WPF 与 GMap.NET 结合实现雷达目标动态显示与地图绘制

news2025/3/17 2:10:27

概述雷达上位机是雷达系统中用于数据可视化、分析和控制的核心软件。本文将介绍如何使用 C# 和 WPF 框架开发一个雷达上位机程序，主要功能包括：

显示目标轨迹：在界面上实时绘制雷达探测到的目标轨迹。
点击显示详细信息：用户点击目标轨迹时，显示目标的详细信息（如速度、方位、距离等）。
地图集成：使用 GMap.NET 控件集成地图，将目标轨迹显示在地图上。

程序主界面

程序主要涉及两方面的技术：地图集成和WPF绘图

地图集成

在地图功能中，我们选用了 GMap 控件。通过向 GMap 控件添加 Marker，并将 Marker 绑定到自定义用户控件，所有地图上的绘制操作都在用户控件中完成。关于 GMap 的使用方法，网上已有大量详细的教程和文档，因此本文不再赘述。

  GMapMarker maker = new GMapMarker(center);
  _radarScan = new UserControl_RadarScan() { Marker = maker, MapCtrl = gMapControl };
  maker.Shape = _radarScan;
  gMapControl.Markers.Add(maker);
  _radarScan.Init();

  await Task.Delay(1000);
  _radarScan.Show();

雷达目标的绘制：该部分主要涉及 WPF 绘图技巧。为了实现灵活的绘制效果，我们设计了一个用户控件，其界面结构如下：

 <Grid>
     <draw:DrawingCanvas x:Name="drawingCanvas" 
            RenderOptions.BitmapScalingMode="HighQuality"
            SnapsToDevicePixels="False"
            RenderOptions.ClearTypeHint="Auto"   
            RenderOptions.CachingHint="Cache"
                          ></draw:DrawingCanvas>
     <draw:DrawingCanvas x:Name="drawingCanvasTop"  IsHitTestVisible="False"
             RenderOptions.BitmapScalingMode="HighQuality"
             SnapsToDevicePixels="False"
             RenderOptions.ClearTypeHint="Auto"   
             RenderOptions.CachingHint="Cache"
                  ></draw:DrawingCanvas>
 </Grid>

包含两个 Canvas：
drawingCanvas：用于绘制雷达扫描状态。
drawingCanvasTop：用于显示提示信息（由于提示信息需要始终位于最顶层，因此采用两个 Canvas 分层处理）。
主要的绘制操作在 drawingCanvas 上进行。通过将 DrawingVisual 添加到 Canvas 中，我们可以实现高效的图形绘制。

使用 DrawingVisual 进行绘制
　　在使用 DrawingVisual 进行绘制时，有一个关键点需要注意：所绘制的线条大小会随着地图的缩放而变化。然而，每个点对应的经纬度是固定不变的。因此，所有数据都以经纬度的形式存储，而在实际绘制时，需要将经纬度转换为控件坐标，再进行绘制。
关键步骤

　　1 数据存储：所有目标点的位置信息以经纬度形式存储，确保数据的精确性和一致性。

　　2 坐标转换：在绘制之前，需要将经纬度坐标转换为 GMap 控件对应的像素坐标。GMap 控件提供了内置的方法（如 FromLatLngToLocal）来完成这一转换。

　　3 动态绘制：由于地图缩放会影响绘制的线条大小，因此在每次地图缩放或移动时，都需要重新计算坐标并刷新绘制内容，以确保图形与地图的匹配。

以下是一个简单的示例，展示如何将经纬度转换为控件坐标并进行绘制：

// 将经纬度转换为控件坐标
PointLatLng latLng = new PointLatLng(39.9042, 116.4074); // 示例经纬度
Point controlPoint = MapControl.FromLatLngToLocal(latLng);

// 创建 DrawingVisual
DrawingVisual visual = new DrawingVisual();
using (DrawingContext dc = visual.RenderOpen())
{
    // 绘制线条或点
    dc.DrawLine(new Pen(Brushes.Red, 2), controlPoint, new Point(controlPoint.X + 50, controlPoint.Y + 50));
}

// 将 DrawingVisual 添加到 Canvas
drawingCanvas.AddVisual(visual);

注意事项
　　性能优化：由于地图缩放和移动会频繁触发重绘操作，建议对绘制逻辑进行优化，避免性能瓶颈。
　　动态更新：如果目标点是动态变化的，需要实时更新绘制内容，并确保坐标转换的准确性。

文章总结 本文详细介绍了基于 WPF 和 GMap.NET 的雷达上位机开发过程，重点围绕地图集成和 WPF 绘图两大核心功能展开。以下是本文的主要内容与关键技术点：

地图集成：
　　使用 GMap.NET 控件实现地图功能，支持多种地图提供商（如 OpenStreetMap）。
　　通过添加 Marker 并将 Marker 绑定到自定义用户控件，实现了地图上的动态绘制。
　　经纬度坐标与控件坐标的转换是地图绘制的关键，确保图形随地图缩放时仍能准确定位。
WPF 绘图：
　　采用 DrawingVisual 进行高效绘制，结合 Canvas 的分层设计，实现了雷达扫描状态和提示信息的分离显示。
　　通过将经纬度数据转换为控件坐标，解决了地图缩放对绘制效果的影响问题。
　　动态绘制功能支持实时更新目标轨迹，并提供了良好的用户体验。
技术亮点：
　　坐标转换：将经纬度数据转换为控件坐标，确保绘制内容与地图的精确匹配。
　　分层绘制：利用多个 Canvas 实现分层绘制，确保提示信息始终位于最顶层。
　　高效绘制：使用 DrawingVisual 提升绘制性能，适合处理动态变化的雷达目标数据。
扩展性与优化：
　　本文的实现方法具有良好的扩展性，可进一步支持实时数据更新、轨迹历史回放、多目标跟踪等功能。
　　针对地图缩放和动态绘制的性能优化，为大规模数据处理提供了基础