曾興國，趙 飛

（武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430072）

基于XML的網(wǎng)絡(luò)專題地圖集設(shè)計與實現(xiàn)

曾興國，趙 飛

（武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，湖北武漢 430072）

專題地圖集是關(guān)于某一區(qū)域自然資源、社會經(jīng)濟、發(fā)展規(guī)劃等方面的專題信息的地圖圖幅集合。將專題地圖集在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行發(fā)布，使專題地圖信息服務(wù)于大眾具有很強的現(xiàn)實意義。針對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的專題地圖集存在結(jié)構(gòu)組織不統(tǒng)一、地圖表達不夠美觀、專題數(shù)據(jù)更新滯后等問題，引入網(wǎng)絡(luò)動態(tài)專題地圖集的概念，設(shè)計使用 xm l（Extended mark-up language，可擴展標記語言）組織地圖集結(jié)構(gòu)，采用專家定制圖幅、實時專題地圖生成等方法加以實現(xiàn)。實驗表明，該方案是可行的。

專題地圖集;專題地圖更新;專家定制;網(wǎng)絡(luò)動態(tài)地圖集;網(wǎng)絡(luò)地圖表達

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的日益進步與迅猛發(fā)展，通過網(wǎng)絡(luò)傳播空間信息成本低而且效率高，許多地圖用戶都由傳統(tǒng)的使用紙質(zhì)地圖、單機地圖轉(zhuǎn)而從網(wǎng)絡(luò)來獲取地圖信息[1]。一些發(fā)達國家如美國、瑞典等在開展本國社會經(jīng)濟、人口普查和統(tǒng)計的同時，編制相應(yīng)的專題地圖集，并在網(wǎng)絡(luò)上進行發(fā)布，取得了良好的效果。本文發(fā)現(xiàn)這些網(wǎng)絡(luò)地圖集存在以下幾個問題：①圖集數(shù)據(jù)更新困難，在眾多的網(wǎng)絡(luò)地圖集中，只提供以柵格圖片的形式進行發(fā)布已經(jīng)繪制好的專題地圖，是一種靜態(tài)形式的地圖服務(wù)，數(shù)據(jù)更新后，不能保證專題圖幅信息的及時發(fā)布；②圖集風(fēng)格單一，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)地圖集，按照以往紙質(zhì)版地圖的方式設(shè)計的，發(fā)布出來的圖幅都是制圖者已經(jīng)設(shè)計好專題符號、版面、風(fēng)格的地圖，風(fēng)格單一；③多尺度表達能力弱，現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)地圖集在表達和區(qū)域相關(guān)的專題圖幅沒有很好地將尺度信息融入其中，由于其靜態(tài)圖幅的表達形式，在表達國家--省份--市區(qū)類似這樣不同等級的同一專題信息往往需要多個圖幅，用戶需要觀看多個圖幅才能獲得信息，在網(wǎng)絡(luò)中操作不變而且不利于用戶提取有用信息。因此，現(xiàn)有的靜態(tài)圖幅的網(wǎng)絡(luò)專題地圖集需要在動態(tài)化、交互式方面進行更大地改進。本文從網(wǎng)絡(luò)地圖集結(jié)構(gòu)、表達、動態(tài)更新機制等方面開展研究，基于XML的技術(shù)進行網(wǎng)絡(luò)動態(tài)專題圖集的設(shè)計和實現(xiàn)，以解決上述問題。

1 基于XML的網(wǎng)絡(luò)專題地圖集設(shè)計

1.1 網(wǎng)絡(luò)專題地圖集結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.1.1 專題地圖集結(jié)構(gòu)設(shè)計

傳統(tǒng)的專題地圖集結(jié)構(gòu)一般為圖集—圖組—圖幅3層[2]。本文設(shè)計的邏輯結(jié)構(gòu)組織方式大致為：圖集—圖組—邏輯圖幅—圖幅—主圖、插圖，圖集由若干個圖組組成，圖組包含若干個邏輯圖幅，邏輯圖幅下是具體的若干幅專題地圖圖幅，圖幅由主圖、插圖、文字描述等構(gòu)成。

1.1.2 網(wǎng)絡(luò)動態(tài)專題地圖集結(jié)構(gòu)組織形式

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的專題地圖集采用超媒體鏈接模式[3]，但需要在動態(tài)化、個性化、表現(xiàn)形式上進行改進。在動態(tài)化方面，主要表現(xiàn)在邏輯圖幅、圖幅這兩個單元，可以根據(jù)數(shù)據(jù)來源的變化，動態(tài)的增加和修改新的邏輯圖幅、圖幅，刪去已沒有價值的邏輯圖幅、圖幅；個性化則指的是，專題地圖圖幅的樣式、風(fēng)格是可以進行定制的，用戶可以根據(jù)自身的愛好，進行風(fēng)格的定制。據(jù)此，在設(shè)計該專題地圖集結(jié)構(gòu)時，本文采用基于XML(可擴展標記語言，extendedmark-up language)的方式進行組織。XML具有良好的可擴充性，而且適于網(wǎng)絡(luò)傳輸，用于設(shè)計和組織動態(tài)專題地圖集的結(jié)構(gòu)優(yōu)點很明顯，本文根據(jù)XML設(shè)計的專題地圖集結(jié)構(gòu)在邏輯上參考傳統(tǒng)的電子地圖集結(jié)構(gòu)，但在形式上具有動態(tài)、個性化的特征，具體設(shè)計如圖1所示。

圖集使用atlas標簽表示，其下有3個圖組，分別為自然資源、社會經(jīng)濟、發(fā)展規(guī)劃，使用group標簽表示，以社會經(jīng)濟圖組為例進行進一步說明，其下包括若干個邏輯圖幅（logicMap標簽表示），且該標簽是動態(tài)可變更的，邏輯圖幅下包含若干個圖幅（map標簽表示），該標簽也是可以變更的，在map標簽下由一個樣式標簽（style），代表該圖幅采用的風(fēng)格（如春、夏、秋、冬），用戶可以自行定制。所有圖集單元都有一個唯一的ID標識符。在操縱XML的同時，可以動態(tài)定制、更新圖集的內(nèi)容，實時生成，成為用戶自定義的圖集。

圖1 圖集xm l結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.2 動態(tài)圖幅設(shè)計

1.2.1 專題圖表示方法及符號設(shè)計

1）專題圖表示方法選擇。黃仁濤等人總結(jié)了十余種專題地圖表示方法[4]。其中，最適用表達統(tǒng)計信息的有定位圖表法、分級統(tǒng)計圖法、分區(qū)統(tǒng)計圖法、定點符號法和點數(shù)法[5]。因此本文設(shè)計以這 5類符號為主，其他符號為輔。專題圖常用表示方法與專題統(tǒng)計信息的關(guān)系如表1所示。

表1 專題圖常用表示方法與專題統(tǒng)計信息的關(guān)系

2）符號設(shè)計。地圖的符號設(shè)計主要針對符號視覺變量的設(shè)計,不能脫離人們已有的制圖概念任意進行的，必須以人們普遍的視覺心理為依據(jù)[6]。馬耀峰等人研究了專題地圖符號元素構(gòu)成[7]，一般認為符號的視覺變量包括形狀、尺寸、方向、明度、密度、顏色、結(jié)構(gòu)這7個。網(wǎng)絡(luò)地圖集中最值得考慮的應(yīng)該為位置、形狀、尺寸、顏色這幾個要素。由于符號是根據(jù)專題數(shù)據(jù)自動生成的，因此需要做一些控制，例如某個地區(qū)的數(shù)據(jù)過大，則需要對數(shù)據(jù)做相對比例的變換，以防止出現(xiàn)符號的不協(xié)調(diào)，保持圖幅的協(xié)調(diào)性[8]。

1.2.2 圖面設(shè)計

1）圖例設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)專題圖的圖例是動態(tài)生成的，并且隨著符號的變化而變化。在表示定性特征的個體符號，只需將其生成好的圖內(nèi)個體符號按照一定順序放置在圖例中，添加簡單標注即可。在表示組合指標時，先按單一系列單獨生成，然后按照組合狀況，動態(tài)組合，生成圖例。

2）圖面視覺效果設(shè)計。圖面視覺效果設(shè)計包括圖面視覺層次設(shè)計、視覺平衡設(shè)計、構(gòu)圖與定位設(shè)計。網(wǎng)絡(luò)動態(tài)圖在同一圖幅當中比例尺是允許變化的，不同比例尺下，可以展現(xiàn)不同等級的專題信息，在圖面視覺效果設(shè)計時需要充分考慮這點。由于不同比例尺下表達的專題信息內(nèi)容的豐富程度是不一樣的，因此需要充分考慮圖面的空間，防止出現(xiàn)圖面內(nèi)容過于繁雜或過于稀疏。同時要考慮整個頁面的布置，包括鷹眼圖、圖層控制、工具條等其他要素的設(shè)置，設(shè)計時應(yīng)充分利用網(wǎng)頁的有效空間，使整個圖面乃至整個頁面達到視覺平衡。

1.3 圖幅動態(tài)表達設(shè)計

1.3.1 圖幅動態(tài)生成與更新

本文設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)動態(tài)專題圖將一個圖幅劃分為：地理地圖、專題符號、插圖（獨立圖表、說明文字）、圖例這樣幾個獨立的部分，默認情況下，地圖要素以XML文件配置好，用戶進入在線專題圖集網(wǎng)站即可看到這樣的圖幅。但圖幅動態(tài)表現(xiàn)的關(guān)鍵在于在網(wǎng)站的后臺有著控制地理地圖、專題符號等這些要素的實時生成系統(tǒng)，用戶在客戶端改變XML文件進行定制地理底圖的范圍，選擇要表達專題信息的指標、比例尺、專題地圖的表示方法等，操作完成之后則可以形成具有用戶個性信息的專題圖。專題圖動態(tài)表達的關(guān)鍵在于給用戶分配了制圖者所擁有的能力。

1.3.2 圖幅樣式的定制（專家定制）

圖幅動態(tài)表達的關(guān)鍵在于給與用戶以制圖的能力，然而專題圖制圖是一個專業(yè)性很強的工作，賦予無制圖知識的用戶以制圖能力，可能造成意料之外的困境。解決這一問題的方法在于設(shè)計專題地圖的專家定制系統(tǒng)。在賦予用戶制圖能力之前，確定專題數(shù)據(jù)與其適宜的符號表示方法之間的聯(lián)系、確定某種比例尺下適宜顯示哪些內(nèi)容、地理地圖風(fēng)格與專題符號、專題分級之間的搭配關(guān)系等。默認情況的圖幅都是經(jīng)過專家設(shè)計好，最為適宜展現(xiàn)的專題圖圖幅。而用戶進行交互，定制圖幅，同樣也處于專家設(shè)計的表現(xiàn)方法之內(nèi)，避免用戶自定義圖幅出現(xiàn)不符合專題圖制圖規(guī)范的要素。

2 基于XML的動態(tài)專題地圖集實現(xiàn)

本文設(shè)計采用Java平臺進行系統(tǒng)開發(fā)，以servlet+ jsp的方案實現(xiàn)所有網(wǎng)絡(luò)動態(tài)圖功能，Web服務(wù)器采用Weblogic9，數(shù)據(jù)庫使用Oracle10g，分專題底圖渲染系統(tǒng)、符號渲染系統(tǒng)、獨立圖表渲染系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、專題圖維護和定制系統(tǒng)幾大模塊進行開發(fā)。其中專題圖符號渲染系統(tǒng)使用JFreeChart軟件開發(fā)，數(shù)據(jù)采用XML文件組織。

圖2、圖3、圖4（不同風(fēng)格、不同符號定制后得到的專題圖）為系統(tǒng)原型。

圖2 人口勞動力子專題圖

圖3 旅游專題圖

圖4 人口與勞動力子專題圖

3結(jié)語

本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)專題地圖集系統(tǒng)，提出以XML來組織網(wǎng)絡(luò)專題地圖結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對專題地圖集圖幅的管理和動態(tài)更新，以適于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下對專題地圖集進行發(fā)布、管理、共享；討論了網(wǎng)絡(luò)專題圖集設(shè)計時應(yīng)遵循的符號設(shè)計、圖面設(shè)計的主要方法和應(yīng)遵循的相應(yīng)原則；提出網(wǎng)絡(luò)專題圖集的動態(tài)表達機制，專題底圖符號、專題符號的實時生成來代替原有的靜態(tài)成圖方法，實現(xiàn)專題圖的動態(tài)生成和更新，以專家定制的形式同用戶個性化定義相結(jié)合實現(xiàn)用戶的自定義圖幅設(shè)計。當然，本文所設(shè)計的專題地圖集的不足之處在于其表達方式種類還不夠豐富，在這方面值得進一步去開展研究。

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Design and Implemention ofWeb Thematic Atlas Based on XML

by ZENG Xingguo

Thematicatlasisa collectionof relativemapswhich reflectthestatistic data aboutnatural resources,social economy,develop planning etc of a specific area.Publishing thematic atlas inweb Environmentw illacquaint themassesgetmore information from the thematic atlas services,whichmeansa lot.However,thereexisted some problems in online thematic atlas such as the organization of structure,the representation ofmaps,and the retardationof thematic dataupdate.To solve theseproblems,this papercreated the conceptof dynamic onlineatlas,takinguseof the technology asxm l, experts designing,real timemap producing and the resultisapproved by experiment.

thematic atlas,thematicmap update,experts design,online dynamic atlas,onlinemap representation （Page:150）

P295

B

1672-4623(2011)02-0150-03

2010-01-14

項目來源：武漢大學(xué)2008年博士研究生（含1+4）自主科研資助項目（20082050101000023）。

曾興國，博士生，研究方向為地理信息科學(xué)理論與方法。