Итак, вы спрашиваете:
клиент -> WS Call -> ??-> HTTPHandler, который генерирует диаграмму?
Я не уверен, зачем вам нужна часть веб-сервиса.
Вы можете использовать HTTPHandler, чтобы сгенерировать изображение, которое может работать очень хорошо.Просто создайте экземпляр объекта диаграммы и запишите его в выходной поток.
Пример кода для сохранения в потоке из сетей.
Response.ContentType = "image/png";
//Response.AddHeader("Content-Disposition", "attachment; filename=test.png"); // You only want this to save as attachment
Chart4.SaveImage(Response.OutputStream, ChartImageFormat.Png);
Response.End();