基于 GML 的多源异构数据交换技术研究

基于 GML 的多源异构数据交换技术研究
王玉见;余绍俊
【摘要】以滇池（湖泊）流域生态建设与生态文化数字化信息系统开发为背景，在研究多源异构数据交换关键技术的基础上，利用标准的 GML 数据格式对 SHP 和 MIF 两种不同格式的空间数据进行集成应用，解决了传统地理信息系统存在交互性差的问题，从而实现对空间数据的互操作。

实验验证表明，GML 空间数据格式能准确表达两种异构数据的集成结果，从而确定 MIF 和 SHP 两种数据格式成功集成到 GML 框架。

%On the background of developing the digital information system of ecological construction and ecological culture of Dianchi watershed,based on multi-source heterogeneous spatial data exchange critical technology,by the standard GML data format to integrate the two different data formats:SHP and MIF,we solve the problem of poor interaction in traditional geography information system to realize the inter-operation on spatial data.The testing result showed that the GML spatial data format can accurately express the results of the two kinds of heterogeneous data.It is successful to integrate the two data formats—MIF,SHP into GML framework.
【期刊名称】《昆明学院学报》
【年(卷),期】2015(000)003
【总页数】4页(P114-117)
【关键词】异构数据;富客户端Flex;GML 格式;生态文化;信息系统
【作者】王玉见;余绍俊
【作者单位】昆明学院信息技术学院，云南昆明 650214;昆明学院信息技术学院，云南昆明 650214
【正文语种】中文
【中图分类】TP311
随着地理信息系统的不断发展和广泛应用，积累了大量地理空间数据．在GIS发
展初期，各GIS软件采用的空间数据模型与存储格式不同，导致不同GIS系统之
间相互独立、互不相容，给地理空间数据的集成与共享带来了困难[1]．
多源空间数据除具有时空特性外，还有存储格式、语义、地域分布不同特征，这些统称为多源异构性．[2]因此，需要对多源异构空间数据进行标准处理，提高客户
端与服务器之间的交互性．
本文在GIS基本理论的基础上，研究GML的多源异构空间数据交换技术．采用GML对多源异构空间数据进行标准化处理，其过程如下页图1所示，第1步用SuperMap iServer 6R软件构建GIS服务；第2步采用GML数据格式对多源异
构空间数据进行标准化，并通过网络传输数据；第3步通过SuperMap iClient
6R for Flex设计客户端的交互功能和多源异构空间数据多层可视化功能．
地理信息服务的方法：一旦监听到用户发送的请求，GIS服务器通过空间数据引擎把基础空间数据转换成地图图片对象并发布，客户端即可浏览，则可实现地理信息数据库中空间数据共享．以此为基础地图的第1层背景，根据用户的需求，在第1层底图之上显示专题图，实现多源异构空间数据的分层可视化．如下页图2所示，从上往下，第1层是各生态文化单位；第2层是生态文化相关单位(包含各湿地公园、污水处理厂等)；第3层是行政规划(包含各级乡镇、单位等)；第4层是底图
(包含河流、田地、城区、道路等)．
SuperMap iServer服务器对不同的专题图和空间数据提供多层地图服务．以基础地形图为底图，叠加绿色社区、生态村等生态文化和生态建设专题图，用户根据预先设置的参数访问专题图．
WebGIS专注于空间数据标准化、格式接口和互操作等方面的规范，而把空间数
据格式转换、地图投影数据与空间数据库转换等工作让其他开源软件来处理[3]．
利用GML标准可以对空间数据在属性上进行统一，实现数据传输的一致性．
2.1 多源异构空间数据GML标准化
地理标记语言(GML)是GIS领域的编码标准，它提供了一个开放的应用系统框架，能够有效地编码空间数据[4]．在网络环境下，用统一的GML数据格式对多源异构空间数据进行转换，可以使空间数据的集成、共享、方便有效，从而实现对空间数据的传输，其传输流程如图3所示．
为解决数据模式的冲突，对多源异构空间数据进行GML标准化时，图形系统在接纳时需要重构异构数据的类．在一个<Feature>中封装了一个地理实体的所有信息，如图4所示．
上述图形系统按几何特性分类，可分为图形节点、图形连接和图形组件3类．其中：图形节点如博物馆、生态村、河流出入口等；图形连接主要有河流的分支；图形组件有绿色社区、湿地．GML构建流程如下图5所示．
第1步，GML根元素和文件头写入，接着动态遍历数据表中的记录并记下；第2步，产生动态GML页面．可通过在GML文件中引用由XSL样式表创建的模板生成．下面是河流图形的GML文件格式，此处做了简化处理．
令FCPN=FeatureCollectiontyPeName;
FMPN=FeatureMembertyPeName;
FC=FeatureCollection;
FM=FeatureMember;
<FCPN="RiverSystemDiagram">
<FMPN="RiverDiagrameNode">
<FC
<FM>
(在此处添加节点编号、中心坐标、颜色、大小等该河流汇合节点与分支的属性) </FM>
……(其他河流节点)
</FC>
</FM>
<FMPN="RiverDiagram_Link">
<FC>
<FM>
(在此处添加该河流起始节点编号、颜色、宽度、距离等属性)
</FM>
……(其他河道水流)
</FC>
</FM>
</FC>
2.2 多源异构空间数据的传输响应流程
多源异构空间数据的传输响应流程如下图6所示．用户发送请求，Flex把用户的请求按照HTTP协议的形式发送到Web服务器端，由HTTPService类与服务器通信．服务器端通过提取相应的空间数据，生成动态GML，并以数据的方式向Flex客户端展现．
为保证客户端接收到的空间数据与数据库同步，需要在Flex客户端设置刷新时间
为20 s的定时器，定时向Web服务器请求，让新数据得到及时更新，依次重复
上述流程．
对GML空间数据可视化处理称为GML解析与可视化．在可视化过程中，GML解析是按照客户端数据需求实时进行处理，而不是一次性把所有GML数据转化为地图元素存放在客户端．
3.1 GML解析
GML解析实质上是用一种树结构来构造GML文档，通过对构造树进行遍历实现
数据转换．GML解析流程如下图7所示．首先，GML文档通过GML解析器生成结果树，其次，把数据传送到Supermap Flex API接口进行地图元素的构建，最后，数据由客户端Flex应用程序接收处理．
3.2 多源异构空间数据集成实现
目前，广泛应用的空间数据有SHP和MIF两种格式，并形成不同分布地点的海量异构数据．基于GML数据格式集成以上两种异构数据,为本系统实现数据互操作．本文在SuperMap 6环境下，以滇池流域两块区域水系数据集为样本，采用SHP 和MIF两种格式显示(如下图8和图9所示),利用标准的GML空间数据格式进行
转换，结果如下图10所示．经过对比发现，GML空间数据格式能准确表达两种
异构数据的集成结果，从而确定MIF和SHP两种数据格式成功集成到GML框架．本文介绍了GML格式转换方式，通过GML技术实现了空间数据的动态标准化集成，为后续的多源异构空间数据发布奠定了基础．解决了滇池(湖泊)流域生态建设与生态文化数字化信息平台中存在交互性欠缺的问题．
【相关文献】
[1]王轩．地理信息共享的数据转换技术与方法的研究[D]．郑州：解放军信息工程大学，2004．
[2]高觅谛．基于WebGIS的地理信息支撑技术在水质安全预警系统中的应用研究[D]．杭州：浙江大学，2012．
[3]陈传彬，邬群勇，陈崇成．基于GML的多源异构空间数据集成框架研究[J]．测绘科学，2005，30(5)：53-56．
[4]钟志农，景宁，陈宏盛，等．地理标记语言GML[J]．微型机与应用，2003(6)：12-15．。