VML技术在网络地理信息系统中的应用

邓 军 陈时彬

Internet改变了我们的世界。GIS技术和Internet技术的融合,使产品的应用环境、产品的概念、软件的结构都发生了变化。与传统的GIS相比,网络地理信息系统访问范围更广泛,实时性强,数据可分布管理,操作更简单,能适应于不同的软硬件平台,降低系统成本[1]。随着Internet应用的迅速普及和技术的日益发展,特别是“数字地球”、第四代GIS的研究的兴起,原先基于C/S和B/S结构的网络地理信息系统在面临巨大的发展空间的同时也面临巨大的挑战。针对现有网络的不足,为了能更加快速有效、更加广泛地为广大GIS用户提供更好的地理空间信息服务,结合其他技术是必然选择,XML的兴起,SVG,VM L,GML等广泛使用,在一定程度上给GIS发展注入了新的活力。

1 网络地理信息系统现状

网路地理信息系统是 Internet与GIS结合的产物,是利用WWW向用户提供地理空间信息服务的地理信息系统[2]。

目前的网络地理信息系统产品主要分为两类:主动式网络地理信息系统和被动式网络地理信息系统。主动式网络地理信息系统方式不是由服务器包办一切请求。被动式网络地理信息系统则是目前网络地理信息系统的主要形式,这种方式对不同的用户基本不需要改变原有的GIS服务器端的调用函数,构造Web时开发效率高;同时原有的矢量地图和数据保留在服务器端,因此提高了原始数据的安全性。对于被动式网络地理信息系统在显示动态变化方面效率就很低了,只能通过反复请求,发回各个时间段的目标图像,才能动态显示目标的变化情况。不过由于它的功能可扩展性,我们可以通过其他方式弥补这个不足,如通过VML动态绘制变化目标。从而在现有的网络和硬件条件下,从软件方面解决图形网络传输的速度问题。

2 VML(Vector Markup Language)

VML是一个最初由Microsoft开发的XML词表,IE5.0以上版本对VM L提供支持。使用VM L可以在IE(Microsoft Internet Explorer)中绘制矢量图形。无需像SVG需要下载插件才能浏览。其特点如下:1)基于XML标准,XM L是公认拥有无穷生命力的下一代网络标记语言,VML具有先天的优势,它的表示方法简单,易于扩展等等。2)支持矢量图形,VML支持广泛的矢量图形特征,它是基于由相连接的直线和曲线描述路径。3)支持交互动画,VML的功能不只是绘制图形,它还可以在图形中嵌入文本,并可实现超链,还可通过脚本语言实现一定的动画功能。

3 VML在网络地理信息系统图形显示中的应用

要结合VM L而不影响正常的底图显示等,应该在地图显示基础上,新建立层专门用于VML的显示,这样叠加,实现两者的有机结合。在获取地理数据后,考虑到VML的坐标系统为屏幕坐标,而空间数据库中使用的是地理坐标。这样,应先进行坐标转换。经过转换后以VM L的数据结构实时显示,数据的解析过程如图1所示。

3.1 矢量图像的输出

VML中有专门用于矢量图形描述的标记,包括矩形(Rect)、圆(Oval)、直线(Line)、折线(Polyline)、弧段(Arc),还支持路径、文本、图像的显示。以输出一个矩形和圆为例,输出代码如下:

以上代码输出结果是在浏览器页面上画出一个以(100,100)为圆心,半径为30的红色圆和一个起点为(30,30),宽为80,高为50的黑色矩形。

在VM L中使用两个基本的元素:shape和group。这两个元素定义了VM L的全部结构,shape描述一个矢量图形元素,而group用来将这些图形结合起来,这样它们可以作为一个整体进行处理。利用基本图形,可以输出简单的矢量地图。如图2所示为一个用VM L生成的矢量地图。其中城市符号是用圆(Oval)生成,城市注记是由文本(Text)生成,行政区边界则是折线加阴影生成。

3.2 动态变化的显示

在利用被动式网络地理信息系统二次开发时,很难实现动态显示,如选中底图闪烁,地物运动路径显示,地物变化、动态变化等等。在ArcIMS html Viewer的基础上,结合VML,通过数据传到客户端,在客户端使用动态显示,克服了以上问题。首先在获取地图底图的同时将地物变化数据从服务器端获取,然后根据需要通过脚本在客户端控制地物显示。根据地物的变化规律,还可以根据前后两个状态实时补充中间过渡状态。如图3,图4所示,底图为森林小班图层,如图3所示为火灾在时刻1过火区,图4所示为火灾在时刻2过火区。其中显示时,地图底图不变,只是上层的地物随着时间的变化而变化。

3.3 专题信息的显示

VML在绘制图表方面很方便,可以通过添加VM L必要的标识建立Group容器,Group容器能让一系列的VML对象使用共同的坐标系,在容器里添加统计图表所需要的VM L对象。可以将各种专题方案写成专题库,应用时根据需要调用合适的方案。图5中的底图是栅格图,而上层的专题图层则是用专题属性由VM L生成。

4 结语

通过在网络地理信息系统客户端引入VML,可以弥补被动式网络地理信息系统的诸多不足,减轻了服务器的压力,可以在客户端实现地物的矢量显示,突出显示,动态显示,以及客户端专题制图,从而丰富了网络地理信息系统地图的表示,因而在现有的网络地理信息系统开发中引入VM L是很有必要的,也是大有作为的。

[1]周强中,谈俊中.SVG在WebGIS中的应用[J].计算机应用研究,2003(1):108-110.

[2]腾寿威.GIS数据共享的研究[A].2001年GIS论文集[C].2001.

[3]罗英伟,汪小林.基于GML的WebGIS应用研究[J].计算机工程,2002(7):15-16.

[4]苏理宏.基于XM L的空间数据与模型管理[A].2001年GIS年会论文集[C].2001.

[5]张新猛.Jsp结合VML实现动态矢量数据统计图的绘制[J].福建电脑,2004(7):82-83.

[6]谢建华,陶 红.开发WebGIS的一种新技术——ArcIMS技术[J].遥感信息,2002(4):57-60.

[7]Extensible Markup Language(XM L)1.0 http://www.w3.prg/tr/rec-xml.