nautical Solution的年代，要将海图的S57数据发布成地图服务，是非常麻烦的。ArcGIS 软件对海图解决方案进行了多个迭代，进入了maritime 年代后，又不停的进行改进，将.000数据发布成地图服务已经变得非常简单了。
下图是ArcGIS Maritime 的架构图。
从上图可以看出，Maritime Charting是以ArcGIS Server 的SOE技术进行扩展的，而不是另辟蹊径去重新打造一个海图发布平台。其发布的海图服务协议，可以看到的是两种，一是OGC WMS ，另一种就是Rest 协议。
从ArcGIS10.4 开始对应的版本，Maritime就已经支持直接发布.000数据格式，并且能够按照S52的展示方式进行表达。但WMS是一种动态地图服务，如果不考虑更新的话，其性能肯定不如切片服务高（类似过谷歌、百度地图等的方式）。从ArcGIS10.5版本开始，Maritime就推出了切片制作工具，可以将多个.000数据制作成为.tpk格式（ArcGIS的切片包格式），但也没有具体说明怎么样发布成切片地图服务。虽然通过Portal 是可以将.tpk文件发布成切片地图服务的，奈何在ArcGIS10.5 版本Maritime 的切片包制作工具非常不好用，笔者就没有成功生成完整的.tpk 文件。后来推出了ArcGIS10.5.1 版本，Maritime似乎已经修复了之前的一些问题，可以完美的生成tpk文件，这也就将切片服务变成可能。这也是笔者到现在才开始写这篇技术文章的原因。
ArcGIS Maritime Charting 安装部署
首先需要安装ArcGIS Server ，这个过程就省略了。
然后运行Maritime Charting 安装包，这个安装也没什么问题，按照向导一步一步安装就行了。安装完后并不会有什么弹出框之类的。授权Maritime功能之后，就需要重启ArcGIS Server 后台服务。
接下来就是关键步骤了，需要将Maritime 配置到ArcGIS Server中。这一步只能通过ArcGIS Manager 来完成。从之前的架构图可以看到，ArcGIS Maritime 是Server 的一个SOE 扩展，其扩展的SOE程序是随着安装文件安装到 C:\Program Files\ArcGIS\MaritimeServer\Server10.5\Bin 目录下（这是笔者默认安装的路径），而在Bin目录下存在两个文件，这两个文件基本上就是Maritime Server 的核心，一是MaritimeServer.soe ，另一个是mcstpk.exe， 如下图所示
MaritimeServer.soe 就是ArcGIS Server 的海图扩展工具，需要在ArcGIS Manager 中注册；mcstpk.exe 就是海图切片包制作工具，后面将会用到该工具。
利用浏览器打开ArcGIS Server manager ，在【站点】标签，选择【扩展】，点击【添加扩展】按钮，之后在Bin目录中指向 MaritimeServer.soe 文件，如下图所示
配置成功之后就会在下图显示已经注册的SOE组件。
接下来就是配置Maritime自身的目录结构。Maritime不像ArcGIS Server 那样安装完成后通过manager自动去配置其目录结构，它是需要手动配置。好在其目录结构随着Martime安装已经拷贝到对应的目录。其目录在 C:\Program Files\ArcGIS\MaritimeServer\Server10.5 下的maritimechartservice 文件夹
配置方法很简单，在ArcGIS Server 的配置目录，就是ArcGIS Server 安装结束后的配置站点的目录，例如笔者将其设置为 C:\arcgisserver 。在C:\arcgisserver\directories 目录下，创建一个名为 maritimeserver 的文件夹，然后 到 Maritime 的安装目录，将整个 maritimechartservice 文件夹复制到 C:\arcgisserver\directories 目录下，如下图所示
这一步是非常关键的，后面会讲到为什么要这样做。
这四个目录分别用来存放Maritime 的配置文件、S57数据、日志文件、海图服务临时文件 。
发布电子海图服务
配置完成之后，发布电子海图服务就非常简单了。只需要将.000文件（也可以包含增量文件.001 .002等）拷贝到datasets 目录底下，就完成了发布前的数据准备。如下图所示
电子海图服务在ArcGIS Server 中还需要依赖其他的地图服务，只要发布一个坐标系为WGS84的地图服务进行辅助即可。这里采用ArcGIS Server 站点配置时保留的一个地图服务作为例子。登录到ArcGIS Server Manager ，选中SampleWorldCities服务进行编辑，在【功能】标签页下，可以找到Maritime Chart Service 选项，将其勾选。如下图所示
将页面拖动到底部，查看其服务功能默认设置的信息，如下图
可以看到红色框部分设置的就是前面Maritime手动配置的目录。因为它默认放在C:\arcgisserver\directories\maritimeserver 目录下，所以笔者也是根据它的配置将其配置目录放在对应的位置。
当然这个目录路径也是可以修改的，但是修改成其他目录位置，修改后的目录必须具备arcgis server 对应的操作系统用户完全控制的权限，不然Maritime将无法通过页面端访问到该目录下的资源。
设置好这些参数之后，点击保存服务并重启该地图服务，那就完成了对海图服务的发布。如果数据发不成功，会在其工作目录 C:\arcgisserver\directories\maritimeserver\maritimechartservice\sencs 下，找到很多与海图数据文件对应的一些 .senc 文件，如下图所示
访问服务
服务的访问，可以通过一般的rest服务方式进行访问，但前提是先要访问到海图服务发布绑定的地图服务上，例如之前绑定的是SampleWorldCities 服务，通过本机访问地址为 http://localhost:6080/arcgis/rest/services/SampleWorldCities/MapServer ，在页面最底下，可以看到Maritime 服务的选项，如下图
点击进去之后，可以看到存在三种协议的形式进行访问。如下图
可以看出，Esri还是比较开放的，出了使用自家的MapService之外，还提供WMS等方式进行发布。也就是说，在开发使用上，不一定要使用ArcGIS JavaScript API，使用Leaflet或者OpenLayers 都没有任何问题。
接下来笔者使用ArcGIS JavaScript API 进行连接测试，其代码如下，将海图服务作为一个普通的专题服务进行加载即可。
Simple Map
其效果如下图，已经完全按照S52的方式显示对应的物标。
发布切片海图服务
前面的所有操作，都是Maritime 发布海图服务的步骤，这都是动态的地图服务，相当于ArcGIS Server 的dynamicMapService，只要将.000文件丢到 C:\arcgisserver\directories\maritimeserver\maritimechartservice\datasets 目录下，重启绑定的地图服务即可完成数据的更新。它的好处在于更新的时效性比较好，但由于采用的是WMS类似的服务，所以其访问的效率肯定不如WMTS或者ArcGIS Server 的切片服务性能那么高。
对于海事管理单位，对于海图的时效性比较高的，首选上述的动态服务方式，这样发布的信息比较快、及时，更新过程快捷简单。但如果是海洋渔业部门，海图只作为底图来使用，在其之上叠加其他应用专题服务，那么就可以考虑将海图制作成切片地图服务了。
接下来问题就来了，首选Maritime 不存在直接将.000数据发布为切片地图服务的功能，但在Bin目录下悄悄的提供了 mcstpk.exe 切片包制作工具。这个工具在10.5.1 版本下才能完美运行，虽然10.5版本也有，但正如前面所说，在10.5版本下这个工具制作出来的切片包是不完整的。如果非得在10.5下使用，可以直接将10.5.1的这个工具拷贝出来，让其在10.5版本中使用。
笔者亲测，这样做可行。但mcstpk.exe工具不能脱机运行，它需要依赖AO，同时也需要有Maritime的授权才能运行。
双击运行mcstpk.exe 工具，其界面非常简洁，如下图
在【Project】菜单中，下拉选择【new】新建一个工程。输入【Project Name】名称，在【Project Location】中选择一个目录，用作保存在工程的文件以及切片包.tpk文件。剩下几个路径直接采用C:\arcgisserver\directories\maritimeserver\maritimechartservice ，就是Maritime的配置路径。如下图所示
点击【Create Project】 按钮完成工程创建，会在其目录下生成一个msc文件。并且工具会加载工作空间下的所有海图，如下图所示
通过缩放可以查看海图的.000数据，如下图
mcstpk.exe 工具没有过多可以配置的地方，除了在【Tools】菜单下的【Display Settings】下可以设置一下显示样式之外，没太多的功能，如下图
设置好显示样式，接下来就是在【Create Tile Package】菜单选择进行配置，设置显示的比例等
点击Create按钮完成创建，在运行一段时间后，到对应的工程存放目录下查看文件，可以看到已经生成的tpk文件。
.tpk文件是一个压缩文件，修改其后缀为zip，用解压缩工具进行解压，解压后如下图
层层点开之后，在V101目录下，继续深入，可以看到非常熟悉的_alllayers目录，里面全是不同级别的切片文件。如下图所示，
相信到了这一步，大部分ArcGIS 老鸟已经知道笔者要怎么做了。那就是利用这些切片文件，自行构建ArcGIS Server 切片服务。
首先回到这个目录的上两级，也就是Map目录，将Map重命名为Layers，记住，一定要是【Layers】或者中文的【图层】，不然ArcGIS 不认。然后打开ArcMap，可以通过ArcMap识别到更改后的目录结构，会将其作为栅格文件进行显示，如下图
这样就证明了ArcGIS已经能辨认到该文件结构了。通过查看其坐标系，发现是一个Web墨卡托投影，那么接下来就需要利用ArcMap绘制一个面状的要素类， 其范围要比数据的范围稍大。
单独发布者一个面图层作为服务，例如服务名称为kdi ，将其作为动态地图服务发布即可，不需要开启Maritime功能。先停掉该地图服务，在C:\arcgisserver\directories\arcgiscache 目录下创建一个名为kdi的目录（与发布的动态地图服务相同），然后将之前改名为Layers的整个目录内容全部拷贝到该目录底下，到ArcGIS Server Manager 中重启该kdi服务，即可将海图切片包发布成为切片地图服务了。
注： 按道理ArcGIS Portal 是允许将.tpk文件发布成为切片服务的，但奈何目前这个版本的mcstpk.exe工具制作出来的包还是有些问题，导致发布的时候不能显示其内容，具体原因不明。
接下来这个切片服务就可以像一般的切片地图服务一样访问了。10.5.1版本的海图切片工具下载地址 http://download.csdn.net/download/liyuanxiang1984/9965364 ，如果使用10.5版本的可以直接使用该工具进行切片。
注：Esri发布了最新的针对maritime的SP补丁，打上补丁之后再重新运行msctpk工具可以很好的进行切片，不需要再单独使用10.5.1的工具进行切片制作。补丁的位置在 https://support.esri.com/en/download/7524 。
总结
俗话说：只要功夫深，铁杵磨成针。只要长期关注ArcGIS产品的动向，了解其运行机理，很多复杂的问题都可以迎刃而解的。例如海图的切片服务，虽然目前还没有非常简便的方法，但通过一些老版本，还是可以曲线去实现的。
更多的GIS主流和非主流技术，可以持续关注CSDN的GIS制图乐园，以及微信公众号【GIS制图乐园】。BY 李远祥