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c# 基于GMap.NET實現(xiàn)電子圍欄功能（WPF版）

更新時間：2021年03月09日 11:45:01 作者：源之緣

這篇文章主要介紹了c# 基于GMap.NET實現(xiàn)電子圍欄功能（WPF版），幫助大家更好的理解和學(xué)習(xí)使用c#，感興趣的朋友可以了解下

前言

GMap.NET是一個強大、免費、跨平臺、開源的.NET控件。分為WPF和winform版。GMap.NET的基本知識不做過多介紹，本文主要介紹如何使用該控件實現(xiàn)電子圍欄功能。

電子圍欄主要有兩個功能模塊：界面展示圍欄區(qū)域，判斷人員出入圍欄的邏輯。GMap.NET的WPF版本功能并不強大，實現(xiàn)一些復(fù)雜的功能就只能發(fā)掘WPF的潛力了。GMap.NET給我們提供了一個基本的平臺，必須熟練掌握WPF才能開發(fā)出復(fù)雜gis產(chǎn)品。

圍欄區(qū)域界面顯示

1 認(rèn)識 GMapMarker

　　GMapControl是地圖的主容器；地圖就是多個圖片拼接而來，這個圖片組成GMapControl的底圖。底圖之上點綴用戶自定義的控件。用戶自定義控件必須通過GMapMarker間接添加進(jìn)來，看下面代碼：

GMapMarker maker = new GMapMarker(ptLatLng);
 //UserControlFence用戶自定控件
 _ctrlCurrentFence = new UserControlFence() { Marker = maker, MapCtrl = MainMap };
 _ctrlCurrentFence.FenceInfo = CreateFenceInfoModel();

 maker.Shape = _ctrlCurrentFence;
 this.MainMap.Markers.Add(maker);

GMapMarker 的定義也不復(fù)雜：

public class GMapMarker : INotifyPropertyChanged
{
    public object Tag;
 
    public GMapMarker(PointLatLng pos);
 
    public UIElement Shape { get; set; }
    public PointLatLng Position { get; set; }
    public GMapControl Map { get; }
    public Point Offset { get; set; }
    public int LocalPositionX { get; }
    public int LocalPositionY { get; }
    public int ZIndex { get; set; }
 
    public event PropertyChangedEventHandler PropertyChanged;
 
    public virtual void Clear();
    protected void OnPropertyChanged(string name);
    protected void OnPropertyChanged(PropertyChangedEventArgs name);
}

一個GMapMarker關(guān)聯(lián)一個gps坐標(biāo)，同時可以顯示一個控件（Shape ）；為什么在Shape外面包含一個marker？maker主要功能就是將控件釘?shù)紾MapControl的一個點。當(dāng)?shù)貓D移動時，maker會做相應(yīng)的移動，maker移動會帶動shape移動。所以，我們只管把shape內(nèi)部處理好就行了，不用管地圖移動。maker的作用不大，并不能幫我們實現(xiàn)復(fù)雜的功能；Shape才是我們施展拳腳的地方。

2 用戶控件實現(xiàn)畫圖

在控件中UserControlFence實現(xiàn)電子圍欄的繪制，該控件會關(guān)聯(lián)到maker的shape。UserControlFence控件以Grid（name為gridRoot）布局；WPF的Path可以實現(xiàn)任意圖像的繪畫，首先要將Path加入到Grid。我們的輸入是多個gps點坐標(biāo)，怎么能轉(zhuǎn)換成Path上各個點坐標(biāo)？這需要經(jīng)過多次轉(zhuǎn)換；

Point ToCtrlPoint(PointLatLng gpsPoint)
  {
   //轉(zhuǎn)換成GMap.NET控件坐標(biāo)
   GPoint ptOfMapCtrl = MapCtrl.FromLatLngToLocal(gpsPoint);

   //GMap.NET控件坐標(biāo)要轉(zhuǎn)換成 控件相對于直接父面板的坐標(biāo)
   Point ptToMapCtrl2 = new Point(ptOfMapCtrl.X, ptOfMapCtrl.Y);
   //轉(zhuǎn)成屏幕坐標(biāo)
   Point ptOfScreen = MapCtrl.PointToScreen(ptToMapCtrl2);
   //轉(zhuǎn)換成相對于gridRoot的坐標(biāo)
   Point ptOfParentPanel = gridRoot.PointFromScreen(ptOfScreen);

   return ptOfParentPanel;
  }

轉(zhuǎn)換過程就是：相對于Map控件坐標(biāo)-->屏幕坐標(biāo)-->相對于Grid的坐標(biāo)。因為Path是Grid的Child，最后的坐標(biāo)也是相對于Grid的坐標(biāo)。用該坐標(biāo)繪制Path，就是電子圍欄的區(qū)域；

Path的Data是Geometry，生成Geometry函數(shù)如下：

private PathGeometry CreatPath()
  {
   if (_listPoints.Count <= 1)
   {
    PathRouteLine.Data = null;
    return null;
   }

   List<Point> listPt = ListWndPoint;

   PathFigure pathFigure = new PathFigure();
   pathFigure.StartPoint = listPt[0]; //起始點
   pathFigure.IsClosed = true;

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

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

這樣就完成電子圍欄的區(qū)域繪制。還有一點要注意：當(dāng)?shù)貓D縮放時，必須重新繪制。地圖縮放比例不同，繪制區(qū)域大小也會改變（形狀不會變）。只需要監(jiān)視地圖控件的事件 public event MapZoomChanged OnMapZoomChanged;就行。

出入電子圍欄區(qū)域判斷

該判斷邏輯有多種實現(xiàn)方法，下面逐一介紹；

1 利用WPF的輔助函數(shù) VisualTreeHelper.HitTest

通過判斷gps點坐標(biāo)是否在控件內(nèi)來判斷。gps坐標(biāo)先要轉(zhuǎn)成控件點坐標(biāo)（轉(zhuǎn)換函數(shù)見前文）。函數(shù)實現(xiàn)比較簡單；

private bool IsInFence(PointLatLng gpsPoint)
  {
   if (_listPoints.Count <= 2)
    return false;
   Point ptWnd = ToCtrlPoint(gpsPoint);

   HitTestResult result = VisualTreeHelper.HitTest(gridRoot, ptWnd);
   if (result == null || result.VisualHit==null)
    return false;

   bool hit = result.VisualHit == PathRouteLineInner;
   return hit;
  }

2 通過GraphicsPath、Region實現(xiàn)

這是System.Drawing下的一組類，屬于微軟早期的類庫；該類的點坐標(biāo)還是float型，精度不高。對于gps坐標(biāo)我先做了放大處理，如果不做處理誤差會很大。

private bool IsInFence2(PointLatLng gpsPoint)
  {
   double rate = 100000; //由于float精度問題。對坐標(biāo)放大處理，否則誤差會很大。
   System.Drawing.Drawing2D.GraphicsPath pointPath = new System.Drawing.Drawing2D.GraphicsPath();
   System.Drawing.PointF[] points = _listPoints.Select(o => new System.Drawing.PointF((float)(o.Lng * rate), (float)(o.Lat * rate))).ToArray();
   pointPath.AddLines(points);
   pointPath.CloseFigure();
    
   System.Drawing.Region region = new System.Drawing.Region(pointPath);
   System.Drawing.PointF ptHit = new System.Drawing.PointF((float)(gpsPoint.Lng * rate), (float)(gpsPoint.Lat * rate));
   bool visible = region.IsVisible(ptHit);
   return visible;
  }

3 直接根據(jù)點坐標(biāo)計算

理論上這種方式效率是最高的，并且不依賴界面控件。但是這種方法不是微軟提供的，準(zhǔn)確性還需要驗證。下面的函數(shù)是從網(wǎng)上找的，我對此計算結(jié)果做了驗證，與前兩種計算方法的結(jié)果一致的。

private bool IsInFence3(PointLatLng gpsPoint)
  {
   int count = _listPoints.Count;
   if (count < 3)
   {
    return false;
   }

   bool result = false;
   for (int i = 0, j = count-1; i < count; i++)
   {
    var p1 = _listPoints[i];
    var p2 = _listPoints[j];

    if (p1.Lat < gpsPoint.Lat && p2.Lat >= gpsPoint.Lat || p2.Lat < gpsPoint.Lat && p1.Lat >= gpsPoint.Lat)
    {
     if (p1.Lng + (gpsPoint.Lat - p1.Lat) / (p2.Lat - p1.Lat) * (p2.Lng - p1.Lng) < gpsPoint.Lng)
     {
      result = !result;
     }
    }
    j = i;
   }
   return result;
  }