ArcGIS Runtime for Android 使用异步GP服务绘制等值线

关于基于Android上ArcGIS Server GP服务的调用，已经有前辈给出了很好的例子：

http://blog.csdn.net/esrichinacd/article/details/9231815

以及官方的帮助文档：

https://developers.arcgis.com/android/sample-code/viewshed/

详细通过仔细学习上面的内容，您也可以基本了解GP服务的使用过程。

本文我们主要将以下三部分内容：

1.学会使用使用ArcMap构建等值线GP服务模型

2.学会使用ArcGIS Server发布我们创建的GP服务模型

3.学会ArcGIS Runtime for Android下异步调用GP服务，绘制等值线

其中前两部分可本博客其他文章有详细说明可参考：

http://www.cnblogs.com/potential/archive/2012/10/27/2742355.html

这篇文章使用的是10.0的ArcGIS Server，而这里我们使用的是10.1的 ArcGIS Server,因此在此我们也会提到10.1下如何来发布我们的服务。如果您熟悉GP服务的发布过程，可直接跳转至第三部分。

第三部分的内容主要解决以下几个问题：

1.如果根据现有的坐标信息和对应的属性数据，构造相应的地理要素？例如：现在有某个省的个监测点的降雨数据(监测点经纬度，及监测点的降雨量)，那么如何在地图上对这些监测点的数据进行反映？

2.如何在Android平台上根据这些监测点的数据来对整个地区进行插值呢？并将等值线添加到Android移动平台的地图中？

3.如何根据等值线的值，动态设置其不同的颜色呢？

一、使用ArcMap构建等值线的GP服务模型

既然我们要创建等值线那么，肯定需要绘制等值线的数据，即进行等值线绘制的点。而等值线又是怎么得到的呢？很简单，根据这些点的位置和其表示的值（如该店的降雨量，浓度值等）对其进行插值。插值的过程就是根据已有的点来计算某一未知区域的点的浓度值。

常用的插值方法有拉格朗日插值，克里金插值，反距离插值，样条函数插值等。一般情况下我们选择反距离和克里金插值，如果想得到非常平滑的插值结果，则可以采用三次样条插值。

     插值完成之后,实际上得到的是更多的点，而绘制等值线就是将具有相同属性值的点连接起来得到等值线。通常情况下我们需要自己代码完成插值过程和追踪等值点的算法。并连接等值点。但是在ArcGIS中有内置的插值工具和等值线工具供我们使用。但是在ArcGIS中各个功能模块都是一个单独的工具，而通过上面的分析我们知道绘制等值线至少有两个过程：1.插值，2.依据插值结果绘制等值线

    因此依据上面的分析我们通过ArcMap的Model Builder可以构建如下的工具模型：

    但是通常情况下上述得到的等值线有可能不会很平滑，如果需要较平滑的等值线可以再加上一个平滑工具，如：

      通过加上平滑工具，设置平滑容差，可以得到较为平滑的等值线。

二、  发布GArcMap构建的GP服务模型

     在ArcGIS Server 10.1中，发布GP服务的方式较之前有所改变，不再是发布GP服务模型本身，而是发布在GP服务模型在ArcMap运行之后的结果,如图所示：

       然后出现发布服务的选项：

•     publish a service:直接将现有模型结果发布为GP服务。

•     Save a service definition file:保存为服务定义文件，可以用于在ArcGIS Server Manager中发布为服务。

•     Overwrite an existing service：覆盖当前的ArcGIS Server 服务。

• 这里我们选择第二个选项，Save a service definition file.这样的好处是可以在ArcGIS Manager上远程发布。同时sd文件也很容易迁移到其他的机器。

     保存为sd文件之后，登陆ArcGIS Server Manager页面，点击发布服务：

      然后点击选择文件，选择之前在ArcMap中保存的服务定义文件(.sd).然后点击下一步。

     之后选择发布服务的名称，和所在服务的目录。

最后点击下一步，发布服务。在服务发布之后登陆服务的rest页面可以查看服务的具体参数信息：

     接下来我们就需要开始编码来调用我们这里的GP服务实现绘制等值线的功能。到此我们的绘制等值线的GP服务以及发布完成，接下来就是编码的过程。当然为了确保您的GP服务能够正确运行，建议在编码之前，通过ArcMap来验证一下您的GP服务。验证过程可参考之前的博文，鉴于篇幅在此不再赘述。

三、  ArcGIS Runtime for Android 调用异步GP服务绘制等值线

     本文开发环境：

• ArcGIS Runtime for Android -10.2.2

• Eclipse Java EE IDE for Web Developers - Version: Juno Service Release 2

• JDK-7

• Android 4.0.3及以上（ArcGIS Runtime for Android 10.2.2要求OPENGL 2.0环境，Android 4.0.3及以上版本的模拟器支持2.0的OPENGL）

• ArcGIS Server 10.1

    调试过程在真机上实现

3.1 ArcGIS Runtime for Android GP服务调用过程

    首先我们需要了解GP服务的几个问题：

   3.1.1.查看当前GP服务是异步还是同步

   ArcGIS 的GP服务有异步和同步的两种模式，默认情况下(ArcGIS Server 10.1)使用的是异步模式。

   通过REST页面的参数我们也可以知道GP服务时何种模式：

     或者

     Asynchronous表示的是异步模式,Submit Job也表示异步模式，他们是对应的。

3.11.2 异步和同步的区别

     异步模式通常适用于模型较复杂，运行时间较长的GP服务，而同步适用于模型较简单，运行时间较短的GP服务。

•    对于同步的GP服务，需要等待服务执行完成，然后再去获取结果

•    对于异步的GP服务，无需客户端等待，但是需要客户端去查询GP服务执行的状态，如果执行完成，然后再去获取结果，所有的过程需要开发人员自己编写代码，包括服务调用，状态轮询等。在ArcGIS Runtime for Android中并没有提供类似与.net下的回调函数，以方便我们获取GP服务结果(如果您使用过C#+Silverlight/WPF/Win8/Windows Phone下的GP服务，我们知道异步执行GP服务有个JobCompeleted事件，我们可以在该事件回调函数中写获取GP服务结果的代码)。而ArcGIS Runtime for Android中并没有这样的事件供我们使用。

3.2  ArcGIS Runtime 调用GP服务的详细过程

    ArcGIS Runtime for Android 中调用GP服务的核心类是：Geoprocessor.该类封装了调用GP服务所需的方法。其中较为重要的如下表所示：

方法名称	返回值	描述
execute(List<GPParameter> parameters)	GPResultResource	用于开始调用同步GP服务，GP服务执行完成之后，返回GP服务的结果
submitJob(List<GPParameter> parameters)	GPJobResource	用于开始调用异步GP服务，并返回本次GP服务调用的相关信息(如标示id，状态等)。和同步不同的是每一次异步调用GP服务都会生成一个jobID来标示每一次GP调用的任务，通过这个jobId我们可以找到该次GP服务调用的状态，结果。
checkJobStatus(String jobId)	GPJobResource	检查指定jobid对于GP服务的当前状态，如服务是否提交,是否执行成功了，或者是否执行失败了等。
getResultData(String jobId, String parameterName)	GPParameter	根据指定的jobid，获取指定的名称的GP服务结果，注意所有的GP服务参数类型都继承至GPParameter
getResultImage(String jobId, String parameterName)	GPParameter	获取GP服务的结果，并以图片的方式返回(GPMapImage，GPRasterDataLayer),主要用于结果地图服务

Geoprocessor构造函数有两个重载，都必须传入GP服务的地址。

   下面我们以上述绘制等值线的基础为例子，来具体说明如何让调用GP服务。

   通过之前绘制等值线GP服务的REST页面，我们知道请求GP服务需要三个输入参数和一个输出参数(计算结果这里即表示等值线),我们先看一看输入参数：

• ForecastPoints:预测点要素集，表示进行等值线绘制的点，且必须带有concentration属性，concentration属性即为点要素的属性，表示改点代表的浓度值，类型是GPFeatureRecordSetLayer

• Contour_interval ：等值线间距，类型是：GPDouble

• Smoothing_Tolerance ：平滑容差，类型 GPLinearUnit

    而在调用GP服务时，我们需要将上述的参数添加到GPParameter类的集合中(List<GPParameter>),最后调用GP服务传递的是List< GPParameter>集合。

 下面我们来构造上述GP服务参数，首先我们新建一个类,取名：GPService，然后定义所所需的参数：

private static final String FORECAST = "FORECAST";// 调试标示
    private Geoprocessor geoprocessor = null;// GP服务变量
    private GPFeatureRecordSetLayer forecastPointFeatures = null;// 预测点要素集
    private GPDouble contour_interval = null;// 等值线间距
    private GPLinearUnit smoothing_Tolerance = null;// 平滑容差
    private ArrayList<GPParameter> gpParameters = null;// GP服务参数集合
    public static GraphicsLayer contourLineGraphicsLayer;// 等值线图层
    public GraphicsLayer gridPointGraphicsLayer;// 网格点图层
    private static MapView mapView = null;// MapView控件
    private ArrayList<Graphic> forecastGraphicList = null;// 预测点集合
    double startx, starty;// 绘制网格的起始
    private Timer checkStatusTimer;// 时钟，用于轮询GP服务执行的状态

并实例化：

//实例化参数
       geoprocessor = new Geoprocessor("http://192.168.1.181:6080/arcgis/rest/services/Interpolation/ContourServiceWithSmoothOption/GPServer/ContourToolWithSmoothOption");
       forecastPointFeatures = new GPFeatureRecordSetLayer("ForecastPoints");
       contour_interval = new GPDouble("Contour_interval");
       smoothing_Tolerance = new GPLinearUnit("Smoothing_Tolerance");
       gpParameters = new ArrayList<GPParameter>();
       gridPointGraphicsLayer = new GraphicsLayer(GraphicsLayer.RenderingMode.DYNAMIC);
       contourLineGraphicsLayer = new GraphicsLayer(GraphicsLayer.RenderingMode.DYNAMIC);
       forecastGraphicList = new ArrayList<Graphic>();
       startx = x;
       starty = y;
                                       
       //取得当前的MapView对象
       setMapView(map);
       //设置GP服务的默认参数
       contour_interval.setValue(3);//设置默认等值线间距是3
       smoothing_Tolerance.setDistance(30);//设置默认容差是30
       smoothing_Tolerance.setUnits("esriMeters");//设置容差单位为米

说明：10.2的ArcGIS Runtime for Android 的API中对于GraphicsLayer有了很大的改进，在声明GraPhicsLayer对象时可以指定Gphics的渲染模式，当指定为DYNAMIC时可以极大优化Graphic的加载速度，从而提高用户体验。同时为了简化整个过程，这里我们用于绘制等值线的点，以及其对于的浓度值并不是真实的数据，我们将采用代码来生成模拟的数据,具体过程是：用户输入一个点，以该点为中心生成21x41个网格点。当然换成真实数据的过程一样。下面是生成模拟数据的方法，这里我们使用了一个椭圆的函数来构造浓度值，因此我们预期的等值线应该是一个一个的椭圆，此外还需要注意的是用于预测的点要素集必须包含concentration属性，因为我们这里服务器端的GP服务是根据concentration属性来绘制等值线的。要素的的属性数据是以键值对的方式存放的。

private void CreateGrid()
    {
        int drawOrder = 1;
        for (int i = -10; i <= 10; i++)
        {
            for (int j = -20; j <= 20; j++)
            {
                Map<String, Object> attributes = new HashMap<String, Object>();
                attributes.put("concentration", Math.pow(i, 2) / 10 + Math.pow(j, 2) / 20);
                attributes.put("xindex", i);
                attributes.put("yindex", j);
                drawOrder++;
                Graphic graphic = createGraphic(startx + i * 400, starty + j * 200, attributes, drawOrder);
                //网格点图层
                gridPointGraphicsLayer.addGraphic(graphic);
                //预测点要素集
                forecastGraphicList.add(graphic);
            }
        }
    }

在构造完所需的参数之后，我们添加集合辅助方法：

//设置等值线间距参数
    public void setContourIntervalValue(double interval)
    {
        contour_interval.setValue(interval);
    }
    //设置平滑容差
    public void setSmoothToleranceValue(double tolerance, String units)
    {
        smoothing_Tolerance.setDistance(tolerance);
        smoothing_Tolerance.setUnits(units);
    }
                 //创建渐变的颜色
    public int[] createColorSet()
    {
        int[] colors = new int[6];
        for (int i = 0; i <= 5; i++)
        {
            colors[i] = Color.argb(254, i * 51, 255 - i * 51, 0);
        }
        return colors;
    }
    //构建用于分类渲染的样式
    public ClassBreaksRenderer createClassBreaksRenderer(int[] colors, double maxValue, double minValue)
    {
        ClassBreaksRenderer contourBreaksRenderer = new ClassBreaksRenderer();
        double stepValue = (Math.ceil(maxValue) - Math.floor(minValue)) / colors.length;
        for (int i = 0; i < colors.length; i++)
        {
            ClassBreak classBreak = new ClassBreak();
            double max = (i + 1) * stepValue + Math.floor(minValue);
            double min = i * stepValue + Math.floor(minValue);
            classBreak.setClassMaxValue(max);
            classBreak.setClassMinValue(min);
            classBreak.setSymbol(new SimpleLineSymbol(colors[i], 3, com.esri.core.symbol.SimpleLineSymbol.STYLE.SOLID));
            contourBreaksRenderer.addClassBreak(classBreak);
        }
        return contourBreaksRenderer;
    }
    //够着GraPhic对象，并输入指定的属性数据
    public Graphic createGraphic(double x, double y, Map<String, Object> attributes, int drawOrder)
    {
        Graphic graphic = new Graphic(new Point(x, y), new SimpleMarkerSymbol(Color.BLUE, 6, STYLE.CIRCLE), attributes, drawOrder);
        return graphic;
    }

注意：在ArcGIS Runtime for Android的API中，没有单独为Graphic提供添加属性(Attributes,如果您熟悉.net下的ArcGIS api,那么您应该知道可以通过Graphic的addAttributes方法来为Graphic添加属性)，由于没有类似.net下的addAttributes方法，因此在需要给Graphic添加方法时只能通过两种方式：

• 在构造Graphic的时候就将我们的属性数据传递过去，比如本文使用的方法。

• 通过将Graphic添加到GraPhicsLayer，然后调用GarphicsLayer的updateGraphic(int id, Map<String, Object> attributes)方法来更新Graphic的Attributes属性。

定义好参数以及相关的辅助方法后，下面就来完成请求GP服务的代码，定义一个StartGPService方法：

为了使得请求GP服务时不影响前台的UI线程，因此我们重新new一个线程，因为如果直接在UI线程来添加用于预测的网格点(21x41)会有卡顿的现象。

public void StartGPService()
    {
        new Thread(new Runnable()
        {
            public void run()
            {
                // TODO Auto-generated method stub
                CreateGrid();
                // 输入要素的要素类型，必须与GP服务所对应
                forecastPointFeatures.setGeometryType(Type.POINT);
                // 设置坐标系为102100坐标系
                forecastPointFeatures.setSpatialReference(SpatialReference.create(SpatialReference.WKID_WGS84_WEB_MERCATOR_AUXILIARY_SPHERE));
                geoprocessor.setOutSR(forecastPointFeatures.getSpatialReference());
                geoprocessor.setProcessSR(forecastPointFeatures.getSpatialReference());
                // 将裁剪要素的坐标系设置为与预测点要素的坐标系一致
                forecastPointFeatures.setGraphics(forecastGraphicList);
                for (Graphic testGraphic : forecastPointFeatures.getGraphics())
                {
                    Log.i(FORECAST,
                            "(" + testGraphic.getAttributeValue("xindex").toString() + "," + testGraphic.getAttributeValue("yindex").toString() + ")="
                                    + testGraphic.getAttributeValue("concentration").toString());
                }
                gpParameters.add(forecastPointFeatures);
                gpParameters.add(contour_interval);
                Log.i(FORECAST, "Submitting job thread is: " + Thread.currentThread().getName());
                getMapView().post(new Runnable()
                {
                    public void run()
                    {
                        // TODO Auto-generated method stub
                        getMapView().addLayer(gridPointGraphicsLayer);
                        Log.i(FORECAST, "ADD FORECAST POINT TO LAYER COMPLETED");
                    }
                });
                submitJobandPolling(geoprocessor, gpParameters);
            }
        }).start();
    }

这里的submitJobandPolling方法如下，大致过程是：
1.提交当前的GP服务请求绘制等值线。

2.提交完成之后，取得当前的请求的JobId。

3.通过Timer，同时根据当前的JobId轮询该GP服务的执行状态

4.如果GP服务执行完成，则停止轮询

5.如果GP服务执行成功，则获取GP服务的结果：getResultData(jobId,"ContourLine"),得到GPParameter

6.因为是等值线，所以结果是线要素，因此我们将GPParameter转为GPFeatureRecordSetLayer。

7.读取GPFeatureRecordSetLayer中的Graphic，即等值线

8.根据等值线的值(contour属性)分类渲染等值线。

9.将等值线图层添加到地图中

代码如下：

void submitJobandPolling(final Geoprocessor gp, List<GPParameter> params)
   {
       try
       {
           GPJobResource gpjobResource = gp.submitJob(params);
           JobStatus jobstatus = gpjobResource.getJobStatus();
           final String jobid = gpjobResource.getJobID();
           Log.i(FORECAST, "jobid " + jobid);
           Log.i(FORECAST, "jobstatus " + jobstatus);
           if (jobstatus != JobStatus.SUCCEEDED)
           {
               Log.i(FORECAST, "Start Check GP Status...");
               checkStatusTimer = new Timer();
               checkStatusTimer.schedule(new TimerTask()
               {
                   @Override
                   public void run()
                   {
                       // TODO Auto-generated method stub
                       try
                       {
                           Log.i(FORECAST, "Checking Status is running...");
                           Log.i(FORECAST, "Polling thread is: " + Thread.currentThread().getName());
                           GPJobResource gpjobResource = gp.checkJobStatus(jobid);
                           JobStatus status = gpjobResource.getJobStatus();
                           Log.i(FORECAST, "jobstatus " + status);
                           boolean jobcomplete = false;
                           if (status == JobStatus.CANCELLED || status == JobStatus.DELETED || status == JobStatus.FAILED || status == JobStatus.SUCCEEDED || status == JobStatus.TIMED_OUT)
                           {
                               jobcomplete = true;
                           }
                           if (jobcomplete)
                           {
                               if (status == JobStatus.SUCCEEDED)
                               {
                                   Log.i(FORECAST, "START GETTING GP Service Result... ");
                                   GPParameter result = gp.getResultData(jobid, "ContourLine");
                                   Log.i(FORECAST, "GETTING GP Service Result COMPLETED");
                                   Log.i(FORECAST, "convert GP Service Result to GPFeatureRecordSetLayer");
                                   GPFeatureRecordSetLayer resultLayer = (GPFeatureRecordSetLayer) result;
                                   Log.i(FORECAST, "convert GP Service Result Type completed");
                                   Log.i(FORECAST, "Create Graphics from GP Service Result");
                                   double maxContour = 0;
                                   double minContour = 0;
                                   for (Graphic graphic : resultLayer.getGraphics())
                                   {
                                       if (Double.parseDouble(graphic.getAttributeValue("Contour").toString()) > maxContour)
                                       {
                                           maxContour = Double.parseDouble(graphic.getAttributeValue("Contour").toString());
                                       } else if (Double.parseDouble(graphic.getAttributeValue("Contour").toString()) < minContour)
                                       {
                                           minContour = Double.parseDouble(graphic.getAttributeValue("Contour").toString());
                                       }
                                       contourLineGraphicsLayer.addGraphic(graphic);
                                   }
                                   Log.i(FORECAST, "Create Render Colors");
                                   int[] colors = createColorSet();//
                                   for (int i = 0; i < colors.length; i++)
                                   {
                                       Log.i(FORECAST, "Color[" + i + "] = " + colors[i]);
                                   }
                                   Log.i(FORECAST, "MAXVALUE: " + maxContour + ";MINVALUE: " + minContour);
                                   ClassBreaksRenderer classBreaksRenderer = createClassBreaksRenderer(colors, maxContour, minContour);
                                   classBreaksRenderer.setField("Contour");
                                   classBreaksRenderer.setMinValue(0.0);
                                   contourLineGraphicsLayer.setRenderer(classBreaksRenderer);
                                   Log.i(FORECAST, "Create Graphics Completed");
                                   Log.i(FORECAST, "Add Graphics to MapLayer");
                                   getMapView().post(new Runnable()
                                   {
                                       public void run()
                                       {
                                           // TODO Auto-generated method stub
                                           getMapView().addLayer(contourLineGraphicsLayer);
                                           if (MainActivity.dialog.isShowing())
                                           {
                                               MainActivity.dialog.dismiss();
                                           }
                                           Log.i(FORECAST, "Add Graphics to map layer Completed");
                                       }
                                   });
                               } else
                               {
                                   Log.i(FORECAST, "GP failed");
                               }
                               checkStatusTimer.cancel();
                           }
                       } catch (Exception e)
                       {
                           // TODO Auto-generated catch block
                           e.printStackTrace();
                           if (MainActivity.dialog.isShowing())
                           {
                               MainActivity.dialog.dismiss();
                           }
                           checkStatusTimer.cancel();
                       }
                   }
               }, 1000, 2000);
           }
       } catch (Exception e)
       {
           // TODO Auto-generated catch block
           e.printStackTrace();
           if (MainActivity.dialog.isShowing())
           {
               MainActivity.dialog.dismiss();
           }
       }
   }

到此关于GP服务的准备过程全部完成，下面我们开始编写调用的代码，有了上面的工作，下面的就很容易了：
首先我们看一下Android界面的布局：

这里加载本地数据为预留功能。

然后我们实例化一个GPService对象，传入自动绘制预测点要素集所需的起点坐标和MapView对象，然后设置等值线间距和平滑容差，最后调用GP服务即可。代码如下：

if (current_Point == null)
                {
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "请先在地图上添加计算计算原点", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    return;
                }
                EditText intervalEditText=(EditText)MainActivity.this.findViewById(R.id.interval_value_EditText);
                EditText toleranceEditText=(EditText)MainActivity.this.findViewById(R.id.smooth_value_EditText);
                if(Double.parseDouble(intervalEditText.getText().toString())<=0){
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "等值线间隔必须大于0", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    return;
                }
                if(Double.parseDouble(toleranceEditText.getText().toString())<=0){
                    Toast.makeText(MainActivity.this, "平滑容差必须大于0,且注意单位是米", Toast.LENGTH_LONG).show();
                    return;
                }
                  
                GPService gpservice = new GPService(current_Point.getX(), current_Point.getY(), mMapView);
                gpservice.setContourIntervalValue(Double.parseDouble(intervalEditText.getText().toString()));
                gpservice.setSmoothToleranceValue(Double.parseDouble(toleranceEditText.getText().toString()), "esriMeters");
                dialog= ProgressDialog.show(MainActivity.this, "绘制等值线...", "正在请求GIS服务....�稍後！"); 
                gpservice.StartGPService();

最后等待我们的等值线出来吧。

最后的效果图：

总结：

关于GP服务，实际上无论Java平台还是C#平台，无论Silverlight，Flex还是JavaScript，无论Window Phone 还是Android(IOS没有了解过，不是很清楚，�潘棵挥衅还�机真啊....)他们调用GP服务的过程基本上都是一样一样的，注意是基本上。因此多少还是有些差别，但是总体上来说都遵循这样的过程：

1.声明Geoprocessor变量，指定GP服务地址。

2.根据GP服务，声明其所需的参数，并添加到GPParameter集合(其他平台名字也行稍有不一样)

3.根据异步和同步，执行调用GP服务的方法

4.获取GP服务的结果

了解了这个过程那么您就知道GP服务该如何使用了。

一点题外话：

     再次写博客，发现上一次还是一年以前，不由的感慨时间飞逝，这一年中，浑浑噩噩的感觉就过去了，然后匆匆忙忙的找了份工作，然后马上就要毕业了...留给自己的时间也已不再太多，听很多工作的朋友说工作了就身不由己了，甚至连自己的时间也不是自己的啦，所以我想趁着自己还没有被剥削自己，干点自己想干的事情...

    一年了，说长不长，说短不短，失去了很多，也收获了很多，我想至少博客园收获了100个粉丝，虽然不多，但是却也是一笔不小的财富，或者这是笔者有生以来最大的粉丝群了。因此我想既然写了这个博客，那么就得继续努力，就得坚持。

    最后感谢您能读完这篇博文，因为它确实长了点，但是还是希望您能有所收获，希望或多或少能帮助您解决遇到的问题，也希望您继续关注我的博客，如果您觉得好就点个赞，有什么建议也欢迎您留言一起讨论...