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第２ｌ卷第３靓 ２００８年３月 武汉科技学院学报 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＷＵＨＡＮ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ Ｖｂｌ－２ｌ ＮＯ．３ Ｍａｔ．２００８ ＳＶＧ图像技术在ＷｅｂＧＩＳ地图网络 赵静 （武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉４３００７９） 摘要：ＷｅｂＧＩＳ是传统ＧＩＳ发展的必然趋势，然而目前却存在很多发展瓶颈，诸如空间信息的动态变 化实现困难、ＧＩＳ数据共享、传输速度不容乐观等。ＳＶＧ具有适合网络发布的优点，将其应用于地图网 络传输与发布，能解决目前地图网络发布面临的难点问题。因此，在ＷｅｂＧＩＳ的研究中，若将地理空间 数据编码成ＳＶＧ格式来进行空间数据存储、处理和显示，可以有效地消除现在专有空间数据格式所产 生的数据传输的问题。 关键词：ＷｅｂＧＩＳ；ＳＶＧ网络图像技术；Ａｊａｘ 中图分类号：ＴＰ７５１ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｌＯ０９—５ｌ６０（２Ｏ０８）一Ｏ０ｌ８—０４ １ Ｗｅｂ ＧＩＳ技术介绍 ・ ＷｅｂＧＩＳ是基于Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络环境下的一种地理信息系统 是Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ＷＷＷ技术应用于ＧＩＳ开发的产物， 是实现ＧＩＳ交互操作的一条最佳解决途径。从Ｉｎｔｅｒｎｅｔ的任意节点， 户都可以浏览ＷｅｂＧＩＳ站点中的空间数 据、制作专题 、进行各种空间信息检索和空间分析。因此，ＷｅｂＧＩＳ不但具有大部分乃至全部传统ＧＩＳ软件 具有的功能，而且还具有利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｊ 泛性和普及性优势的特有功能，即用户不必在自己的计算机上安装大型 ＧＩＳ软件，只需通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ访问远程的ＧＩＳ数据和应用程序，进行ＧＩＳ分析，在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上提供交互的地图和 数据。相比传统ＧＩＳ系统它有如下的优点…： （１）广泛的访问范围。Ｉｎｔｅｒｎｅｔ网络所特有的优势方便ＧＩＳ数据管理，使分布式的多数据源的数据管理和合 成更易于实现，进行全球范同内ＧＩＳ数据更新。 （２）平台的性。使用了通用的Ｗｅｂ浏览器，用户可以访问Ｗｅｂ ＧＩＳ数据，在本机或某个服务器上进行分 布式部件的动态组合乖【ｌ空问数据的｝办同处理与分析，实现远程异构数据的共享。 （３）低系统成本。Ｗｅｂ ＧＩＳ在客户端通常只需使用Ｗｅｂ浏览器，其软件成本与全套专业ＧＩＳ相比明显要节 省得多。 （４）简单、大众化的操作。通片Ｊ Ｗｅｂ浏览器降低操作复杂度，很大程度上扩大了ＧＩＳ潜在的客户范围， 给更多ｆｆＪ户提供使用ＧＩＳ的机会。 （５）跨平台特性 基于Ｊａｖａ的ＷｅｂＧＩＳ可以实现“一次编成，到处运行”。 ２ Ｗｅｂ ＧＩＳ面临的问题 南于网络带宽与路南等的，基于ＷｅｂＧＩＳ的空间信息发布并不十分理想，而且传统的Ｗｅｂ语言ＨＴＭＬ， 即超文本标记语言也不利于表现地理卒 数据，使得ＷｅｂＧＩＳ的发展面临着严峻的技术挑战 ： （１）空间信息的动态变化实现困难． （２）ＧＩＳ数据共亨存在问题． （３）传输速度不容乐观． 收稿日期：２００８一ｌ—ｌ４ 作者简介：赵静（１９８７一），女，研究方向：地理信息系统及其应用 维普资讯 http://www.cqvip.com
第３期 赵静：ＳＶＧ图像技术在ＷｅｂＧＩＳ地图网络 ｌ９ （４）空间信息表达有待完善． ＷｅｂＧＩＳ面临主要问题是网络地图传输效率问题，然而这与ＷｅｂＧＩＳ形技术有着很大的关系，绝大多数Ｗｅｂ 图像仍然采用ＪＰＧ、ＧＩＦ或ＰＮＧ等位图文件格式，尽管应用了各种压缩算法，文件尺寸还是不能大大降低。加 之缺乏足够的多媒体信息和交互手段，为进一步应用造成了障碍。 目前在Ｗｅｂ页面中嵌入图形格式分为两大类：位图格式和矢量图格式。位图图像是用每一个栅格内不同颜色 的点来描述图像属性的，即像素。编辑位图时，修改的是像素，而不是直线和曲线。位图图像的分辨率不是的， 描述图像的数据是对特定大小栅格中图像而言的，因此，编辑位图会改变它的显示质量，尤其是放缩图像，会因为图 像在栅格内的重新分配而导致图像边缘粗糙。通常看到的位图文件格式有ＢＭＰ，ＪＰ Ｇ＇ＧＩＦ等。与位图不同的是， 矢量图形是基于面向对象的，它利用包含颜色和位置属性的直线或曲线（称为矢量）来描述图像属性。矢量图像的 形成是通过特定的数学公式计算而获得的。・所以相对位图格式，它的体积一般都很小。矢量图具有的分辨率， 对其进行放大、缩小、旋转等操作，它都不会失真。比较知名的矢量图形格式有ＣｏｒｅｌＤｒａｗ公司的ＣＤＲ文件，Ｍｉｃｒｏ ｍｅｄｉａ公司的ＳＷＦ文件（ＦＬＡＳＨ文）等…。但是矢量图形在精度、兼容性等方面却存在很大缺陷。 以上提到的图形技术存在很多不足之处，位图文件通常占用空间比较大，而且不适宜缩放，在Ｗｅｂ页面上的下 载和显示都很受。而几种矢量图的文件格式又存在显示精度不够、技术相对封闭、兼容性不高的缺点。 ３ ＳＶＧ新型网络图形技术 所以基于以上的缺陷若要在Ｗｅｂ页面上实现高质量（分辨率，低容量）的地图文件，需要一种全新的图形技术 来解决这个矛盾。 其中将ＳＶＧ引入ＷｅｂＧＩＳ中应用便是一个很好的尝试．ＳＶＧ支持对图形、图像、文字和动画的描述，特别 是能很好地支持矢量图形，如矩形、圆形、椭圆形、多边形、贝塞尔曲线等．同时，ＳＶＧ还引入了平面设计路 径和剪裁路径的概念，而且可描述图形透明、图像滤波等效果．另外，ＳＶＧ还对动画和交互操作提供强有力的 支持，因此，非常适合应用于ＷｅｂＧＩＳ之中以提高其对多数据源、多尺度、度的空间信息的表现和应用能 力［３１． ３．１可缩放矢量图像ＳＶＧ 可缩放矢量图像（ｓｃａｌａｂｌｅ ｖｅｃｔｏｒ ｇｒａｐｈｉｃｓ，ＳＶＧ）ＳＶＧ是一种基于ＸＭＬ的用来描述二维矢量图形和矢量／ 栅格混合图形的标记语言，本质上是ＸＭＬ在网络上表达图形图像的一种扩展应用程序。 ＳＶＧ作为网络图形新标准和ＸＭＬ的一种具体应用，随着ＷｅｂＧＩＳ技术的成熟，ＳＶＧ可以在基于网络的应 用中与其他技术进行有机集成。具体体现在５个方面［３１： （１）由于ＳＶＧ是一种矢量图形格式的标准，所以无论分辨率如何，ＳＶＧ都能提供良好的视觉效果。 （２）集成了ＳＶＧ的ＸＭＬ文档更小，同时，采用ＳＶＧ简单高效的矢量指令，即利用点和线的描述来绘制 图形，因而使得下载ＧＩＳ数据的速度也大大提高。 （３）通过使用ＸＭＬ灵活的标记特性，特别是图形中使用的文字信息是采用文本对象的方式，能实现方便 的图形定位与检索。ＳＶＧ图像中的文字可以被网络搜索引擎所搜寻（这样可以制作自由的图像搜索引擎），或被用 户浏览器查找和编辑。 （４）ＳＶＧ支持在显示时，参照特定设备的描述文件来动态地调整显示效果，且能够保证图形图像的颜色在 跨网络传输后仍能够准确地显示。 （５）ＳＶＧ同ＸＭＬ规范的无缝连接以及标记语言的平台无关性，使ＳＶＧ具有跨平台的优点。 ３．２ＳＶＧ图像技术同其他图像技术比较 ３．２．１地图表现形式。 ‘・ 相对栅格图像而言，ＳＶＧ适用于地图网络发布有以下３个优势： 栅格图像以点阵形式表现地图数据，ＳＶＧ以矢量图形的形式表现空间数据，以字符形式表现文本注记，以图形 属性的形式表现属性数据。点阵地图缩放到一定倍数图像会失真，ＳＶＧ地图可无级缩放而不会失真。 ３．２．２地图操作控制。 ＳＶＧ地图除能实现放大、缩小和漫游操作外，由于ＳＶＧ支持ＤＯＭ接口和脚本编程，通过脚本语言还可以与 ＳＶＧ图元对象进行交互，使得栅格地图中无法实现的图形要素选择、属性信息查询等交互功能成为可能。 维普资讯 http://www.cqvip.com 武汉科技学院学报 ２００８年 ３．２．３地图网络传输。 ＳＶＧ文件以文本的方式描述图形，文件数据量小，减少了网络传输的数据量，减轻了网络的负载，大大提高了网 络传输的速度和效率，明显优于栅格图像。 ３．３ｓｖＧ引入对ＷｅｂＳ的益处 、 在ＷｅｂＧＩＳ领域采用ＳＶＧ技术的目的主要是为了解决地图文件在网络传播中的质量问题。基于ＳＶＧ的Ｗｅｂ 有如下特点： （１）地理信息矢量发布，能够以任意比例尺放大地图图象而不会损失地图的细节。作为矢量图形它可以保 证图像的显示质量不会因为拖移或缩放等操作而受损。 （２）支持多数据源，ＳＶＧ具有对图形和图形以文本的支持功能，因此地理信息中的栅格、矢量、和属性都 可以在ＷｅｂＧＩＳ中发布。ＳＶＧ表现空间数据ＳＶＧ是一种文本标识性语言，可以用几乎文本的方式来方便地表现 复杂的地理空问数据，包括几何数据和文本数据。其中几何数据用最基本的点、线和面来组织，文本数据用来 描述空间属性数据（注记、字段信息等）。 （３）由于ＳＶＧ文件小，ＷｅｂＧＩＳ的信息发布和浏览速度得到了提高。 （４）ＳＶＧ完全基于ＸＭＬ与平台无关，则提高了ＷｅｂＧＩＳ的平台无关性。 （５）由于ＳＶＧ很强的图形处理能力，使得ＷｅｂＧＩＳ在浏览器端功能更强。对于地图图层控制、查询、缩放、 漫游等各种ＧＩＳ功能放在客户端操作，不需要频繁地向服务器发送请求。Ｗｅｂ服务器只用于给客户提供数据， 这些数据被保存到客户端，这样就不需要每次处理时都访问服务器，极大地减少了网络数据传输量和服务器的 负担，客户也可以对原始数据进行分析、提取、解析。中间件主要完成ＳＶＧ／ＸＭＬ数据模式和传统的ＤＢＭＳ的 数据库模式间转换Ｔ作。 ４ 结合Ａｊａｘ技术在Ｗｅｂ ＧＩＳ动态数据中应用 Ａｊａｘ的一个最大的特点是无需刷新页面便可向服务器传输或读写数据（又称无刷新更新页面），基于ＳＶＧ图 象技术的ＷｅｂＧＩＳ使用Ａｊａｘ，将更大程度上提高地图网络传输。Ａｊａｘ这一特点主要得益于ＸＭＬＨＴＴＰ组件 ＸＭＬＨＴＴＰ Ｒｅｑｕｅｓｔ对象。这样就可以像桌面应用程序～样只用服务器进行数据层面的交换，而不用每次都刷新 界面，每次将数据处理的工作提交给服务器来做，这样既减轻了服务器的负担又加快了响应速度、缩短了用户等候 时间。 Ａｊａｘ在用户与服务器之间引人一个中间媒介，从而消除了网络交互过程中的处理一等待一处理一等待缺点。 现在，可以用ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ调用Ａｊａｘ引擎来代替产生一个ＨＴＴＰ的用户动作，内存中的数据编辑，页面导航，数 据校验这些不需要重新载人整个页面的需求可以交给Ａｊａｘ来执行。使用Ａｊａｘ，可以为开发人员，终端用户带来 可见的便捷： （１）减轻服务器的负担。Ａｊａｘ的原则是“按需取数据”，可以最大程度的减少冗余请求，和响应对服务器 造成的负担。 （２）无刷新更新页面，减少用户心理和实际的等待时间。特别的，当要读取大量的数据的时候，不用像 Ｒｅｌｏａｄ那样出现白屏的情况，Ａｊａｘ使用ＸＭＬＨＨＴＴＰ对象发送请求并得到服务器响应，在不重新载人整个页面 的情况下用ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ操作ＤＯＭ最终更新页面。所以在读取数据的过程中，用户所面对的不是白屏，是原来的 页面内容（也可以一个Ｌｏａｄｉｎｇ的提示框让用户知道处于读取数据过程），只有当数据接收完毕之后才更新相应 部分的内容。这种更新是瞬间的，用户几乎感觉不到。 （３）可以把以前一些服务器负担的工作转嫁给客户端，利用客户端闲置的能力来处理，减轻服务器和带宽 的负担，节约空间和宽带租用成本。 （４）可以调用外部数据。 （５）进一步促进页面呈现和数据的分离。 如果结合浏览器端的图片缓存技术，便可实现最小量的数据传输，即只更新需要更新范围内的地图图片内 容。这样不仅可以实现地图的动态更新，也可以使数据传输量减小以提高地图的显示速度。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第３期 赵静：ＳＶＧ图像技术在ＷｅｂＧＩＳ地图网络 ５ 结论 基于ＳＶＧ的ＷｅｂＧＩＳ￣地图文件的高分辨率、小体积、优异的动态表示等传统技术不具有的优势使得ＳＶＧ 图像技术成功的解决地图在ＷｅｂＧＩＳ中传输问题。它优于其他图像技术的地图表现形式、地图操作控制、地图 网络传输方面的特性，使得ＳＶＧ在ＷｅｂＧＩＳ有着广泛的应用前景，并且ＳＶＧ特有的伸缩性和低空间性，也使 得ＭＯＢＩＬＥ ＳＶＧ在移动ＧＩＳ有着广泛的应用。再结合ＳＶＧ及其Ａｊａｘ的异步通讯形式，将会大大提供ＷｅｂＧＩＳ 的网络传输功能 参考文献： 【ｌ】 叶锐，任静．ＳＶＧ图像技术在Ｗｅｂ ＧＩＳ中的应用研究【Ｊ】．计算机技术与发展，２００７（１）． 【２】 刘啸．基于ＸＭＬ的ＳＶＧ应用指南【Ｍ】．北京：北京科海电子出版社，２００１． 【３】宋崇辉，吴国平，吴勤书，等．ＳＶＧ在ＷｅｂＧＩＳ中的应用【Ｊ】．河南科学，２００７，（２）． 【４】ＴｆｉｐｐｅＢ，ＢｉｎｄｅｒＫ．ＳＶＧ设计：在下一代Ｗｅｂ站点中使用可缩放矢量图形【Ｍ】．北京：机械工业出版社，２００３． 【５】 吴敏．使用ＸＳＬ技术实现ＸＭＬ到ＳＶＧ文件的转换［ＪＪ．计算机应用，２００２，（５）：１０２—１０３． 【６】 许春杰，邹乐君．ＳＶＧ、ＧＭＬ在Ｗｅｂ ＧＩＳ中的应用【ＪＪ．ＧＩＳ技术，２００２，（３）：３８．４２． 【７】Ｔｈｅ Ｓｏｕｌ ｏｆ ＳＶＧ Ｑｕｅｓｔｉｏｎｓ【ＥＢ／ＯＬ】．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｅｓｋｙ．ｃｏｍ／ 【８】 ＭＩＴ．ＬａｔｅｓｔＳＶＧＦｕｌｌ［ＥＢ／ＯＬ】．２００５一Ｏ３．ｈｔｔ ｐ：∥ｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇ／ＴＲ／ＳＣＧ１２． 【９】 Ａｎｄｒｅｗ Ｇｉｒｏｗ．ＴｉｎｙＬｉｎｅ【ＥＢ／ＯＬ】．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｔｉｎｙｌｉｎｅ．ｃｏｍ／ 【１０】Ｓｃａｌａｂｌｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｇｒａｐｈｉｃｓ ＳＶＧ【ＥＢ／ＯＬ】．ｈｔｔｐ：／／ＷＷＷ．ｗ３．ｏｒｇ／Ｇｒａｐｈｉｃｓ／ＳＶＧ／ 【ｌｌ】Ｗ３Ｃ．ＭｏｂｉｌｅＳＶＧＰｒｏｆｉｌｅｓ【ＥＢ／ＯＬ】．．ｈｔｔ ｐ：／／ＷＷＷ．ｗ３ｃ．ｏｒｇ／ｔｒ／ｓｖｇＭｏｂｉｌｅ／，２００３． ’ 【１２】Ｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎ ＧＩＳ Ｗｉｔｈ ＳＶＧ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｗｅｂ【 ＥＢ／ＯＬ】．ｈｔｔｐ：／／ｅｄｕ．ｔｍｎ．ｃｎ／ｈｔｍｌ／５／４５／２００５２１６／１７ｌ １７．ｈｔｍ． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＷｅｂＧＩＳ Ｄａｔａ Ｄｅｌｉｖｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｂ ａｓｅｄ ｏｎ ＳＶＧ ＺＨＡＯ Ｊｉｎｇ （Ｗｕｈａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ ｈｕｂｅｉ ４３００７９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ＳＶＧ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｉｎ ｋｅｅｐｉｎｇ ｗｉｈｔ ｎｅｔｗｏｒｋ ｒｅｌｅａｓｅ，ｗｉｌｌ ｉｔ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｄｅｌｉｖｅｒ ａｔ ｔｈｅ ｍａｐ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｉｈｔ ｒｅｌｅａｓｅ，ａｂｉｌｉｔｙ ｓｏｌｖｅ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ａ ｍａｐ ｎｅｔｗｏｒｋ ｔｏ ｒｅｌｅａｓｅ ｔｈｅ ｃｒｕｘ ｐｒｏｂｌｅｍ ｆｏｒ ｆａｃｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｎ ｔｈｅ ＷｅｂＧＩＳ ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｉｆ ｃｏｄｅ ａ ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ｓｐａｃｅ ｄａｔａ ＳＶＧ ｆｏｒｍａｔ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｎ ａ ｓｐａｃｅ ｄａｔａ ｓａｖｉｎｇ，ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｎｄ ｍａｎｉｆｅｓｔａｔｉｏｎ，ｃａｎ ａｖａｉｌａｂｌｙ ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ ｎｏｗ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙ ｆｒｅｅ ｔｈｅ ｄａｔａ ｐｒｏｄｕｃｅ ｂｙ ｄａｔａ ｆｏｒｍａｔ ｄｅｌｉｖｅｒ ｏｆ ｐｒｏｂｌｅｍ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＷｅｂＧＩＳ，ＳＶＧ，Ｄａｔａ Ｄｅｌｉｖｅｒ，Ａｊａｘ
