（计算机系统结构专业论文）基于svg语义的图形查找和推理系统.pdf

螨要 摘要 可缩放矢震闰澎s e a l 拍l e 魄髓o f1 3 r a p h i c s ( s v g ) 是一种使用x m l 描述二维 图形的语言。出于其器方蕊的优点，s v g 文件格式成为网络传播图形信息的一种 理想的文件格式。s v g 文件记录了实际的矢潼图形元素豹信息，通过仔细分析这 些图形馋息，还可戳褥到这些圆形组会起来表达鲍语义信息。实际应用中，各类 丰富的语义信息往往是提供给其他应用程序朱处理的，实现不同应用程序之间的 绩慧交瀛。s v g 。l 懿援麓浚弱书捂爨可瑷在m e t a d a t a 标记乏润使弼r e s o u r e e d e s c r i d t i o nf r a m e w o r k ( r d f ) 来添加关于s v g 内容的附加的结构化的信息。目 箭在这个领域的研究还处于初步阶段，缺乏一个竞燕的基于s v g 语义的图形查找 和推理系统的解决方案。 本文以研究如何表达和存储s v g 语义和建立熬于s v g 语义的图形查找和推 理系统模型为疆竞整标。罄走在分辑嚣类s v g 语义鹃基旗上爨密s v g 语义接述 语言的设计要点。然后介绍了如何设计描述s v g 语义的r d f 代码的语法舰则， 缓褥生城兹建耠f 编璐能够准确魏疆述s v g 涛义，并置卺含对予语义豹推理规剽 的描述，以支持对语义的凌找和推理。然后对系统模型的实现进行详细讨论，确 立系统横墅的架梅，分析备个模浃的功能。在此基础上，结合舆体的应用需求， 建立了一个功隧基本完备的协囿 乍图信息捕捉与分摄原型系统。鼹型系统敬运行 实例充分体现了使用r d f 描述s v g 语义在实际应用中的价值，验证了所提出的 殳转f 语法嫂鼷与系绕模型的可行牲与鸯效性。 本文以提如更加通用的解决方案为出发点，参考了实现过程当中所涉及的各 方嚣技术戆疆突残巢，函魏掰撵壅静糖述s v g 语义的r 转f 语法规剐以及所建立 的模型系统为相关领域的研究提供了一个较好的范例。 关踺词语义；x m l ；s v g ；m e t a d a t a ；r d f ； 华南理王大学硕士学位论文 a b s t r a c t s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ( s v g ) i sai a n g u a g ef o rd e s c r i b i n gt w o - d i m e n s i o n a l g 豫p h i c s i nx m l 。s v g6 l ef o f m a tb o c o m e sap e r f e c tf i l ef o f m a tf o rg r a p h i c i 珏f b f 往l a t i o 巍t f a 建s f 珏i t i n g h r o 珏g hn e 、v o 噍鑫珏e oi s 穗d v a 珏t a g e si n ! 鞋a 拄ya s p e c t s s v g f i l e sr e c o r dt h ee f k c t i v ei n f o r m a t i o no ft h ee i e m e n t so fv e c t o rg r a p h i c sa n dw ec a n g e tt h es e m a n t i cm e a n i n gi n f o r m a t i o no ft h ec o m b i n a t i o no ft h eg r a p h i c sb yc a r e f u l l y a n a l y z i n g h ei n f o r m a t i o 娃o ft h eg f a p h i e s 1 na e t 娃a la p p l e a t l o 娃s ，al a f 警ea m o u n to f s e m a n i cl n e a n i n gi n f o r 黻a t i o no fm a n yk i n d si s 醢s u a l i yp r o v i d e df o fo 割槽ra p p i i c a t i o n s o f t w a r et o p r o c e s s a n dr e a l i z et h ei n f o r m a t i o n e x c h a n g i n ga m o n gd i f f e r e n t a p p i i c a t i o n ，s v g1 1s p e c i n c a t i o ni n d i c a t e st h a tw ec a nu s er e s o u r c ed e s c r i p t i o n f f a m e w o r 籍( r d f )w i l 魏；n t h el 珏e t a d a ae l e m e 建to fs v gt o 鑫d da 硅d i t o 建a la 珏d s t r u c t u r e di n f o r m a t i o na b o u tt h es v gc o n t e n t t h es t u d yo ft h i sf i e l di si nap r i m a r y s t a g ea tp r e s e n ta n di ti ss h o r to fa ni n t e g r a t e dr e s o l u t i o no fg r a p h i cs e a r c h i n ga n d l n f e r r 主n gs y s t e mw h i c hi sb a s e do ns v 好s e m a n t i cm e a n i n g t h i sp a p e fs e tt h ef e s e a r e hg o a la ss t u d y i n gh o v # t oe x p f 它s s 嚣n 硅s t o r ol h es v g s e m a n t i cm e a n i n ga n de s t a b l i s h i n gag r a p h i es e a r c h i n ga n di n f 。r r i n gs y s t # mb a s e do n s v gs e n l a n t i cm e a n i n g 。a tn r s t ，w ep r o p o s et h ed e s i g n i n gk e yp o i n t so ft h es v g s 嚣n l a n t i em e a n i n gd e s e r i b i n gl a n g u 8 9 eo nt h eb a s i so fa n a l y z i n 毖a l lk i n d so fs v g s e 褒l a 珏i o 琏e a 魏i n g 。t h e 鞋w 嚣i n f o d u c e 歉o wl o 矗e s i g 矬h es y 歉t a xo ft 囊e 袋d fe o d ot o d o s c r i b es v gs e m a n t i cm e a n i n g ，m a k i n gt h eg e n e r a t e dc o d ec a nd e s c r i b et h em o a n i n g e o f r e c t l y8 h dt h ef e a s o n i n gf u l ec o n t a l 投棼娃i ni te a 珏s 鼍王p p o tl h 嚣s e a e h i 珏ga 娃硅i 髓f 奄f r i 拄g o ft h em e a n i n g a n dl h e nw ed i s c u s st h em o d e ls y s t e mi nd e t a i l ，s e t t n gu pt h e 挣a 狂l e w o f ko ft h ef 珏。琏o ls y s t e “la n da n a y z i n gt h e 凡琏e t i o no fe a e hf n o d u e ，b 辑s e do n t h i sm o d e is y s t e ma n dt h ed e n l a n do f p r a c t i c a la p p l i o a t i o n ， w ee s t a b l i s ha s y n e h r o 鞋。醢sg f a 挚h i c i n t o r a e l i o 拄建f b r 搬a t i o nc a p t u f i n ga 熟da n 嚣l y z i n gp r o t o y p e s y s t e f nw h i e h 黩a sp f i f n a f y 磊l n e t i o n sw e l lb u i l ti ni t s e l t h er 毛l 醢拄i 拽gi n s t a n e e so ft h i s p r o t o t y p es y s t e me x h i b i tw e l lt h ev a l u oo fu s i n gt h er d fc o d et od e s c r i b et h es v g s e m a n t i c 娃t e a n i n gi np r a c t i c a la p p l 王c a t i o na n dv a l i d 氇t et h ef 酶a s 【b i l i c ya n dv a l i d t yo f t h es y n t a xo f 撼r d fc o d ea n dt h em o d e ls y s t e m ， s i n e o 魏i sp a 争e fi sb 鑫s o 硅。珏p r o p o s i 娃g 嚣f 鞋o r 。g e 珏e f a | i z e 畦s o l 鞋t i o n 鑫话f e r st o v a r i o u sa c h i e v e m e n t si n a l ii m p l e m e n t a t i o np r o c e s s ，t h es y n t a xo ft h er d fc o d ef o r d o s e 蠢b l 建gs v gs e m 鑫娃t i e 矬l e a n i n ga 珏硅t 较e 珏o d o ls y s t e 【拄e 拄牲b ef o f 毫f e 建c e 如 s o 珏e f e l a t i v er e s e a r c hl nt h i s 甄e l d k e y w o r ds e m a 魏t i cm e a n i n g ，x m l ，s v g ，a 压e t a d a t a ，r d f * i i 华南理工大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所照交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标涟引用的内容外，本论文 不包含任何英健个入或集体蠢经发表或撰写的戒采作品。对本文的研 究做出羹要贡献的个人襁集体，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后果由本人承担。 作者签名：抽 强期；d 年厂舞委 基 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， 同意学校保留并向溷家有关部f _ j 或机构送交论文的复印件和电子敝， 允许论文被查阅和借阅。本人授权华赢耀工大学可以将本学位沦文夔 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 描等复翎手段保存和汇编本学位论文。 保密墨，在一年鼹密后透震本授权书。 本学位论文属于 不保密瓯 ( 请在以上相疲方槎肉打“”) 作者签名： 导师签名： 巷耥 研 虱飞 日期：孵r 月弓 日 网期：艚6 月1 日 第一章绪论 ， 谍题碜究营豢 第一章绪论 可缩放矢量图形s c a i a b i ev e c t o rg r a p h i c s ( s v g ) 是一种使用x m l 描述二维图 形的语言。s v g 的优点主要有几点；1 ) s v g 引入了一种渡界标准方法来创建 鞔b 上豹尖曩图形。2 ) s v g 标准撬供静是竞诤将矢量委形、位毽圈形、文本、 样式表和脚本结合起来。3 ) s v g 文件都是文本文件，所以很容易生成和处理。4 ) s v g 比传统的p n 0 和0 i f 意味着更好的质量和熙大的精确度。5 ) s v g 使得w e b 开发考和设诗毒戆够援撰实瓣数据剿馋蘩态生成夔、毫矮璧戆巨形鞋及怒銎影添 加动画和交互性的能力。s v g 目前稳定的规范说明书是s v g t ，l 版本川，同时应 用在移动设备上的稳定的版本是s v gm o b i l e 。本文的对于s v g 的研究根据这两 个规范说踢书。 s v g 定义了六种基本形状( 麟c i r c l e 、椭圆e l l i p s e 、矩形r o c t 、线l i n e 、折线 p o l y l i n c 、多边形p o l y g o n ) ，这些基本形状和路径( 路径是一系列命令，搿来刨建 佟为图像一部分糖礁定义的形状。浚形状可以是野的( 如线) 或阉台躲( 躲多边 形) ，荠可以包含一祭或多条蠢线段或曲线段) 道，可以缀合越来形成任俺可隧 的图像。每个熊本形状都带有指定其位嚣和大小的属2 睫。它们的颜色和轮廓分别 瞧f i l l 煮s t b 属瞧确定。狳了澎浚激舞，s v g 图像还可疆包含文本( t e x t ) 和位图图形，捆应也蠢一系列属性来描述它们。 如果仔细分析s v g 文件艨包含的察际的矢量图形元素的信息，我们还可以得 猁这燕图形组合起来表逸的语义信息。比如一个s v g 文件描述了一个圆形和一个 矩形，那么实豁的矢整图形元素售感裁应该楚这灏个蒸本形状钓属蛙，聪这薅个 基本图形缀合起来表达的语义可能是“一个蹦形在一个矩形的意边”。登图形元索 更多的时谈，它们可以表达的语义就觅加丰富。比如一系列的錾本形状组成了一 个复合图形a “学校”，嚣一系弼翡基本形状缀成了舅一个复合图形b “海癌”， 那么这两个复合图形缀合起来表达魄语义可跳是“学校在意鹰的东边”。遥枣一蹙 语义楚超越视疑的，比如s v g 文件中描述了黼个人物形象，他们的关系是“师生” 关系，这一类抽象语义就只能由s v g 文件的作者在制作的时候特剐指明。 上述搂述瓣语义，鸯些是霹以内鼹察老残察s v g 文传懿显示结鬃缮剿，寄楚 是超越视觉的，隐藏在s v g 文件表藤撼述的对象鹜詹的。这些语义j s 霉麴丰富， 无穷无尽，跟s v g 文件作者的表达需要有关，并且要表达的不限于人的视擞感受。 华南理王犬学硕士学位论文 实际应用中，这类语义往往是提供绘其魏应髑程序米处瑾豹，实凌不同疯瘸稷穿 之耀毂铸患交瀵。这蘩求我钢戆熬s v g 袭达熬营辩嚣拦懿语义髂感雳某耱方忒表 达出来，方谯存贮和更好地海应用程摩之间的交溅照务。 1 2 圈内外同类课题研究的现状 s v g l 1 的溉范说明书指出，通过使用m e t a d a t a 元素使得s v g 文件w 以包含 任爨的x m 毛溺汇，獒中一耱裁蹩r 转f ( r e s o u r e o 蛰e s e r i p t i o nf f a m e w o f k ) 。较d f 是一秘攒述资潆戆拯难。r 芬f 缓震w 曲栝谈簿( u n i 岛f 黼r e s o 娃r c e | 娃e n 畦磊e r s ， u r i ) 识戤资源，以麓单躲麟性秘属缝袋来攒述爨源，资源、属性窝瀛瞧篷缀残 一个三元关系。通过使用r d f ，可以在s v g 的m e t a d a t a 元豢壁颟添加鬏外的格 式他的关于s v g 语义的信息。从露前的研究状况看寒，冀d f 在攒述s v g 文俘中 的豳形信息以及它们蕴含的语义方面，确实取得了初步的进展。 最早往溺r d f 来描述s v g 文件语义的是文献【3 】，该工具实现简单的把r d f 箍港熬谌义转纯淹鞋t 殛毛贾覆蠹察，该工兵收录在w 3 煞两焚上作为一个示范工 疆。夔薅，在2 0 0 2 年豹s v g 0 p o 舡大会上发表的s v gl i n 髓蛀z a t i o na n d a c c e s s i b t y 文中，蠓誊嶷该示蒎工程戆基磊窭上，具体鬟出了更多哥嫒缱t 霭 r d f 编码来表达的语义，列举了应用这魃编娼描述的s v g 内容的实例，并且编 霹了2 个x s l t 文转来实理这些r d f 编码烈文本的转换，实现了所谓款s v g 线 性纯一用文字( 一维的) 米描述s v 0 文件豹图形内容( 二维的) 。2 0 0 3 年d a v i d d o d d s 在彳电的论文a c c e s s i n gs v gc o n t e n tl i n g u i s t i c a l i ya n dc o n c e p t u a i l y 【5j 和 争r o g r a m 搬i 珏gs v g a d v a n g o da e e e s su s i 鸭m e t a d a t aa n df u z z ys e t s 溺中，也是应用 & p f 缡舔寒瓣s v g 蠢窖逐括接逡，然惹孬缡写程| 葶滚分褥这魏技p f 编璃，线经 化s v g 或豢进行一些基于谬义靛分撂，使露极嚣毽麓够灌瓣图形戆语义。2 0 0 4 年，m a r t i nr o t a r d 的论文t a c t i i ea c c e s st os c a l a b l e c t o fg r a 曲i c sf o fp e o 努l ew i t h v i s u a li m p a i r m e n t ( 7 】提出了在【4 】的基础上，应用一揍触觉仪器，使褥视觉奇障磷酶 人士也麓理解s v g 文件所表达的图形的禽义。这几篇论文里谳提到的应用都韪使 用r d f 米描述一些s v g 文件里颓表达的视觉上可获得的信怠，然后根据应用的 满癸，转纯为文本，声音裁餐辍黉等等方蕊静懑受。 狳了灌述撬觉上可获褥豹信惑，在c o d e p i c t i o n 系统中，设诗者逐耗一些与 图像毒关的魉又不是矗接艇扶国橡戏察裂麓信息，镄懿挺与裁佟濯像奄关瀚穰怠 相对图像当中各个对象的描述等等信息用r d f 编码攒述，方便以蜃根搬这燧经息 对陵形进行查找。 上述这些论文或者系统爨面列举的其体的r d f 代码的形式是不周的，这是由 于r d f 只是一个标准，只要符合这个标准的要求，系统可以自行设计更适合浚应 2 第一章绪论 用系统处理语义的r d f 语法规则。另外，这些应用实例里面生成r d f 编码的方 法也不同，有些是通过人工编写r d f 代码，有些是根据s v g 文件里面图形的信 息由程序自动生成的。 这些研究虽然都有各自的出发点，但是都使用了r d f 作为描述s v g 语义的 工具。使用r d f 的好处在于它是一种w 3 c 提出的标准，是x m l 家族共同的语 言。随着s e m a n t i cw e b 的发展，将来我们期望、b 上所有信息都可以被任意的 计算机访问和理解。而r d f 正是s e m a n t i cw e b 的基础，是使用x m l 语法和使用 u r i 来命名资源的整合信息的语言。越来越多工具支持r d f 的编辑和推理，因此 选用r d f ，将来更易于和其他应用无缝接合。 1 3 研究问题的提出 1 3 1 存在的问题 前两列举的跟本课题有关的现有的研究状况，表明目前在使膈r d f 描述s v g 语义，并且在这个基础上进幸亍对s v g 图形的查找和推理的这个研究领域，研究工 作郁处于起步阶阪，本论文主要研究戳下两个方瑟存在的润题： 前面提到的研究都是针对某一应用领域来设计语义描述语言。均没有对描 述s v g 语义静袋d f 彳弋弱豹语法遴行译缀黔吾秀究。s v g 静语义是獭象翡， 不同的成用领域需要不同的语义，即使是同一个领域，语义也会发展变化。 裹使用袋d f 来攒述这些睾富的语义匏时姣，基于廷d f 是一魏撵逑资漂我 标准，只要符合这个标准的要求，r d f 编码的具体形式可以于变万化。然 而，要支持后续的查找和推理，辩要有一个确定躲r d f 缡码的语法规定 如俺捂述s v g 语义以及谮义的推理规刘。 前面提到的研究都没有提出一个宪整的基于s v g 语义的图形查找和推理 系统懿辫决方案。我秘霞翅r d f 语法来掇述s v g 语义，主要是为了在穆 沫利用这些语义为我们的应用程序之间的交流服务，因此在讨论如何描述 s v g 塑形语义鲮瓣时瞧威该讨论如梅实瑗语义查找窝蒎理系统。 l + 3 2 本论文礤究的目标 ( 1 ) 设计描述s v g 语义的r d f 代码的语法，使得生成的r d f 编码能够 准确缝獾述s v g 语义，并盈键含对予语义静推理麓刘豹猫述，使之鼢支持对 语义的查找和推理。 。3 华南理：e 大学硕士学位论文 ( 2 ) 设计一个熬于s v g 语义的图形查找和推理系统模型，实现对使用 r d f 撵逡豹s v g 语义豹查找霹攘理，鏊争浚谤良提出更麴逶霆豹解决方案为 出发点。 3 。3 研究的内容 ( 1 ) 分析文献 3 】 8 】使用r d f 描述s v o 语义的实例，分析各类应用所 包含的s v 0 语义的不同特点，参考它们各自使用的r d f 编码形式，研究如 褥设计摸囊系统戆r 转f 代羁逶浚矮剽，震予接述蓦舞s v g 语义窝滔义豹箍 理规剐，为下一步进行基于s v q 语义的查找和推理打好熬础。 ( 2 ) 设计一个椴架结构，描述典型的基于s v g 语义的图形查找和推理 系统的解决方案，分檐其中各个模块鲍功能以及提互之闯的揍墨。 ( 3 ) 设诗并实瑷一个嚣墅系统，潋验程所提出的语义描述方法翔奁找推 理系统怒否有效并对其进行评价。 。3 。4 论文结梅安撵 本论文的组织结构如下：第二章，分析s v 0 文件中的图形元素蕴含的备种语 义，总结出一个s v g 语义接述语言鲍语法趣范：第三章，提魄了一穗适嗣予描述 s v g 浯义的r d f 语法规翼| j ，该语法溉鄹将应用予后续静基于s v g 语义的强形查 找和推理系统：第四章，确立系统模趟的架构并分析各个模块的功能：第五章， 实现了一个功能基本完备的协同作图信息捕捉与分析原型系统，通过具体实验结 粱，对本文掰箍交戆摇述s v g 语义敬袋d f 缡羁懿添法兹有效瞧| 美及整令鏊予s v g 语义的图形鸯找和推理系统的可行性避行了验证，并对实验结果进行了评价。 一4 第二章s v g 语义描述语言的研究 第二章s v g 语义描述语言的研究 2 1s v g 的语义 2 1 1s v g 的基本图形元素 s v g 定义了六种纂本形状，这些澎状怒： 豳( c i l e ) ：显示一个圆心在指定点、半径为指定长度的标准的阕。 椭蕊( e l i i 口s e ) ：显示中心在指寇点、长轴籀短轴半径为插定长度的糖濒。 矩形( f e c t ) ：颤示左上角在指定点并且高度和宽度为指定值的矩形( 包括 正方形) 。也w 以通过撩定边角凰的x 朝y 半径画成髑角矩形。 线( 1 i n e ) ：显示两个坐标之间的连线。 折线( p o l y l i n e ) ：疑示顶点在指定点的一组线。 多边澎 蠛鞠合躲( 蠹瑟雾边澎) ，并可 以包含一条或多条直线段或曲线段。 簇本形状和路径一道，可以缀合起来形成任何w 能的图像。每个基本形状都 带有指定其往鬣和大小的耩性。除了形状以外，s v g 图像还可以包含文本( t e x t ) 。 基本形状、路径和文本的颜色可以由刷i 属性确定，当然也有其他的属性来控制 颜色的敛示，由于稳出本系统的考虑藏瀚，这飘不详述了。 为兼顾可读性和方便性，s v g 提供了组 元豢，它创建一个可以将元 素饕于其中的容器。这个察器可以用米标识元素，或提供一个公共属性( 本地定 义的桶性将会覆盖公共属性) 。 以上提委0 的每个元素，都可以有个i d 属性，i d 属憔是不影响恩示效果的， 桐当予绘每个元素命名一个名字，当元素被熏用或者懿要搓述它 f 1 的语义懿时候 可以闱名字宋代表这个元索。也就是说i d 属性刨建了文档中的一个引用点，当 s v g 的m e t a d a t a 元索觏含r d f 时，r d f 里藕就是遁邋弓l 用i d 属性款德来代表莛 个元素。 s v g 里蕊迩包会其他很多鼹图形霄关的元素，倒搬动画元豢等等，惠予越是 - 5 华南理 二大学硕士学位论文 本系统的考虑范围，在这里也不详述了。 2 1 2 基本图形元素蕴含的语义 下藤我们分橇一下谯s v g 文俘中的图形元索蕴含的语义。例子中黪a ，b 都 是指菜个元索过属往静谯，当然元豢可瑗是一个简单的图形，也可以是图形组合。 1 ) 图形本身的语义 这是最敷观的语义，比如a 是一个矩形，b 怒一个圆形等镣，简记为r e c t ( a ) ， c i 托l e 哺) 。又毙絮a 怒红色熬，b 怒薤焦静，麓记受e o l o f ( a ，狞纛) ，e o l o r 固， b l u e ) 。 2 ) 结构关系的语义 结构关系中最重要的关系裁是一个元素包含另一个元素，繇包含关系：铡妞a 包含b ，麓记为c o n t a i n s ( a ，b ) 。冀绝关系还霄连接关系( 无向的) ：例如a 和b 连接在一越，简记为c o n n e c t s ( a ，b ) ；指向关系( 有向的) ：例如a 指向b ，简 记为p o i n t s t o ( a ，b ) ；标签关系：例如a 的标签是b ，简记为l a b e i l e d b v ( 4 ，b ) 。 3 ) 短麓关系夔语义 一个元索的位置可以是相对整个画面的，例如a 在画面的北边( n ) 、南边( s ) 等等，简记为【n p o s i t i o n ( a ，n ) 。一个元素的能置也可以是拥对另一个元素的， 铡妞a 在b 熬左边，简记为a t l e 鼗( a ，b ) 。 2 1 3 更高级的语义 如果元素不是基本黼形，丽是潮澎缀合( 也就是包含程c g c 撞，元索辍面) ， 帮魏巢a 怒闰形组合静i d 耩牲豹壤，酃么a 可能是一个房子( h o u s e ) ，简记为 h o u s e ( a ) 。s v g 还可以应用在其他领域，比如袭示五线遴，那么a 可能是一个 谱号，调号或纛旋律，甚至曲子；又比如表示饼状图或者穗状潮、线状熙等等， 郁么a 可能就怒饼状图的一块，柱袄图的一个月份，或者是线状图的一点，等等。 还鸯一些漤义楚超越援觉熬，跑麴s v g 文 牛中搐述了瓣个人貔澎象，德翻瓣关系 是“师生”关系。总的说来，语义 紫的丰富，光穷无尽，跟s v g 文件传誊的表 达需要有关，并且要表选的不限于入的视觉感受。 2 。2s v g 语义描述谖言的设计要点 我们要建立基于s v o 语义的圈形分析应用系统，支持对s v g 内容的查找和 接瑾，裁娶蕾宠设诗一葶孛灌义擒述添害。设诗谮义摇述语言豹辩侯，筏们应该考 - 6 第二章s v g 语义描述语畜的研究 虑下面两个方面。 2 2 i 语义关键掌及其参数 上藤所列举的每种潺义都还有缀多例子，甚至还有不麟予上亟任意一类的语 义，这里只是为了瑟瑟讨论懿方便列举一帮分。蠢于s v g 霹渡应矮在缀多领域， 因此每个s v g 文件里谳包含的元素都可能有特别的含义，或者它们的组合会有特 别的含义，这些含义是数之不尽的，是由s v g 的作者在设计的时候根据需要确定 豹。 仔细躐察一下前面摁瑙的语义的简写形式： r e c t ( a ) h o u s e ( a ) e o l o r ( a ，f e d ) c o n t a i n s ( a ，b ) i n p o s i t i o n ( a ，n ) a t l e 袅( a ，b ) 发凌宅饲罄鸯藩鬻类酝瓣建方：( ) 爨嚣有一个或蠢嚣拿参数，它翻要么楚已经存 在的i d 值，要么是字符串：而( ) 前面都是一个寝示相关语义的关键字。如果我 们按照这个靛棒，我们可以随手写滋芟多的关于语义的简写形式， 溪在葫来，只要语义楚稽含这个形式，帮麓葛形式包攒一个语义关键溺稻若 于今参数( 要么是已经襻在的i d 馕，鼹么是字簿串) ，那么这拳巾语义可以搜添加 到语义库中。设想一种情况，在前丽列举的包含笑系中，a 可能不单单包含b ，可 麓窬辩还镪含c ，那么我们可鞭简写为e o n t a i n s ( a ，b ，c ) 鹞? 如采从简写形式 本身寒蠢，霄多少令参数都可淡，因为它只爨语义静一耪表这方法，把囊然语言 翻译成表达式，帮助我们观察和思考。但是如果参数个数不确迤，根据语义进行 查我或者维理潜是会出现问题的。 关于蠢我维瑾戆蜜袋细节我们将会在屠瑟鹩帮分详缀谶谬遴，这器惫讨论一 下摆理影响语义描述浯蠢设计鲍部分。查找跫推理款纂礁，参数个数不确定会导 致查找不成功，因而也就无法宪成推理。 套我，就怒在多个已知事实里面寻找与待宠事实榴匹配的已知事实，如粜存 在匹辍静已煞攀实，那么囊我返回鞭霄疆配豹结祭，魏莱不存程匹配游已鲡事实， 那么鹰找返回结果为空。在通用的查找搜索引擎里面，匹配包撼3 个含义是； 1 ) 语义关键字完全相同； 2 参数个数完全襁黼： 3 ) 已知事实与德定事实撼应的参数宠全翱嗣袋考冀孛骞个是变爨。 * 7 华南骥工大学颟士学位论文 比如，已知事实为：a 包含b ，同时a 包含c ，语义简写形式即为c o n t a i n s ( a ， b ，c ) ：而待定攀实为a 包含b ，语义简写形式即为c o n t a i n s ( a ，b ) ；那么从语义 豹内涵来说，特定事实应浚楚歪确静，餐是翔黎通过查我搜索弓i 肇麓处理，由于 上述提剿噬酝静3 个含义当中要裳匹配驰聪个事实必须参数令数宠全撵霹，这萋 由于一个参数个数是3 ，一个参数个数怒2 ，斛媳匹配不成功，鸯找逐回结果为空。 所以可以得出这样的结论：某个语义关键字的参数个数一旦确定下来，那么在整 个语义描述过程中都要保持敬。 2 。2 。2 语义推理规则 简单来说，推理就是根据一些已知事实和推理规则，推出些未知事实。在 本文静讨沧中，事实虢莛一臻描述，可以瑾瓣为一个陈述旬，或者我们前面说的 一个语义的麓写形式( 参数是确定馕) 。推理规则黪左边是事实的挞象蛉逻辑运冀 ( 逻辑与& 簿等) ，右边是运算结果( 每个语义简写形式中参数都是变量，我假用? 表示变蠢) 。铡鲡，邑粕事实惹： ( 1 ) a 包含b ，简写为c o n t a i n s ( a ，b ) ( 2 ) b 镪含硅，薅写必e o 拄t a ；琏s 泊，d ) 推理规则悬：如果对象x 包禽对象y 且对蒙y 包含时象z ，刚对象x 包含 对象z ，简霹为 c o n t a i n s ( ? x ，? y ) & e o n t a i n s ( ? y ，? z ) ， c o n t a i n s ( ? x ，? z ) 建遴麓豹套撬搜索雩| 肇懿搂毽过程当中，磷名静交量代表相闲的对象，船巢 我们分别用枣实( 1 ) 和事实( 2 ) 弋入推理规燃黪意边，那么攫理救续果应该是 右边，阑此得到的未知事实魁：a 包含d ，简写为 c o n t a i n s ( a ，d ) 这个攘理 鼙蹬懿叛事实，符合蹶亲已镪豢实辑表这语义，嗣辩又鬻蕊了新静 语义。艨娃露娃褥基这撵瓣结论：弓| 入雉理凝剿冒欲躐少存楚语义信怠黥空阀， 也能为将来对语义进行进一步的智熊化的处理( 包括焱找和推联) 提供揍础。 2 。3s v g 语义描述语言的语法规范 根撂豁藤的讨论，语义糕述港言能够臻述鳆内客应该毽撼：( 1 ) 滔义关键字 及其参数( 2 ) 语义推理规则。戏们为s v g 语义描述谬言的语法规范作一个总结， 描逑如下( 阻语义简写形式来褒示) ： ( 1 ) 对语义关键字及獒参数熬獾述( a 确帮怒s v g 文件中鞫形兹i d 属谴值， v a l 代表字符串) ，参数个数对予每个语义关键字柬瑷必须是确定懿。联熟，热巢 8 第二章s v g 语义描述语言的研究 存在以下已知事实： c o n t a i n s ( a ，b ) a 旺，e f t ( a ，b ) b e f o r e ( a b ) 转f 8 w 拄器y ( a ，v a l ) 确定了c o n t a i n s 、a t l e f t 、b e f o r e 和d r a w n b y 这几个语义芙键字的参数个数 凳2 ，那么类强c o n t a i n s ( a ，b ，e ) 、b o f o f e ( a ，b ，c ) 都是在本勰范之下不相 容的描述，而类似a t l e f t ( b ，c ) 和d r a w n b y ( b ，v a l ) 都是相容的描述。 ( 2 ) 对榷理规剡的描述( ? x 、? y 和? z 都是变量并且在间一规则当中同名 变量代袭同一对象，曩蘸只支持裁提之闻的逻辑与& 运冀) ，铡懿下瑾搂理媛烈夔 语义简写形式都是符合本谮法规范的： e o n t a i n s ( ? x ，? ￥ & e o 疆t a i n s ( ? ￥，? z ) c o n t 嚣i n s ( ? x ，? z ) a t l e f t ( ? x ，? y ) a t l e f t ( ? y ，? z ) 一a t l e f t ( ? x ，? z ) b e f o r e ( ? x ，? y ) 托b e f o r c ( ? y ，? z ) b e f o r e ( ? x ，? z ) c o n t a i n s ( ? x ，? y ) &c o n t a i n s ( ? x ，? z ) a t l e f t ( ? y ，? z ) 一 b e f o r e ( ? y ，? z ) 对按理援则鲍撼述露撵要考虑( 1 当中豹参数个数对于每个语义荧键字寒疆 必须是确定的规定，否则会影响蠢找和推理的结果。 2 4 选择r d f 作为语义描述语富 选择合适的s v o 语义描述语言，既要考虑这釉攒述语言在符合语法规范的 ( 1 ) ( 2 ) 两条规定之下能否实现对s v g 语义的表示与存储，同时也要考虑这摊 存储形式是磷支持我们下一步麴鸯找秘搬理。 s v 0 1 1 的规范说明书指出，通过使用m e t a d a t a 元豢使得s v g 文件可以包含 任意妁x m l 词汇，其中一摹申藏怒r d f ( r e s o 鞋f e ed e s e f i p t i o 建f 捻阻e w o 娠) 。殳d f 是一种描述资源的标准。r d f 使用w 幽标识符( u n i f o r mr e s o u r c ei d e n t i e r s ， u r i ) 识别资源，以麓单驰属性秘属性傻柬描述资源，资源、属性莘鞋属性镶缝成 一个三元关系。前藤已经分孝斤了在参考文献【3 】【8 】中的磷究是奴每壤_ l lr d f 来 描述s v g 文件中的图彤信息以及它们黧含的谬义，他们的实跤诞明r d f 的这芋申 三元关系裴鬻适合攒迷s v g 燧形的诱义。奁她们戆疆突基礁上，我们霹以壤据援 范的两条规定以及参考文献 2 】的第3 部分r d f x m l 语法，凌计雯为蠼藏化魄 r d f 编璃撰燃，在s v g 戆m e t a d a t a 元豢里瑟添燕颧龄翁擦式纯黝关予s v g 语义 的信息。 r d f 是一秽w 3 e 提出戆梅潍，是x m 己寒旗共阕静语言。薅蓉s e 黻a n 蛀e 敝b p 9 华南理王大学硕士学位论文 的发展，将来我们期望w e b 上所帮信息都可以被任意的计算机访问和理解。而 r d f 正楚s o m a n t i e 虢b 弱墓礁，楚壤弱x m l 灌法帮夔鼹u 袋l 寒会名资源戆整合 信息的语畜。正因为r d f 建立在w e b 资源整合这个宏伟目标之上，所以对于r d f 的各方面的研究都在不断地进行中，也有越来越多支持r d f 的编辑、查找和推理 的工具面世。因此选择r d f 作为s v g 语义描述语言，不但w 以实现对s v g 语义 躺查筏帮搂理，磊置将寒更易予窝藏谴同样傻矮r d f 豹应 鬻程痔进行交流。 2 5 本章小结 本章通过分析s v g 文件中的阁形元素蕴含的各种语义，提出描述s v g 语义 的语义描述语言应该包含对语义关键字及其参数的描述和对摊理规则的描述，并 在此基础上总结一个s v g 语义描述语言的语法娥范。最最分橱了选择鞍d f 终必 语义搐述滔畜豹骧嚣。 - 1 0 第三章使用f 描述s v g 语义 第三章使用r d f 描述s v g 语义 通遥第二牵酶讨论，我们选定了馁蹋r 轻f 乍为语义捺述谱言，下一步就要褴 据前面讨论的语法规范来制定具体的攒述s v g 语义的r d f 语法规则。 3 1r o f 麓会 3 1 硒f 的出现 w 3 e 组织掇侯的r d fp 豫n e 一，辩r e s o u r c ed e s c f i p t i o nf r a m e w o r k 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