Hopes

引言

最早使用的ArcIMS是3.5還是4.0忘記了，很久前的事情了。當(dāng)時是做一個簡單的系統(tǒng)，包括地圖的 顯示，點(diǎn)擊顯示一個點(diǎn)對象的屬性信息，對這些屬性的查詢，以及添加點(diǎn)對象到一個圖層。顯示和界面的東西都不需要編程實(shí)現(xiàn)，使用ArcIMS的Author 和Design就可以了，然后簡單調(diào)整一下布局和顏色，由于是內(nèi)部使用，這部分無所謂。而添加點(diǎn)對象到某個圖層，就需要使用其他方法了，當(dāng)時的做法是使用 MO封裝了一個ActiveX EXE（MO無法封裝為ActiveX DLL），然后通過ASP調(diào)用。

這次重拾ArcIMS，安裝、試用，第一感覺是很熟悉，畢竟這么多版本以來，ArcIMS變化不大，或者說，沒有什么變化。第二是ArcIMS速度挺快，這2年也用過MapXtreme、MapServer，一直以為ArcIMS慢，這次安裝后發(fā)現(xiàn)其實(shí)挺快。因?yàn)闆]有測試數(shù)據(jù)，一臺計算機(jī)也不好做測試，不過感覺上，ArcIMS占上風(fēng)，這也許和其實(shí)現(xiàn)有關(guān)，后面再說。

幾個要點(diǎn)：

• ArcIMS的定位是空間數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)，雖然也可以做進(jìn)一步定制和開發(fā)，但因?yàn)锳rcIMS的定位，有些事情很難或無法實(shí)現(xiàn)，例如無法（很難）使用ArcIMS進(jìn)行復(fù)雜的空間分析（嗯，可以調(diào)用AO或者M(jìn)O，這個另當(dāng)別論）。
• ArcIMS和目前的ArcGIS Server不是一個基礎(chǔ)，后者基于由COM實(shí)現(xiàn)的AO，不過由于ArcIMS任務(wù)單一，所以效率較高，而且可以跨平臺（核心代碼應(yīng)該是ArcInfo時代的純C++？）。
• Web服務(wù)器的Application Server Connector和ArcIMS的應(yīng)用服務(wù)器（Application Server）的通信是基于Servlet發(fā)送ArcXML，因此需要安裝Java環(huán)境和Servlet運(yùn)行環(huán)境。ArcIMS的Author和Design、Administrator也是基于Java實(shí)現(xiàn)。
• ArcIMS的幾個主要部件：
• Application Server Connectors，即ArcIMS定制開發(fā)的API，有Java、ActiveX、.net等API，但最終和Application Server通信，都需要將請求轉(zhuǎn)換為ArcXML，由Servlet Connector發(fā)送給Application Server，這也是為什么ArcIMS需要一個Servlet運(yùn)行環(huán)境的原因；
• Application Server，應(yīng)該是基于Java實(shí)現(xiàn)，主要用于維護(hù)Spatial Server的狀態(tài)及其與Web服務(wù)器的交互。
• Spatial Server，核心的地圖渲染器，基于C++實(shí)現(xiàn)？主要用于根據(jù)請求渲染地圖，即地圖render。
• ArcIMS的開發(fā)模式：
• 使用Author、Designer通過可視化方式來設(shè)計地圖，發(fā)布，無須編程；
• 使用Connectors來開發(fā)，目前可以使用ASP、.net、Java等等方式來開發(fā)。
• 閑話，記得有過ArcView IMS，MO IMS的產(chǎn)品，沒有使用過，應(yīng)該是類似MapXtreme for Windows的產(chǎn)品，這個東東是基于MapX實(shí)現(xiàn)的，而MapXtreme.net和MapXtreme for Java則是比較純粹的產(chǎn)品。
• ArcIMS的核心是ArcXML，ArcXML是Web服務(wù)器的Application Server Connector，Application Server，Spatial Server之間的通訊協(xié)議（語言），其調(diào)用模式類似Web Service。

ArcIMS的架構(gòu)

ArcIMS的體系結(jié)構(gòu)如下圖所示：

 

這個結(jié)構(gòu)應(yīng)該是在ArcIMS 3.0的時候就確定下來的，之后基本沒有什么變化。ArcIMS 3.0的發(fā)布時間是2000年，而2000年正是3-tier架構(gòu)開始成為主流的年代。

每 層具體的說明可以查看ArcIMS的文檔，早先的文檔和資料一般把客戶端歸于表現(xiàn)層，Web Server、Application Server、Spatial Server歸于邏輯層，空間數(shù)據(jù)歸于數(shù)據(jù)層。其實(shí)與這些層次做一一對應(yīng)也無大的必要。其中的Web Server及Application Server Connectors可以部署在一臺計算機(jī)；Application Server可以部署在一臺計算機(jī)；而Spatial Server可以部署于多臺計算機(jī)，由Application Server管理；數(shù)據(jù)則可以是文件，SDE等格式。實(shí)際中，一般把Spatial Server安裝于多臺計算機(jī)，因?yàn)镾patial Server是整個系統(tǒng)中負(fù)荷最重的部分，執(zhí)行了大部分的運(yùn)算任務(wù)。

Application Server管理Spatial Server，處理ArcXML請求，并返回ArcXML的結(jié)果，對于不同的開發(fā)接口（Connector），或者也處理這樣的XML，或者由 Connector封裝了此類請求，然后在后臺與Application Server交互。

運(yùn)行于Application Server的地圖服務(wù)（Service）是無狀態(tài)的，也就是說他只是根據(jù)ArcXML請求，調(diào)度Spatial Server來不斷的生成圖片或者其他數(shù)據(jù)，然后以ArcXML的格式返回給Web Server的Application Server Connectors。因此，用戶（地圖）的狀態(tài)，例如當(dāng)前的縮放比例，位置等，或者在Web服務(wù)器端通過Seesion保留，或者在客戶端通過某種方式 保留（如表單的隱藏域，Url參數(shù)等等）。

對于WebGIS的架構(gòu)和實(shí)現(xiàn)，可以參照筆者以前寫過的幾篇文章，應(yīng)該對理解ArcIMS的架構(gòu)有用處：

WebGIS系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)
http://maweifeng.cnblogs.com/articles/210080.html

使用.net Remoting和SuperMap Object設(shè)計WebGIS系統(tǒng)
http://maweifeng.cnblogs.com/articles/250284.html

開發(fā)模式與運(yùn)行機(jī)制

使 用ArcIMS的設(shè)計工具Author、Designer來編輯Axl定義文件，增加地圖服務(wù)，定制Html客戶端或者Java客戶端，發(fā)布地圖服務(wù)，這 種開發(fā)模式都屬于客戶端處理模式；而使用ActiveX Connector，.Net Link的方式開發(fā)，則屬于服務(wù)器端處理模式。這里的處理是指處理ArcXML。

客戶端處理模式，使用Html客戶端或者定制Html客戶端開發(fā)。系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制如下：

 

這種模式下，客戶端的請求已經(jīng)是ArcXML格式封裝的，然后由Web服務(wù)器委托Application Server Connectors處理，由于請求已經(jīng)是ArcXML格式，Connector的任務(wù)只是簡單的把請求轉(zhuǎn)發(fā)給Application Server。

這種模式下，發(fā)送和返回請求都需要在客戶端來處理，因此，ArcIMS的Html客戶端的JS代碼行數(shù)達(dá)到萬行級別，也就不奇怪了。另外，返回和發(fā)送ArcXML，其中很多數(shù)據(jù)都是無關(guān)緊要或者不需要的，對于網(wǎng)絡(luò)通信，也是一個負(fù)擔(dān)。

得到服務(wù)器端返回的ArcXML后，客戶端JS負(fù)責(zé)解析，然后再在服務(wù)器下載需要的圖片，顯示在客戶端。

相 關(guān)的代碼在HtmlViewer的Javascript代碼的aimsMap.js這個文件內(nèi)，一般的地圖操作設(shè)置參數(shù)后調(diào)用sendMapXML函數(shù)， 然后此函數(shù)再調(diào)用sendToServer函數(shù)，最后由htmlSendToServer通過表單方式發(fā)送請求（沒有使用XMLHttpRequest對 象，所有XML操作都是由JS完成）。ArcIMS文檔中的“Customizing_the_HTML_Viewer.pdf”中對 HtmlViewer的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、定制有詳細(xì)的說明，可以作為參考。

對于ArcExplorer，JavaViewer等都是使用客戶端處理模式。

服務(wù)器端處理模式，包括使用Java、ASP、.net等開發(fā)的方式來定制開發(fā)的ArcIMS應(yīng)用。其運(yùn)行機(jī)制如下：

 

對 于服務(wù)器處理模式，ArcXML的轉(zhuǎn)換、解析在服務(wù)器端由Application Server Connector進(jìn)行。客戶端的代碼由服務(wù)器端的ASP、JSP等程序動態(tài)生成。客戶端發(fā)送地圖服務(wù)請求后，由服務(wù)器端的API轉(zhuǎn)換為ArcXML，然 后由Servlet發(fā)送給Application Server。

與客戶端處理模式比較，服務(wù)器端處理模式的優(yōu)勢有：更少的數(shù)據(jù)傳輸，更易與其他程序集成等。

采用服務(wù)器處理模式開發(fā)，客戶端還是需要處理用戶操作，例如放大縮小，要獲得好的用戶交互體驗(yàn)，這部分還是需要較強(qiáng)的JS才可以完成，好在ArcIMS的例子中提供的JS代碼已基本夠用。

下面將分別以ActiveX Connector和.net Link為例來分析ArcIMS的開發(fā)。

使用.net Link

.net Link是使用.net Framework來開發(fā)ArcIMS應(yīng)用程序的API。使用.net Link的步驟為：

1. 增加.NET Link的程序集引用到項目，程序集位于目錄：
<ArcIMS Installation Directory>\ArcIMS\Connectors\NET_Link

2. 連接到Application Server，可以使用HTTP或者TCP連接，例如下面的代碼建立一個TCP連接：

using ESRI.ArcIMS.Server; .. ServerConnection connection= new ServerConnection(); connection.Host="localhost"; connection.AppServerPort=5300; connection.Scheme=Scheme.TCP;

3. 發(fā)送一個ArcXML request。

4. 處理返回的ArcXML response。

和HTML下的JS相比，.net Link只是把XML操作使用.net程序集封裝了，并不是一個很面向?qū)ο蟮姆庋b，還需要開發(fā)者處理“機(jī)器友好，人類不友好”的XML。這也是筆者對.net Link比較失望的原因。

下面來看看隨ArcIMS一起安裝的.net Link的例子“BlueViewer”。工程的設(shè)置，數(shù)據(jù)安裝，ArcIMS的設(shè)置請參考例子目錄下的readme.htm。

設(shè)置好以后就可以在瀏覽器中打開這個站點(diǎn)，是一個包括了放大縮小等簡單功能的地圖服務(wù)，如下圖所示：



用VS 2003打開工程，其解決方案如下圖所示：

 

其中的核心是js代碼和MakeMap.aspx這個文件，我們來做一個分析。

程 序的default.aspx中除了界面元素，定義了hvMinX、hvMinY、hvMaxX、hvMaxY、hvMapPage，為 HtmlControls.HtmlInputHidden類型（表單的隱藏域），前4個對象的值指示當(dāng)前地圖的范圍，最后一個則用來獲取地圖的url。

在Page_Load過程中，有如下的語句：

hvMapPage.Value = "MakeMap.aspx"

也 就是說，hvMapPage對象的值最終由MakeMap.aspx來返回。我們先看看MakeMap.aspx這個文件。這個文件的邏輯很簡單，在 Page_Load過程中根據(jù)地圖范圍發(fā)送一個ArcXML請求，并獲得Response，解析這個XML，最終如果成功，則定向到生成的圖片文件 url，或者返回錯誤信息：

If bRequestFailed Then      ... Else      Response.Redirect(imageURL) End If

這樣，通過重定向，最終由ArcIMS生成的圖片的地址被賦值給default.aspx中hvMapPage的值，我們再回到default.aspx，看這個圖片最終是如何顯示出來的。

在default.aspx中，在頁面的load事件中調(diào)用了js函數(shù)startUp()：

<BODY onload="startUp()" MS_POSITIONING="GridLayout" style="MARGIN: 0px">

startUp()定義在main.js中。在startUp()中通過一系列的初始化，然后顯示Loading圖片（加載地圖的那段動畫），并指定事件：

m_imgMapCanvas.onload = hideWaitImage;

即當(dāng)m_imgMapCanvas（最終顯示的地圖的圖片）顯示以后，調(diào)用hideWaitImage過程，隱藏Loading圖片（NC需要特殊處理）。

最 后調(diào)用submit函數(shù)。submit函數(shù)根據(jù)目前的地圖范圍，發(fā)送一個submit，這時候，服務(wù)器端MakeMap.aspx就會運(yùn)行，最后把結(jié)果 （圖片的url）保存在hvMapPage的值中。我們在default.aspx中也看到，MakeMap.aspx也必須是提交表單后才運(yùn)行，就是這 個道理。

請求（submit）返回后，替換顯示圖片的url：

m_imgMapCanvas.src = sURL;

而m_imgMapCanvas就是default.aspx中中間顯示地圖的區(qū)域，為一個<img>。

對于NC需要特殊處理以隱藏Loading圖片，對于IE則自動調(diào)用hideWaitImage函數(shù)來隱藏之。最后調(diào)用persistExtent函數(shù)把地圖范圍保存在hvMinX等幾個隱藏的表單域中。

這樣，我們就對這個例子的運(yùn)行機(jī)制和過程做了一個縱向的剖析，從中我們也看到，.net或者ASP.net的工作其實(shí)很少，僅僅是發(fā)送和解析ArcXML請求，地圖的顯示和操作都集中在JS代碼中。

使用ActiveX Connector來開發(fā)

ActiveX Connector應(yīng)該是ArcIMS里比較成熟的一個API，另外的應(yīng)該是Java的API。

ArcIMS的例子在Samples的ActiveX目錄下，ActiveX_Samples是使用ASP來操作ArcIMS的一些例子，例如獲得一幅地圖：

Set mConnector = Server.CreateObject("aims.ArcIMSConnector") mConnector.ServerName = "localhost"     mConnector.ServerPort = 5300 Set mMap = Server.CreateObject("aims.Map")     resultInit = mMap.InitMap( mConnector, "SanFrancisco" ) mMap.Width = 500     mMap.Height = 300 mMap.BackColor = 15130848 urlImage = mMap.GetImageAsUrl() Response.write "<IMG SRC=" + urlImage + ">"

創(chuàng)建aims.ArcIMSConnector對象，與Application Server的連接，創(chuàng)建Map對象，并與一個Service綁定，然后設(shè)置大小，調(diào)用GetImageAsUrl返回一個圖片的Url。

ActiveX_Template目錄下有圖層、地圖、選擇操作等一些模版，可以在自己的程序中使用。大多程序都通過Session來保存地圖對象，然后通過該對象來運(yùn)行。

和.net Link比較，ActiveX Connector是一個比較成熟的API，但由于ASP本身的限制，使用ASP來開發(fā)ArcIMS應(yīng)用的會越來越少。

Ajax及其他

目前流行的地圖應(yīng)用是Ajax客戶端，比較“老土”的ArcIMS似乎已經(jīng)很落后了。但如果了解現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)地圖的基本原理，也了解WebGIS的架構(gòu)和原理，那么，使用ArcIMS作為后端，開發(fā)一個類似的應(yīng)用也不是難事。國外已經(jīng)有人在做了，推薦一個站點(diǎn)：

http://www.mapdex.org/blog/

本文的后續(xù)版本也許也會涉及這個話題。

總結(jié)

由本文的敘述，我們可以得出下面一些結(jié)論：

1. ArcXML，深入編程需要了解ArcXML，因?yàn)楹芏嗖僮鞅仨氉约簩慉rcXML來請求Application服務(wù)器，特別是對于.net Link這樣的API；

2. JavaScipt，其實(shí)對于所有的WebGIS開發(fā)，這點(diǎn)都必不可少；客戶端操作，自定義的操作，和其他應(yīng)用在UI的集成，都需要使用JS。

3. 服務(wù)器端開發(fā)技術(shù)，需要的不多，大概看看書就可以照貓畫虎了。

4. 由于目前ESRI的主要精力在ArcGIS系列上，因此ArcIMS下一版本的.net Link等是否會得到加強(qiáng)，目前還不得而知。

5. 對于.net運(yùn)行時，1.1和2.0筆者使用好像都可以，畢竟只是一個程序集的事情，而且要做的事情不多，估計是兼容的。

6. 最后，ESRI的很多產(chǎn)品，由于其歷史“悠久”和用戶眾多，因此尋找有關(guān)問題的答案還是很容易的，只要可以上網(wǎng)，有Google可用，大多問題都有答案。