同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院 錢浩然

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SVG格式地圖的改進(jìn)規(guī)則

同濟(jì)大學(xué)軟件學(xué)院 錢浩然

【摘要】SVG是一種嚴(yán)格遵循XML語(yǔ)法,用于在瀏覽器端顯示二維向量圖像的一種文件格式。由于標(biāo)準(zhǔn)的SVG格式地圖只能儲(chǔ)存基礎(chǔ)圖形元素，不能儲(chǔ)存對(duì)應(yīng)的分層信息和屬性信息，因此不能進(jìn)行基于圖層的相關(guān)操作。為了解決該瓶頸，論文提出了一種標(biāo)準(zhǔn)的SVG格式地圖的改進(jìn)規(guī)則，使SVG格式地圖可以儲(chǔ)存分層信息和屬性信息。實(shí)際操作驗(yàn)證證明該改進(jìn)方法是有效的。

【關(guān)鍵詞】SVG格式地圖；改進(jìn)規(guī)則；圖層；結(jié)構(gòu)體

1　引言

時(shí)態(tài)GIS[1]系統(tǒng)是一個(gè)可以提供完善的時(shí)序分析功能，不但在空間上，而且在時(shí)間上兩個(gè)方面管理和分析時(shí)空地理信息的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著GIS與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用與快速發(fā)展[2]，不僅能在空間上反映地物的現(xiàn)狀，而且能在時(shí)間上反映其發(fā)展變化過程及規(guī)律的時(shí)態(tài)GIS的應(yīng)用前景是十分廣闊的。SVG作為一種完全遵循XML語(yǔ)法且開放標(biāo)準(zhǔn)的文本矢量圖形格式，擁有其優(yōu)勢(shì)，可以更好地滿足GIS對(duì)時(shí)空地理數(shù)據(jù)圖形顯示的要求，因此，采用SVG[3]技術(shù)作為時(shí)態(tài)GIS的數(shù)據(jù)顯示是GIS發(fā)展的趨勢(shì)所在。然而目前的SVG定義規(guī)則中不存在十分明確的分層信息，因此SVG格式地圖進(jìn)行分層一直是一個(gè)研究難題。

基礎(chǔ)的SVG格式地圖只包含繪制元素必要的信息,不能支持基于語(yǔ)義的相關(guān)操作。因此需要對(duì)基礎(chǔ)的SVG格式地圖格式進(jìn)行改進(jìn)，使SVG格式地圖可以儲(chǔ)存地圖分層數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)。

2　SVG格式地圖的改進(jìn)規(guī)則定義

標(biāo)準(zhǔn)的SVG格式地圖只包含基礎(chǔ)圖形的標(biāo)簽（如、、等），并沒有直接定義用于存儲(chǔ)地圖分層數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的標(biāo)簽。

對(duì)于在SVG中存儲(chǔ)地圖分層數(shù)據(jù)的問題，使用SVG中定義的組標(biāo)簽元素進(jìn)行適配。元素是一個(gè)容器元素，包含一個(gè)或多個(gè)SVG圖形元素，這與圖層[4]的概念不謀而合，而且依據(jù)元素支持嵌套的特性能夠在SVG中實(shí)現(xiàn)多級(jí)圖層的結(jié)構(gòu)。

對(duì)于在SVG中存儲(chǔ)地圖屬性數(shù)據(jù)的問題，需要改進(jìn)現(xiàn)有的SVG規(guī)則，定義存儲(chǔ)地圖屬性數(shù)據(jù)的擴(kuò)展標(biāo)簽。同時(shí)使用元素對(duì)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，使其在SVG地圖中作為一個(gè)整體。

2.1SVG圖層的定義

如圖1所示，SVG圖層使用組標(biāo)簽元素進(jìn)行表示，通過包含圖層標(biāo)識(shí)符（LAYER_）和圖層編號(hào)（Layer Number）的id屬性進(jìn)行標(biāo)識(shí)。元素下包含該圖層所有的地理元素對(duì)象。

2.2SVG結(jié)構(gòu)體的定義

如圖2，SVG結(jié)構(gòu)體表示地理元素中的一個(gè)對(duì)象，使用組標(biāo)簽元素作為最頂層元素。元素的id屬性標(biāo)識(shí)該對(duì)象所屬的圖層號(hào)（Layer Number）和圖層中的位置（Object Number）。元素的第一個(gè)子元素為擴(kuò)展定義的XML標(biāo)簽，用于容納該對(duì)象所包含的屬性數(shù)據(jù)，其中屬性數(shù)據(jù)采用標(biāo)簽-值對(duì)的方式表示，即標(biāo)簽名為屬性名稱，標(biāo)簽中所包含的文本信息即為屬性數(shù)據(jù)。元素的第二個(gè)之后（包含第二個(gè)）的所有子元素為該對(duì)象的圖形數(shù)據(jù)，可以是SVG中定義的任意圖形元素，包括、、、等。

`圖1　SVG Layer的定義

圖2　SVG Struct的定義

2.3SVG定義規(guī)則

如上文所說，我們對(duì)SVG格式進(jìn)行了包含分層信息的重新定義。定義規(guī)則包括層的定義和元素的定義，定義如下：

在SVG中，使用組標(biāo)簽表示一個(gè)圖層，其中元素的id屬性包含該圖層的圖層標(biāo)識(shí)符（即Layer）以及圖層編號(hào)。元素下則包含該圖層所有的地理元素對(duì)象。其中，每個(gè)地理元素對(duì)象使用組標(biāo)簽元素作為最頂層標(biāo)簽元素，元素的id屬性包含該對(duì)象所屬的圖層號(hào)以及圖層中的位置。元素的第一個(gè)子元素為自定義的XML標(biāo)簽，該標(biāo)簽用于存儲(chǔ)元素對(duì)象中所包含的所有屬性數(shù)據(jù)，屬性數(shù)據(jù)采用標(biāo)簽-值對(duì)的方式表示，即標(biāo)簽名為屬性名稱，標(biāo)簽中所包含的文本信息為屬性數(shù)據(jù)。元素中從第二個(gè)子元素開始往后的所有子元素是該對(duì)象的所有圖形數(shù)據(jù)，它們可以是SVG定義中的任何圖形元素，像path，line，rect，circle，ellipse等等。圖3和圖4分別為標(biāo)準(zhǔn)的無分層規(guī)則的文檔和改進(jìn)規(guī)則后的包含分層規(guī)則的文檔。

圖3　標(biāo)準(zhǔn)的SVG文檔

圖4　改進(jìn)規(guī)則后的SVG文檔

通過以上對(duì)SVG格式進(jìn)行的有關(guān)圖層的規(guī)則定義，即可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)SVG格式地圖的圖形元素與對(duì)應(yīng)的屬性信息生成對(duì)應(yīng)的SVG圖層。此外，通過XML格式所具有的結(jié)構(gòu)化與元素支持嵌套的這些特性，可以在SVG格式地圖中嵌套多個(gè)地理元素，即具有圖層分層的格式。這樣，我們就可以將生成具有分層信息的多級(jí)圖層結(jié)構(gòu)的SVG格式地圖，從而也就可以實(shí)現(xiàn)地圖的分層操作了。

3　結(jié)束語(yǔ)

基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)的SVG格式地圖不支持儲(chǔ)存分層數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，本文提出了一種支持儲(chǔ)存分層數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的SVG格式地圖改進(jìn)規(guī)則。本文通過定義圖層，將基礎(chǔ)圖形元素和分層數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至同一個(gè)圖層中，將分層數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與基礎(chǔ)圖形元素相關(guān)聯(lián)，使SVG格式地圖可以支持基于語(yǔ)義的相關(guān)操作；通過定義不同的節(jié)點(diǎn)，可以快速的定位到圖層中的基礎(chǔ)圖形元素、分層數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，方便進(jìn)行分層數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相關(guān)的操作。

本文僅是對(duì)SVG格式地圖改進(jìn)規(guī)則的初步研究。今后的研究將會(huì)著重于改進(jìn)后的SVG格式地圖文件基于語(yǔ)義的相關(guān)操作，例如基于語(yǔ)義的模糊查詢的研究。本文為后期的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭湘麗.基于時(shí)態(tài)GIS的地籍?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)管理方法研究[J].北京測(cè)繪,2012,3:5-7.

[2]王家耀,魏海平,成毅,等.時(shí)空GIS的研究與進(jìn)展[J].海洋測(cè)繪,2004,24(5):1-4

[3]ScalableVectorGraphics(SVG)1.2Specification.http://www. w3.org/TR/2004/WD-SVG12-2004-10-27/2004-10-27.

[4]杜慶峰,許家偉.DWG地圖到改進(jìn)規(guī)則SVG地圖的轉(zhuǎn)換方法[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2014,42(9):1426-1431.