（地图制图学与地理信息工程专业论文）基于xml的城市地理信息系统dtd的设计.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 在人们工作、生活中，地理信息是比较重要的信息，人们自觉不自觉地在 使用它。地理信息系统在建设行业中已得到广泛的应用，如城市规划、城市管 理等，并已渗透到其它相关的信息技术产业，如电子商务、汽车导航等领域。+ j 1 地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，g i s ) 是用计算机技术管理 地理信息的技术。，传统地理信息技术的进步是建立在软件生产商的各自的独特 技术的基础上的， 世赛上的各种品牌的g i s 软件都有自己的文件格式。这种竞 争的方式对g i s 技术作出了贡献，但同时，也为g i s 数据的共享制造了障碍。 数据共享在2 0 世纪末己成为业内技术专家、政界人士关心的问题，膏一矿。 本论文研究的主要目标是把可扩展置标语言( 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 ) 技术引入城市地理信息系统的建设中。仪m l 技术是一种新的技术，源于 标准通用置标语言( s t a n d a r d g e n e r a l i z e d m a r k u i l a n g u a g e ，s g m l ) ，弥补了超文 本标记语言( h p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，h t m l ) 的技术缺陷，被公认为下一代 的网络语言。x m l 文档遵循严格的语法要求、具有较好的保值性、显示与内容 相分离等优点，因此，x m l 在数据管理、网络信息传输上具有极强的功能。二 要建立基于x m l 的城市地理信息系统，首先要定义它的文档类型定义 ( d o c u m e n t t y p ed e f i n i t i o n ，d t d ) 。本论文分析了城市地理信息的数据类型及 特点，定义了一个简单、实用的d t d 文档c x m l d t d 。根据中国地球空间 数据交换标准及c - x m l 对同一空间对象分别编写了文档，比较了两种文档的不 同，分析了表达地理信息的x m l 文档的特点。 ( x m l 文档必须借助于其它工具的帮助，才能通过屏幕等形式表达出来。可 升级矢量图像( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ，s v g ) 是基于x m l 的、显示矢量图形的 语言，描述矢量图形的x m l 文档需转换为s v g 后才能在浏览器上显示出来。 本论文在最后的实例中，把成都市的一幅1 ：5 0 0 市区地图转换为s v g 形式，可 用i n t e m e te x p l o r e r 5 0 进行查看等操作。) r - 一、 关键词：城市地理信息系统，数据共享。可扩展置标语言，文档类型定义。 ” 一” 。 7 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i 页 a b s t r a c t g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ni sf a i ri m p o r t a n ti n f o r m a t i o n i n0 1 1 1 i i f ea n dw o r kw h i c h p e o p l eo f t e nu s ei tu n c o n s c i o u s l y w eh a v ea p p l i e dg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ( g i s ) i nc o n s t r u c t i o nt r a d e ss u c h 硒c i t yp l a n n i n g ，c i t yc o n 订0 1 i ta l s ow i l ls p r e a dt o o t h e rr e l a t e di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi n d u s t r i e s ，f o re x a m p l e ，e - b u s i n e s s ，a u t o m o b i l e n a v i g a t i o n g i si st e c h n i q u ei nw i - d c hc o m p u t e rt e c h n o l o g yi su s e dt om a n a g eg e o g r a p h i c i n f o r m a t i o n t h ep r o g r e s so ft r a d i t i o n a lg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi sb a s e d u p o nu n i q u et e c h n i q u eo f s o r w a r em a n u f a c t u r e r , s ov a r i o u sg i ss o f t w a r eh a si t so w n f i l ef o r m a t t h i sk i n do f c h a l l e n g ec o n t r i b u t e ds o m e t h i n go ng i st e c h n o l o g y , b u ta t t h es a m et i m e ，i ta l s or a i s e do b s t a c l e st od a t as h a r ew h i c hh a sb e e nap r o b l e m c o n c e m e d b yt e c h n o l o g ye x p e r t sa n dp o l i t i c i a n s a tt h ee n d o f t h e 2 0 “c e n t u r y i nt h i s r e s p e c t ，t h e t h e s i si sd e v o t e dm a i n l yt oi n t r o d u c ee 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 ) t e c h n o l o g y i n t ot h ec o n s t r u c t i o no fu r b a ng e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n s y s t e m x m lo r i g i n a t e df r o ms t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ( s g m l ) i s a k i n do fn e w t e c h n o l o g y , w h i c hr e m e d i e s t h ed e f e c t so f h p e r - t e x tm a r k u pl a n g u a g e f h t m l ) i ti sg e n e r a l l ya c k n o w l e d g e d 越n e x tg e n e r a t i o nn e t w o r kl a n g u a g e w h a t s m o r e ，i tc o m p l i e s 、i mt h es t r i c tg r a l l l m a rr u l e sa n dh a sg o o dp r e s e r v i n gv a l u en a t u r e i na d d i t i o n ，t h et e c h n o l o g yh a sa na d v a n t a g et h a td i s p l a yi ss e p a r a t e df r o mc o n t e n t s s ox m li sp o w e r f u lf o rd a t am a n a g e m e n ta n dn e t w o r ki n f o r m a t i o n t r a n s p o r t d o c u m e n tt y p ed e f m i t i o n ( d t d ) s h o u l db ed e f i n e db e f o r eb u i l d i n gu r b a n g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e mb a s e do nx m l t h i sp a p e ra n a l y s e sd a t at y p ea n d c h a r a c t e r , t h e nd e f i n e sas i m p l y , p r a c t i c a b l ed t d c - x m l d i d i no r d e rt od e s c r i b e t h ec h a r a c t e ro fx m ld o c u m e n to fg e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n , t b ep a p e rc o m p i l e s d o c u m e n t sr e s p e c t i v e l yi na c c o r d a n c e 砸t hc - e o - s p a t i a ld a mt r a n s f e rf o r m a to f c h i n e s e a n dc o m p a r e sw i t l lt h e s et w ok i n d so f d o c u m e n t s x m ld o c u m e n t sw i l ln o tb ed e l i v e r e dt h r o u g h8 0 m ed i s p l a y i n gf o r m sl i k e s c r e e nu n l e s so t h e ru t i l i t i e s a u s e d s v g ，b a s e do nx i v l l i sal a n g u a g eo f d i s p l a y i n gv e c t o rg r a p h s o n l yt h ed o c l l l ：n e n t sb a s e do nx m lc o n v e r t e dt os v gc a n 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 i i 页 t h ed e s c r i b i n gv e c t o rg r a p h sb ed i s p l a y e di nb r o w s e r a t t h ee n do ft h et h e s i s ，am a p o fc h e n g d ud o w n t o w nw h o s es c a l ei s1 ：5 0 0i sc o n v e r t e di n t os v g f o r ma n dc a r lb e v i e w e db yi e 5 0 k e y w o r d s lu g i s ，d a t as h a r i n g ，x m l ，d t d 西南交通大学硕士研究生学位论文 第l 页 第1 章引言 城市地理信息系统( 简称城市g i s ) 是地理信息系统的一个分支，是地理信 息技术( 包括地理信息系统，遥感，全球定位系统，统称3 s 技术) 及其它相关 信息技术在城市政府、企业的管理与决策及市民生活中的应用“1 。城市g i s 首先 是个信息管理系统( m i s ) ，它管理的对象是城市中的人和物( 如土地、房产) 。 人是城市活动中的主体，与人密切相关的是土地、房屋及市政设施等物。可以 这么认为，与人相关的信息大都具有时空性，在不同时间、不同空间位置产生 的信息是不一样的。m i s 在管理这类的信息( 具有时空性) 就显得不足。城市 g s 是具有空间信息管理能力的信息管理系统。 1 1 城市g i s 面临的问题 一个完整的城市g i s ，其数据应尽量能满足普通用户的需要。但由于城市 g i s 牵涉的部门太多、涉及的行业太广，建立个完整的城市g i s ，将面临许多 方面的挑战，其中有两个主要难点：一是来自管理体制，二是来自技术方面。 城市g i s 是由社会上各个部门的数据共同组成的。在目前的管理体制下， 各个部门间的数据实现共享是不现实的。中国现在处于一个变革的时期，一些 不合理的现象正在逐步消除，各种配套法规也在建立。“九五”国家科技攻关项 目“中国可持续发展信息共享示范”，已开始对信息共享政策机制和管理办 法进行了专题研究。地理信息共享法( 建议) 已经提出。应当相信，这种由 于体制的原因是不可能长久地阻碍城市g i s 的发展。 另一个阻碍城市g i s 发展的是技术原因。在很多城市，各个部门建立的g i s 平台是不同的，不兼容的数据格式将阻碍信息的流透、共享，影响城市g i s 的 发展。 目前，主流的g i s 软件商都有自己的文件格式，如e s r ia r c l n f o 的文件为 c o v e r g e ， e s r i a r c v i e w 的为s h p ，m i c r o s t a t i o n 的为d g n ，等等。这些文件 间可通过一些专门工具进行转换，但地理数据转换所需要的时间、费用和特定 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 需求降低了地理信息资源的利用率，而且，传统的地理数据转换方法通常要丢 失地理数据的语义。 1 2 数据共享 一般的观点认为，g i s 已步入由传统的技术驱动转向应用驱动的发展阶段， 虽然g i s 在项目级、部门级应用中己取得巨大效益，但在继续深入到企业化、 社会化的过程中，g i s 遇到了前所未有的数据共享难题。陈常松博士认为，目前 的g i s 数据共享只是在“数据”层面上的共享，既在保证g i s 数据不失真、不 损失精度的情况下，一个g i s 系统中的数据怎样与另一个系统中的数据相互集 成、融合、重组和转换“，数据转换以后，g i s 语义往往出现丢失，他在结论中 提出建立标准化的g i s 数据描述语言的建议。 目前的数据共享研究主要集中在多格式数据源及i n t e r n e t 应用上。日本的 空间数据互操作组织( s p a t i a li n f o r m a t i o ni n f r a s t r u c t u r ei n t e r o p e r a b i l i t y c o n s o r t i u r n ，s i 3 c o ) 把分布在不同部门的大比例尺地图任务、小比例尺地图、 正射影像地图及专题地图组织在一起，通过互联网在终端把它们叠加合成在 起，其目的是为了减少重复投资、为使用方提供廉价的地理信息服务0 1 。袁相儒 博士等为了解决i n t e r n e tg i s 的异构数据源互操作和异构地理信息处理环境的 互操作，提出了分布式超图模型( d i s t r i b u t e dh y p e rm o d e l ，d h m ) 及以分布 式超图模型为基础的基于c s 体系结构的i n t e r n e tg i s o “。g i s 在i n t e r n e t 上的应用另一个必须考虑的问题是网络数据转输技术的问题。齐锐博士认为， 过去在g i s 中，地图数据与属性数据分开存放、操作孤立，给应用带来不便， 并提出引进面向对象技术，把空间实体的各种属性数据、图形图像数据以及各 种运算操作统一管理起来m 】。 数据共享是数据提供方、使用方，软件生产商都关心的闯题。解决多格式 数据麸享一直是近年来g i s 应用开发中需要解决的重要问题。目前，实现多格 式数据共享的方式大致有三种：数据格式转换模式、数据互操作模式和直接数 据访问模式”。 数据转换模式的弊病是显而易见的，由于缺乏对空间对象统一的描述方法， 从而使得不同的数据格式描述时采用的数据模型不同，因而转换后不能完全准 西南交通大学硕士研究生学位论文 第3 页 确地表达原数据的优点，经常性地造成一些信息的丢失。目前的数据转换模式 主要集中在两个方面： 各软件商间的数据直接转换，如m a p l n f o 的数据转换到a r c v i e w 的数据格 式。 建立一个行业或国家标准，如美国的s d t s ，其它的商业g i s 软件都能读 入或输出这样的文件格式。这种方式使得各g i s 软件商之间不需直接转 换数据格式，众多的软件之间就可以通过中间数据格式交换信息。 g i s 互操作是指在异构数据库和分布计算的情况下，g i s 用户在相互理解 的基础上，能透明地获取需要的信息。互操作的基本思想是一种g i g 软件能 够直接操作另一种不同的g i s 软件的数据，而不需要先对g i s 的数据格式进行 转换。 o p e n g i s 为数据互操作制定了统一的规范，把提供数据源的软件定为数据服 务器，把使用数据的软件称为数据客户。数据客户要使用数据服务端的数据时， 首先向数据服务器端发送数据请求，由数据服务端提供数据。 数据互操作为不同的数据格式的相互利用、集成提供了一种方法，此方法 有一定的局限性，其前题条件是要求各g i s 软件商按统一的技术规范提供数据 访问接口，这在一段时期内实现它是不现实的。 直接数据访问的技术基础是要充分了解其g i s 软件的数据结构，按其数据 组织方式读取数据，如a r c v i e w 可以直接读去a u t oc a d 的d x f 文件。如果要 访问的数据格式不公开、或数据格式在不断地发生变化，这就给直接数据访 问技术广泛使用带来了困难。目前，只有少数知名的g i s 软件之间在使用这种 技术。 1 3 研究目标 目前为了解决g i s 的数据共事的问题，人们一直把注意力集中在数据转换、 数据互操作的研究上。g i s 的发展已有几十年的历史，沉淀下了海量的信息，一 些信息仍具有一定的实用价值；新的不同格式的数据也在源源不断地产生。因 此，研究这两种模式对利用原有数据、保护g i s 的投资仍具有实践意义。但从 这两种模式所处的解决问题的阶段上看，都属于事后处理阶段，即对于已有的 西南交通大学硕士研究生学位论文 第4 页 东西进行修补，没有从g i s 的根本数据生产上解决问题。因此，需要一种 新的数据格式用于统一g i s 数据的生产组织。 数据共享的问题不只是g i s 行业存在的问题，是整个信息行业都要面临的 问题。2 0 世纪6 0 年代，i b m 公司内产生了大量的办公文档资料，由于格式的不 统一，影响了文档的交换和存储。为了解决该问题，i b m 公司于1 9 6 9 年发明了 通用置标语言( g e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ，g m l ) 。经过十几年的完善和改 进，由g m l 发展为标准通用置标语言( s t a n d a r dg e n e r a l i z e dm a r k u pl a n g u a g e ， s g m l ) ，并于1 9 8 6 年被国际标准化组织公布为国际标准i s 0 8 8 7 9 。3 。 s g m l 是一个完善的、复杂的置标语言，它主要用于存储科技文献和政府 办公文件。由于其复杂性，阻碍了它向其它领域的发展。 - 可扩展置标语言( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，x m l ) 是s g m l 的简化版 本，它的目的是为了规范网络上转输的文档。由于它起源于s g m l ，具有s g m l 的一些优点，其应用范围和方式将会超越单纯的网络应用。如，利用x m l 可以 设计出新的某一行业的置标语言，用x m l 生成的文档资料几十年、几百年后仍 可用一般的工具进行读取，而且可以理解其含义，等等。x m l 技术出现时间很 短暂，但其影响已经渗透到了信息产业的各个方面，影响着信息技术的发展。 g i s 的核心是数据，围绕着数据的管理及处理方式产生了不同的g i s 软件。 x m l 语言不仅可以用于数据的精确表达，而且可以为异构信息系统之间的数据 交流提供有效的方法【8 1 。如把x m l 技术引入g i s 中，用x m l 技术表达空间数 据及属性数据，在通过x m l 组织好的标准的空间数据表达之后，要获得互操作 就比较容易t t l 0 】。x m l 将影响g i s 技术的发展，使得数据共享不再是一种障碍。 本文将从城市管理应用的角度出发，研究一个实用于城市地理信息系统的文档 类型定义( d o c u m e n tt y p ed e f i n i t i o n ，d i d ) 设计方案，并结合实际的需要，采 用x m l 技术建立一个初步的矢量图形数据共享实例，实现图形数据在i n t e m e t 上的传输和操作。 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 1 4 论文组织 本文在引言部分介绍了建立g i s 数据共享的重要性和必要性后，提出利用 x m l 实现矢量图形数据共享为研究目标。为使将要研究的问题阐述得更加清楚， 文章首先简要地回顾了g i s 和城市g i s 的发展历史，介绍了目前可用来建立数 据共享的工具( 置标语言) 及其优缺点，国内外的研究状况，分析了x m l 文档 结构特点，然后进行城市地理信息的d t d 设计，最后通过成都市地图实现了矢 量图形数据的共享，建立了一个基于x m l 的、可用于网络发布简单城市g i s 地 图数据的网页。 下面安排了5 个章节，其中： 第二章“g i s 与城市g i s ”。前部分简单介绍了g i s 的发展历史，后部分介 绍了城市g i s 的分类及数据类型。 第三章“可扩展置标语言”。第一节介绍了目前几种主流暨标语言。第二节 对x m l 的应用领域进行了分类。第三、四节介绍了国外对x m l 技术在g i s 应 用的研究现状。 第四章“城市地理信息的数据与标准化”。第一节分析了城市g i s 的数据来 源，第二节介绍了城市g i s 的数据模型。第三、四节介绍了地理信息标准化及 空间数据交换标准的一般情况。 第五章“基于x m l 的城市g i s ”。第一节分析了x m l 文档结构特点。第二 节介绍了文档类型定义所作的工作。第三节对样式单进行了说明。第四节为城 市地理信息的d t d 设计。第五、六节分析了s v g 文档的结构。第七节介绍如 何用s v g 技术显示地图。 第六章“基于x m l 的城市地图的实例”。介绍建立一个基于x m l 的用于 网络发布的简单的g i s 的实例。 文章在“结语”部分总结了本文研究的主要结论，并提出了后续相关研究 工作的建议。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章 gis 与城市gis 2 1 地理信息系统 城市g i s 是g i s 的分支，介绍城市g i s 有必要回顾一下g i s 的发展历史。 g i s 萌芽于2 0 世纪6 0 年代初“”。1 9 6 2 年，加拿大的r o g e rf t o m l i n s o n 提出利用计算机处理和分析大量的土地利用数据，并建议加拿大土地调查局建 立加拿大地理信息系统( c g i s ) ，以实现专题地图的叠加、面积量算等操作。与 此同时，美国的d u a n ef ，m a r b l e 在美国的西北大学以计算机为手段，研究大规 模的城市交通，也提出了建立地理信息系统的思想。 地理信息系统巩固发展于2 0 世纪7 0 年代。第二次世界大战后，工业生产 能力不断提高，人类对环境的影响越来越大。资源开发与环境保护成为了政府 首要解决的问题，政府需要一种能准确地分析地理信息的工具。计算机的迅速 发展支持了这种需要。在计算机硬件方面，功能的提高、价格下调：在软件方面， 关系数据库的出现、各种新型的地理信息系统软件的出现，这为地理信息系统 技术的发展打下了良好的基础。这个时期的代表如美国环境系统研究所( e s r i ) 开发的软件至今仍占据主导地位。 2 0 世纪8 0 年代，地理信息系统技术得到了大的发展，其应用领域迅速扩大， 从资源管理、城市规划到安全保障，从行政管理到商业分析，涉及到了许多学 科领域。这个时期的技术特点注熏于空间决策支持分析。 2 0 世纪9 0 年代。g i s 技术已从专业用户扩散到了普通非专业用户。一方面， 地理信息系统已成为许多机构必备的工作系统，尤其是政府决策部门在一定程 度上由于受地理信息系统的影响而改变了原有的运行方式、设置与工作计划等； 另一方面，社会对地理信息系统认识普遗提高，对其需求大幅度增加。从而导 致了地理信息系统应用的扩大与深化“。如美嗣的“数字地球”战略，我国的 “2 l 世纪议程”和“三金工程”也包括了地理信息系统，地理信息系统将发展 为现代社会最基本的服务系统。 城市也是地理信息系统技术扩散的一个重要目标。美国副总统戈尔于1 9 9 8 年1 月2 1 日提出了“数字地球”的概念后，在中国，“数字中国”、“数字省”、 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 “数字城市”这些概念也被提出。中国建设部部长俞正声在“2 1 世纪数字城市 论坛”的开幕词中指出，所谓“数字城市”与“园林城市”、“生态城市”一样， 是发展方向的一种描述，是指数字技术、信息技术、网络技术要渗透到城市生 活的各个方面1 。 “数字城市”的重要组成部分之一是城市g i s ，城市g i s 源于地理信息系统， 但其使用对象、使用目的己与传统的地理信息系统发生了变化。 2 2 城市g is 各国开发的城市g i s 各有特点。在我国，城市g i s 中的地理信息或空间数 据主要由城市测绘院( 勘察院) 提供。与国家基础地理数据相比较，城市空间 数据具有如下特点：比例尺大，分辨率高：内容丰富、信息老化速度快：数据 生产更新的周期长、费用高“。 2 0 0 1 年，建设部对全国部分城市的空间数据和g i s 应用现状进行了一次调 查，其调查结果可用表2 1 表示“”： 表2 ig i s 在建设行业的应用状况调查 该调查报告认为，城市领域是g i s 技术在我国成功应用的典范“”。不可否 认，g i s 在我国得到了发展，其软、硬件水平与国外保持一致，但就目前的应用 状况来看，还主要集中在城市建设系统，没有大面积地辐射到其它相关行业。 g i s 技术应用领域的扩大是社会发展的必然。据1 9 9 8 年的全球g i s 市场分 析，g i s 除了在其传统领域如灾害、测绘、环境保护等继续发挥不可替代的作用 外，由于地理数据的可获得性以及地理信息系统的互操作性能力加强，g i s 将在 新的领域发挥重大作用“”。g i s 全球市场分析结果见表1 2 m 1 表2 2o i s 全球应用领域统计 西南交通大学硕士研究生学位论文 第8 页 从表2 1 、表2 2 可以看出，我国的城市g i s 与先进国家相比，其应用领域 还狭窄，涉及的行业还不多，要建立“数字城市”，其城市g i s 必须深入到城市 生活的各个方面。 2 3 城市g is 的分类 城市g i s 的一个特点是用户的多元化，其用户可基本分为三类：政府、企 业和社会。理想化的城市g i s 由政府g i s 、企业g i s 和社会g i s 构成，通过网络 ( 局域网、i n t e r n e t 、宽带网、有线电视网和公用电话网等) 将政府、企业和 社会联成一个整体，实现资源共享“1 。如图2 1 所示： 【ij l e k 月qu i o 国内早期的城市g i s 建设主要侧重于政府g i s 【i 】。g i s 是一种集空间信息及 属性的采集、存储、管理、分析的计算机系统。制约g i s 发展的因素有两种， 一个是采集空间数据的的困难性，建立一个g i s 系统，其成本的8 0 用于数据 的采集：另一个是g i s 的平台，在早期g i s 建设中，o l s 平台往往是国外的， 因此，价格较贵，一般单位是不能承受的。由于政府地位的特殊性，它是当地 空间数据采集的组织者，而且政府管理与决策迫切需要g i s ，所以g i $ 的建立需 要政府的支持。 上海市规划局于1 9 8 9 年开始计划建设城市信息系统。1 9 9 0 1 9 9 1 年完成了 2 平方公里的小范围的包括1 4 个专业的小型g i s “”；成都市规划局于1 9 9 8 年开 始对i ：5 0 0 线划图数字化，建立成都市基础地理信息系统。早期的政府g i s 建 设一般开始于规划部门。 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 ( 2 ) 企业g i s g i s 在企业中的应用可分为两种类型：一是企业设施管理，二是对企业的经 营活动提供决策分析。 九十年代后期，为城市提供基础和公用设施服务的企业，开始着手建立设 施管理的g i s ( 又叫a m f m ) ，如城市供电、煤气、供水、电讯等行业。一些特 大型、大型工业企业或商业企业也开始建立企业内部的设施管理g i s 。通过建立 企业的设施管理g i s ，企业可以从空间分布的角度了解设施运行状况，充分利用 设施，从而产生经济效益。 信息技术的快速发展，正在改变传统的商业模式，如企业对企业交易( b 2 b ) 市场仍是一个充满希望、高增长的领域。由于g i s 是一个具有空间信息的计算 机系统，在g p s 的配合下，它将成为b 2 b 成功交易的技术手段。 图2 2b 2 b 运营模式 ( 3 ) 社会g i s 随着i n t e r n e t 和w e b g i s 技术的发展，为企业和市民提供城市空间信息服 务的g i s 网站也开始出现，如啊w 9 0 2 m a p c o m 等，人们可以通过浏览器查看自 己关心的地图资料。g i s 已通过i n t e r n e t 走向了社会，成为普通人的日常生活 中的工具。 。 2 4 城市g ls 的数据类型 地理信息系统的基本功能是数据输入，数据储存、管理和数据的分析。数 据是地理信息系统的核心，这些数据按其特性可以分为三类：一是空间数据， = 是属性数据，三是法律文档资料“”。 空间数据是对现实空间对象的描述，是通过某一观测手段得到的观测值或 对观测值进行处理的结果。美国地质测量局u s g s 认为国家基础地理信息产品至 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 少包括五种基本类型的标准数字地学空间数据，它们分别是：数字线划图 ( d i g i t a ll i n eg r a p h s ，简称d l g ) 、数字高程模型( d i g i t a l e l e v a t i o nm o d e l s ， 简称d e m ) 、数字正射影像( d i g i t a lo r t h o p h o t oq u a d r a n g l e s ，简称d o q ) 、地 理名字( g e o g r a p h i cn a m e ) 和数字栅格图( d i g i t a lr a s t e rg r a p h s ，简称d r g ) 。”1 。根据我国实际情况，在城市g i s 建设中，占主导地位的空间数据产品是d l g ， d e m 、d o q 仍在发展中。 属性数据亦称为统计数据或专题数据“，对空间特征以外的特性的描述。 各个行业对属性数据都有自己的定义，如一个空间对象为一栋房屋，对于规划 部门来说，它的属性是楼层、建造年代、结构；但对于房产管理部门来说，它 的属性是其产权所有者的资料、抵押状况等。因此，城市g i s 中与传统g i s 的 最大不同是其属性数据所占比重大、且不易获得。 法律文档资料也是一种属性，但这种属性具有法律意义，它只能由法律赋 予的管理部门作出认定，如土地使用证。 城市g i s 的数据来源是多样的，有空间数据提供方，也有属性数据提供方。 城市测绘院主要提供城市的空间数据，通讯公司、房产管理部门往往提供的是 属性数据。各个数据提供方都有自己的一套管理系统，用于管理自己有关的数 据，这样的系统对于城市测绘院来说往往是一种简单的g i s ，也可以称为基础地 理信息系统；对于以属性数据提供方来说，这样的系统也就是一种m i s 系统。 城市g i s 就是以空间数据为一种手段，整合产生于城市的属性数据。图2 3 为 城市g i s 的数据来源说明： 一! 卜一 一 | 城市g i s 空间数据提 供方 芬b | 峰雹寥t o t 一 用户 一。 i| 属性数据提 供方 图2 3 城市o i s 数据来源说明 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 1 页 第3 章可扩展置标语言 数据共享的是g i s 行业目前热点研究解决的主要问题之一，数据格式不统 一，必然影响文档的交换和存储。x m l 是可扩展的置标语言，它的目的是为了规 范网络上转输的文档，因而被称为下一代的网络语言。它起源于s g m l ，1 9 9 9 年 2 月由w 3 c ( 全球信息网协会) 正式制订出x m l i 0 。在现今使用的一般性置标语 言有三种：s g m l ，h t m l 和x m l 。s g m l 是最早、最完善的、一般性的置标语言， h t m l 是在2 0 世纪末、2 l 世纪初i n t e r n e t 上最成功的置标语言，x m l 是最有潜 力的下一代网络上的置标语言。 3 1 置标语言的比较 3 1 1 超文本标记语言( h t m l ) h t m l ( h y p e r - t e x tm a r k u pl a n g u a g e ) 是一种用于网络信息传输的超文本标 记语言，它为i n t e r n e t 的发展作出了极其重要的贡献。 h t m l 之所以能在网络上流行，一个原因是其简单易用，在写字扳上书写一 段h t m l 文档，用i e 就可浏览。 使用i e 5 0 ，可得如下显示效果 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 图3 1h t m l 文档在i e 中的显示 h t m l 有很多优点。3 ： 标记个数有限，易于掌握。 h t m l 的所有标记加在一起也不超过1 0 0 个，而常用的标记就只有几十个， 如 ， ， ， 等等。由于标记数量少，对于一般应用者来 说，很容易把自己的资料编写成h i m 文档。 语法要求不严格，容错能力强。 h t m l 对大小写不敏感；标记也不要求配对出现。其主要原因是浏览器厂家 为了使自己的产品更能友好地面对互联网上的各种信息，都在提高浏览器的容 错能力。 同样，在当时技术条件下是优点，现在也可能是缺点0 3 ： 标记固定，不易满足不同行业用户的需要。无论是做贸易资料的或是做技术 资料的，都用同一标记。 h t m l 只重显示，不重视其表现的信息的内在结构。如以下代码： 两南交通大学 土木工程学院 对于h t m l 而言，它只关心在屏幕上如何把它显示出来，不关心其间的内在 联系。 h t m l 标记语言标准不统，影响数据的交换。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第13 页 h t m l 标记语言和浏览器的关系密切，由h t m l 标记编写的代码只有通过浏览 器的翻译和解释才能显示出来，也就是浏览器决定了h t m l 的发展。由于浏览器 的厂商为了各自的利益，制订了自己独特的标记，从而造成了国际上h t m l 标记 语言的混乱局面。 3 1 2 标准通用置标语言( $ f i m l ) s g m l 是一种现今最成熟、最稳定的一般性置标语言，它为描述电子文档 资料提供一种规范，同时也为电子文档信息结构化提供统一的规则【9 】o 它的主要 目的是为了保存文档资料及文档资料的交换。 s g m l 是一种完美的置标语言，它有以下优点。3 ： 稳定性高 s g m l 从发明至今，已有几十年的历史了，由于其稳定性，s g m l 的用户 多为大型企业、科技情报和政府等部门的文件资料管理。 可移植性好 s g m l 的发明目的就是为了文档资料的保存和利用，因此，基于s g m l 的 文件能够实现跨平台交换。 当然，s g m l 也有其不足。1 ： 非常复杂 s g m l 是一个具有复杂体系的技术标准，其置标成千上万，掌握它不是一 件容易的事。 开发费用昂贵 由于s g m l 的复杂性，根据s g m l 开发应用程序的费用就高，这影响了 s g m l 的普及。 缺乏厂商的支持 i n t e m e t 上的主流浏览器厂商m i e r o s o f t 与n e t s e a p e 支持h t m l 的发展，但 并没有支持s g m l 的意愿；由于s g m l 过于复杂，也只有少数厂商愿意投资开 发s g m l 的相关应用程序，这阻碍了s g m l 的普及。 3 1 3 可扩展置标语言( x m l ) 在置标语言家族中，s g m l 功能强大，但太复杂；h t m l 功能很简单，但 无法处理大量的结构化信息。s g m l 与h t m l 是处于置标语言应用的两个极端 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 的层次上，x m l 的出现填补了这两种语言间出现的空缺，一方面继承了s g m l 的结构严谨的优点，另一方面又吸取了h t m l 成功的经验。x m l 有以下几方面 的优点”。： x m l 的良好可扩展性。x m l 是一种元置标语言，根据它可以演变无数种置 标语言。 x m l 的内容与形式分离。 x m l 具有跨平台性。 x m l 具有较好的保值性。 x m l 源于s g m l 的置标语言，它是为数据管理、数据传输而诞生的。订l 出现没有几年时间，技术标准没有完全建立，一些标准还有争议，但是人们已 经普遍认识到x m l 的作用和巨大潜力。作为s g m l 的简化子集，x m l 在s g m l 的应用领域仍然有它的用途，如文档资料管理、信息管理等。另外，) 叫l 的自 身特点及现在的软、硬件环境决定了它在s g m l 的应用领域以外有更加广阔的 用途。图3 2 直观地说明了x m l 的起源及应用： 3 2x m l 的应用分类 图3 2 x m l 起源及应用 对目前的一些】( m l 应用资料进行分析，x m l 的应用领域可分为以下几类嘲； ( 1 ) 创造新的置标语言 由于x m l 是元置标语言，用户可以定义自己需要的标记，形成自己领域内特 定的置标语言。该领域内的成员可以通过该置标语言交换数据和信息，而无需 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 5 页 担心数据不能使用。目前，已经成功定义的新置标语言有化学领域的c m l ，数学 领域的m a t h m l ，通讯领域里的w m l ，地理信息系统业里的g m l 、g - x m l ，可升级 矢量图像s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c ) 等。 ( 2 ) 文件保值 x m l 是元置标语言，根据x m l 书写的程序，亦称为x m l 文档，就是包含有置 标的文本文件。用x m l 可以保存各种类型的数据，如文字类型的办公文件，图 形类型的矢量文件等。在x m l 出现前有各种形式保存各种文件，用+ d o c 保存 m i c r o s o f t 的w o r d 文件，用 d w g 保存c a d 的图形文件，用+ s h p 文件保存 a r c v i e w 的g i s 文件，等等。这些文件都不相同，但有一点相同的，即其代码都 不能通过简单的形式显示出来。即使能打开它、且能显示，但其内容晦涩难懂。 现在流行软件的文件，几十年、几百年后，就不定能找到合适的工具打开， 在这种情况下，虽然磁盘文件还在，但该文件的价值可能就彻底丢失了。 用x m l 编写的x m l 文档，实际上是包含有置标的文本文件，文本文件不 需要特殊工具支持，用简单的工具( 如m i c r o s o f t 的写字板) 就能打开。因此， 只要保存文件的物理介质还在，即使丢失一些数据，仍然可以读取剩下的数据。 其他文件格式就难以作到这一点。 另外，x m l 文件具有自描述性。如能理解定义标记使用的语言，以后什么 时间都能明白其含义。下面为一x m l 文档片段，其含义非常明确： a 测绘院 2 0 0 1 年1 月1 用 ( 3 ) 数据的交换 在信息社会中，信息无时无刻地在产生、流动。数据交换无疑是x m l 最令 人激动的应用。x m l 使得不同计算机和不同应用系统能够交换数据。数据交换的 核心问题是信息的标准化，主要解决信息的可理解性问题，包括人和机器对信 息的理解”1 。机器，特别是计算机，在人们的生活工作中是不可欠缺的。计算机 间的数据交换、数据处理是保证整个社会正常运行的基础。x m l 的出现，为信息 的标准化提供了有力的工具。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 6 页 图3 3x m l 适合于数据交换 由于不同的应用领域对数据的要求不同，要制订一个全能的数据交换标准 是不可能的，同时也没必要。目前的作法是一个行业里共同制订一个权威的标 准，参与单位或个人按此标准组织数据，就可以进行数据交换。如，日本在g i s 行业中制订了g - x m l 标准，该标准虽说出现时间不长，但其影响很大。日本政 府期望g - x m l 能够糇合其g i s 的应用，降低数据生产成本、提高政府办公效率【l 9 1 。 ( 4 ) w e b 应用 由于) ( m l 是由s g m l 来源于s g m