第四章 webgis应用技术

4.具有丰富的表现效果。SVG中可以引入其他基于XML的置 标语言命名空间，从而可以方便地使用它们的标记，例 如，XHTML.Math.SMIL等标记，以提供超出SVG本身 所能提供的丰富的页面表现效果。 5.具有良好的可重用性。由于样式表在SVG中扮演了重要的 角色，适量对象在不同的页面中以不同的外观显示，因 而大大提高了元素的可重用性修改性。 6.具有准确的颜色描述。不同的输出设备，包括显示器打印 机等，可能具有不同的色彩显示范围不同的gamma校验 值以及不同的ICC颜色空间文件描述。SVG还支持在显 示时，参照特定设备的描述文件来动态地调整显示效果， 且能够保证图形图像的颜色在经过网络传输后仍能够准 确地显示。 7.具有跨平台的功能。同XML规范的无缝链接以及标记语言 的平台无关，赋予了SVG跨平台的优点。
4.1.3基于SVG的Web GIS
由上面的讨论可以看出，SVG是一种完全开放的二维矢 量数据格式，并得到了众多国际知名软件厂商（尤其是 Microsoft 和Netscape公司）的支持，因此，在Web GIS的 研究中，若将地理空间数据编码成SVG格式来进行存储 传输和表现，会有效地消除现有空间数据格式产生的数 据传播的问题。在不久的将来，无论是Navigator或是IE 都将直接支持SVG，即使在目前，也有多家公司的SVG 插件供用户使用，这样，在客户端就无须下载任何数据 处理部件。此外，对于众多的非专业用户，一方面可以 方便地通过各种通用的SVG创作编辑工具来组织发布自 己的空间信息资源，从而使地理信息资源和其他网上资 源一样，被整个社会共享，充分发挥其应有的价值；另 一方面，由于SVG中的图形元素具有动画功能，可以产 生动画地图，使展现在客户端用户面前的地图更具有表 现力。由此可见，将SVG用于Web GIS，具有非常重要的 意义。
4.2VRML在Web GIS中的应用
4.2.1VRML概述 1.VRML(Virtual Reality Modeling Language)，即虚拟现实建模语 言，是20世纪90年代中期的一门新兴语言，通过它可以创建一个虚 拟的、可交互的场景。 2.VRML的出现使得虚拟现实像多媒体、因特网构成第一代万维 网是一种访问文档的媒体，能够提供阅读的感受，使那些对 Windows风格的PC环境熟悉的人们很容易地使用因特网，而以 VRML为核心的第二代万维网将使用户好像处于真实世界一样，在 一个三维环境里随意探寻因特网上无比丰富的信息资源。每个人都 可以从不同的路线进入虚拟世界、和虚拟物体交互，这样，控制感 受的就不再是计算机，而是用户自己，人们可以以习惯的自然方式 访问各种场所，在虚拟社区中“直接”交谈和交往。事实上，目前 采用VRML技术取得成功的案例已经很多，例如，“探路者”号宇 宙飞船到达火星后的信息就是利用VRML在因特网上即时发布的， 网络用户可以以三维方式随“探路者”号宇宙探索火星。
3.对动画的支持
目前，Web上播放的动画多为GIF格式， 它也存在着与网上传输图像格式相同的问 题。即修改在服务器端实现，而不是客户 端实现。SVG中提供了多门动画元素，可 以叙述一个图形图像元素的实时变化。 SVG中用标记<animatecolor>描述元素 的缩放、旋转、偏斜等变换效果，用 <animatecolor>描述元素颜色的改变，还可 以用<znimate>描述元素淡入淡出的效果。
2.VRML的功能 1）存在感 存在感又成为临场感，只用户感到自己存在于虚拟环境中的 真实程度。 2）交互感 交互感知用户对虚拟环境内物体的可操作程度和用户从虚拟 环境中得到反馈的自然程度。 3)立体感的视觉效果 VRML创建的虚拟现实场景是模拟现实的，必有现实的立体 感，面不再是一般的二维图片。特别是随着浏览者的移 动，VRML场景中的物体属性，如光照，方位等也随之 改变，从各方面达到立体感的效果。 4）立体感的听觉效果
2.对图像过滤操作的支持
目前，网上传输的图像主要采用GIF、JPEG 和PNG三种格式。尽管它具有高压缩比、低容量 的优点，但即便要将其作一点微小改动，也必须 利用图软件将其重新制作和储存。SVG支持对图 像一系列常用的过滤操作，使得图效果调整的惹 怒可以在客户端进行。 使用标记<filter>可以定义过滤器效果，在其 中按照要施加的过滤操作顺序一次罗列相应的标 记。例如，要定义一个阴影顾虑作用，在 <filter><fter>标记对中依次写入<feGaussianBlur> （高斯滤波）、<feOffset>（平移）、 <feDiffuseLighting>（扩散）和<feComposite> （合成）。
4.1.2 SVG的优点
1.能加快下载浏览速度。由于SVG采用高效的矢量指令，即利和线 的描述来绘 制图形，而表现相同显示效果的位图，即便经过压 缩后也会大得多，这使得集成了SVG的XML文档更小，因而下载速 度也大大提高。于这一显著优势，SVG可以作为解决目前网上浏览 瓶颈的最佳方案。 2.能获得更广泛的硬件支持。由于图像在不同分辨率的屏幕上显示 效果同，且放缩后会出现锯齿和模糊效果，因此无法满足网页浏览 的质量要求。SVG从较低分辨率的便携式计算机到较高分辨率的台 式机，再到高分辨率的印机，都能提供良好的视觉效果，这将大大 提高Web应用，同时，也是矢量术带来的技术上的突破。 3.能实现方便的图形定位与检索。通过使用XML灵活的标记特性， 为图形对象提供一定的语意，因而方便图形的搜索。更重要的是， 图形中使文字信息采用文本对象的方式，无须像在图像中搜索文字 信息那样使用(Optional Character Recognition)技术，就可以方便地 进行文字的定位与检索。
1.VRML的发展历史 1994年5月，Mark Pesc和Tony Parsi在日内瓦举行的万维网第 一届国际会议上介绍了他们开发的可在Web上运行的虚 拟是世界面。虚拟现实标记语言（Virtual Reality Markup Language）是惠普公司提出的，后来，该语言被改为虚 拟现实建模语言。 1994年10月在芝加哥举行的第二届万维网会议上公布了 VRML1.0的规范草案。该方案是一个经过修改的Open Inventor 3D文件格式的子集，在附加一些处理网络的相 应功能和措施，其主要功能是生成静态的3D场景以及与 HTML链接的一些功能和措施。 1995年秋，SGI(Silicon Graphics Inc)推出了WebSpace Author， 这是一种Web创作工具，可在场景内交互性的摆放物体， 并改进了场景中的一些功能，还可用于发表VRML。脚 本等多重使用者功能，其目标在于建立一个使用者可以 彼此互动的空间。
4.1.1 SVG规范概述
作为一种基于XML的二维矢量图形描述语言，SVG规定 了17类80多种元素，涉及基本图形、文字图象的显示， 图形元素动画、超链接、颜色渐变、透明效果、滤镜效 果、剪辑处理、模板、合成以及模式填充等方面。总的 来说，SVG支持以下3个方面的内容。
1.对矢量图形的支持
矢量图形是用点和线来描述的，可以大大减 少文件长度，提高传输效率。更重要的是，它将 对图形效果的显示由服务器端移到客户端，可以 充分利用客户端的资源，减轻服务器端的负担。 SVG有专门用于矢量图形描述的标记，包括 矩形<rect>、圆〈circle>、椭圆〈ellipse>、直线 〈line>,折线〈polyline>和多边形〈polygon>。此 外，SVG还支持图形绘制中的常用的、由Bezier 曲线定义的路径描述和操作，其元素标记为 <path>。有了以上定义就可以对相应路径进行勾 勒、填充、裁减和合成等一系列操作。
1996年初，VRML委员会审定了若干个VRML2.0版 本的建议方案，同年3月，VGA(VRML Architecture Group)将决定SGI，Sony等公司的 Moving Worlds方案改造成VRML2.0，并于1996 年8月在新奥尔良的SIGGRAPH’96会议上公布。 1996年8月，依据SGI公司提出的“The Moving Worlds VRML2.0” 草案，制定了VRML2.0规范。 VRML2.0一方面稳定了VRML1.0版的基础，另一 方面将VRML的静态世界改变成动态世界，并强 化了互动功能。VRML2.0在VRML1.0的基础上增 加了动画、传感器、时间、行为
1.空间数据在SVG文档中的组织
地理空间数据是用来描述地理空间现象的，一般可分为空间几何数 据和属性数据。由于空间几何数据比较复杂，在传统的GIS中，空间 几何数据以文件的形式进行储存，且采用拓扑数据模型或空间实体 模型进行组织。两种模型的区别主要在于对复杂空间对象以及空间 对象之间关系的描述。在拓扑数据模型中，复杂地理空间对象是通 过对结点的引用形成的，其优点是多个不同的对象可以共用相同的 结点，从而可以节省存储空间，同时由于地理空间对象间的拓扑关 系显式也存储在特征表中，可方便地进行各种空间分析，这种数据 模型的最大缺点是维护拓扑关系的开销较大；而在实体模型中，每 个地理空间实体对象都是自包含的， 即空间对象的结点是直接存储 在实体对象内部的，虽然会因公共结点的重复存储而产生数据冗余， 但它无须维护实体间的拓扑关系。
3.基于SVG的WEBGIS体系结构
在这个体系结构下，有一种简单的应用模式，即事先利用一些工 具 把GIS数据转换成SVG文档，供客户调用和显示。目前， ArcGIS9.0已提供了将地图数据直接转换成SVG文档的功能。 另一种较复杂的模式，是根据客户的请求，通过SVG文档转换起， 在GIS 数据库中提取数据并动态地转换成SVG文档，通过Web服务器 传给客户端。由于目前主流浏览器如IE等还不能直接支持SVG，需 要SVG插件，如(Adobe的SVG插件)，尽管SVG插件具有很强的图形 表现能力，能够满足一般图像操作的需要，但对于地图的显示和操 作，功能就显得很不够。例如，插件没有直接提供地图图层的显示 控制、地图的滚动、属性数据的显示等GIS必备功能，因此，还需要 对其功能进行扩充。由于一般的SVG插件提供了DOM接口，为功能 的扩充奠定了良好的基础。具体实施时，就是在SVG文档的宿主页 面中，通过脚本语言（VBScript或JavaScript）来操作SVG文档的 DOM树，以实现诸如图形漫游、属性信息查询、图层显示控制等功 能。
VRML不但可以通过三维图形在礼堂上表达立体效果，还可 以通过3D声音主人感受周围环境的声音，就如现实中听 到的一样，而不再是简单的2D声音。 5动态显示与网络无关 VRML是面向网络的，是为网络而生，关随网络面发展的， 它在网络上舆的不是一幅幅视频图像，而只是容量有限 的wrL文集，即只传送描述场景的模型，动画r生成本地 完成。 6脚本功能 VRML提供脚本语言编程的能力，编写的语言一般使用 JAVA，也可以使用其他的CGI程序，别外SGI公司还发 展了一种类似JAVA的VRMLSCRIPT语言。 7原型机制 。
2.基于SVG的空间数据表达
在空间数据处理中，一幅地图别分解为若干 图块，每个图块包含若干层图，看作是要 素（Feature）的集合(FeatureSet)，并描述 这些Feature的共同特征。每个Feature对应 着一个空间实体，包含有几何属性 （Geometry）和非几何属性（属性数据， Attribute）。几何属性又分为点、线、面与 复杂几何对象，这几何对象都可以用SVG 规范定义的标记来表示，
第4章WebGIห้องสมุดไป่ตู้应用技术
本章内容主要包括： SVG在WebGIS中的应用， VRML在WebGIS中的应用，海量遥感影像数 据发布的关键技术，基于Web Service的开放 式GIS等。
4.1 SVG在WebGIS中的应用 SVG是ScalableVector Graphics的英文缩写， 意即可升级的矢量图象，是一种基于XML标 准的图形影像描述语言。SVG的产生有其客 观必然性。 进入20世纪90年代末，因特网的迅速发展使 网上传统的柵格图像如（GIF，JPEG和PNG) 已经很难满足人们的需要，为此，各知名厂 商都纷纷推出了各自的Web图像解决方案。