（计算机应用技术专业论文）基于可扩展矢量图的实时信息图形化发布优化模型研究.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 目前基于b s 结构的信息发布大多采用位图或j a v a a p p l e t 的方式。位图图像 无论在文件大小抑或文件内容上都是固定的，难以适应动态传输的要求。与之 相比，j a v a a p p l e t 是一个较好的解决方案，但其在速度、可编写性、可重用性等 方面仍然存在很多障碍。因此长久以来，实时数据发布一直受到信息量过大、网 络拥塞的困扰。为了实现更高效的实时数据发布，我们将目光转向最新的s v g 技 术。将s v g 与实时数据发布结合起来，寻求一种有效的解决方案。 传统的基于s v g 的实时信息发布模型主要解决了在w e b 发布信息页面闪烁 的问题，并且给出了s v g 图形动态发布技术的实现方案，但是该模型在实际应 用中发现其在信息发布的实时性方面很差强人意。通过分析传统模型找出了某 些影响性能的主要因素，包括：图形文件本身的大小；图形中关联实时信息的 多少和存取方式；图形采用d o m 接口动态解析的机制和方法。另外，实时信息 图形化的方法以及信息发布中多实时信息的集成，在目前的研究中少有涉及， 这些问题都需要有一个更优化的模型来解决。 在传统的s v g 实时信息发布模型的基础上，给出了模型优化方案。通过建 立数据缓冲区并结合j a v a 技术中的多线程技术，大大减少了数据库服务器系统 的资源的消耗，提高了实时信息发布系统的整体性能：通过基于s v g 图元的描 述模型压缩了s v g 文件并优化了s v g 图形动态解析的方法：通过用户视图集 成了多实时信息源，实现实时信息集成。最后给出了一个基于s v g 实时信息发 布优化模型。华中电力通信调度局的图形参数系统中用动态网页技术和d o m 解 析技术结合给出了这个模型的具体实现，有效的集成了该局各个部门历史遗留 系统中的实时数据信息并进行图形化实时发布，大大提高了该局的工作效率。 关键词：可升级矢量图，信息集成，实时信息发御 华中科技大学硕士学位论文 ：= = = = = = = = = = = = = ；= = = = = = = = = = ；= = = = = = = 一 a b s t r a c t a tp r e s e n t ，i n f o r m a t i o np u b l i c a t i o no nb s f r a m e w o r ka d o p tb i t m a pa n dj a v a a p p l e tm o s t l y h o w e v e r ，f i l e s i z ea n dc o n t e n to fb i t m a pi sb o t hf i x e ds ob i t m a pi s n o ts u i t a b l ef o rd y n a m i ct r a n s m i s s i o n c o m p a r et ob i t m a p ，j a v aa p p l e t i sap r o p e r s 0 1 u t i o n b u tt h e r ei s s t i l lm u c hh o l d b a c ko ns e v e r a la s p e c t s ，s u c h a s s p e e d ， e a s y - c o m p i l e ，r e u s e s o ，r e a l t i m e d a t ap u b l i c a t i o nh a v eb e e no b s e s s i n gb ym a s s i n f o r m a t i o n 、n e t w o r kc o n g e s t i o ns i n c eal o n gt i m e w et u r nt os v g t oi m p r o v et h e p e r f o r m a n c eo f r e a l t i m ed a t ap u b l i c a t i o nb yc o m b i n i n gs v g a n dd a t ap u b l i c a t i o n t e c h n o l o g y t h et r a d i t i o n a lm o d e lr e a l i z e dd y n a m i c a lr e a l t i m ed a t ap u b l i c a t i o na n ds o l v e d t h ef l i c k e ro fw e bp a g er e f r e s h e d b u tt h e r ew e r es t i l ld r a w b a c k si n t h ec u r r e n t a p p l i c a t i o n s b ya n a l y z i n g ，s o m ea s p e c t s w e r ef o u n di n c l u d et h es i z eo fas v gf i l e 、 t h em e t h o do fa c c e s st or e a l t i m ed a t a 、d y n a m i cg r a p h i c sp a r s es c h e m eb a s e do n d o m i na d d i t i o n ，h o wt ot r a n s l a t e d a t ai n t o g r a p h i c s a n di n t e g r a t er e a l t i m e i n f o r m a t i o nh a sn o td i s c u s s i o nu n t i la na d v a n c e dm o d e l i sp r e s e n t e d t h et r a d i t i o n a lr e a l t i m e d a t a p u b l i c a t i o n m o d e l sb a s e do ns v ga n d t e c h n o l o g i e sh a v eb e e na n a l y z e d t h e no p t i m i z e ds o l u t i o n sw e r ep r e s e n t e d d a t a b u f f e r a n d j a v a m u l t i t h r e a d t e c h n o l o g i e si m p r o v e s y s t e mp e r f o r m a n c e t h e d e s c r i p t i o nm o d e l o f g r a p h i ce l e m e n t b a s e do ns v gd e c r e a s e dt h es v g f i l es i z ea n d o p t i m i z e d t h e d y n a m i cp a r s e m e t h o do ns v g u s e rv i e wr e a l i z e s r e a l t i m e i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n f i n a l l y , ao p t i m i z e dr e a l t i m ed a t ap u b l i c a t i o nm o d e lb a s e d o ns v gw a s p r e s e n t e d ac e n t r a l - c h i n a p o w e rn e t w o r k g r a p h i c ss y s t e m i su s e da s a ne x a m p l eo fi m p l e m e n t i n gt h em o d e lt h a ti n t e g r a t e da n dp u b l i s ht h ei m p o r t a n t r e a l t i m ed a t ai nl e g a c ys y s t e m su s i n gj s pa n dx m ld o mp a r s e t h eg r a p h i c s s y s t e mi m p r o v e t h ed e p a r t m e n tw o r k - e f f i c i e n c y k e y w o r d s ：s v g ，i n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o n ，r e a l t i m ed a t ap u b l i c a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他 个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：霖事4 汊 日期：1 砷争年牛月弦日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子舨，允许论文被查阅 和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数 据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本论文属于 不保密四。 ( 请在以上方框内打4 ) 学位论文作者签名：瓣4 汉 日期：御毕年争月；p 日 指导教师签名 彻耖坛 日期：俨邸年月疹日 华中科技大学硕士学位论文 1 绪论 本章主要对课题研究的课题背景、国内外的相关技术的研究状况做了介绍。 最后，对自己在的主要研究工作进行总结性说明。 1 1 课题背景 随着国民经济的发展，电力系统的规模越来越大，结构越来越复杂，对电力 设备的管理也日益复杂。由于区域电力设备众多，影响面广，因此怎样监控这 些设备的运行状况，以便维护整个区域电力设备的正常运行，以保证人们的正 常日常生活，就成为电力管理部门日常工作中一个急需鳃决的问题。与此同时 我国电力系统也一直在进行生产信息化建设，不少电力部门都建设了自己的应 用系统，但随着电力系统管理水平的提高，单个的应用系统所能提供的信息已 经很难满足管理、生产人员的需要。如何将这些“信息的孤岛”整合起来，同 时提供一种方便直观的设各参数信息的发布方案，成为目前电力行业发展急需 解决的问题。 图形，是工程中最简洁的语言。如果能在计算机图形画面上方便查找输入和 线路的错误；在供电系统中，如果给用户提供一个可视化的配电线路图，并且 能够在此线路图的基础上直观的显示配电线路信息，包括开关，刀闸等设备的 状态：在电力设备管理中如果能在接线图上方便的看到实时的参数运行情况， 并可以显示与该设备相关的信息，将会促进电网调度决策科学化，从而大大提 高电力系统管理的方便性与实效性，保证对用户高质量可靠的供电。 正是基于上面描述的需求而研究开发，应用于i n e t e r 环境下一个实时信息 图形化发布的平台。而在i n t e r n e t 技术飞速发展的今天，网络己成为信息发布的 主要媒介。众所周知，大量充斥的图形图像等多媒体信息是导致i n t e r n e t 网络带 宽日益紧张的原因之一，而短小灵活的矢量图形是缓解这个困境的有效手段。 最新的网络图形标准s v g 就是一种基于x m l 的矢量图形格式对于目前正 面l 临着种种难题的i n t e r n e t 及其应用而言，s v g 的诞生有着十分积极的意义， 其应用前景十分广阔。实时数据是指随时间而动态改变的数据，如气象水文信息、 生产信息、股票实时信息等，实时数据在生产实际中有着重要的意义，除了最 基本的监测作用之外，通过对实时数据序列进行数据挖掘，可以得到大量有价 值的知识，为人们作出科学的决策提供支持。传统的数据发布方法可分为c s 结构和b s 结构两种。由于c s 结构要求在客户端安装相应的软件，维护和管 理都不甚方便，b s 结构正以其使用简便、易于管理、对客户端要求较低等优点， 华中科技大学硕士学位论文 逐步取代c s 体系结构。目前基于b s 结构的信息发布方式大多采用位图图像 或j a v a a p p l e t 的方式。位图图像无论在文件大小抑或文件内容上都是固定的， 难以适应动态传输的要求。与之相比，j a v a a p p l e t 是一个较好的解决方案，但其在 速度、可编写性、可重用性等方面仍然存在很多障碍。因此长久以来，实时数 据发布一直受到信息量过大、网络拥塞的困扰。为了实现更高效的实时数据发 布，我们将目光转向最新的s v g 技术。将s v g 与实时数据发布结合起来，寻求一 种有效的解决方案。所有的信息通过s v g 这种基于x m l 语言描述的中间图形 格式来描述、展示复杂多样的设备参数，让使用者直观明了的监测设备的运营 情况。同时通过提供一个功能强大的图形编辑系统，用户通过图形化的操作界 面，提供各类设备参数的录入、查询和修改，通过关联组件的设置来将图形设 备与各种应用功能相联系，最终做到支持实时数据显示，支持集成各类应用功 能需求，以满足电力调度系统的生产需要，进而增强企业的竞争力。 本课题主要来源于华中电力调度通信局图形系统的研制，该系统基于j a v a 体系结构，提供对电网数据的发布和查询以及实时监控等功能。华中电力调度 通信局的原有s c a d a 系统基于c s 模式，不利于电网信息的共享和电网实时 数据的发布，而且电网信息繁多，不同的部门对不同的数据比较关心。系统存 在这样的功能需求，也就是需要提供一个发布信息的统一图形信息平台，基于 这一点以及其他一些潜在的需求，力图提出一种解决类似问题的基本思路。 1 2 国内外研究概况 近年来在s v g 技术以及相关基础技术的研究都取得了很大的进展，在目前 的市场国内外厂商也开发出一些具有代表性的图形系统，这些技术和系统的研 究状况为本文的研究工作提供了参考，下面将做简要的介绍。 l - 2 1s v g 技术研究现状 近年来，国内外关于基于s v g 方面的研究比较多，而研究主要集中于s v g 编辑、浏览工具的开发以及在w e b 图像动态表示方面的研究。 1 2 1 1s v g 浏览工具 1 a d o b es v g v i e w e r 作为s v g 的提出者之一，a d o b e 公司已经逐步将s v g 融入它的所有产品 之中，目前在s v g 的浏览器和编辑器的研究开发上都已颇优建树。由他开发的 s v g v i e w e r 虽然不是最早的s v g 浏览器，但他是唯一以l e 和n e t s c a p e 的插 件的形式支持s v g 浏览的浏览器1 1 1 ，而且由于a d o b e 在这一行业的领先优势， 目前使用最为广泛。现在s v g v i e w e r 已经发展到第三版本，对于有关s v g 的 华中科技大学硕士学位论文 方方面面都给予了支持【2 l ( 1 ) 在图象方面，它可以显示输出g i f 、j p e g 和p i n g 格式的栅格图象 并支持对图象的过滤操作； ( 2 ) 在图形方面，它不但支持基本图形的勾边和填充，而且支持路径、裁剪、 渐融、过滤，并且在显示中可以反走样显示出较好的效果f 3 。4 】； ( 3 ) 在文字方面。它支持各种字体字号，并可以对文字进行轮廓填充。不过 由于目前它还不支持g b 2 3 1 2 编码，中文文字不得不转换为u t f 8 编码输 出： ( 4 ) 支持丰富的动画效果； ( 5 ) 支持d o m ，可以内嵌s c r i p t ，达到生动活泼的交互效果 5 - 7 】： ( 6 ) 支持链接，可以链接到本服务器的其它文件或一个u r l 地址，也可以 链接至e m a l l 地址。但是目前尚不支持页内链接； ( 7 ) 支持背景声音的播放，可以播放m p 3 和w a v 格式的声音文件【8 】： 这个插件的使用很简单，一旦安装好s v g v i e w e r ，s v g 文件的默认打开方 式就是启用浏览器i e 或n e t s c a p e ，然后利用插件来显示s v g 文件的效果。另 外，s v g 文件也可以作为“i m a g e s v g x m l ”的m i m e 类型嵌入h t m l 文件中， 在浏览器中观看效果。可见，它和我们在i e 中浏览h t m l 页面的方式几乎没什 么两样。不过，插件提供了一些特殊的功能，可以将显示区域扩大或缩小，可 以中断和继续动画的播放，可以在显示区域中搜索特定文本，也可以查看源文 件。s v g 文件同样可以打印，插件将相应的栅格显示效果送往打印机。 2 i b ms v g v l e w e r 这是一个由i b m 公司a l p h a w o r k s 开发的可以浏览s v g 的浏览器。这个软件 出现的比较早，由于s v g 至今尚未成为w 3 c 的推荐标准，因此s v g v i e w e r 一 直是a l p h a 版本，随着s v g 草案的升级而逐步地在完善。但在s v g 草案讨论阶 段，该软件充当了人们学习、了解s v g 的一个实用的软件工具。该软件在运行 时要安装j a v a 2 0 以上的运行环境和i b m 的x m l 4 jx m l 分析器。有关i b m s v g v i e w e r 的详细介绍及软件下载请参照网页： h t t p ：w w w a l p h a w o r k s i b m ，c o m t e c h s v g v i e w 。 3 c s i r os v gv i e w e r c s i r os v g v i e w e r 是由c s i r o 开发的s v g 浏览器，用该浏览器显示的图 象，生动细腻。该软件也是a l p h a 版本，不断地在推出新版本。有关该软件的介 绍与软件下载请参考网页：h t t p ：s i sc m i s e s i r o a u s v g 。 华中科技大学硕士学位论文 1 2 1 2s v g 编辑工具 s v g 发展至今已经成为候选推荐标准，升级为正式的推荐标准指日可待。虽 然尚未成为标准，但许多软件开发商看好该项技术，已经开发出许多支持s v g 的软件。比较突出的是原本在平面设计领域发展的软件商，因为本身图形图象 处理的根底深厚，所以转移到s v g 上来驾轻就熟。反观一些做主页设计或h t m l 编辑软件的厂商反而落后一步，因此，目前支持s v g 制作的软件大都是平面设 计软件。下面介绍几种对s v g 有较好支持的设计制作软件： 1 方正画苑3 0 方正画苑是集图象编辑、版面设计、图形创意、文字排版于一体的平面设计 软件，可以全面地帮助用户完成复杂的设计和创意工作，主要面向彩印厂、广 告公司、输出中心等专业用户。网络传媒事业的迅猛发展在给传统的平面设计 软件带来冲击的同时，也给其带来了新的发展机遇。方正画苑把握住了s v g 这 一具有无限生命力的新技术，在最新版本3 0 版本中支持s v g 的输出和网页的 设计，是在国内率先支持s v g 输出盼软件。 方正画苑3 1 版本支持将现有的设计结果输出为s v g 格式，可以输出丰富的 图形、图象和文字的设计效果。同时，s v g 还新增加了一些网页设计功能，包括 可以为网页设置题目、设置是否允许缩放，可以为页面上的对象设置书签和超 链接，同时可以在页面上增加声音、影像、动画和j a v aa p p l e t 等多媒体对象。 2 c o r e l d r a w 9 0 及后继版 c o r e l 公司的c o r e l d r a w 图形软件在平面设计领域久负盛名，早在 c o r e l d r a w 9 0 之前的8 0 版本就开始支持w e b 页面设计，增加了许多只有w e b 页面才需要的对象，例如j a v aa p p l e t 、表单、超链接等，可以输出为h t m l 格 式的文件。对于页面上的图形对象，该软件设计了多方面的处理办法，使之能 够展现在w e b 页面之上，其中包括合成为点阵图象、生成j a v a a p p l e t 等方式， 当然这都是在缺少s v g 规范的情况下不得已而为之。s v g 的出现，自然给此类 软件带来了更大的发展空间，因此，c o r e l d r a w 9 0 很早就配备了s v g 的过滤器， 为生成含有s v g 的网页提供了很好的工具和手段。 3 a d o b ei l l u s t r a t o r 9 0 及后继版 a d o b e1 1 l u s t r a t o r 也是个广泛被用于平面设计的图形软件，它的最新版 9 0 的图形功能更是几近完美，用来支持s v g 也是易如反掌。 现在，a d o b e 公司已经在1 1 1 u s t r a t o r 9 0 中加入了s v g 功能，可以将设计 好的页面输出为s v g 文件，同时还可以为页面上的对象定义响应不同事件的 s c r i p t 脚本。可见，在s v g 方面a d o b e 公司依然占有先机。事实上，s v g 不仅 4 华中科技大学硕士学位论文 仅局限于平面图形功能，动画与交互功能也是它的闪光点，因此只有对图形的 支持是远远不够的。说到动画与交互方面，少不了要提及m i c r o m e d i a 的f i a s h 和a d o b e 的l i v e m o t i o n ，两大软件在f 1 a s h 上的争斗即将转移到s v g 上面，因 为s v g 比f l a s h 更具发展前景。a d o b e 公司已经声称将在l i v e m o t i o n 的下一版 本支持s v g ，从a d o b e 公司对s v g 的积极态度来看，此话必定会成为事实，而 f 1 a s h 也做好了接纳s v g 的准备。可以预见，未来的网页设计软件将是今天的网 页设计软件与平面设计软件、矢量动画软件的结合产物，网页的制作方法与制 作流程也会有相应的较大改变。 4 c y b e r s v g 矢量图形编辑器 由武汉华工赛百数据系统有限公司设计开发的矢量图形编辑器( v e c t o r g r a p h i c se d i t o r ) 是一个独立于具体应用的通用矢量图形编辑环境，主要应 用于绘制电力系统厂站接线图等二维矢量图形。该系统采用面向对象的图形绘 制方法，可以将图形所包含的各种对象定义为图元( e l e m e n t ) ，并将各种图 元进行分类组织，形成图元库。在绘制图形时，可以利用图元库中的各种图元 进行组合，从而以较好的可重用性和较高的生产效率生成所需的图形。 矢量图形编辑器支持目前最具应用前景的可扩展矢量图形( s c a l a b l e v e c t o rg r a p h i c s ，s v g ) 文件格式。该文件格式采用可扩展标记语言( e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 文件格式，所占用的空间很小，查看和修改源代码都 很方便，并且支持无极缩放，而且可以在浏览器中直接浏览所绘制的图形，非 常适合在i n t e r n e t 上发布。当图形绘制完成后，可以设置图形中图元的属性， 使之与现实中具体的物理设备相关联。从i n t e r n e t 上发布图形文件后，利用 采集到的物理设备的参数数据，实时的动态地改变图元的显示状态。您还可以 从浏览器中对其中的图元的状态进行设置和修改等操作。 矢量图形编辑器涉及到的文件格式： ( 1 ) 图元文件( c v e ) ( 2 ) 图形文件( c v g ) ( 3 ) 可扩展矢量图形文件( s v g ) ( 4 ) 位图文件( b m p ) 当我们经常需要用到一些元器件时，可以把它做成图元，并保存在图元库中。 在保存图元时生成了图元文件( c v e ) 和位图文件( b m p ) 。图元文件用来保存 图元的数据信息，位图文件用来保存图元的显示信息。当画好了图形文件后， 保存时生成了图形文件( c v g ) 和可扩展矢量图形文件( s v g ) 。图形文件保存 华中科技大学硕士学位论文 了图形的数据信息，可扩展矢量图形文件是图形文件( c v g ) 按照s v g 文件格式 生成的文件，该文件可以在i n t e r n e t 上发布。 该编辑器是目前唯一支持图元定义和元素扩展属性定义的编辑系统，在我后 面的图形平台的构建中其中图形的编辑就是采用的该编辑器。 x s t u d i o 是南美的e v o l g r a f i x 公司近期推出的s v g 编辑器，它主要针对的 是所有专业的设计者。x s t u d i o 是完全基于s v g 标准，使用该软件不需要你知道 任何s v g 的专业知识，该软件具有很好的易用性，无论是对于图象设计者还是 s v 6 应用的开发者都具有良好的可用性。 + ( 1 ) 该软件可以直接支持s v g 文件的导入和导出功能，并能直接对s v g 文件 进行编辑； ( 2 ) 支持脚本控制和事件响应功能的编辑： ( 3 ) 直接进行简单动画的编辑功能； + ( 4 ) 支持s v g 文件与其他图象文件格式的转换功能； ( 5 ) 支持基于d o m 模式的s v g 文档的编辑功能，直接编辑、增删节点。 该s v g 图形编辑器是目前最新的s v g 图形格式的编辑器。 1 2 2x m l x m l 技术自从1 9 9 6 年第一次出现，可扩展标记语言( e x t e n s i b l em a r k u p l a n g u a g e ，x m l ) 便吸引了业内外认识的注意力，并获取了众多支持。1 9 9 8 年 2 月，x m l l 0 推荐标准正式发布。x m l 不仅提供一种描述内容的标准方法， 尤其是提供了以灵活方式创建数据结构的方法。x m l 使用标准元素标记来标识 内容，而内容基于文档开发者所创建的规则集。良好的数据格式、可扩展性、 高度结构化、便于网络传输是x m l 的四大主要特点。使用x m l 可在系统问的 方便地进行数据传递，也可以与已有的遗留系统和数据库进行交互。在跨领域 的实现方案种，x m l 正在逐渐变成一个关键的组件【l “l l 】。 1 2 3d o m 标准 对于x m l 应用开发来说，d o m 就是一个对象化的x m l 数据接口，一个与语言 无关、与平台无关的标准接口规范。它定义了h t m l 文档和x m l 文档的逻辑结构， 给出了种访问和处理h t m l 文档和x m l 文档的方法。利用d o m ，程序开发人员 可以动态地创建文档，遍历文档结构，添加、修改、删除文档内容，改变文档 的显示方式等等。可以这样说，文档代表的是数据，而d o m 则代表了如何去处 6 华中科技大学硕士学位论文 理这些数据。无论是在浏览器里还是在浏览器外，无论是在服务器上还是在客 户端，只要有用到x m l 的地方，就会碰到对d o m 的应用。 作为w 3 c 的标准接口规范，目前，d o m 由三部分组成，包括：核心( c o r e ) 、 h t m l 和x m l 。核心部分是结构化文档比较底层对象的集合，这一部分所定义的 对象已经完全可以表达出任何h t m l 和x m l 文档中的数据了。h t m l 接口和x m l 接口两部分则是专为操作具体的h t m l 文档和x m l 文档所提供的高级接口，使对 这两类文件的操作更加方便。 目前，d 洲有两个版本，一个是由w 3 c 于1 9 9 8 年8 月1 8 日通过的d o ml e v e l 1 ，另一个则是正在制定过程中的d o ml e v e 2 ，w 3 c 已于2 0 0 0 年3 月7 日通过 了d 0 1 1l e v e l2 的候选推荐版本，在2 0 0 0 年9 月1 日发布的d o m l e v e l 3 标准的 草稿扩展了d 0 1 1 l e v e l 2 。 d o ml e v e l l 主要描述了三部分内容【体1 3 】： 1 定义了用于表达和操作一份结构化文档的接口和对象： 2 这些接口和对象的语法，包括行为和属性； 3 这些接口和对象之间的关系和协同关系。 d o ml e v e l 2 在l e v e l l 的基础上增加的内容包括：文档的抽象视图、对象树 的遍历、文档中的块、风格页、层叠式风格页。另外，更重要的是，l e v e l 2 增 加了对事件机制的支持【1 4 1 8 。事件机制在l e v e l l 中完全没有被定义。 需要注意的是，d 0 1 1l e v e l2 中所说的事件和s a x 的事件驱动中的事件，虽 然名称相同，但涵义完全不同。d 0 1 1 2 中的事件，指的是结构化文档内部所定义 的事件，比如页面被加载时的o n l o a d 事件等，和p a r s e r 无关。而载s a x 中的 事件，指的是x 1 1 l 解析器载解析x m l 文档时产生的回调事件，和文档本身无关。 从w 3 c 公布的草案看，l e v e l 3 的主要目标是进一步加强和扩充l e v e l 2 新出现的 事件处理机制”。 d o m 的设计目标是成为一种独立于平台和独立于语言的标准，所以d 0 1 1 工作 组使用了0 1 1 g 的i d l 来定义d o m 接口，然后由厂商具体实现这些接口，这样既 统一了标准，同时又使标准的实现成为可能。d 0 1 1 中的接口只是定义了必须实现 的功能，没有给出任何具体实现的信息。 1 2 4x 1 1 l 解析器 为了能够处理x m l 文档，几乎所有的程序都需要一个x m l 解析器。解析器 从文档中提取实际的数据，然后创建一系列的事件或者是新的数据结构。解析 器也能够检查文档是否是w e l l f o r m e d ，也就是说是否严格的遵守了x m l 规范， 华中科技大学硕士学位论文 而这是处理x m l 文档之前就必须进行的工作。另外，解析器还应该能够判断一 个文档是否遵守d t d s c h e m a 标准，如果该文档有一个d t d s c h e m a 的话。 我们知道，x m l 不象h t m l ，它本身是不关心应用程序如何展示它的内容 的，而关于内容的展示形式可以由c s s 或者x s l 来指定。所以一个良好的x m l 解析器还需要对c s s 和x s l 进行分析处理。 当前的x m l 解析器性能比较见表1 1 ： 表1 1x m l 解析器性能对比表 i b ms u no r a c l ex m l m i e r o s o f l x m l 4 j a p a c h ep r o j e c t p a r s e rf o rj a m e sc l a r kx p m s x m l x e r u e $xj a v a 文档有效性检查 + + x m ls c h e m a 支持 + 名字空间( n a m e s p a c e s ) + 支持 通过 l o t u s x s l 实 x s l t + 现对x s l t 的 支持 j a v a + 通过 通过j a v a + w i n 3 2通过j a v a 实现j a v a 实现 实现 s a x l 0 + s a x2 o + d o ml e v e ll1 0 + d o m l e v e l210 + 是否开放谢码 + 解析器的不同不仅在于它们是否支持完整性检查和文档表现形式转化，而且 还在于它处理文档的方式。基于事件的解析器实际上是通过串行的方式来处理 文档的，也就是说当它遇到一个开始或者结束标记的时候，它向应用程序发送 华中科技大学硕士学位论文 消息，由应用程序决定如何进行处理。s a x 就是这样的一个a p i 集合。第二种 方法就是根据文档的内容建立一个层次的数据结构，这就是d o ma p i 的工作方 式2 ”。实际上，一个解析器的质量的好坏的评定标准在于它对x m l 标准的支持 程度。 微软的i n t e r n e te x p l o r e r4 0 是第一个实现x m l 的w e b 浏览器微软提 供了一对x m l 处理器：浏览器所携带的用c + + 写的解析器，和一个w e b 建造者可 以从中下载和加入他们自己的应用程序的j a v a 解析器的源代码。 j a v a 解析器是一个有效的解析器，就是说它根据一个文档类型定义( d t d ) 或s c h e m a 来进行检查。为了提高性能，浏览器所带的c + + 版的解析器是一个 非有效的解析器。 据微软的产品经理s t e v es k l e p o w i c h 称，这两个解析器都是”通用的”，因 为它们不依靠特定的x m l 应用，如c h a n n e ld e f i n i t i o nf o r m a t 。由于x m l 数据和其表现分离，在一个w e b 澍览器本身实际显示x m l 的能力需要s t y l e s h e e t ，例如x s l ( e x t e n s i b l es t y l el a n g u a g e ) 。同时，微软使用了它所称的 x m ld a t as o u r c eo b j e c t ，或叫x m ld s o 它应用了动态h t m l 的数据捆绑能力， 将端的x m l 数据和另一端的h t m l 数据相链接。i e4 0 访问x m l 文档，从中 查询数据，然后作为h t m l 显示出来。 微软也使用了x m lo b j e c tm o d e l ( x m lo m ) 来让开发者与浏览器中的x m l 数 据进行交互。它的实现是通过将h t m l 作为基于d o c u m e n to b j e c tm o d e l ( d o m ) 的对象显现，尽管h t m l 和d o m 并非直接兼容。d o m 让脚本和程序访问结构化 的x m l 数据 s k l e p o w i c h 说，虽然目前在微软，x m l 的重心在浏览器，x m l 将最终出现在 ”任何h t m l 已经出现了的地方”c e ob i l lg a t e s 已经公开宣布微软o f f i e e 未 来的版本将支持x m l ，而且公司也计划支持电子邮件包和制作x m l3 - 具的标准 1 2 5 基于s v g 的w e b 动态发布技术 随着人们对w e b 页面功能的要求的不断提高，静态的由h t m l 构成的网页 已经不能满足个人和企业在i n t e m e t 环境下发布信息的要求，动态w e b 页面应 运而生。所谓动态，不是指那几个放在网页上的g i f 动态图片，它应具有以下 特点f 9 】： 1 交互性，即网页会根据用户的要求和选择而动态改变和响应，将浏览器作为 客户端界面，这将是今后w e b 发展的大趋势； 2 自动更新，即无须手动更新h t m l 文档，会自动生成新的页面，可以大大节省 9 华中科技大学硕士学位论文 工作量。 3 因时因人而变，即当不同的时间、不同的人访问同一网址时会产生不同的页 面。 生成动态网页的方法有很多，如：c g i 、a s p 、j s p 、p h p 等，但多为图表， 如何生成动态的图像，一直是值得研究的课题。s v g 的出现提供了一个解决该 类问题的好的方案，有学者将动态网页技术和s v g 技术结合起来。由于s v g 是由文本构成的图像，其构成是基于x m l 的，所有将x m l 解析的技术和s v g 结合起来，通过对s v g 文档的x m l 结点的控制，就达到了修改图形图像的效 果，再和动态网页技术结合，实现了w e b 图像的动态发布。目前的s v g 在w e b g i s 中应用的研究以及在实时信息发布系统中的研究其实最终是对s v g 在w e b 动态 图像应用的研究。 1 2 6 信息图形化发布系统 在应用软件中，用户界面直接决定了软件的易用性、友好性，是用户评价软 件的重要方面。近几年随着图形化用户界面的发展，电力系统软件中出现大量 的实时信息图形化发布系统，较好的满足了电力系统的应用要求。 1 e m s ( e n e r g ym a n a g e m e n ts y s t e m ) 是一个复杂的大型电力系统软件。图形系统作为e m s 软件支撑平台最重要 的组成部分，它的好坏直接影响着e m s 上高级应用软件的开发以及整个系统的 成败。它的主要功能是“： ( 1 ) 开发与生成系统图、厂站图及各种应用画面； ( 2 ) 通过画面建立网络拓扑结构、建立s e 、d t s 等所需的数学模型； ( 3 ) 将屏幕上画面数据与数据库联系起来，自动生成上图实时数据信息； ( 4 ) 提供棒图、表格、曲线、饼图、图片及视频的显示； ( 5 ) 动态刷新画面上各种信息； ( 6 ) 通过画面进行操作； 在软件结构上e m s 图形系统包括了底层的通用图形模块、电力系统相关的 图形模块、离线与实时数据库接口的支持模块。 2 以a u t o c a d 为平台构建图形系统 该类图形系统是利用a u t o c a d 软件本身的绘图功能和对提供的丌发接口 进行二次开发而成的系统【2 2 - 23 1 。 o 华中科技大学硕士学位论文 从上述的图形系统大多是基于特有数据格式，基于c s 模式的图形系统。 基于b s 模式的实时信息图形化发布主要基于三种模型斗驯： 1 基于服务器的模型，这种模型是由客户端浏览器向c g i 发出服务请求， c g i 接到服务请求后调用服务器数据处理模块，最后将处理结果以静态h t m l 页面的形式发送到客户端。这是典型的瘦客户、胖服务器模型。这种处理模模 型虽然简化客户端，但把所有处理集中在服务器端，加大了服务器端处理的数 据量和网络传输负担。 2 基于客户端的模型，这种模型一般采用配套的服务器端和客户端软件， 把需要的数据从服务器端下载至n 客户端，由客户端软件进行处理。这种处理模 型增强了客户端处理能力，减少了服务器端处理的数据量和网络传输负担。但 这种模型适合于局域网内的数据处理，而对于互联网上的普通用户来说，难以 普及。 3 部分基于客户端的模型， 这种模型采用前端插件技术将服务器上的部 分处理功能移植到客户端。通过利用客户端的处理能力平衡客户和服务器两端 的数据处理量，减少网络负担，是一种较好的模型。在国内，g e ob e a n s 、 m b g i s 产品也属于这种模型。当前普遍应用的w e b 的图形系统大多采用这种 模式，但就目前产品来看，仍存在反应慢，实时功能欠缺的状况。 1 3 课题主要研究工作 目前基于s v g 的实时信息发布的模型，在实际应用中仍然存在实时性差、 难以承受高负载、图形复用度不高、网络传输流量大、系统资源消耗大、信息 源过于单一等问题，效果依然不是很尽人意，本文研究的重点就是设计出一种 更为优化的基于s v g 的实时信息发布模型来解决这些问题。 本课题主要研究工作： 1 通过一定的技术手段提高目前模型的整体性能，使其具有更好的实时性 和负载能力； 2 通过分析s v g 规范结合s v g 的特点，研究一种s v g 图形文件的压缩方 法以及高效实现的s v g 图形的智能动态化的解析方法： 3 研究将实时信息进行图形化的方法和模型： 4 研究集成多实时数据源的方法。 华中科技大学硕士学位论文 2 $ v q 规范分析 由于s v g 是本模型构建的一个基础，s v g 是一个国际化的开放性的标准， 我们首先要熟悉其规范，然后才能很好的理解和应用s v g 技术，下面将对s v g 规范做介绍并分析其主要特点。 2 1s v g 概述与规范 近年来，h t m l 作为在i n t e r n e t i n t r a n e t 网上进行数据浏览和数据交 换的主要文件格式，为网络技术的蓬勃发展发挥了不可磨灭的作用，但随着其 应用的不断深入，它的不足之处也逐渐暴露出来，主要有如下两点：一是采用 的标记固定、有限，且无内涵：二是不支持矢量图形。这两个缺陷越来越成为 限制w e b 应用的障碍。作为一种改进，w 3 c 于1 9 9 8 年2 月1 号发布了x m l l 0 规范，x m l 以其元标记的特性解决了h t m l 的标记的不足，使得i n t e m e t 技术 大大前进一步，但它不支持矢量图形。如此同时，各软件厂商和组织纷纷推出 增加的矢量图形规范，但都缺乏跨平台支持和配套的编辑工具，而未能得到网 上的广泛应用。正是在这种情况下，为统一标准，结束目前的混乱局面，w 3 c 组织于1 9 9 8 年8 月专门成立了s v g 工作组，致力于图形标准的制定工作1 2 “。 s v g ( s c a b l ev e c t o rg r a p h i c s ，可升级矢量图像) 是一种基于x m l 的开放的 矢量图形描述语言。s v g 图像是与x m l l 0 兼容的文档，s v g 元素是指示如何绘 制图像的一些指令，阅读器( v i e w e r ) 解释这些指令，把s v g 图像在指定设备上 显示出来。使用s v g 可以在网页上显示出各种各样的高质量的矢量图形，支持 很多您想象得出的功能：几何图形、动画、渐变色、滤镜效果等。最关键的是， 它是完全用普通文本来描述的! 也就是说，这是一种专门为