基于XML的网络专题地图集设计与实现

曾兴国，赵 飞

（武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430072）

基于XML的网络专题地图集设计与实现

曾兴国，赵 飞

（武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430072）

专题地图集是关于某一区域自然资源、社会经济、发展规划等方面的专题信息的地图图幅集合。将专题地图集在网络环境下进行发布，使专题地图信息服务于大众具有很强的现实意义。针对网络环境下的专题地图集存在结构组织不统一、地图表达不够美观、专题数据更新滞后等问题，引入网络动态专题地图集的概念，设计使用 xm l（Extended mark-up language，可扩展标记语言）组织地图集结构，采用专家定制图幅、实时专题地图生成等方法加以实现。实验表明，该方案是可行的。

专题地图集;专题地图更新;专家定制;网络动态地图集;网络地图表达

随着互联网技术的日益进步与迅猛发展，通过网络传播空间信息成本低而且效率高，许多地图用户都由传统的使用纸质地图、单机地图转而从网络来获取地图信息[1]。一些发达国家如美国、瑞典等在开展本国社会经济、人口普查和统计的同时，编制相应的专题地图集，并在网络上进行发布，取得了良好的效果。本文发现这些网络地图集存在以下几个问题：①图集数据更新困难，在众多的网络地图集中，只提供以栅格图片的形式进行发布已经绘制好的专题地图，是一种静态形式的地图服务，数据更新后，不能保证专题图幅信息的及时发布；②图集风格单一，现有的网络地图集，按照以往纸质版地图的方式设计的，发布出来的图幅都是制图者已经设计好专题符号、版面、风格的地图，风格单一；③多尺度表达能力弱，现有的网络地图集在表达和区域相关的专题图幅没有很好地将尺度信息融入其中，由于其静态图幅的表达形式，在表达国家--省份--市区类似这样不同等级的同一专题信息往往需要多个图幅，用户需要观看多个图幅才能获得信息，在网络中操作不变而且不利于用户提取有用信息。因此，现有的静态图幅的网络专题地图集需要在动态化、交互式方面进行更大地改进。本文从网络地图集结构、表达、动态更新机制等方面开展研究，基于XML的技术进行网络动态专题图集的设计和实现，以解决上述问题。

1 基于XML的网络专题地图集设计

1.1 网络专题地图集结构设计

1.1.1 专题地图集结构设计

传统的专题地图集结构一般为图集—图组—图幅3层[2]。本文设计的逻辑结构组织方式大致为：图集—图组—逻辑图幅—图幅—主图、插图，图集由若干个图组组成，图组包含若干个逻辑图幅，逻辑图幅下是具体的若干幅专题地图图幅，图幅由主图、插图、文字描述等构成。

1.1.2 网络动态专题地图集结构组织形式

网络环境下的专题地图集采用超媒体链接模式[3]，但需要在动态化、个性化、表现形式上进行改进。在动态化方面，主要表现在逻辑图幅、图幅这两个单元，可以根据数据来源的变化，动态的增加和修改新的逻辑图幅、图幅，删去已没有价值的逻辑图幅、图幅；个性化则指的是，专题地图图幅的样式、风格是可以进行定制的，用户可以根据自身的爱好，进行风格的定制。据此，在设计该专题地图集结构时，本文采用基于XML(可扩展标记语言，extendedmark-up language)的方式进行组织。XML具有良好的可扩充性，而且适于网络传输，用于设计和组织动态专题地图集的结构优点很明显，本文根据XML设计的专题地图集结构在逻辑上参考传统的电子地图集结构，但在形式上具有动态、个性化的特征，具体设计如图1所示。

图集使用atlas标签表示，其下有3个图组，分别为自然资源、社会经济、发展规划，使用group标签表示，以社会经济图组为例进行进一步说明，其下包括若干个逻辑图幅（logicMap标签表示），且该标签是动态可变更的，逻辑图幅下包含若干个图幅（map标签表示），该标签也是可以变更的，在map标签下由一个样式标签（style），代表该图幅采用的风格（如春、夏、秋、冬），用户可以自行定制。所有图集单元都有一个唯一的ID标识符。在操纵XML的同时，可以动态定制、更新图集的内容，实时生成，成为用户自定义的图集。

图1 图集xm l结构设计

1.2 动态图幅设计

1.2.1 专题图表示方法及符号设计

1）专题图表示方法选择。黄仁涛等人总结了十余种专题地图表示方法[4]。其中，最适用表达统计信息的有定位图表法、分级统计图法、分区统计图法、定点符号法和点数法[5]。因此本文设计以这 5类符号为主，其他符号为辅。专题图常用表示方法与专题统计信息的关系如表1所示。

表1 专题图常用表示方法与专题统计信息的关系

2）符号设计。地图的符号设计主要针对符号视觉变量的设计,不能脱离人们已有的制图概念任意进行的，必须以人们普遍的视觉心理为依据[6]。马耀峰等人研究了专题地图符号元素构成[7]，一般认为符号的视觉变量包括形状、尺寸、方向、明度、密度、颜色、结构这7个。网络地图集中最值得考虑的应该为位置、形状、尺寸、颜色这几个要素。由于符号是根据专题数据自动生成的，因此需要做一些控制，例如某个地区的数据过大，则需要对数据做相对比例的变换，以防止出现符号的不协调，保持图幅的协调性[8]。

1.2.2 图面设计

1）图例设计。网络专题图的图例是动态生成的，并且随着符号的变化而变化。在表示定性特征的个体符号，只需将其生成好的图内个体符号按照一定顺序放置在图例中，添加简单标注即可。在表示组合指标时，先按单一系列单独生成，然后按照组合状况，动态组合，生成图例。

2）图面视觉效果设计。图面视觉效果设计包括图面视觉层次设计、视觉平衡设计、构图与定位设计。网络动态图在同一图幅当中比例尺是允许变化的，不同比例尺下，可以展现不同等级的专题信息，在图面视觉效果设计时需要充分考虑这点。由于不同比例尺下表达的专题信息内容的丰富程度是不一样的，因此需要充分考虑图面的空间，防止出现图面内容过于繁杂或过于稀疏。同时要考虑整个页面的布置，包括鹰眼图、图层控制、工具条等其他要素的设置，设计时应充分利用网页的有效空间，使整个图面乃至整个页面达到视觉平衡。

1.3 图幅动态表达设计

1.3.1 图幅动态生成与更新

本文设计的网络动态专题图将一个图幅划分为：地理地图、专题符号、插图（独立图表、说明文字）、图例这样几个独立的部分，默认情况下，地图要素以XML文件配置好，用户进入在线专题图集网站即可看到这样的图幅。但图幅动态表现的关键在于在网站的后台有着控制地理地图、专题符号等这些要素的实时生成系统，用户在客户端改变XML文件进行定制地理底图的范围，选择要表达专题信息的指标、比例尺、专题地图的表示方法等，操作完成之后则可以形成具有用户个性信息的专题图。专题图动态表达的关键在于给用户分配了制图者所拥有的能力。

1.3.2 图幅样式的定制（专家定制）

图幅动态表达的关键在于给与用户以制图的能力，然而专题图制图是一个专业性很强的工作，赋予无制图知识的用户以制图能力，可能造成意料之外的困境。解决这一问题的方法在于设计专题地图的专家定制系统。在赋予用户制图能力之前，确定专题数据与其适宜的符号表示方法之间的联系、确定某种比例尺下适宜显示哪些内容、地理地图风格与专题符号、专题分级之间的搭配关系等。默认情况的图幅都是经过专家设计好，最为适宜展现的专题图图幅。而用户进行交互，定制图幅，同样也处于专家设计的表现方法之内，避免用户自定义图幅出现不符合专题图制图规范的要素。

2 基于XML的动态专题地图集实现

本文设计采用Java平台进行系统开发，以servlet+ jsp的方案实现所有网络动态图功能，Web服务器采用Weblogic9，数据库使用Oracle10g，分专题底图渲染系统、符号渲染系统、独立图表渲染系统、客户端系统和数据库系统、专题图维护和定制系统几大模块进行开发。其中专题图符号渲染系统使用JFreeChart软件开发，数据采用XML文件组织。

图2、图3、图4（不同风格、不同符号定制后得到的专题图）为系统原型。

图2 人口劳动力子专题图

图3 旅游专题图

图4 人口与劳动力子专题图

3结语

本文设计并实现了一个基于网络的动态专题地图集系统，提出以XML来组织网络专题地图结构，实现对专题地图集图幅的管理和动态更新，以适于网络环境下对专题地图集进行发布、管理、共享；讨论了网络专题图集设计时应遵循的符号设计、图面设计的主要方法和应遵循的相应原则；提出网络专题图集的动态表达机制，专题底图符号、专题符号的实时生成来代替原有的静态成图方法，实现专题图的动态生成和更新，以专家定制的形式同用户个性化定义相结合实现用户的自定义图幅设计。当然，本文所设计的专题地图集的不足之处在于其表达方式种类还不够丰富，在这方面值得进一步去开展研究。

[1] 杜清运，邬国峰.万维网电子地图[J].测绘与信息工程，2000（3）:17-19

[2] 蔡忠亮，毋河海，邬国峰，等.基于电子地图的超媒体数据模型研究[J].武汉大学学报:信息科学版，2001（5）:459-463

[3] 刘纪平.电子地图超媒体模式研究[J].测绘科技与动态，1994（4）:7-10

[4] 黄仁涛，庞小平，马晨燕.专题地图编制[M].武汉：武汉大学出版社，2003

[5] 周巨锁.网络统计地图制图系统的设计与实现[D].武汉:武汉大学，2005

[6] 廖小韵.专题地图表示方法的研究[J].测绘通报,2005(12):52-55

[7] 马耀峰.专题地图符号构成元素的研究[J].地理研究，1997（3）:23-31

[8] 邓康伟，曾旭红.专题地图配色中颜色的平衡与协调[J].地图，1998（1）：39

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

项目来源：武汉大学2008年博士研究生（含1+4）自主科研资助项目（20082050101000023）。

曾兴国，博士生，研究方向为地理信息科学理论与方法。