（计算机软件与理论专业论文）石油录井导向系统三维图形的绘制与显示.pdf

中文摘要 摘要 录井技术是油气勘探开发活动中最基本的技术，是发现、评估油气减最及时、 最“接的手段。丌发一套通用性好，有自主知识产权的录井导向系统对我幽的石 油勘探业具有重人意义。 在计算机辅助录井过程中，需要处理大量的矢量图形。计算机根据测井数据， 能自动确定油、气、水产状，自动绘制不同类型的录井图。目前很多录井导向系 统绘制矢量图形的方式、存储格式各不相同，软件通用性较差，也不便于软件的 二次丌发。 本文通过对欠最图形的三种标识语言进行比较分析，提出以x m l 格式的文档 来存储一维矢量图形。本软件使用s v g1 1 标准作为三维图形的存储格式，在录 井导向领域矢量图形的格式与存储方面做出了初步的研究和探索。软件实现了手 动调整图形中录井位置与数量、数据录入和修改、根据测井数据全自动生成三维 矢量罔形等功能。矢量图形可沿z 轴旋转，解决了矢量图形旋转时的遮挡问题。 最终乍成的s v g 图形可以很方便的在主流浏览器中奄看，提高了录井图形的通用 性，也方便进行系统：二次丌发。 关键词：石油录井；a s p n e t ；x m l ；s v g 英文摘要 3dv i s u a l i z a t i o nr e s e a r c hi nm u d l o g g i n g a b s t r a c t l o g g i n gt e c h n o l o g y i st h em o s tb a s i ci nt h eo i la n dg a se x p l o r a t i o na n d d e v e l o p m e n ta c t i v i t i e s i t i st h et i m e l ya n dt h em o s td i r e c tm e a n st od i s c o v e ra n d e v a l u a t et h eo i la n dg a sr e s e r v o i r s t h ed e v e l o p m e n to fa no r i e n t e dl o g g i n gs y s t e mt h a t h a sg o o dg e n e r a l i t ya n ds e l f - o w n e di n t e l l e c t u a lp r o p e r t yi so fg r e a ts i g n i f i c a n c ef o rt h e o i le x p l o r a t i o ni n d u s t r yi nc h i n a i nt h ec o m p u t e r a s s i s t e dl o g g i n gp r o c e s s ，al a r g en u m b e ro fv e c t o rg r a p h i c sn e e d t ob eo p e r a t e d a c c o r d i n gt ot h el o g g i n gd a t a ，c o m p u t e rc a na u t o m a t i c a l l yd e t e r m i n e t h eo c c u r r e n c e so fo i l ，g a s ，a n dw a t e ra sw e l la st od r a wd i f f e r e n tt y p e so fl o g g i n g g r a p h s a tp r e s e n t ，m a n yl o g g i n go r i e n t e d - s y s t e m sa r ed i f f e r e n ti nt h ew a y so fd r a w i n g v e c t o rg r a p h i c sa n ds t o r a g ef o r m a t s b e s i d e s ，s o f t w a r ed o e sn o th a v eg o o dg e n e r a l i t y , w h i c hi sn o tc o n v e n i e n tf o ri t ss e c o n d a r yd e v e l o p m e n t f h i st h e s i si si n t e n d e dt op u t sf o r w a r dt h a tt h ed o c u m e n t st ox m lf o r m a ta r e u s e dt os t o r et w o d i m e n s i o n a lv e c t o rg r a p h i c sb yac o m p a r a t i v ea n a l y s i sb e t w e e nt h r e e k i n d so fv e c t o rg r a p h i c sm a r k u pl a n g u a g e t h es v g1 1s t a n d a r ds o f t w a r ei s e m p l o y e da st h es t o r a g ef o r m a to ft h r e e d i m e n s i o n a lg r a p h i c sa n dap r e l i m i n a r ys t u d y a n de x p l o r a t i o ni sm a d ei nt h ef o r m a ta n ds t o r a g eo fl o g g i n g o r i e n t e dv e c t o rg r a p h i c s s o f t w a r em a n u a l l ya o j u s t st h el o c a t i o na n dn u m b e ro fl o g g i n gi nt h ev e c t o rg r a p h i c s ， i n p u ta n dm o d i f yd a t a ，a n da c c o r d i n gt o t h el o g g i n gd a t a ，a u t o m a t i c a l l yg e n e r a t e t h r e e - d i m e n s i o n a lv e c t o rg r a p h i c s ，v e c t o rg r a p h i c sr o t a t i o na l o n gt h ez a x i sr o t a t i o n ， w h i c hs o l v et h eo c c l u s i o ni s s u ew h e nv e c t o rg r a p h i c sr o t a t e t h eg e n e r a t e ds v g g r a p h i c sc a nb ev e r yc o n v e n i e n tf o rt h eb r o w s e ri nt h em a i n s t r e a mv i e w , i m p r o v et h e g e n e r a l i t yo fl o g g i n gg r a p h i c s ，a n df a c i l i t a t et h es e c o n d a r yd e v e l o p m e n to ft h es y s t e m k e yw o r d s ：o i ll o g g i n g la s e n e t ；x m l ；s v g 大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑晕声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果， 撰。t j 成博硕士学位论文：互油显赴昱囱丕缝三维幽形鲍绘剑生显丞：。除论 文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体已经 公丌发表或未公丌发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名：鱼年泌 学位论文版权使用授权书 本学位沦义作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学 位论文的规定，瞳| j ：人连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论 文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学i 叮以将本 学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩日j 或扫 描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到中国优秀博硕士 学位论文全文数据席( 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社) 、中困学位论文全 文数掂库( 巾罔科学技术信息研究所) 等数据库中，并以电子出版物形式出版发 , d - 4 ：l i 提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。 碉静季 第l 章引言 第l 章引言 1 1 选题背景 随着信息科学技术的迅猛发展，每个行业都在追求新的科学的牛产方法，以 提高发展模式和生产效益，石油勘探开发行业也不例外。我国位于的人地区是 f 1 前h 际上石油需求最旺盛而资源量却又及其匮乏的地区，对石油价格波动和供 应鞋比较敏感。中国是除了同本、美国之外的第三大石油进u 国和消费国。随着 我i - q 改革，l ：放的深入和经济的进一步发展，今后的围内石油需求将大幅增长，如 何增强我们的乍i 油_ 丌采能力，已经成为了我图能源发展战略的重中之重。 在这种大环境的压力下，石油勘探开发的科学化日益重要，不但要求科学地 ，i ：发油气等资源，也要求科学勘探，科学钻井。石油行业的发展和生产离不丌石 油钻井，而钊i 井有和行油录井是相辅相成的，要想科学的进行石油钻探，在行油 勘探 ，减少风险，提高生产效率，就不得不重视录井技术的作用。 石油录井技术足对油4ef t l 地质、油臧及生产动态进行综合研究、分析的有效 工具。其主要作用是对水气油层的解释，为油气f n 开发方案的定制、调整、油气 的扩边、挖潜及油气用井网密度的调整提供峰实的依据。工程技术人员根据石 油求井数捌分析、研究爿：场数据，将石油录井采集的数据通过直观二i 维图形表达 米，以便帮助：r = 程技术人员快速决策和判断井场情况。 录井技术是地下油气勘探工作中的最基本的技术，它是发现与开发油，e 臧最 直接，也是最及时，最重要的手段之一。录井是石油二i 二程的重要组成部分。录井 般指在钻井的过程巾，通过仪器或人工对钻井施工参数、地下岩层、底层流体 。陀质等进行地面时足连续记录和进行分析评价，它是石油勘探进程中的信息集成 者和服务者。近年米，各大录井服务公司开始提供录井i n t e m e t 互联网信息传输 存储服务，为科学高效石油钻探开辟了新途径，这是现场钻探信息化的丌端，也 是录井信息化的发展方向i lj 。 通过实际研究和翻阅资料，发现石油行业大多存在这样的问题：采集到的大 量数槲为原始数据，没有直观化处理为易于理解的形态，这样就需要决策人员和 与- ：l k 人员通过大带的阅读数据，凭借个人经验，才能感性的掌握数据的概貌。对 石油人员的经验、能力要求相当高。通过信息化技术，让大量分布式的枯燥的数 第l 章引言 扔：变成直观的表、图以及对比关系，这样可大大简化信息的阅读，也为行业节省 大量的时问成本和分析成本。 由于国外的油气藏勘探、开发一般都集中于海相地质层油m ，而我幽当前1 1 丁 丌发的油气阳多是陆相地质层油f f j ，这样导致国外的录井软件不能完全适用j r 中 同石油行业的，从而导致分析数据的可操作性大大降低。由于罔内软件丌发的劳 动力成本相对较低，走软件的自主产权化之路，不但能降f c - t - j 托成本，也能使得 我困的经济命脉牢牢掌握在自己手中。 石油录井导向系统是对油气f 只地质、油藏及生产动态进行综合研究、分析的 有效工具。计算机以井位图、油藏剖而图、栅状图、多井对比图( 地层刈比图、 砂层对比图、油层对比图) 、生产曲线为手段，展示储层及油气水的空间分和状态， 分析、研究储层的地质特征，进而得出油、气、水的分布规律，为油气r f l ，i ：发方 案的定制、调整、油气刚的扩边、挖潜及油气田井网密度的调整提供峰实的依据。 石油录井导向系统由工区管理、绘图平台、分析接口、平向构造图、多井对 比图、油臧剖而图和栅状图七大模块构成。石油录井导向系统主要处理的就足勘 探数据的分析和各种图的显示与优化，其中栅状图最接近地层卣观效果，由栅状 图模块处理录井分析的数据结果，然后通过三维视觉效果以矢量图的方式表达5 来。这也是本论文研究的重点内容。 1 2 国内外研究现状 f 1 前国外较先进的综合录井仪有法国g o e s e r v i c e s 公州研发的a i 。s i i ( a d v a n c e dl o g g i n gs y s t e mi i ，属于g e 0 6 0 0 0 综合录井仪系列) 综合录井仪、美 国b a k e rh u g h e si n t e q 公司研发的a d v a n t a g e 综合录井仪、美国h a l l i b u r t o n 公司研 发生产的s d l 9 0 0 0 综合录井仪、英国g e a r h e a r t 公司研发生产的d r i l l b y t e 综合匀之 井仪、加拿大d a t a l g o 公司研发生产的d a t a l o g 综合录井仪等i 2 1 。这些综合录井仪 的联机系统大都足随机器引进的，不同仪器j 家通常都用不同的录井导向系统， 使用的丌发语言、开发甲台、采集方式、硬件配置、信息处理方式以及图形的存 储与输出格式都各f 相同。而月应用系统、操作系统、报告和操作于册、图件的 输格式等说明部分伞部采用英文，不能很好的适合国内录井录i fj 场的需要。我 国生产的常用的综合录井仪有兴国科技总公司研制的x g s z y l 综合录 卜仪、胜 第1 章引言 利地质录井公司研制生产s r p z 0 0 0 综合录井仪等等，国内厂家的录井导向系统， 彳i 管是计算模型、理论基础、还是开发平台都相对较落后，也不能很好的满足当 下【因内录井f j j 场的实际需要。 目前市场上的大多数录井导向系统对栅状图、油层剖面图等矢量图形都使用 白定义的格式，白成一体，通用性较差，不利于二次开发。大多使用v c + + 等编 程语南独。、，：编，；的绘图程序，对网络功能支持不够，不方便在网络环境下浏览和 编辑。存储格式也各不相同，增加了系统使用和维护成本。 本论义钊。对以上情况，充分考虑了石油录井行业需要和网络化趋势，探讨了 使用网络通用件很强的s v g 格式矢量图形表述录井栅状图的可行性。同时在图形 的，l 成、旋转、遮挡、透视等各方面均作了深入研究，对石油录井系统的标准化、 蚓络化作了有益的试探。 1 3 课题研究意义及内容 奉软件用s v g 格式的矢量图表示石油录井栅状图，能在一定程度上克服上述 缺点。s v g 格式的矢量图形是新一代网络图形标准，通用性强，在浏览器中即t 叮 浏览查看，提高了系统的兼容性。开发一套能根据录井数据动态生成s v g 格式的 欠毓图软件是非常有必要的。本论文探讨和实现了用二维图形模拟出i 维效果并 实现了图形实时旋转，以实现全方位多角度观察地质地貌，这对提高生产效率是 很自帮助的。 本论文论述了石油录井导向系统中用到的矢量图相关技术，针对石油录井导 向的现状和新的需求，研究和设计并初步实现了栅状图显示与优化模块。利用微 软的n e t 甲台以及d o m ( d o c u m e n to b j e c tm o d e l ) 接口，对软件模块进行具体 实现。本论文手要研究的内容如下： ( 1 ) 深入研究分析当前主要的矢量图格式，结合石油录井特点确定矢量图标 准。 ( 2 ) 根据s v g 标准，制定x m l 矢量图形文件格式。深入探讨并实现了用二 维矢量图模拟三维地层模型算法。 ( 3 ) 动态生成和解释x m l 矢量图形文件。对不能匹配的信息采集点进行特 殊处理。 第1 章引言 ( 4 ) 在录井平面图可以观察并调整录井位置，可以任意选择并连接求井以乍 成三维效果的地质栅状图。 ( 5 ) 实现鼠标中键对三维图形的移动和鼠标左键对三维图形的旋转，并解决 了旋转时造成的遮挡难题。 1 5 论文组织与结构 本论文总共分5 章，分别为： 第一章是引言，介绍选题的背景、国内外研究与发展状况以及本论文t 要研 究的内容。 第二章卡要足对本论文所涉及的技术方面知识和内容进行归纳、概述，为本 系统的研究与开发奠定基础。主要包括n e t 平台、s v g 、x m l 、d o m 等。 第三章对石油录井导向系统进行系统分析，根据系统设计目标给 j l 应的系 统架构，对栅状图模块进行功能和结构设计，给出实现图形旋转的解决方案。 第1 j 【 章给出石油录井导向系统栅状图生成与显示模块的具体设计。实现，以 及最终程序运行界面和说明等。 第五章最后对本文所作的工作加以总结，并且提出下一阶段的：e 作展望! 。 石油录升导向系统二维图形的绘制与显示实现 第2 章相关技术理论 2 1 矢量图形概述 计算t j t q - 的图形一般可分成两大类：位图与矢量图。 矢餐图是使川线段和曲线描述的，因此称为矢量，位置和色彩信息也包含在 图形中。矢量图形的元素是一些点、线、弧线、矩形、圆形、多边形等，这些都 是由数学公式计算得到的。例如一朵花的矢量图形的外框轮廓是由线段形成的， 花朵呈现的颜色由外框的颜色和外框所封闭起来的颜色决定。因此可以说矢量图 足由欠毓图的图形元素所构成剧3 | 。当编辑矢量图形时，描述图形形状的线和曲 线的属性会被定义并被一一记录下来。对一个矢量图形霞新定义形状，重新定义 尺寸，例如移动或者改变图形某一部分的颜色，这些操作都不会改变矢量图形的 现实质量。矢黾图形也可以叠加，从而使图形的某一部分被遮挡，也可以改变对 象的透叫度以产，- l i 些特殊效果。矢量图形的另一个特性是“分辨率独j 莎”，也就 足说显示或输出矢量图形时，图形的品质和设备的分辨率没有关系，放大后的 欠莆图形的清晰度没有受到影响。 山于矢量图形l 叮以通过数学公式计算获得，所以矢量图形的文件体积一般都 不人人。矢最图形无论缩小、放大或旋转都不会失真，这也是它的一大优点。一 个树叶的图像足由很多点构成的，如图2 1 所示，由直线或曲线通过这些点，以 构成树叶的轮廓，树叶的颜色是由轮廓的色彩和轮廓包围区域的色彩确定的。 第2 章相燕技术理硷 削21。片树叶的欠量图 f i 9 2l v e c t o r o f a l e a f 位罔义称光栅图常用于照片等等高品质的图像处珲，是山许多像素卦地的 图形。通过像素的位置与颜色值表示，表现出颜色明暗的变化。简单说位削就足 以无数的带颜色的点组成的图像，当不断放大时就会看到很多像素色块，图像会 失真。位罔常用于图片处理、婚纱影视效果图等，如常用的扫描、照片、数码照 片等。 位图图像也称为绘制图像或者点阵图像，它是山巾个点( 也被称作像素，| j i j 削片元素) 组成。所有的点可以进行不同的染色和排列以构成图样。放火位幽的 时候，就可以看到赖以构成图像的无数个小方块排列在一起。放大何图的尺寸会 使单个像素增加，产生马赛克效果和锯齿效果。但是如果从鞍远的位簧观察，幽 像的形状和颜色义显得是连续的了。因为每一个像素都是单独染色的，所以町通 过以母次一个像素的频率操作选择区域，产生近似牛日片的逼真程度，比如加畦觑 色年u 加深阴影。缩小尺寸也会使位图变形和失真因为图像变小足通过减少像豢 实现的。由于位图图像是以像素集合体的形式创建而成的，因此不能单独操作( 例 如移动) 位圈的局部部分。 图2 2 中的树叶是由特定的位臂和每个像素的色值来确定的，如同“马赛克” 样的方式形成图象。 ij 订h 蒙井导向系统二维图形的绘制与显示实现 22x m l 简介 蚓2 2 一片树叶的位嘲 f i g22b t i m a po f a l e a f x m l 即e x t e n s i b l e m a r k u pl a n g u a g e 缩写，中文的意思是“可扩展标口 语占”。 x m i ，是一剥- 元标记语言1 4 j ，这罩说的“元标记”就是使用者可以根掘自己的想法 定义属j 二自己的标电，比如使用者可以定义如下标记 。只要是任何 满足x m l 命名规则的名称都可以定义成标记，这就为各种不同的应用程序打丌 了人门。炎似的h t m l 是种预定义标记语占，所以它只认识诸女t l 、p 酱l 缝定义好的标也，不能识别用户自定义的标记。另方面x m i ，是- - 币l 语义 结构化讲高，它描述了文档的语义和结构。x m l 是种很简单的数据格式，是完 伞的a s c i i 文本，而a s c i i 的抗破坏能力是l 。分强的。它不象j a v a 对象和压缩数 抓j i 韭础坏。个数据文件数据就造成整体的不可读。从另一个角度看，x m l 足种r 1 _ | i i i 述语高。 x m i 。将s g m l ( s t a n d a r d g e n e r a l i z e d m a r k u pl a n g u a g e 标准通用标l 己语高) 的功能和h t m l 的简恤易用结合起来，使得网络程序的开发更加高效规范。x m l 具有可扩展性，高效性，平台无关性，字描述性等一些特点。x m l 在描述数掘的 第2 章相关技术理论 时候也可对数据的组织结构进行描述，以说明数据之间的关系。x m l 采片j 的文本 格式保证了其不存在跨平台时的数据差异问题，这种特性使其成为良好的数据交 换载体。x m l 还支持d o m 接口。d o m 是基于树形的解析技术，它在内存 1 建 立一棵完整的解析树，以实现对整个x m l 文档的完整、动态、全面的访问。d o m 使用简单，可以随时访问x m l 中的任意节点，因为整个树都在内存巾完整构建， 可通过d o m 的a p i 修改x m l 中的任意节点，比如增加一个字节节点，或者修 改、删除个字节节点。 ( 1 ) s g m l 与x m l 、h t m l 的关系。 s g m l 是一种定义电子文档结构和描述其内容的国际标准语言，早在w e b 发 明之前s g m l 就已存在。 s g m l 是1 9 8 6 年出版发布的一个信息管理方面的网际标准( i s o8 8 7 9 ) 。该 标准定义独立于平台和应用的文本文档格式、索引和链接信息，为用户提供一种 类似于语法的机制，用来定义文档的结构和指示文档结构的标签。其中m a r k u p 的含义足指插入到文档中的标记。标记分为两种：一种称为p r o c e d a r dm a r k u p ， 用来描述文档显示的样式；另一种称为d e s c r i p t i v em a r k u p ，用来描述文档巾的文 字的用途。制定s g m l 的基本思想是把文档的内容与样式分丌。 s g m l 规定了在文档中嵌入描述标记的标准格式，指定了描述义档结构的标 准方法，目前在w e b 上使用的h t m l 格式便是使用同定标签集的一种s g m l 文档。用于s g m l 可以支持无数的文档结构类型，并且。町以创建与特定的软硬件 无关的文档，因此很容易与使用不同计算机系统的用户交换文档。 使用s g m l 对多媒体的创作将带来许多好处。首先，由于其规范性，它l ，j 以 使创作人员更集中于内容的创作，可提高作品的重复使用性能、可移植性能以及 芡享性能。其次，由于s g m l 的独立性，使得它在许多场合都有用武之地。i 刊 x m l 相比，其定义的功能很强大，缺点是它不适用于w e b 数据描述，而且s g m l 软件价格非常昂贵。 h t m l 即“h y p e rt e x tm a r k u pl a n g u a g e ”( 超义本标识语言) ，x m l 足从 i t t m l 、s g m l 演化来的。s g m l 是国际上定义电子文件结构和内容描述的+ 种 彳i 油爿之井导向系统二维图形的绘制与显示实现 标准，它足一种非常复杂的文档结构，主要应用于大量高度结构化数据的防卫区 以及其他各种j i j 业领域，比较方便于分类和索引。 h t m l 比较适合w e b 页面开发【5 1 。但它的标记相对少，只有一些固定的标记 集如 、 等，没有s g m l 的柔性和适应性。另外h t m l 是不支持特定 领域的标址语苦，比如对数学、音乐、化学等领域的表示支持较少。x m l 融合了 s g m l 和h t m l 的优点并消除了他们的缺点。这里x m l 仍然是一种s g m l 语言， 它比s g m l 要简译，却能实现s g m l 的大部分功能。 ( 2 ) x m l 【i 丁方便的进行数据交换 x m i ，独眵于仟何语言和体系结构【6 】，它表示的信息是独立于平台的。在这罩， 平台即t 叮以被认为是不同的应用程序，也可以理解为不同的操作系统。它描述了 一种规范，通过x m l ，a d o b e 的a c r o b a t 可以和m i c r o s o f t 的w o r d 文档交换信 息。 ( 3 ) x m l 巾的数据表示 对于大型的复杂的文档，x m l 无疑是一种理想语言，它不仪允许指定文档中 的涸汇，还允许指定元素之间的关系。x m l 文档有x m l 文本和d t d ( d o c u m e n t t y p ed e f i n i t i o n ) f i t 成。d t d 是一组标记符的语法规则，用米表明x m l 文本是如 何纠【钐：的，比如d t d 可以表示一个标记 下必须有一个予标记 ，但 足r 叮以千j 或没有二f 标记 等等。当然也不是所有的x m l 文本都必须有 d t d 。d t d 和模式皋本上是相似的，即描述用于x m l 标记的一组j 下式的规则集 合。e f f 定义将出现哪些元素，它们可以出现在什么样的上下文中以及e q j k h 对 于彼此以何种顺序出现【7 1 。 2 3g m i 。v m i 。和s v g 比较 g m l 、v m l 和s v g 都足基于x m l 的可用来描述矢量图形的标记语言，三 杵都是x m l 训表，它们的语法都比较简单，但是三者都有各自不同的特点和用 途，下面将一介绍。 第2 章相关技术理论 2 3 1g m l 概述 地理标记语言( g e o g r a p h ym a r k u pl a n g u a g e ，简称g m l ) 是建一0 ：在w 3 c 系 列标准之上，以一种瓦联网上容易共享的方式来描述、表达地理信息，是第一个 被g i s 界广泛接受的元标记语言8 1 。在信息爆炸的时代，怎么样才能在不同的g i s 系统问实时地分享资料，是刻不容缓的问题。g m l 的出现，很好的解决了这个问 题。 g m l 是o g c 为了解决不同内容、不同来源、不同数据格式以及彳i 州数掂模 型的空间数据之间的共享与互相操作，而推出的一个基于o g c 地理抽缘模型和 x m l 语法集的数据交换格式，主要用于地理信息的存储、建模和传输。 g m l 以x m l 为基础的编码标准。其与生俱来的转换及存取能力，将地理空 间信息的管理丌启一个全新的领域，得到了许多公司的大力支持，如o r a c l e 、 m a p l n f o 、g a l d o s 、c u b e w e r x 等。在g m l 技术下，封装的图形解释和地理数据是 清楚分离的。g m l 的特点主要有一下几个方面： g m l 用文本表示地理信息 随着x m l 的应用r 益广泛，g m l 作为x m l 的一个具体的训表也将受益。 皋j j ：x m l 的文本格式也比较简单、直观，容易理解和编辑。 g m l 封装了地理信息及其属性 g m l 是基于地理信息抽象模型，也就是空间实体特征及属性封装。地理特征 包括一系列的属性以及相应的几何信息，一般来说属性由类型、名字和值组成。 几何信息由基本元素如点、线、曲线、面以及多边形等组成。 空间实体特征及属性封装 空间地理参考系统是地理信息系统数据处理的基础。g m l 封装了窄1 1 f j 地理参 考系统、主要的投影关系等，保证分布式处理的扩展性和灵活性9 。 g m l 可实现地理数据分布式存储 g m l 天然的适合于地理数据的分发，它适用于地理数据分布式存储，其主要 石油录井导向系统三维图形的绘制与显示实现 的技术工具足x l i n k 和x p o i n t e r 。 2 3 2v m i ， v m l ( v e c t o rm a r kl a n g u a g e ) 是一个最初由m i c r o s o f t 丌发的x m l 词表，i e 5 o 以f ：版本对v m l 提供支持。使用v m l 可以在i e 中绘制并显示矢量图形，所以 也有人认为v m l 就足在i e 中添加了画笔的功能。下面介绍一下v m l 的特点： ( 1 ) 符合x m l 标准 x m l 是公认拥有很强牛命力的下一代网络标记语言，x m l 是s g m l 的一个 精简的_ 集一o | 。而基于x m l 标准的v m l 具有与x m l 相| 一j 的优势，它的表示方 法简单，易j 扩展等等。 ( 2 ) 高质量的矢量图形显示 v m l 支持比较广泛的矢量图形特征，它用相连接的直线和曲线描述路径。 v m l 中有两个基奉的元素：g r o u p 和s h a p e 。这两个元素基本上定义了v m l 的伞 部结构，s h a p e 描述矢量图形元素，而g r o u p 将这些图形结合起来，这样就可以把 它们作为一个整体进行处理。 ( 3 ) _ 集成到h t m l 中并由文本构成图像 v m l 使用简单的文本来表示图像，这样用很少的字节就可以表示比较复杂的 图像。v m l 能与h t m l 很好的兼容，只要在h t m l 中声明v m l 的命名空间并 声明处理函数，就可以和其他h t m l 元素一样方便的使用v m l 元素，并在客户 端浏览器鼹示图像。另外，在v m l 的标记里面可以定义d h t m l 大部分属性和 事件。 ( 4 ) v m l 支持交互与动厕 v m l 的功能f 、= 仪仪只是绘图，它还允许在图形中嵌入文本，并且+ 町实现超级 链接，还可通过脚本语言实现基本的动画功能。 2 3 3s v g ( 1 ) s v g 定义 笫2 章相关技术理论 s v g ( s c a l a b l ev e c t o rg r a p h i c s ) 是可升级矢量图形的简称，是w 3 c ( w o r l dw i d e w e bc o n s o r t i u m ) 在2 0 0 0 年发布的一种开放的标准文本式矢量图形描述语者。使 用s v g 可以很方便在网页上显示出各种高质量的矢量图形，包括许多图像处理中 常见的功能，如图形、动画、颜色、文字、甚至滤镜效果等。s v g 完伞，玎普通文 本来描述。也就是说，这是一种为网络专门设计的基于文本的图像格式。s v g 也 是基于x m l 的，可扩展性很强，能够描述复杂的图像。 1 9 9 8 年w 3 c 联盟收到了两个关于新的图形格式的提案，即p g m l ( p r e c i s i o n g r a p h i c sm a r k u pl a n g u a g e ，精确图形标记语言) 和v m l ( v e c t o rm a r k u pl a n g u a g e ， 矢量标记语苦) 。虽然p g m l 和v m l 都是使用c s s 的x m l 向啭语言，但：者却 是相互竞争的对手。为了更好地促进x m l 矢量图形的发展，w 3 c 决定辑i 融合两 者优点的基础上，丌发一种新的语言，即s v g 。w 3 c 期望s v g 这种基r 开放标 准的可扩展语言，能够满足w e b 丌发者对动态、可缩放、平台无义的w e b 内容 表现和交互手段同益增长的需求。 1 9 9 9 年2 月，s v g 草案出台；2 0 0 0 年8 月2 同，w 3 c 最终发布了s v g 标准 草案，2 0 0 1 年9 月4 同w 3 c 正式发布成为标准( s v g1 0 ) i 。 s v g 是一种用x m l 描述二维图形的语言。s v g 有矢量图形形状、文本和图 像三种图形对象。图形对象可以编组、变换、风格化、以及组合到先前呈递的对 象单；特性设胃包括嵌套的变换、剪辑的路径、模板对象和滤波效果，允诈：交7 t 地、动态地进行s v gj i 图，并可以定义动画，用声明方式( 将s v g 动砌兀素嵌 入s v g 内容) 或通过脚本触发。通过增加能访问s v g 文本档对象模块( d o m ) 的脚本语言，通过d o m 提供的对所有s v g 元素、属性和特征的访问能力，i 盯以 实现更复杂的应用。丰富的事件处理操作如o n m o u s e o v e r ( 鼠标移过) ，o n c l i c k ( 鼠标， 击) 都可以分配给任何s v g 图形对象。由于它的兼容性强以及其他w e b 标准的札卡i 作用，像涉及x h t m l 和s v g 元素脚本这样的特性叮以在i 司一个w e b 页内同时完成。s v g 技术包括s v g 文档的编写和s v g 文档的d o m 解析，其中 s v g 文档的d o m 解析更为重要1 2 1 。 ( 2 ) s v g 的特点 石油录井导向系统二三维图形的绘制o 显示实现 1 ) 基于x m l 标准 x m l 足公认拥有无穷生命力的下一代网络标记语言。与h t m l 一样，x m l 也源白s g m l ，它拥有h t m l 语言所缺乏的良好的伸缩性与灵活性。x m l 不再 像h t m l 一样有着一成不变的格式，它实际上是一种预定义语言，如前所述，使 用者可以定义多利，的标记来描述文件中的任何数据元素，从而突破h t m l 有限的 蚓定标址集合的约束，使文件的内容更复杂、丰富，容易组成一个完整的信息体 系。 2 ) 图形表现 矢量图形卜h 线条和颜色填充构成。它由计算机根据矢量数据计算并绘制而成。 矢量图形竹l 对于化图有以下特点：文件的大小与图形的复杂度有关，而与图形的 尺、j 无关；图形的显示尺寸支持无级缩放，且变化后不会影向图形的质量。所以在 图形彳i 太复杂的情况下，矢量图像具有文件小、可无损缩放的优点。正是山于矢 量i 刘像的这些特征，使得它更适合于网上传播。 3 ) 基于文本描述 s v g 是一种文本格式的图形，即我们可以不用任何图像处理工具，仪仪川汜 寸 本就叮以生成一个s v g 图形文件。这对于图形处理的工作者来说可能会感到不 可思议。其实很简译，矢量图形一般是以算法指令来描述，例如一个矩形可以这 样来生成： “在 垮标( 1 0 0 ，1 0 0 ) 位置画一个宽为1 0 0 ，高为5 0 的矩形，用黑色填充。” 而s v g 就是采用了这样的指令方式： 在记事本中输入上面三行代码，保存为r e c t s v g 格式文件。用安装了s v g v i e w 插件的浏览器打丌r e c t s v g 文件，就可以看到一个黑色的矩形，如图2 1 所 示。这就是s v g 矢量图彤的显示和绘制原理。 第2 章相关技术理论 图2 1s v g 矢量图形 f i g 2 1s v gv e c t o rg r a p h i c s 从这个例子中很容易看出一个矩形是如何描述出来的。建立在文本基础上的 s v g 图形中所有描述语句都可以直接观察到，所以也非常容易进行二次，i ：发与修 改，提高了程序的通用性。 4 ) 丰富的文件格式 在其他的图像中，文本都足作为位图而保存于图像中，图像形成以后般不 能再单独对文本进行修改。p n g 格式在这一点有所改进，文本允许作为一个独 立的层存在。s v g 更灵活地扩展了图像的文件格式，它由矢量图形、文和位图 3 个部分组成。这样s v g 不仅可应用矢量图像和文字对象，也可以纳入位图，f 1 丁 以制作出任何其他格式的图像所能达到的效果。因为文件格式是文本形式的，所 以可很容易地在以后任何时候进行修改。在运行的过程中，也叮以刈- 艮多部分做 实时的修改，其中的图形描述还可重复使用。 5 ) 动态交互性 图片与交互在以前是两个独立概念。如在一个网页中，按钮仪是一个图像， 按钮的交互部分是山网页中的脚本语句来实现。s v g 的m 现打破了这个限制，它 支持s m i l ( 即s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ) ，实现了在图j | - 内 进行交互，这是以往其他的图像做不到的。 6 ) 动态字体 用过d h t m ( 动态h t m l ) 的用户都知道，d h t m l 中可使用用，- 系统l 十j 没 有的字体，用户浏览时通过网络即时下载。这对于英文系统来说是不成问题的， 石油录井导向系统三维图形的绘制与显示实现 【大l 为英文宁体的义件大小一般在几万字节。但对中文系统来说，这种方法便不l 叮 行，任何一种中文字体的文件都在2 m 字节以上，用户不可能为了看几个汉字而 浪费的时间和精力去等候下载完成。s v g 采用了一种科学的方法来解决这个问 题。它内嵌了图像中所出现的文字的字体形状，用户不用完全下载所有的字体文 件，这对于中文用，、来说足相当便利的。 虽然s v g 的“矢量描述”不是一个全新的概念，但它综合了矢量图形、纯文 字和点阵图像的优点，并将其统一起来描述，这较之于当前网络上流行的压缩式 点阵图像有着相当的优势。而且，文字与图形并非必须封装于s v g 内，而足町以 借助d o m 和s c r i p t 等方式与外界交互，这更不是一般的g i f 与j p e g 图像可比 的。统一的标准与开放性是s v g 强大的生命力所在。标准统一可增强网络的沟通， 解决目前业界各种格式并存的混乱局面；开放性则有利于日后的各种新的元素加 入其中从而扩充其功能。s v g 在使用时，客户端软件负责解释s v g 文本并将其 转化成矢量图像，线条仍是线条，文字仍是文字，可以在客户端即时修改，这也 足s v g 的一人特色。s v g 的出现为图形化网页设计带来了新的革命，同时也使 w e b 技术的交互界面的丌发进入了矢量图形图像的时代【l 3 。 s v g 作为w 3 c 组织j 下式推荐的图像格式标准，在全球业界引起了强烈的反 响。知名厂商纷纷宣布了他们对s v g 的支持，包括m i c r o s o f t 、v i s i o 、b i t f l a s h 、 i i o g ，i n s o ，o a s i s ，n e t s c a p e ，s u n ，h p ，i b m ，a p p l e a d o b e ，m a c r o m e d i a ， a u t o d c s k 、c o r e l 、o p e nt e x t 、q u a r k 、r a l ( c c l r c ) 、x e r o x 等。 s v g 的文本格式并不意味着必须用记事本等文本工具来编辑图像，我们可以 使j j 支持s v g 格式的工具软件来像平时处理图像一样工作。s v g 文本式的灵活 格式使得它更适合于地图、宣传、广告、统汁图表和流程图等文字图像密切组合 应用的领域。同时具有可缩放、可链接、体积小等优点，方便在网络上使j 玎。有 的学者甚至断言s v g 将成为p d f 文件格式的替代者。这种说法是对是错还未可 知，但至少s v g 能与p d f 格式抗衡是无争议的，且在分辨率和对比度上都有显 著提高。 第2 章相关技术理论 2 3 4 小结 g m l 、s v g 、v m l 都和矢量图形有密切关系：g m l 在表示实体的宅| i i j 信息 时加入了实体的其他属性信息，它是表示实体的空间信息属性的编码标准，但f i 支持自：接娃示图形。而v m l 和s v g 是在表示图形信息川时加入了图形的缸示信 息，是显示矢量图形的比较好的格式。s v g 是综合了v m l 的优点后推的，它 足幽际标准，比v m l 具有更多的优点，应用前景也更广阔。但由y - v m l 有微软 的支持，可以直接在i e 浏览器中查看。s v g 要想在i e 浏览器中显示就需要安装 插件，在这一点上，v m l 优于s v g 。不过现在像火狐浏览器都已经能直接支持 s v g 图形的显示了，这也是大势所趋。 2 4n e t 框架 微软推出的n e t 框架是一种新的计算平台，也是微软= j i ：发人员战略的核心内 容，它简化了在高度分布式i n t e m e t 环境下的应用程序开发，旨在帮助丌发人员 轻松地构建、部署和运行x m lw e bs e r v i c e s 以及应用程j 丌发。微软公司提供了 州种n e t 下的，f ：发语言：c + + n e t 、c 撑、j # 幂t lv b n e t ，如图2 2 所示不管选择 何种开发语言，用来编写应用程序的集成丌发环境都是f 1 同的。每一种语古都提 供了相近的功能，冈此，选择何种语言一般取决于f 发人员的喜好和熟练程度f l