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2024年12月28日发(作者:tabindex属性的值表示)

MicrocomputerApplicationsVol.27,No.1,2011

文章编号:1007-757X(2011)01-0018-03

研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第1期

一个基于

SVG

的空间分析技术的研究

范磬亚,鞠海燕

摘要:SVG是互联网联盟(W3C)的正式推荐标准。如何在SVG格式的矢量地图中,实现复杂空间分析,是一个有待研

究的问题,借助空间数据管理产品实现SVG图形的空间分析,是一个很好的解决方案。该方案解决的核心问题,是如何实

现SVG和空间数据管理产品定义的空间数据类型的相互转换,就此对SVG和OracleSpatial的空间数据的表达方式做了深

入的分析,并给出了具体的转换流程和空间分析的实现过程。

关键词:SVG;OracleSpatial;WebGIS;空间分析

中图分类号:TP311文献标志码:A

0引言

WebGIS是在Internet或Intranet网络环境下的一种获

取、存储、传输、分析和显示地理信息的计算机信息系统。

目前在WebGIS应用中,地图数据的显示一般采用两种方

式:栅格地图或者矢量地图。显示栅格地图,用户不需要安

装插件,但不能对图像进行进一步的操作和交互。而矢量图

形的显示是计算机软件通过一定算法,将矢量对象的描述信

息在显示终端上重绘的结果,但是速度和可重用性等方面仍

然存在很多障碍。SVG是互联网联盟(W3C)的正式推荐

标准,是一种基于XML的描述2D可容纳矢量图形、点阵

图像和文本图像的语言。SVG的出现可以说对WebGIS空

间数据发布提供了一个开放的解决方案。目前,如何在SVG

格式的矢量地图中实现复杂空间分析是一个有待研究的问

题。空间数据管理产品提供了丰富的空间分析函数,可以借

助它来实现SVG图形的空间分析。但是空间数据管理产品

只支持其定义的空间数据的格式,因此问题的关键是如何实

现SVG和空间数据管理产品定义的空间数据类型的相互转

换。

1OracleSpatial

目前空间数据管理产品主要有2种:一种是ESRI推出

的ArcSDE,另一种是Oracle公司推出的空间数据管理组件

OracleSpatial,本文的研究选择了OracleSpatial。在Oracle

Spatial的对象——关系模型中,一个空间实体的空间信息是

存在用户定义的数据表中的一个字段,类型为

SDO_GEOMETRY。OracleSpatial这样定义

SDO_GEOMETRY这个字段:

CREATETYPESDO_GEOMETRYASOBJECT(

SDO_GYTPENUMBER,

SDO_SRIDNUMBER,

SDO_POINTSDO_POINT_TYPE,

SDO_ELEM_INFO

_ELEM_INFO_ARRY,

SDO__ORDINATE_ARRY);

SDO_GYTPE:说明该空间实体的类型。是一个4个数

字的整数,其格式为dltt,其中d表示几何对象的维数;l

表示三维线性参考系统中的线性参考值,tt为几何对象的类

型。

SDO_SRID:一个预留属性,OracleSpatial计划将它作

为空间引用的外键。

SDO_POINT:由X、Y、Z3个NUMBER型的属性构

成,如果SDO_ELEM_INFO和SDO_ORDINATES都是

NULL的话,该对象便是非空的,X、Y两个值用来表示点

实体的坐标。否则,SDO_POINT这个属性将被忽略。

SDO_ELEM_INFO:定义为一个可变长的数组。每3

个数作为一个元素单位,用于解释坐标是如何存储在

SDO_ORDINATES数组中的。本文把组成一个元素的3个

数称为3元组。一个3元组包含以下3部分的内容:

a)SDO_STARTING_OFFSET表明每个几何元素的第一

个坐标在SDO_ORDINATES数组中的存储位置。它的值从

1开始,逐渐增加。

b)SDO_ETYPE用于表示几何对象中每个组成元素的

几何类型。

c)SDO_INTERPRETATION具有两层含义,具体的作用

由SDO_ETYPE是否为复杂元素决定。

具体见表1

表1

SDO_ETYPE

0

1

1

2

SDO_ELEM_INFO的值及含义

含义

用于为OracleSpatail不支

持的几何类型建模

具有n个点的点集

由直线段组成的线串,一

个直线段有起点和终点组

由弧线段组成的线串,一

个弧线段由起点、弧上任

意一点以及终点组成。相

邻两段弧的接点不需要重

复存储。

由直线段组成的多边形,

起点与终点必须相同

SDO_INTERPRETATION

任意值

1

n>1

1

22

1003或20031

———————————

作者简介:范磬亚(1978-),女,江苏扬州人,南京农业大学工学院,工程师,主要研究方向:WebGIS、计算机网络、数据库,南京

鞠海燕(1977-),女,江苏泰兴,南京农业大学工学院,助理馆员,主要研究方向:计算机网络,南京210031

210031

18

MicrocomputerApplicationsVol.27,No.1,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第1期

1003或20032

1003或2003

1003或2003

3

4

由弧线段组成的多边形,

起点与终点必须相同。一

个弧线段由起点、弧上任

意一点以及终点组成。相

邻两段弧的接点不需要重

复存储。

矩形,由左下角和右上角

两点确定

圆,由圆周上的不同三点

确定

由直线段和弧线段连成的

复合线,n表示组成复合线

的相邻子元素的个数,子

元素的SDO_ETYPE必须

为2,一个子元素的最后一

点是下一个子元素的第一

个点,并且该点不能重复。

由直线段和弧线段连成的

复合多边形,n表示组成复

合多边形的相邻子元素的

个数,子元素的

SDO_ETYPE必须为2,一

个子元素的最后一点是下

一个子元素的第一个点,

并且该点不能重复。多边

形的起点和终点必须相

同。

4n>1

1005或2005n>1

SDO_ORDINATES:定义为一个可变长的数组,数组元

素类型为NUMBER。用来存储组成空间实体边界的点的坐

标值。

2SVG

SVG是由国际WWW委员会(W3C)组织为适应Internet

Web应用的飞速发展需要而制定的一套基于XML语言的可

缩放矢量图形语言描述规范,用来描述二维矢量图形和矢量

/点阵混合图形的置标语言,其全称是可扩展矢量图形规范

(ScalableVectorGraphics)。SVG与目前因特网上常用的

JPEG、GIF等网络上广泛使用的图形格式相比较具有许多

优点:(1)任意缩放性、文件尺寸小。(2)能加快下载浏览

速度。(3)能实现方便的图形定位与检索。(4)具有丰富的

表现效果。(5)具有良好的可重用性。(6)具有跨平台功能。

由于W3C组织制定SVG规范是面向通用图形图像的

网上发布,而空间数据则具有特殊的和复杂的数据结构,则

需要了解基于矢量格式的空间数据如何在SVG文档中进行

T、Z,并区分大小写,小写表示的是相对坐标。

2.2基于SVG空间数据组织方法设计

对于空间信息地物的分类,在GIS界有很多的研究。

通常,人们将地物按其几何形态分为5类,即:点状实体、

线状实体、面状实体、注记体,以及栅格体。

目前,对于空间数据的组织主要有两种方法:分层组织

法和分要素组织法。其中,分层组织法来源于制图学中的专

题分层和CAD中的实体分层。考虑到SVG数据格式的特点,

地理空间数据的组织则采用简单的同类要素分层组织模式,

这样既考虑到数据管理的便捷和易操作,又可使每个图层只

包含一类几何特征要素的地物。在SVG文档中,每个图层通

过一分组元素g来表示,该元素的ID属性表示图层的标识符,

对于图层的显示样式,不同类型的图层有不同的定义规则。

SVG本身就定义了一些与图形相关的元素,如矩形

,圆,椭圆,线段,多条线

,多边型。这些元素只能表达一些简单

的图形对象,对于复杂的空间数据类型如线和面不是很适

合,这里可以考虑用SVG的Path来设计表达。各图层的设计

如下:

1)点图层

对于点图层,包含Point,MultiPoint几何类型,各种点状

地物是通过SVG中的Circle元素进行表达,而x,y坐标则分别

以变量的形式赋给Circle元素的cx和cy属性,并为Circle元素

的半径r属性赋与一个较小的值。下面就是点图层的实例:

属2….>

其中UserlD是用户自定义的ID等等,这些信息可从提

供源数据的软件获得。

2)线图层

在SVG中,对于传统的线状实体是以path定义,并对其

赋予相应的属性函数,以下是线图层的例子。

py[0],Lpx[1],py[1]…."/>

同时利用分组标志确定线层,对整个线图层用

stoke,stroke_width等定义线段的属性。

3)面图层

在SVG文档中,面状实体可通过多边形构成,用path元

素来表达。以下是一个面图层的例子。

组织或表达。这包含两方面的内容:一是空间数据所表示的

地物是如何进行分类;二是表示各种地物的图形数据是如何

在文档中进行组织和表达。

2.1SVGPath的图形表达分析

SVG的路径(Path)可以是一个形状的外框,也可以是

用来剪裁的路径线条,总之就是“一根线”。这根线可以被

描边,可以用来表达空间,如果封闭的话又可以被填充。路

径是用点的集合来描述的,路径所使用的描绘方式有

moveto、lineto、curveto、arc和closepath等。一个复合路径

中还可以含有子路径,形式相当灵活。

d="….">其显示样式的定义与线图层一样多在分组

志中定义。

以下是一个多边形图层的实例,在SVG文档中完整的文

本描述如下:

id=mainviewn>

0989486.76716408.63"

"black"stroke_width="941.247127475211">

Path元素的几何坐标信息定义在d=”……”属性里,由命

令和数据参数组成,命令包括M、L、H、V、A、C、S、Q、

19

PERIMETER="42"

UserID="54"AREA

d="M282121.89

="4625"

560725.63

MicrocomputerApplicationsVol.27,No.1,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第1期

356485.62672029.45…….321904.39

="M383314.64673545.46

392318.19

4)标记层

412910.26Z”/>

423819.22

572561.23Z"/>

682345.23……

空间数据类型对应转换模块,其相互关系是由SVGPath数

据解析处理模块调用其他两个模块。

从SVGPath中读取到的数据有可能是空间坐标数据,

也有可能是Path里的M、A、L、Z参数,针对不同的数据

相应的解析处理过程也不一样。同时要注意的是每个Path

里实际上可以由多对“M”和“Z”来表示多个环。SVGPath

数据解析处理模块的“画直线处理部分”和“画圆弧线处理

部分”只是解析出直线和圆弧线的SDO_GEOMETRY形式

的表达,而要对环线、复合线、复合环线的完全地解析就要

在“初始化处理”和“转换结束处理”部分调用空间数据类

型对应转换模块做进一步实现。SVGPath数据解析处理模

对于地图中的标记,也直接通过

示。

3

3.1

转换的设计与实现

SDO_GEOMETRY转换成SVG

从SDO_GEOMETRY转换为SVG模块分为点、线、面

块的流程如图2:

的转换。从SDO_GEOMETRY转换为SVGPath起关键作用

的是SDO_GEOMETRY数据类型中的SDO_ELEM_INFO和

SDO_ORDINATES,前者决定了我们要转换的空间几何类型

中每个组成元素的几何类型以及每个几何元素的第一个坐

标在SDO_ORDINATES中的存储位置,后者存放的是相关

的坐标信息。对于读取到的三元组分别用SVGPath绘制相

应的几何类型。转换流程图如下图1所示:

图2SVGPath数据解析处理模块

4应用举例

图1SVGPath转换成SDO_GEOMETRY

3.2SVG转换成SDO_GEOMETRY

SVG对于点图层直接用Circle元素进行表达,其转换

直接将Circle元素坐标信息写到SDO_ORDINATES数组

中,相对复杂的是SVG从SVGPath转换为

SDO_GEOMETRY,本文为此设计了3个子模块:SVGPath

OracleSpatial提供的空间分析功能很多,在这里通过研

究距离测量的具体实现过程,找出其他空间分析功能的执行

的过程。在界面输入要测量的两点具体坐标值。用户点击“距

离测量”按钮,由客户端封装成距离测量的XML格式的命

令,再向服务器端发出请求。数据库的业务逻辑层将距离测

量命令解析,调用从SVG到SDO_GEOMETRY模块,得出

两点的SDO_GEOMETRY形式的编码并执行空间分析函数

SDO__DISTANCE,调用从SDO_GEOMETRY

转换到SVG模块将结果转成SVG形式编码,再将结果封装

到命令里,并将结果返回到客户端,在客户端显示出距离值。

如图3。

的指令及空间数据读取模块、SVGPath数据解析处理模块、

(下转第

23

页)

20

MicrocomputerApplicationsVol.27,No.1,2011研究与设计微型电脑应用2011年第27卷第1期

为了验证所建模型在系统大范围变负荷下的动态性能

以及模型的精度,选取机组在2009年4月14日早上5:00至中

午11:00大范围变负荷共6个小时的实际运行数据用于模型

验证,采样时间为5s。且模型的输入量均采用实测数据,未

做滤波处理,以验证模型在有扰数据下的仿真效果及精度。

仿真的结果与相应实际运行数据的对比如图3所示,各个仿

真变量的相对误差如图4所示。

本文利用某电厂300MW锅炉机组的运行数据,采用机

理分析法建立了锅炉过热器系统的集总参数模型。该模型能

够描述过热器出口的主蒸汽压力、温度和流量的动态特性。

本文通过多项式和最小二乘法拟合了一定范围内水和水蒸

气的物理性质计算公式,方便了模型仿真。最后,通过锅炉

机组的实际运行数据对模型进行验证,表明该模型在机组变

负荷的条件下,仍能够反映系统输出的变化趋势,具有较好

的仿真精度。并且,由于采用的输入数据均取自实际测量值,

故该模型可以用于在线实时仿真,以跟踪系统的输出变化。

参考文献

[1]modelsforsystemdynamic

performancesstudies[J].IEEETransactionsonPower

Systems,1991,6(1):66-74.

[2]陈晓东,王子才.锅炉过热器系统的动态仿真模型[J].热

能动力工程,2000,15(87):276-277.

[3]张小桃,王爱军,倪维斗.基于现场数据和神经网络火电

机组汽压动态模型的建立及仿真[J].汽轮机技术,2007,

49(3):208-209.

[4]张小桃,倪维斗,李政,郑松.基于主元分析与现场数据的

过热汽温动态建模研究[J].中国电机工程学

报,2005,25(5):131-135.

[5]卓旭升,周怀春,文忠林等.火电机组过热器压力和温度

的动态研究[J].中国电机工程学报,2007,27(14):72-76.

[6]章臣樾.锅炉动态特性及其数学模型[M].北京:水利水

电出版社,1987.6.

图3实测数据与模型仿真输出的结果对比

图4模型仿真输出的相对误差

由图3和图4可以看出,在锅炉机组变负荷的条件下,模

型的输出基本与实际运行数据趋势一致,较好的反映了系统

的动态特性。

4结论

(收稿日期:

2010-03-01

(上接第20页)

SVG/OracleSpatial应用模型还有许多工作值得继续研究,

比如使用异步方式传输模式解决大数据量下载的问题,多用

户数据更新等。相信不久将来,SVG将在WebGIS领域中

得到越来越广泛的应用。

参考文献

[1]刘啸,毕永年.基于XML的SVG应用指南[M].北京:北京

科海集体公司出品,2001.

[2]袁满,于春生,聂晶.基于ArcSDE/SVG的分布式WebGIS

模型[J].计算机应用研究,2009,26(3):939~941.

[3]袁家政,须德,鲍泓.基于XML矢量图形SVG应用的软件

体系结构研究[J].中国图象图形学报,2007,12(4):

718~725.

[4]赵军,翟裕忠.一个基于SVG的GIS及其空间分析技术

[J].计算机工程与应用,2004,(1):109~111.

[5]谢亦才,玄立超.基于SVG的网络GIS图形编辑系统设

图3应用举例

5总结

目前,基于SVG的WebGIS是一个全新的研究领域,

但是鉴于空间分析功能在GIS的重要性和OracleSpatial的

丰富的空间分析管理功能,本文就此实现了SVG和Oracle

Spatial两者的转换,详细阐述了其转换过程。但是基于

23

计与实现[J].计算机技术与发展,2009,19(4):213~216.

(收稿日期:

2010-03-23

MicrocomputerApplicationsVol.27,No.1,2011ABSTRACTS&KEYWORDS微型电脑应用2011年第27卷第1期

ISSN1007-757XZhuZhongying

Editor-in-Chief

Vol.27,No.1(GeneralNo.213)

January2011

CONTENTS

MicrocomputerApplications

Monthly(Since1985)

EXPERTFORUM

SurveyonNewTrendsofSoftwareTechnologyofInternetofThings………………………………………………………………(1)

LiGuangya(ShanghaiWondersInformationCompanyLimited,Shanghai201112,China)

Abstract:ThispapersurveysthedefinitionsofCPS,InternetofThings,RFID,SmarterPlanet,WSN,CloudComputingandsofar,introducingthe

definitions,motivations,y,combinedwiththestatusofShanghai,thepaper

analyzesthepracticalstrategyandpolicyonthedevelopmentofInternetofThingsandSmarterPlanetduringtheTwelfthFive-Yearperiod.

Keywords:CPS;InternetofThings(IoT);RFID;SmarterPlanet;WSN;CloudComputing

RESEARCHANDDESIGN

DesignandImplementationofRAID6HardwareAcceleratorBasedonFPGA……………………………………………………(5)

DongChun,ShiLiang(DepartmentofAutomationDepartment,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)

Abstract:Inthispaper,ahardwareacceleratorbasedonFPGAforRAID6paritygenerationisintroduced,softwareparitycalculationisreplacedby

hardwaremeansandinterfaceisdesignesreleasestheCPUfrom

intensivecalculations,processingandrespondingspeedofthesystemaregreatlyimproved.

Keywords:RAID6;FPGAGalois;FieldReed-SolomnCodec

ResearchonAcceleratingXMLProcessingwithHardware…………………………………………………………………………(7)

YanWei,ShiLiang(DepartmentofAutomation,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)

Abstract:ThispaperfirstlyintroducessomebasicprinciplesofXMLaccelerator,andthenfocusesonthediscussionofthepivotalstepofaccelerating

rastwithDOMandSAX,thepaperelaboratesonanewparsingtechniquenamedVTD-XML,including

aworkchartisgiventoillustratethesystem.

Keywords:XMLAccelerator;Parse;VTD;Non-extractive

ResearchonSecurityModelofGridComputing……………………………………………………………………………………(10)

ShiJiming(ShanghaiYIKEInformationTechniqueCompanyLimited,Shanghai200127,China)

Abstract:GridComputingisanewstylecomputingpntyears,more

unately,mostclassicmethodsfailtodowellinauthoritymanagement,

perresearchesandusessomeexistingsecurityframeworkasasourceof

referencebasedondeepanalysisofthesecuritydemandofgridcomputingsystems,andproposesanewsecurityarchitecturemodelinrespectofdesign

andimplementation,whichisoffavorableexpansibility,rmore,implementarystrategiesofinteraction

betweendifferententitiesandcorrespondingsecuritypoliciesarestudiedanddiscussedindetail.

Keywords:Grid;GridComputingSystem;GridSecurityFrameworkGIS;GridComputingSystemSecurityArchitectureModel

WebApplicationArchitectureAnalysisandApplication……………………………………………………………………………(13)

ZhangFan,LiuSong(CollegeofInformationScienceandTechnology,JinanUniversity,Guangzhou510632,China)

Abstract:ThispaperanalyzesthelimitationsoftraditionalWebMVC,summarizesthemodernWebMVCapplicationframeworkasadevelopment

lydiscussestheadvantagesofmodernWebMVCandcharacteristicswiththeAjaxandComet,andalsocomparestheeffectivenessofthe

rovidetheoreticalreferencemodelandunifiedframeworkforWebdevelopersandsystem

architectstobuildWebapplicationsandhigh-quality,effectiveapplicationsystemrapidly.

Keywords:Ajax;Comet;ApplicationFramework;ReferenceModel;UnifiedFramework

ResearchonMulti-pointTemperatureDetectionSystemBasedonT89C51AC2…………………………………………………(16)

MaYan,WangZhen,LiuHuabo(CollegeofAutomationEnginnering,QingdaoUniversity,Qingdao266071,China)

Abstract:Host-slaingtothetemperaturecharacteristicofplatinum

resistorPT100,evariableswhichareoutputfromthebridgeoutputare

amplifiedbythepreciseamplifyingcircuitcomposedofTL064fromthemeasurepoint,andtransferredtothecontrollerbyA/

temperatureofcurrentmeasurepointisconvertedanddisplayedbythecontroller,tstationuse

pollingmodetolookoverthetemperaturemeasureconditionofeveryslavestation,andthencorrectacquireddata.

Keywords:Host-slaveArchitecture;PT100;SerialCommunication

StudyofSpatialAnalysisTechnologyBasedonSVG………………………………………………………………………………(18)

FanQingya,JuHaiyan(SchoolofTechnology,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210031,China)

Abstract:tproperlyresolvedthathowtorealizethecomplexspatialanalysisofSVGvector

oeproblemishowtorealizethetwo-way

peranalysisesdeeplythespatialdataexpressionwayofSVGand

OracleSpatial,atthesametimegivetheconversionprocessandspatialanalysisprocessindetail.

Keywords:SVG;OracleSpatial;WebGIS;Spatial;Analysis

II


本文标签: 数据 空间 元素 图形