Web地图设计模式——ArcGIS Server

Web地图通常包含底图（提供影像和位置信息）和功能性的专题图层（包含业务信息）。例如提供实时交通信息的在线地图服务，其中街道图是底图，一般情况下不会变化，可以作为其他Web地图应用的底图。交通信息是专题图层，在实时动态更新。本文描述了几种在叠加底图和专题层时常用的模式。
底图和专题层在维护和显示的策略上有很大区别。在创建Web地图时，最好的办法是将二者分开处理。底图不需要经常更新，可以事先缓存成图片存在服务器上，而专题层则需要考虑数据实时更新和加快显示速度。
将底图和专题层分离需要在ArcMap中创建至少两个地图文档(.mxd)，并在ArcGIS Server中发布成独立的地图服务，最后在Web地图中成为叠加的两个地图服务层。地图服务层由于是从地图文档发布来的，所以是包含很多图层的容器。
如果你对Web地图比较陌生，可能理解起来有困难。也许你的公司只有一个包含许多许多图层的地图文档要发布，为了性能和灵活性，最好是将其拆分成目的明确的多个地图文档进行发布，然后针对不同的地图服务采用相应的策略。
显示底图的策略为了追求最快的地图显示速度，底图应该进行缓存，缓存是预先生成好的图片，当用户请求时直接从服务器读取。底图和它的缓存易于维护，因为它们通常不会变化，即使变化了，也可以更新缓存。底图通常包括影像，街道，地形或者其他为专题图层提供背景的图形（示例）。
你的底图可以来自在线的地图服务，也可以是自己的地图文档，在线的地图服务例如ArcGIS Online。通过ESRI提供的Javascript扩展，你也可以在自己的Web地图中使用Google Maps和Microsoft Virtual Earth提供的地图服务。
如果上述地图服务无法满足需求，你可以将自己的高分辨率地图通过ArcMap制作为地图文档，然后用 ArcGIS Server发布并建立缓存。建立缓存时，如果选择将所有图层融合，性能将达到最好。但发布后就无法控制单个图层的显示与隐藏了。处理这部分需要隐藏的图层，你应该将它们发布成单独的地图服务作为底图，或者，专题图层。
在建立缓存时，最佳做法是只对需要显示的区域进行缓存。默认设置下，缓存工具会对整个地图文档的全图区域建立缓存。但ArcGIS Server9.3可以通过一个矢量文件指定需要建立缓存的区域，这在地图显示区域是条带状时尤其有用，不需要为大片空白区域浪费系统资源了。
当你的系统资源更加紧张，而要建立缓存的区域非常大时，可以考虑仅在用户请求时建立缓存。更加灵活的策略是对热点区域通过指定矢量文件预先建立缓存，而其他区域在请求时建立缓存，这样只有在第一个用户访问时会感觉到显示的延迟。
当底图的数据被更改时，需要对缓存进行更新，通过只更新修改了数据的区域，可以节省系统资源。这时要注意那些被设置为请求时建立缓存的区域，它们同样需要更新。最简单的办法是删除这些图片，在请求时重新创建缓存。
还可以将建立缓存工作保存为脚本，在半夜或周末，用户访问量较少时进行，减小对网站的影响。
显示专题图层的策略
将专题图层显示为客户端图形专题图层上的图形是客户端渲染的，服务器端发回的是图形数据。当用户缩放、漫游或点击地图时，可以查看可视区域内的客户端图形，这种方式有几点好处：
保证了只加载用户需要的图形；
对图形的渲染消耗客户端的CPU，而减轻了服务器的负担；
如果数据被修改过，用户能够马上看到最新的数据；
可以将图层渲染的功能交给客户端的JavaScript，从而提供更好的符号和标注功能（示例），并且能够控制图层的隐藏。

这个例子将地块作为客户端图形叠加在底图上，并且只有在放大到一定范围后才显示，这样避免了回传大量的数据，地块没有标注，但点击后可以立即看到相应信息。
你甚至可以选择在用户点击地图前不显示图形，例如这个地图，只有在用户点击影像上的某个位置时才显示该位置的地块形状。

在客户端图形上标注是一个难题，尽管在图形上显示文字很容易实现，但没有很好的客户端标注引擎来决定文字的显示位置，避免标注信息的重叠。由于图形和属性信息都已经加载到客户端，所以响应用户鼠标点击或停放事件，在弹出的信息窗口中显示标注是一个解决之道。更高级的应用是在信息窗口中通过表格、图表或其他方式展示数据。
采用这种客户端图形的显示策略，你需要特别注意避免用户请求过多的图形。这种情况很可能使浏览器抓狂，并且占用大量的带宽。因此，你需要设计你的程序来应对这种问题。
地图服务有一个MaxRecordCount的选项，决定了每次最多请求的图形数量。默认值为500。根据需要你可以调整这个值，或者设定用户在缩放到某个比例尺时才开始请求这些图形，避免超过上限。

ArcGIS Server REST和SOAP Web服务都提供了查询地图服务的功能，通过QueryFeatures、Identify和Find操作实现。Javascript API和Web ADF框架将这些操作封装在QueryTask中。
动态地图服务
展示专题图层的第二种方式是动态地图服务。在动态地图服务中，服务器端根据请求区域绘制好地图，发送给客户端，在浏览器中叠加动态地图和缓存的地图。（译注：由于叠加时动态地图要透明，所以一般是png格式）。
这个例子展示了这种做法。
动态地图服务是处理专题图层的传统做法，这种方式加重了服务器的负担，为了提高性能，对动态地图要尽量减少显示的图层和采用尽可能简单的符号。
动态地图将当前区域内所有可见图层的数据都进行了展示，包括用户不太需要的图层。没有必要将所有这些图层都展示给用户，因此动态地图往往提供用户隐藏某些图层的功能，例如用户只关心电力网络时，对电力节点设施等图层可以隐藏，减轻服务端动态生成地图的压力。
Javascript API通过ArcGISDynamicMapServiceLayer发布动态地图，ADF通过Map Resouce发布动态服务，REST和SOAP Web服务通过ExportMapImage操作提供动态地图。

将专题图层显示为缓存的地图服务 第三种方式是将专题图层也发布为缓存的地图服务，当你的专题数据更新不是很频繁，或者更新只影响很小范围时比较适用。
这个例子是将专题图层进行缓存，然后与缓存的底图进行叠加的效果。但是这个例子同样展示了这种做法的缺点。当你在地图上缩放时，只能在几个级别上看到缓存的专题图层。因为在比例尺较大时，对专题图层的缓存要耗费相当的系统资源，而且频繁的更新数据和缓存会对程序造成较大的影响。
综观以上三种技术，可知缓存可以满足用户最苛刻的性能要求，因为浏览器只需要从服务器获取现成的图片即可。当你浏览一个缓存地图时，不需要等待地图绘制或者数据传输的过程。同时，缓存保证了最佳的制图效果，尽管制图效果在建立缓存时相当耗费服务器资源。
当你为专题图层建立缓存时，选择与底图相同的切图方案是非常必要的。切图方案设定了建立缓存的比例尺和级别，只有在底图和缓存的专题图层比例尺匹配时，才能进行叠加。相同的切图方案还包括相同的投影方式。只需要地图文档的投影相同即可，而单个图层的投影可以不同。
使用PNG 8格式的图片建立缓存是推荐的做法。PNG 24在IE6和之前版本中不能透明化。JPG则根本不提供透明，当考虑相同的切图方案时，图片的格式不必匹配，也可以进行叠加。
与缓存底图相似，对专题图层的缓存也可以脚本化和定期进行，只是比底图的更新频率更高。当第一次建立专题图层的缓存时，建议记录下所需的时间，做到心中有数。如果专题图层在较大比例尺时才进行显示，可以减少建立缓存的级别，并且采用较尽可能简单的渲染方式和标注。
Javascript API通过ArcGISTiledMapServiceLayer发布缓存后的地图服务，Web ADF使用map resource，REST 和SOAP Web 服务也提供了相应接口访问缓存后的地图服务。

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