基于DeepZoom技术的Bing Maps客户端实现研究

　　目前基于Silverlight技术的Web GIS客户端实现，包括微软Bing Maps Silverlight Control，以及开源的Web GIS客户端组件DeepEarth项目，核心都是采用Silverlight中的DeepZoom技术实现。可能您已经知道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，可以通过学习Deep Zoom Composer快速上手。

 

　　通过Deep Zoom Composer创建基于图片的Silverlight项目，可以生成一个基于MultiScaleImage控件的图片查看应用，完全实现了图片的平铺，以及平滑、缩放以及拖拽等功能特性。 实际上基于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。

 

　　对于微软的Bing Maps，则需要通过了解Bing Maps Tile System，然后针对其图片映射系统发布出的地图服务编写MultiScaleImage控件的数据源实现就行了。在实现前还需要借助HTTP嗅探器工具抓获到Bing Maps的Tiles路径，如下路径格式：

   街道地图：http: // r{0}.ortho.tiles.virtualearth.net/tiles/r{1}.png?g=203
   卫星地图：http: // h{0}.ortho.tiles.virtualearth.net/tiles/h{1}.jpeg?g=203

 

　　有了上面的Bing Maps的Tiles路径，接下来就可以基于这两个路径为MultiScaleImage控件编写数据源的实现（既MultiScaleTileSource）了，如下代码块：

public   abstract   class  BingMapsTileSource : MultiScaleTileSource
{
     protected  BingMapsTileSource()
        :  base ( int .MaxValue,  int .MaxValue,  0x100 ,  0x100 ,  0 )
    { }
}

 

　　通过上面代码块的TileSource的编程模板可以看出，BingMapsTileSource继承与DeepZoom的核心类MultiScaleTileSource，其加载图片数据的算法由MultiScaleTileSource的实例方法GetTileLayers（）完成。因此要想实现按照自己的前面获取到的Bing Maps的Tiles路径去获取Bing Maps的地图数据，就应该重写该方法的实现，让其更改加载数据的方式。

　　　　　　

///   <summary>
///  图层Tile算法
///   </summary>
///   <param name="tileLevel"> 缩放级别 </param>
///   <param name="tilePositionX"> X坐标 </param>
///   <param name="tilePositionY"> Y坐标 </param>
///   <param name="tileImageLayerSources"> 图层源集合 </param>
protected   override   void  GetTileLayers( int  tileLevel,  int  tilePositionX,  int  tilePositionY, IList < object >  tileImageLayerSources)
{
     int  zoom  =  tileLevel  -   8 ;
     if  (zoom  >   0 )
    {
         string  QuadKey  =  TileXYToQuadKey(tilePositionX, tilePositionY, zoom);
         string  veLink  =   string .Format(UriFormat, new   object [] { QuadKey[QuadKey.Length  -   1 ], QuadKey });
        var veUri  =   new  Uri(veLink);
        tileImageLayerSources.Add(veUri);
    }
}

 

 　　上面代码段中实现了按照Bing Maps的Tiles路径格式去计算完整的地图数据地址，然后将其加入到图层源列表中，需要主要的是这里用到了Bing Maps Tile System中的一个方法TileXYToQuadKey（），该放松实现将图层的X,Y坐标值转化为Bing Maps的Tile QuadKey参数值，也就是Tile地址（http://h{0}.ortho.tiles.virtualearth.net/tiles/h{1}.jpeg?g=203）中的第二个参数值。则BingMapsTileSource类完整代码如下：

namespace  BingMapsClient.TileSources
{
     public   abstract   class  BingMapsTileSource : MultiScaleTileSource
    {
         protected  BingMapsTileSource()
            :  base ( int .MaxValue,  int .MaxValue,  0x100 ,  0x100 ,  0 )
        { }

         ///   <summary>
         ///  地图的Tile映射地址
         ///   </summary>
         public   abstract   string  UriFormat {  get ; }

         ///   <summary>
         ///  转换X,Y坐标值为地图的QuadKey参数值
         ///   </summary>
         ///   <param name="tileX"></param>
         ///   <param name="tileY"></param>
         ///   <param name="levelOfDetail"></param>
         ///   <returns></returns>
         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();
        }

         ///   <summary>
         ///  图层Tile算法
         ///   </summary>
         ///   <param name="tileLevel"> 缩放级别 </param>
         ///   <param name="tilePositionX"> X坐标 </param>
         ///   <param name="tilePositionY"> Y坐标 </param>
         ///   <param name="tileImageLayerSources"> 图层源集合 </param>
         protected   override   void  GetTileLayers( int  tileLevel,  int  tilePositionX,  int  tilePositionY, IList < object >  tileImageLayerSources)
        {
             int  zoom  =  tileLevel  -   8 ;
             if  (zoom  >   0 )
            {
                 string  QuadKey  =  TileXYToQuadKey(tilePositionX, tilePositionY, zoom);
                 string  veLink  =   string .Format(UriFormat, new   object [] { QuadKey[QuadKey.Length  -   1 ], QuadKey });
                var veUri  =   new  Uri(veLink);
                tileImageLayerSources.Add(veUri);
            }
        }
    }
}

 

　　以上只是定义了一个基于Bing Maps的Tiles地址的通用TileSource模型，需要改变的就是Tile地址，既然UrlFormat属性。如果需要分别实现加载街道地图和卫星地图的TileSource，只需要制定相应的Tile地址就OK了。如下实现代码：

public class  BingMapsRoadTileSource : BingMapsTileSource
{
    public override string  UriFormat
    {
        get { return "http://r{0}.ortho.tiles.virtualearth.net/tiles/r{1}.png?g=203" ; }
    }
}

public class  BingMapsAerialTileSource : BingMapsTileSource
{
    public override string  UriFormat
    {
        get { return "http://h{0}.ortho.tiles.virtualearth.net/tiles/h{1}.jpeg?g=203" ; }
    }
}

 

　　接下来看看如果将上面的工作成果应用到Silverlight中，在XAML中实现如下布局，主要也就是使用一个MultiScaleImage控件。

 

<Grid x:Name="LayoutRoot" Background="White">
     <MultiScaleImage Height="600" x:Name="msi" Width="600"/>
</Grid>

 

    msi.Source  =   new  BingMapsRoadTileSource();

 

　　现在就是操作MultiScaleImage控件了，所谓操作其实也就是动态的获取或设置MultiScaleImage控件的某些属性以及调用某些方法。以下是MultiScaleImage控件比较常用的属性或方法：

　　Source：即DeepZoomComposer导出的文件(单个文件为Info.Bin，集合为Items.Bin)

　　SubImages：子图片，如果DeepZoomComposer导出的为集合的话，其将集合中每个元素作为一个MultiScaleSubImage对象存储在这个集合中。对子图片的操作就全靠它了。

　　UsingSprings：是否启用其默认动画(就是那中很飘逸的感觉，取消则比较生硬了)

　　Viewport： 视口位置(可以简单理解成眼睛所在位置，有过3D编程经验的比较容易理解)

　　ViewportWidth：视口宽度，视口越宽看到的东西越到(感觉上离图片越远，或图片缩小了)

　　ViewportOrigin:视窗内显示图像的左上角坐标位置。

　　AspectRatio：宽高比。

　　ElementToLogicPoint()：从元素坐标(物理坐标)转换为逻辑坐标 (元素坐标则是我们平时所说的普通坐标，逻辑坐标则是指元素左上角为0，0点，右下角为1，1点而言的相对坐标)

　　LogicToElementPoint()：与上述相反。

　　ZoomAboutLogicPoint(double， double， double)：按逻辑坐标缩放，第一个参数指定缩放增量，后两个参数指定缩放中心。

　　MotionFinished事件：动画结束(或者说当你操作图片或子图后其运动结束)

 

 　　比如说现在需要处理鼠标移动的事件，需要考虑两种情况，如果鼠标是拖拽的需要将地图拖动在放下的时候进行重新定位，如果只是简单的移动则不需要进行地图定位，这就需要通过获取视窗大小（ViewportWidth）以及当前所在视窗内的坐标点(Point)来计算出新的坐标点，然后进行重定位实现。

private  Point currentPosition;
private  Point dragOffset;
private   bool  mouseIsDragging;

this .MouseMove  +=   delegate ( object  sender, MouseEventArgs e)
{
     if  (mouseIsDragging)
    {
        var newOrigin  =   new  Point();
        newOrigin.X  =  currentPosition.X  -
                        (((e.GetPosition(msi).X  -  dragOffset.X)  /  msi.ActualWidth)  *  msi.ViewportWidth);
        newOrigin.Y  =  currentPosition.Y  -
                        (((e.GetPosition(msi).Y  -  dragOffset.Y)  /  msi.ActualHeight)  *  msi.ViewportWidth);
        msi.ViewportOrigin  =  newOrigin;
    }
};

 

　　　　　　

 

　　本篇暂且介绍到这里，通过本篇的介绍，基本上实现了一个基于微软Bing Maps的最简单的的客户端实现，包括动态切换图源、缩放地图、拖拽地图等相关功能。当然这样是非常不完美的，比如还可以增加功能导航菜单、地图比例显示、当前鼠标所在地理位置坐标显示以及地名搜索等等诸多功能实现。

　　

   　推荐资源：

　　Bing Maps Tile System:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb259689.aspx

　　MapCruncher：http://research.microsoft.com/en-us/um/redmond/projects/mapcruncher/

      SilverlightShow:http://www.silverlightshow.net/items/Virtual-earth-deep-zooming.aspx

　　DeepZoom:http://blogs.msdn.com/silverlight_sdk/archive/2008/11/18/using-viewportorigin-and-viewportwidth-in-deep-zoom.aspx

　　【Silverlight】Bing Maps系列文章

　　http://cn.bing.com/ditu/