使用GMap.NET类库，实现地图轨迹回放。(WPF版)

Posted 2021-01-22 yuanchenhui

前言

实现轨迹回放，GMap.NET有对应的类GMapRoute。这个类函数很少，功能有限，只能实现简单的轨迹回放。要实现更复杂的轨迹回放，就需要自己动手了。

本文介绍一种方法，可以实现复杂的轨迹回放。有句话“功夫在诗外”，GMap.NET给你提供了基本地图处理功能；但是不要让CMap.NET束缚了手脚。你需要有深刻理解地图实现原理，深入理解WPF动画的原理,才能到达随心所欲。最终的效果如下：

GMap.NET 显示原理

地图就是由许多方格“瓦片”组合而来。当你移动或缩放时，GMap.NET会根据当前位置、显示窗口、缩放级别，到地图服务器获取图片。所以地图控件本质上就是显示图片的控件，只是这些图片包含了坐标信息。

地图上加轨迹，就是在图片上画线。这些线要与gps坐标点吻合。通过GMapMarker不仅可以加标注，也可以实现轨迹。需要将gps坐标点转换成控件的坐标点，再连成线就可以了。本文就是通过GMapMarker实现了轨迹回放。

 1  实现轨迹显示

 通过自定义控件UserControlMapRoute实现了轨迹显示功能。需要将此控件加入到GMapMarker。

 GMapMarker _routeMaker = new GMapMarker(point);
 UserControlMapRoute routeCtrl = new UserControlMapRoute() { Marker = _routeMaker, MapCtrl = MainMap };
 routeCtrl.Init();
 _routeMaker.Shape = routeCtrl;
  //将图层添加到地图
 this.MainMap.Markers.Add(_routeMaker);

UserControlMapRoute有两个功能：显示轨迹起始点，显示轨迹。将轨迹显示功能放在类MapRoutePath中实现。该类实现的功能就是根据gps坐标显示轨迹。该类包含的变量有：

  class MapRoutePath
    {
        public GMapControl MapCtrl { get; private set; } //地图控件
        public Panel ParentPanel { get; private set; }   //父面板，将PathRouteLine加入面板。

        public Path PathRouteLine { get; private set; } //显示轨迹

        List<PointLatLng> _listGpsPoint = new List<PointLatLng>();
        List<Point> _listCtrlPt = new List<Point>();

        public List<PointLatLng> ListGpsPoint => _listGpsPoint; //包含的gps坐标
        public List<Point> ListPathPoint => _listCtrlPt;        //转换成立控件坐标
}

实现轨迹功能是变量PathRouteLine，该变量的父控件是ParentPanel（就是控件UserControlMapRoute 中的根Grid控件）。MapCtrl 控件主要作用就是提供了将gps坐标转换成控件坐标的函数。

实现将gps做标注转换成控件坐标的方法：

        private void ToLocalPoint()
        {
            //_listGpsPoint存储所gps坐标 _listCtrlPt存储转换后控件坐标
            _listCtrlPt.Clear();
            foreach (PointLatLng pt in _listGpsPoint)
            {
                Point ptGrid = ToCtrlPoint(pt);
                _listCtrlPt.Add(ptGrid);
            }
        }

        Point ToCtrlPoint(PointLatLng gpsPoint)
        {
            //转换成GMap.NET控件坐标
            GPoint ptOfMapCtrl = MapCtrl.FromLatLngToLocal(gpsPoint);

            //GMap.NET控件坐标要转换成 控件相对于直接父面板的坐标
            Point ptToMapCtrl2 = new Point(ptOfMapCtrl.X, ptOfMapCtrl.Y);
            Point ptOfScreen = MapCtrl.PointToScreen(ptToMapCtrl2);
            Point ptOfParentPanel = ParentPanel.PointFromScreen(ptOfScreen);

            return ptOfParentPanel;
        }

坐标转换过程就是： GPS坐标 --》 GMap.NET控件坐标 --》 屏幕坐标 --》 控件相对于直接父面板的坐标。获取了控件坐标，就根据这些坐标画直线就行了。

       private static void CreatPath(Path path, List<Point> listPt)
        {
            if (listPt.Count <= 1)
            {
                path.Data = null;
                return;
            }

            PathFigure pathFigure = new PathFigure();
            pathFigure.StartPoint = listPt[0]; //起始点

            for (int i = 1; i < listPt.Count; i++)
            {
                //加入线段
                LineSegment line = new LineSegment() { Point = listPt[i] };
                pathFigure.Segments.Add(line);
            }

            PathGeometry geometry = new PathGeometry();
            geometry.Figures.Add(pathFigure);
            path.Data = geometry;
        }

2 实现轨迹回放.

要实现两个功能：通过不同的线颜色来指示当前行动轨迹；提示当前所在的位置、用时等信息的tip框。

轨迹移动 假如显示轨迹的线颜色为红色，通过绿色来显示当前经过的位置。再增加一个变量_pathMoveRouteLine（类型也为Path） 就可以了。_pathMoveRouteLine的颜色为绿色，所显示的路径要和PathRouteLine 路径完全相同。_pathMoveRouteLine路径长度要实时计算出来，随着时间推移，路径不断变长。需要增加一个定时器，不停的计算当前所在的位置。在定时器中，调用函数ShowRouteMove();

        private void ShowRouteMove()
        {
            //线路总长度
            double totalDistance = GetDistance();
            if (totalDistance == 0)
                return;

            //更加时间，计算当前走过的长度
            TimeSpan span = DateTime.Now - _startMoveTime;
            double curDistance = _moveSpeed * span.TotalHours;
            if (curDistance > totalDistance)
            {
                StopMove();
                curDistance = totalDistance;
            }


            Path path = CreateMovePath();
            //根据已走过的距离，获取需要显示的点
            List<Point> listCtrlPoint = GetListByDistance(curDistance);
            CreatPath(path, listCtrlPoint);

            ShowMoveTip(listCtrlPoint.Last(), curDistance);
        }

 

      //根据当前移动的距离，获取相应的控件坐标
        private List<Point> GetListByDistance(double distance)
        {
            List<Point> result = new List<Point>();

            double start = 0;
            int i = 0;
            PointLatLng lastPt = new PointLatLng();
            foreach (PointLatLng pt in ListGpsPoint)
            {
                i++;
                if (i == 1) //第一个点
                {
                    result.Add(ToCtrlPoint(pt));
                    lastPt = pt;
                    continue;
                }
                else
                {
                    double lineDistance = MapHelper.GetDistance(lastPt, pt);
                    lastPt = pt;
                    if (lineDistance == 0)
                        continue;

                    if ((start + lineDistance) == distance) //gps坐标恰好符合当前的距离
                    {
                        result.Add(ToCtrlPoint(pt));
                        break;
                    }
                    else if ((start + lineDistance) < distance) //当前的点小于需要的距离
                    {
                        result.Add(ToCtrlPoint(pt));
                        start += lineDistance;
                    }
                    else
                    {
                        //最终的点 落在两个gps点之间，需要进一步计算
                        double midDistance = distance - start;
                        double rate = midDistance / lineDistance;

                        Point endPoint = ToCtrlPoint(pt);
                        Point midPoint = MapHelper.GetMidPoint(result.Last(), endPoint, rate);
                        result.Add(midPoint);
                        break;
                    }
                }
            }
            return result;
        }
        

class MapHelper
    {
        //根据两点坐标，和在这两点之间的比例，获取计算后的坐标
        internal static Point GetMidPoint(Point start, Point end, double rate)
        {
            Point result = new Point();
            result.X = start.X + rate * (end.X - start.X);
            result.Y = start.Y + rate * (end.Y - start.Y);
            return result;
        }
    }

提示框显示 提示框所在的位置就是移动轨迹的最后一个点的位置。为了更好的显示效果，最这个坐标做一定的偏移：

       UserControlMoveTip _userControlMoveTip;
        private void ShowMoveTip(Point startPoint,double moveDistance)
        {
            if(_userControlMoveTip == null)
            {
                _userControlMoveTip = new UserControlMoveTip();
                _userControlMoveTip.HorizontalAlignment = HorizontalAlignment.Left;
                _userControlMoveTip.VerticalAlignment = VerticalAlignment.Top;
                ParentPanel.Children.Add(_userControlMoveTip);
            }

            if (_userControlMoveTip.ActualHeight == double.NaN)
            {
                _userControlMoveTip.Visibility = Visibility.Hidden;
                return;
            }

            _userControlMoveTip.Visibility = Visibility.Visible;
            _userControlMoveTip.TotalDistance = GetDistance();
            _userControlMoveTip.TotalTimeSpan = TimeSpan.FromHours(_userControlMoveTip.TotalDistance / _moveSpeed);
            _userControlMoveTip.MoveSpeed = _moveSpeed;
            _userControlMoveTip.MoveDistance = moveDistance;
            _userControlMoveTip.TimeElapse = (DateTime.Now - _startMoveTime);

            _userControlMoveTip.Margin = new Thickness(startPoint.X+5, startPoint.Y - _userControlMoveTip.ActualHeight-2, 0, 0);
        }

_userControlMoveTip是用户控件，用来显示总距离、已移动距离、移动时间等信息。

后记：有些开发者反应GMap.NET控件的WPF版提供的功能不够完善，有些功能不能采用拿来主义的方式。诚然，软件开发越来越复杂，借鉴别人的代码是必须的，但是不能丢弃软件开发的一些“基本功”。WPF确实不太好学，好多新的概念难以理解。好多开发者学习WPF浅尝辄止，所以在使用一些控件时，感到茫然。