地理標記語言數據瀏覽器及其繪製方法
2023-05-23 21:50:36 1
專利名稱：地理標記語言數據瀏覽器及其繪製方法
技術領域：
本發明涉及一種地理信息技術領域，尤指一種能將地理標記語言GML以基本的GIS矢量圖形方式顯示，並進行基本GIS操作工具的地理標記語言數據瀏覽器及其繪製方法。
背景技術：
針對空間數據與屬性數據以文件形式的分離存儲所存在的問題，開放式地理信息系統協會OGC於1999年提出地理標記語言GML，並得到了許多公司的大力支持，如Oracle、Galdos、MapInfo、CubeWerx等。2000年5月，開放式地理信息系統協會OGC推出了基於XML DTD(Document Type Definitions，文檔類型定義)和資源描述框架RDF(Resource Description Frameworks)的地理標記語言GML 1.0版。2001年2月，開放式地理信息系統協會OGC又推出了完全基於XML Schema的GML 2.0版。2003年2月，GML 3.0版正式發布。
地理標記語言GML是可擴展標記語言XML在地理空間信息領域的應用。地理標記語言GML可以存儲和發布各種特徵的地理信息，並控制地理信息在Web瀏覽器中的顯示。地理標記語言GML能夠表示地理空間對象的空間數據和非空間屬性數據。通過Web將眾多的地理信息源集成在一起，向用戶提供各種層次的應用服務，同時支持本地數據的開發和管理。可以這麼說，地理標記語言GML技術的出現是地理空間數據管理方法的一次飛躍。
地理標記語言GML是基於地理信息抽象模型，即空間實體特徵及屬性封裝。地理特徵包括一系列的屬性和相應的幾何信息，一般來說屬性由名字、類型和值組成，幾何信息由基本元素如點、線、面、曲線、多邊形等組成。同時，地理標記語言GML封裝了空間地理參考系統。空間地理參考系統是地理信息系統數據處理的基礎。地理標記語言GML封裝了空間地理參考系統、主要的投影關係等，保證分布式處理的擴展性和靈活性。
但是，由於地理標記語言GML剛面世不久，因此目前還尚未出現可以將地理標記語言GML以基本的地理信息系統GIS矢量圖形方式顯示，並進行基本地理信息系統GIS操作的工具，然而隨著地理信息系統GIS的發展，具有開發性及互操作性的網絡地理信息系統GIS變得越來越重要，因此地理標記語言GML的重要性也日益明顯。
發明內容
為了克服上述不足之處，本發明的主要目的旨在提供一種基於可擴展標記語言XML以及JAVA SWING圖形圖像技術的JAVAAPPLET應用程式，它以流的形式接收地理標記語言GML文件；本工具對數據的讀取採用JAVA DOM方式將數據轉換成內存中的數據結構，以及提供它的繪製過程的地理標記語言數據瀏覽器及其繪製方法。
本發明要解決的技術問題是要基於XML以及JAVA SWING圖形圖像技術的JAVA APPLET應用程式，以流的形式，可以是文件流或網絡字符流，接收地理標記語言GML文件；要對數據的讀取採用JAVA DOM方式將數據轉換成內存中的數據結構；要通過java的XML API讀取地理標記語言GML，並用java 2D圖形技術將讀取到的數據直接表示出來；要解決它的繪製過程；需要計算出地圖縮放比例或平移距離，同時對於面狀圖層，要解決重畫過程的技術；要以基本的地理信息系統GIS矢量圖形方式顯示的需求，實現基本的地理信息系統GIS的放大、縮小、平移等操作。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是該瀏覽器包括計算機、計算機網絡、伺服器計算系統及伺服器存儲系統等裝置組成的無線傳輸硬體環境，由客戶端計算系統的輸出端向計算機網絡的輸入端發出請求信號，發出請求信號通過計算機網絡進行無線信號傳輸和傳遞請求，傳遞請求信號通過伺服器計算系統發出請求地理標記語言GML信號，請求地理標記語言GML信號通過伺服器存儲系統進行無線信號傳輸到計算機網絡，計算機網絡獲得地理標記語言GML，並通過計算機網絡無線傳輸地理標記語言GML數據到客戶端輸出系統，以圖形圖像方式表現已有的地理標記語言GML。
一種地理標記語言數據瀏覽器的繪製方法，該方法是基於可擴展標記語言XML以及JAVA SWING圖形圖像技術的JAVA APPLET應用程式，以流的形式，可以是文件流或網絡字符流，接收地理標記語言GML文件，由於地理標記語言GML是可擴展標記語言XML的一種特殊形式，因此本工具對數據的讀取採用JAVA DOM方式，將數據轉換成內存中的數據結構，在繪製過程中，需要計算出地圖縮放比例或平移距離或面狀圖層的重畫過程，其具體工作步驟是步驟1.地理標記語言GML數據請求通過網絡或直接從本地打開地理標記語言GML數據流，由於GML為文本格式，將地理標記語言GML以字符流的形式讀取；步驟2.判斷有否數據1)若有數據，則得到地理標記語言GML數據；2)若無數據，則返回到地理標記語言GML數據請求；步驟3.轉換為內存中的點、線、面將地理標記語言GML轉換為內存中的點、線、面，並將讀進來的數據在內存中以自己定義的數據結構保存；步驟4.判斷是否需要坐標轉換1)若是需要坐標轉換的，則到坐標轉換後進入計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據；2)若不需要坐標轉換的，則直接進入計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據；空間數據由於採用不同的參考坐標系因此可能無法同時顯示，所以我們在此統一將不同坐標系的空間數據轉換到地方坐標系，以便同時顯示。
步驟5.計算放大、縮小、平移由於地理信息系統GIS數據都是雙精度類型，然而繪製java矢量圖形則必須採用整型，因此必須將數據進行相應轉換，同時根據繪圖面板的大小要確定地圖縮放比例以及平移距離，使得整個圖形能夠完全直觀的顯示在繪圖面板上；當要實現放大、縮小、平移時，要重新計算地圖縮放比例或平移距離；步驟6.畫出點、線、面畫出這些點、線、面，並畫出相應的圖形；步驟7.判斷是否為面1)若是面，則用底色重畫圖形挖空處，對於圖形中的挖空處用底色進行重畫；2)若不是面，則進入繪圖完成；步驟8.繪圖完成。
本發明的有益效果是地理標記語言GML瀏覽器，不僅可以滿足將地理標記語言GML以基本的地理信息系統GIS矢量圖形方式顯示的需求，同時還實現了基本的地理信息系統GIS放大、縮小、平移等操作，運用此工具可以快速方便地在網上開發基於地理標記語言GML數據的Web地理信息系統GIS系統，同時還可以將各種異構數據轉換為地理標記語言GML，並有相應工具，利用此工具進行瀏覽，這不僅解決了當前對於地理標記語言GML數據圖形化瀏覽的需要，同時還滿足了異構數據的集成顯示需要。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
附圖1是本發明基於的硬體環境流程示意圖；附圖2是本發明具體工作步驟的流程示意圖；附圖中標號說明1-地理標記語言GML數據請求；2-得到地理標記語言GML數據；3-地理標記語言GML轉換為內存中的點、線、面；4-坐標轉換；5-計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據；6-畫出這些點、線、面；7-用底色重畫圖形挖空處；8-繪圖完成；9-有否數據；10-是否需要坐標轉換；11-是否為面；20-客戶端計算系統；21-發出請求；22-計算機網絡；23-傳遞請求；24-伺服器計算系統；
25-請求地理標記語言GML；26-伺服器存儲系統；27-獲得地理標記語言GML；28-傳輸地理標記語言GML數據；29-以圖形圖像方式表現已有的地理標記語言GML；具體實施方式
請參閱附圖1所示，為本發明工具基於的硬體環境流程示意圖，由於本發明為無線傳輸硬體環境，所以附圖中各模塊之間不能直接用連線表示之，其箭頭和線條均畫在各模塊之間的下面，並用信號傳遞及傳輸方式進行描述；該瀏覽器包括計算機、計算機網絡、伺服器計算系統及伺服器存儲系統等裝置組成的無線傳輸硬體環境，由客戶端計算系統20的輸出端向計算機網絡22的輸入端發出請求21信號，發出請求21信號通過計算機網絡22進行無線信號傳輸和傳遞請求23，傳遞請求23信號通過伺服器計算系統24發出請求地理標記語言GML25信號，請求地理標記語言GML25信號通過伺服器存儲系統26進行無線信號傳輸到計算機網絡22，計算機網絡22獲得地理標記語言GML27，並通過計算機網絡22無線傳輸地理標記語言GML數據28到客戶端輸出系統，以圖形圖像方式表現已有的地理標記語言GML29。
該工具採用目前比較流行的技術Java Applet，它可以很方便嵌入到HTML、ASP、JSP文件中。這種胖客戶瘦伺服器的體系結構，從空間數據源中得到需要的空間數據，然後把數據發送到客戶方。由瀏覽器上的Java Applet完成後面的工作，並把處理結果顯示給用戶；它不需要安裝客戶軟體，客戶端操作速度快，伺服器和網絡傳輸的負擔輕，容易實現兩端的負載平衡。
請參閱附圖2所示，一種地理標記語言數據瀏覽器的繪製方法，該方法是基於可擴展標記語言XML以及JAVA SWING圖形圖像技術的JAVA APPLET應用程式，以流的形式，可以是文件流或網絡字符流，接收地理標記語言GML文件，由於地理標記語言GML是可擴展標記語言XML的一種特殊形式，因此本工具對數據的讀取採用JAVA DOM方式，將數據轉換成內存中的數據結構，在繪製過程中，需要計算出地圖縮放比例或平移距離，同時對於面狀圖層，重畫過程也是一個非常複雜也是需要重點保護的技術，其具體工作步驟是步驟1.地理標記語言GML數據請求1通過網絡或直接從本地打開地理標記語言GML數據流，由於GML為文本格式，將地理標記語言GML以字符流的形式讀取；步驟2.判斷有否數據91)若有數據，則得到地理標記語言GML數據2；2)若無數據，則返回到地理標記語言GML數據請求1；步驟3.轉換為內存中的點、線、面將地理標記語言GML轉換為內存中的點、線、面3，並將讀進來的數據在內存中以自己定義的數據結構保存；步驟4.判斷是否需要坐標轉換103)若是需要坐標轉換的，則到坐標轉換4後進入計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據5；4)若不需要坐標轉換的，則直接進入計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據5；空間數據由於採用不同的參考坐標系因此可能無法同時顯示，所以我們在此統一將不同坐標系的空間數據轉換到地方坐標系，以便同時顯示。
步驟5.計算放大、縮小、平移由於地理信息系統GIS數據都是雙精度類型，然而繪製java矢量圖形則必須採用整型，因此必須將數據進行相應轉換，同時根據繪圖面板的大小要確定地圖縮放比例以及平移距離，使得整個圖形能夠完全直觀的顯示在繪圖面板上；當要實現放大、縮小、平移時，要重新計算地圖縮放比例或平移距離；步驟6.畫出點、線、面畫出這些點、線、面6，並畫出相應的圖形；步驟7.判斷是否為面113)若是面，則用底色重畫圖形挖空處7，對於圖形中的挖空處用底色進行重畫；4)若不是面，則進入繪圖完成8；步驟8.繪圖完成。
本發明中的Java是SUN公司專門為網際網路設計的一種面向對象的計算機語言，它既可以用來研製單獨運行的軟體系統，也可以用來開發類似於插件型的獨立軟體，但用戶不必擔心軟體的安裝和調試問題，因為可運行程序是直接從網際網路上實時地獲取的。Java最主要的特點就是目標代碼的平臺無關性，用Java編寫的軟體可以運行在任何的計算機平臺上，即所謂的「一次編寫，隨處運行(Write once，run anywhere)」。Java能很好的支持Web模式，並能夠支持分布式數據狀態下的數據操作。Java是通過一種稱為Applet的客戶端技術實現這一功能的。
基於地理信息系統GIS Java Applet的實現方式的優點在於，它的體系結構中立，與平臺和作業系統都無關。同時它可以動態運行，無須提前安裝，而且其所有的地理信息系統GIS基本操作都可以在客戶端完成，不僅操作速度快，而且也大大減輕了網絡的負擔。
Java Applet主要是負責Web地理信息系統GIS客戶端的開發，一般只需完成地理信息系統GIS數據的處理與瀏覽及基本的地理信息系統GIS操作(如放大、縮小、漫遊、查詢、分析等)。
該工具主要的地理信息系統GIS操作包括1) 圖形的放大和縮小。
2) 圖形的平移。
3) 圖形的點選、框選。
4) 激活到當前圖層、全部圖層。
5) 打開新圖層。
6) 刪除圖層。
7) 圖層的上移、下移。
權利要求
1.一種地理標記語言數據瀏覽器，該裝置包括計算機、計算機網絡、伺服器計算系統及伺服器存儲系統的無線傳輸硬體環境，其特徵在於由客戶端計算系統(20)的輸出端向計算機網絡(22)的輸入端發出請求(21)信號，發出請求(21)信號通過計算機網絡(22)進行無線信號傳輸和傳遞請求(23)，傳遞請求(23)信號通過伺服器計算系統(24)發出請求地理標記語言GML(25)信號，請求地理標記語言GML(25)信號通過伺服器存儲系統(26)進行無線信號傳輸到計算機網絡(22)，計算機網絡(22)獲得地理標記語言GML(27)，並通過計算機網絡(22)無線傳輸地理標記語言GML數據(28)到客戶端輸出系統，以圖形圖像方式表現已有的地理標記語言GML(29)。
2.一種地理標記語言數據瀏覽器的繪製方法，該方法是基於可擴展標記語言XML以及JAVA SWING圖形圖像技術的JAVAAPPLET應用程式，以流的形式接收地理標記語言GML文件，對數據的讀取採用JAVA DOM方式將數據轉換成內存中的數據結構，在繪製過程中，需要計算出地圖縮放比例或平移距離或面狀圖層的重畫過程，其具體工作步驟是步驟1.地理標記語言GML數據請求(1)通過網絡或直接從本地打開地理標記語言GML數據流，由於GML為文本格式，將地理標記語言GML以字符流的形式讀取；步驟2.判斷有否數據(9)1)若有數據，則得到地理標記語言GML數據(2)；2)若無數據，則返回到地理標記語言GML數據請求(1)；步驟3.轉換為內存中的點、線、面將地理標記語言GML轉換為內存中的點、線、面(3)，並將讀進來的數據在內存中以自己定義的數據結構保存；步驟4.判斷是否需要坐標轉換(10)1)若是需要坐標轉換的，則到坐標轉換(4)後進入計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據(5)；2)若不需要坐標轉換的，則直接進入計算放大或縮小比例、平移距離並轉換成實型數據(5)；步驟5.計算放大、縮小、平移將數據進行相應轉換，同時根據繪圖面板的大小要確定地圖縮放比例以及平移距離，使得整個圖形能夠完全直觀的顯示在繪圖面板上；當要實現放大、縮小、平移時，要重新計算地圖縮放比例或平移距離；步驟6.畫出點、線、面畫出這些點、線、面(6)，並畫出相應的圖形；步驟7.判斷是否為面(11)1)若是面，則用底色重畫圖形挖空處(7)；2)若不是面，則進入繪圖完成(8)；步驟8.繪圖完成。
全文摘要
一種涉及地理信息技術領域，尤指一種能將地理標記語言GML以基本的地理信息系統GIS矢量圖形方式顯示，並進行基本GIS操作工具的地理標記語言數據瀏覽器及其繪製方法。該瀏覽器基於計算機網絡及伺服器計算系統等裝置組成的無線傳輸硬體環境，該方法是基於可擴展標記語言XML以及JAVA SWING圖形圖像技術的JAVA APPLET應用程式，以流的形式，接收地理標記語言GML文件，計算出地圖縮放比例或平移距離或面狀圖層的重畫過程。本發明的優點滿足將地理標記語言GML以基本的地理信息系統GIS矢量圖形方式顯示的需求，實現基本的地理信息系統GIS放大、縮小、平移等操作，解決了GML數據圖形化瀏覽的需要，滿足了異構數據的集成顯示需要。
文檔編號G06F17/00GK1588345SQ20041005337
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月3日 優先權日2004年8月3日
發明者吳健平, 陸嶸 申請人:華東師範大學