LBS中基于SVG的地图组织与应用

陈少英

（厦门海洋职业技术学院信息技术系，厦门 361012）

1 概述

1.1 LLBBSS业务

移动位置服务（Location-Based Services，LBS），又名定位服务，使用移动卫星网络和卫星定位的技术结合获得移动方的位置信息，由移动通信网提供给用户及相关通信系统，用以实现各种与定位、位置相关的服务。涉及到基于位置提供的信息服务都属于移动位置服务，例如查询某个目的地的线路、某个地方的天气，这些是广义的属性。就LBS业务本身来说，其通过移动通信网获取用户的位置，借助地理信息系统（GIS）提供的各类服务，实现与终端拥有者所在位置紧密相关的增值服务。GIS是LBS中的关键核心技术，因为LBS中的关键和核心是位置信息和地理信息，而GIS负责位置信息、基础地理信息的存储以及数据、空间分析，涉及到地图展示、路径搜索、地点定位等，这正是LBS中用户需要的有价值的信息。

LBS会形成一个巨大的产业链，其中包括定位技术提供商、电信运营商、基础空间数据、服务提供商、内容提供商和移动终端制造商等。手机做为重要的一种移动终端，拥有位置信息采集和用户交互的功能。

1.2 SSVVGG技术

SVG，即可缩放矢量图（Scalable Vector Graphics），它采用XML（Extensible Markup Language）来描述二维图形。

SVG结合了文字、图形和图像的有机统一，它采用标记语言的形式，对矢量图形、图像进行变换、组合、样式设置等操作。作为针对互联网应用而制定的图像格式，从图像本身的表现来讲SVG具有图像品质较高、文件较小、色彩描述精确、视觉显示效果丰富、可搜索、可交互等优势。

LBS中基于SVG技术的方案相比于先前的解决方案具有一些新的特点：

（1）SVG丰富的图形对象，可以很好地表现系统的空间信息，甚至细节。

（2）SVG丰富的消息触发以及事件响应函数，能够快速获取用户信息，可以实现系统的交互性。

（3）SVG基于XML格式的特性，使得它除了本身内置的属性外，还能针对属性进行任意扩展，以实现自定义的功能，具有灵活性。

（4）支持图形超链接功能。

2 系统架构

该系统采用C/S模式，客户端主要用来显示地图，包括操作界面、SVG解析模块和功能模块。服务器端存储地图的SVG文件，负责接收响应客户端发出的请求。客户端发送请求信息（例如查询）到服务器端，服务器端进行响应，将相应SVG文件返回给客户端，客户端解析SVG文件，将生成的图像显示在手机屏幕上。用户可以根据需要，在手机屏幕上对矢量地图进行平移，以及适当的缩放。

系统整体结构如图1所示。

图1 系统结构示意图

3 系统实现

3.1 地图引擎

地图引擎是开发GIS地图应用的平台基础。系统采用J2EE布局，地图图形数据和交互使用SVG做为载体，数据交换手段基于XML/XSL，空间数据平台使用Oracle Spatial，界面操纵能力通过ECMAScript脚本语言来实现。

本系统由如下部分组成：

●SVG地图：通过Adobe SVG Viewer实现SVG地图展示城市地图、道路、地名注记等内容，并为地图API提供数据容器；

●地图API：提供了公交换乘查询、地名及位置查询、公交线路查询、周边地物查询等API，供应用开发者使用；

●空间数据解析器：根据前台请求，从Oracle Spa⁃tial数据库中读取空间数据，并转换成为SVG图形元素，组合目标SVG；

●数据缓存器：缓存用户的调用请求产生的结果数据，根据用户请求从缓存中读取数据，用于提高服务器性能。

地图引擎拓扑图如图2所示。

图2 地图引擎拓扑示意图

3.2 系统各功能模块

以下介绍系统的各个功能模块划分：

●SVG元素库：使用对象数组格式，生成数据库表中的对应SVG元素。首先需要调用方传输数据库的表名和对应的命名函数，SVG元素库依据表名连接Oracle Spatial数据库，参照命名函数中传入的数据类型生成所需要的文本、点、线、面等对象；接着向解析器查询记录对应的显示风格，并设置到对象中，最后向调用方返回的是元素对象数组。

●SXW解析器模块：SXW解析器设计用于实现对Super Map地图编辑软件产生的SXW文件的解析。SuperMap Deskpro生成信息空间文件，SXW解析器负责读取其中的地图地理结构、地图展示风格等内容，读取解析对应的SXW文件，然后在内存中生成XML树，并提供外部所需的图层元素值。

●缓冲器模块：缓存用户调用请求产生的结果数据，并根据用户请求从缓存中直接读取数据。用于提高服务器性能。在服务器启动时，将载入这个类，并在这个类中将所有的SVG文件都读出，并且存入Hash⁃Map。

●更新器模块：用于更新SVG数据，作为入口，调度各个模块，重新生成各主要城市的SVG地图文件，将数据更新到数据库，并由监听器监视数据库，并将它更新到HashMap中。

●分发器模块：负责接收响应处理前端的请求。相当于系统中的交通警察，它接收用户请求并进行解析，并将请求分发到相对应的对象进行处理。

●SVG组装器模块：用于根据传入的图元分块坐标和其他相关配置信息，访问Oracle Spatial数据库，并生成分块对应的SVG文件，以String方式返回，供调用者进行处理。

●地图展示模块：WingMap类在地图装载时进行初始化，用于操纵展示的SVG地图。提供了众多的函数，用于满足地图移动、放大、缩小、测距等常用地图功能，并提供了用于向地图中写入查询结果的接口。

系统工作时序如图3所示。

图3 系统工作时序图

3.3 更新器模块实现

更新器用于更新SVG数据，作为入口，调度各个模块，将数据更新到数据库，并由监听器监视数据库，并将它更新到HashMap中。更新器结构如图4所示。

图4 更新器结构图

SVG组装器拆分MBR，并根据MBR拆分结果进行循环调用：

（1）SVG组装器新建SXW解析器对象；

（2）SXW解析器返回新建对象；

（3）SVG组装器向元素库发送图层、MBR、SXW解析器对象，元素库返回相应的SVG片段；

（4）元素库向SXW解析器发送请求，要求返回图层信息；

（5）SXW解析器返回图层信息；

（6）元素库向Spatial要求调用存储过程，传入图层名、MBR、表名称等信息，要求返回结果记录集；

（7）存储过程返回结果记录集；

（8）元素库向SXW解析器发送请求，要求返回图层风格；

（9）SXW解析器返回图层风格；

（10）元素库组装并返回SVG片段.

SVG组装器压缩SVG片段，并存入到数据库表中，继续第1步，直至循环结束。

3.4 SSVVGG组装器模块实现

SVG生成模块用于根据传入的图元分块坐标和其他相关配置信息，访问Oracle Spatial数据库，并生成分块对应的SVG文件，以String方式返回，供调用者进行处理。其程序流程是先新建SVG图元工厂，接着设置分块信息，然后设置SXW对象，最后调用生成SVG方法。

SVG组装器必须完成如下的工作：

（1）响应解析请求的内容，生成SVG文件框架，获得地图名称；

（2）根据地图名称，创建格式解析器对象；

（3）从格式解析器获取图层信息；

（4）从SVG元素库中，依照图层信息，取得对应的SVG元素数组，经由元素数组生成SVG片段，通过拼装，形成SVG文件；

（5）返回SVG字符串。

生成SVG：

使用createSVG函数要求m_mapConfig返回满足比例尺条件的SXW图层列表，并循环SXW图层列表：

（1）SXW图层名称 sSXWLayer，要求m_mapConfig返回对应的最小比例尺和最大比例尺；

中国的社会扶贫是具有中国特色的广义的社会扶贫概念。自20世纪90年代中期开始，社会扶贫一直是中国扶贫的重要组成部分。社会扶贫大体可划分为三种主要类型：第一种是政府组织和协调的带有再分配性质的社会扶贫，包括各级机关事业单位开展的定点扶贫、东西协作扶贫以及军队武警部队扶贫；第二种是由企业为主体基于社会责任、参与企业与贫困地区互利的企业扶贫；第三种是由非营利社会组织和个人为主纯粹的扶贫活动。由这三种社会扶贫方式构成的中国社会扶贫，在过去20年通过动员社会和所在组织的资源、组织和实施扶贫项目、开展扶贫创新等形式，为中国减贫作出了重要的贡献。

（2）如果满足条件：最小比例尺

（3）根据sSXWLayer，查表得到图层对应的Spatial表名sTable；

（4）设置条件：sTable，dLeft，dBottom，dTop，dRight，sProvince，sCity，sLayer，dScale，调用存储过程检索出Spatial表中的对应记录，生成结果记录集；

（5）根据Spatial表名，调用对应的函数，传入参数：sSXWLayer；

（6）要求SVG类返回SVG图层；

（7）拼接SVG图层数组，设置SVG文件的Wing属性，返回SVG文件。

最后输出SVG文件，String类型，格式如下：

读取POI：

使用readPOI函数，输入SXW图层名称，进行如下处理：

（1）根据m_dScale，计算显示比例单位数值dUnit（double类型，用来设置本比例尺下1单位的实际大小）；

（2）向m_mapConfig查询sSXWLayer对应的显示风格：字体、字体大小、字体颜色；

（3）根据显示风格，组装SVG头，设置缺省属性：image大小、字体、字体大小、字体颜色；

（4）循环结果记录集：

①读取POI类型；

②查表得到POI类型对应的显示图片路径，设置元素；

③读取POI名称，设置元素。

（5）输出SVG图层。

读取水系、绿地、边界：

分别使用 readWater、readGreenLawn、readCounty函数，输入SXW图层名称，并进行如下处理：

（1）根据m_dScale，计算显示比例单位数值dUnit；

（2）向m_mapConfig查询sSXWLayer对应的显示风格：填充色、边线色；

（3）根据显示风格，组装SVG头，设置缺省属性：边线色、填充色、边宽；

（4）循环结果记录集：

①读取多边形数据，设置元素、边宽（=0）；

②读取路径数据，设置元素。

（5）输出图层；

（6）输出图层。

读取桥系、道路、铁路：

分别使用函数 readBridge、readRoad、readRailway输入SXW图层名称，并进行如下处理：

（1）根据m_dScale，计算显示比例单位数值dUnit；

（2）向m_mapConfig查询sSXWLayer对应的显示风格：边宽、字体、字体颜色、字体大小；

（3）根据显示风格，组装背景SVG头，设置缺省属性：边线色、边宽；

（4）根据显示风格，组装前景SVG头，设置缺省属性：边线色、虚线填充格式、边宽；

（5）根据显示风格，组装文字SVG头，设置缺省属性：字体、字体颜色、字体大小、路径跟随属性；

（6）循环结果记录集：

①读取路径数据，设置背景元素；

②设置前景元素，如果具备名字，则为元素命名；

③如果具备名字，则设置元素，设置为路径跟随。

（7）输出背景图层；

（8）输出前景图层；

（9）输出文字图层。

4 结语

SVG作为基于XML纯文本描述、为互联网应用而设计的图像格式，拥有文件小、图像质量高、色彩描述精确、视觉表现丰富、可搜索、支持交互这些特点，使得非常适宜成为Web地图的载体。本文通过研究SVG技术在LBS中的应用，解决了SVG的传输数据解析显示、更新文件保存等问题，在手机上实现了对矢量地图的显示功能、平移和缩放功能、定位查询功能，为移动终端基于SVG的应用提供了一种解决方案，具有较好的借鉴作用。