上篇：第三章-地图制图标记语言

第三章地图制图标记语言、轮机长曼、本章分析半球协调数据和常用描述语言特性，使用XML描述地图制图数据，定义地图制图标记语言及其模式。3.1半结构化数据，建模和处理成为信息技术研究热点的半结构化数据(semi-structrueddata，SSD)(stefanakis 2003)，以提高软件效率。3 . 1 . 1 . 1数据的结构化类型，数据的结构化程度可以分为三种(Deng chunhui 2002):一种是完全结构化的，例如存储在常规数据库中的关系型、面向对象型等，是严格按照数据库模式的结构输入的。第二种是完全没有声音文件或图像文件中的数据(二进制流)等结构。3表示半调和，目前没有单一定义(Liu fang2000)。没有结构化文件系统和数据库系统的严格结构。之间，表示数据固定的模式、结构暗示、模式信息的大规模、快速模式更改、模式和数据统一存储、首先有数据后的模式、没有强制模式限制、半结构化数据的灵活性等特性(图3.1.1)。和半结构化数据是一种自描述数据，无需遵循固定模式。数据库领域将数据本身与数据说明严格分开。纲要是资料组织方式的详细说明，包括档案名称和资料项目(dataitems)，其作用就像资料限制条件一样。在SSD数据集上，此模式不存在或未知(Stefanakis2003)。半结构化数据和非结构化数据以及结构数据之间的差异可以从以下两个角度分析：(1)抽象层，非结构化数据是以人为本、易于阅读的自然语言文本数据，结构化数据是用于计算机处理的数据结构，半结构化数据具有计算机处理和人们容易阅读的自然语言和数据结构的特点；(2)结构化层次结构、非结构化数据是语言结构，具有遵循语法、语义、语用学、结构等规则的灵活性，具有结构化非结构化数据不是没有结构，而是有语法结构，因此数据分类中的结构意味着数据结构。半结构化数据模型可以描述半结构化数据和结构化数据。提取非结构化数据信息，并用半球协调方式描述，以便于计算机处理。将结构化数据转换为半结构化数据可以使人们更容易阅读，并可以以半结构化为中心交换和共享数据(图3.1.2)。公共数据库系统要求所有数据都遵循明确定义的固定、完整的数据库模式。也就是说，根据现有实际数据，首先设置相应的数据库模式，然后将原始数据作为数据库模式的结构输入到数据库中。公共数据库技术具有许多优点，如高效的存储和查询、并发控制和错误恢复功能。但是，管理半球协调数据(如web)有两个明显的缺陷(Deng chunhui 2002): (1)由于数据结构不规则，关系数据库系统中经常出现很多空值，在面向对象的数据库系统中也很难设计包含不规则数据的数据库模式。(2)由于数据的结构经常更改，并且不断添加新数据，因此即使勉强定义数据库模式，也必须经常修改模式。半球数据的一个主要特征是具有可变结构的能力。典型的可变结构包含丢失的数据、重复的数据域或表示法的轻微更改(nie peiyao 2002)。半结构化数据通常用于表示stefanakis 2003中的数据。1)使用要求数据整合的不同类型的组件，而不受同一模式的约束。2)异构数据库中的数据交换和转换；3)浏览数据集时，不完全知道其模式。SSD数据集将显示以下项：缺少属性的对象、多次出现相同属性的对象、同一属性在多个对象中具有不同数据类型的对象，以及语义相关信息在多个对象中的表示方式不同。由于这些因素，传统数据模型(关系模型和面向对象模型)不足以表示和处理SSD数据集。3.1.2半球协调数据模型和SSD数据集主要有两个来源：数据库区域和网络技术区域。数据库领域的科学家已经提出了用于表示和处理SSD的纯数据库模型和查询语言，objectexchangelog(OEM)是最好的例子。网络技术提供了用于建模和查询SSD数据集的适当XML技术(Stefanakis2003)。XML是文档格式的标注语言，它描述半结构化数据，其最大特征是可扩展以允许用户定制标记。随着XML在行业中的广泛采用，派生了许多XML子集，这些子集适用于不同的领域、不同的行业以及某些特定的领域。化学标记语言ChemicalMarkupLanguage(CML)(描述化学分子结构的第一种化学标记语言)、mathml(mathematicamarkuplanguage 2003)(描述数学公式和符号的数学标记语言)和scalable vecevect(SVG)(描述矢量图形)，3.2可扩展标记语言XML、SGML(standardgeneralizedmaruplanguage，SGML)功能强大，但过于复杂；HTML的功能很简单，但无法处理大量结构化信息，因此，这些问题将生成新的标记语言XML。旨在尽可能简化SGML，继承其优点，同时最大限度地弥补HTML的缺点。HTML与HTML的最不同之处在于XML描述的是结构和语义，而不是格式。XML被广泛认为是集成基于网络的信息的有效方法，相关研究还表明，XML作为网络环境中信息集成的开放协议具有潜在的功能(Jihong2002)。XML可以使用unicode编码系统构建不同系统、数据库和语言之间通信的桥梁，unicode编码系统可以混合同一文档中的不同语言文本，使其成为数据表示的开放标准，而与机器平台、提供程序和编程语言无关。3.2.1XML功能和默认标准XML是W3C组织在1998年2月发布的标准。XML标签有意义，没有预定义，可以由用户定义，并反映特定数据的含义(郭光行2003)。XML中的dtd/方案定义XML标记及其相互关系，指定文档的逻辑结构和语法，定义元素、元素属性和它们之间的关系。XML使web设计人员不仅可以创建文本和图形，还可以创建文档类型定义的多层、相互依赖的系统、数据树、元数据、超链接结构和样式表。XML默认标准主要表示W3C制定的XML标准，包括XML文档标准以及与XML相关的其他默认标准。XML默认标准可以分为三类：XML核心标准、XML处理标准和XML应用标准(图3.2.1)。其中，核心标准包括XML文档标准和XML文档支持标准。XML处理标准主要用于开发人员处理XML文档。和XML设计的目的是允许SGML通过web发送、接受和处理，如HTML。XML如下所示：(1)XML是基于文本的小型数据库表示语言。(2)XML是客户端计算的数据结构载体，用于处理原始服务器端需要处理的大量负载，减轻服务器负担并优化服务器性能，这在HTML标记语言体系结构中是完全不可能实现的。(3)XML是信息的高级包装和运输标准。因此，XML也是其他应用程序系统之间数据接口的标准，是所有信息的中间层表示，是中间层应用程序服务器的公共数据接口，并允许不同数据源之间的数据交换。(4)XML是HTML的高级扩展。(5)XML是信息的对象语言。(6)XML是不同数据结构的文本化描述语言，可以描述行表、树、图形等数据结构，也可以描述文件化的外部数据结构，称为一般数据结构。(7)XML在internet时代相当于Java、CORBA等，Java解决了语言实现的统一，CORBA解决了通信协议的集成，XML解决了信息表示、关联的集成，对象导向是这三个共同的理论基础。(8)XML是国际标准化组织的标准通用标记语言SGML的子集。(9)XML是BNF的语言化、标准化、电子化。(10) XSL允许web浏览器根据用户的要求直接更改文档显示。例如，您可以更改数据的显示顺序，而无需与服务器进行交互。基于XML的网站不仅运行速度更快，使用更方便，而且对用户透明。3.2.2XML解析器，XML是一种与介质无关的新数据存储库形式，但XML本身无法实现与其他应用程序的交互。设定特定的剖析模型、剖析XML文件，以及启用应用程式与XML文件之间的互动。XML解析器是允许您根据文档读取XML文档和分析结构的代码。解析器类别可分为基于SAX(SimpleAPIForXML)的解析器和基于DocumentObjectModel(DOM)的解析器，分别对应于线性模型和树模型(图3.2.2)。SAX是基于事件的XML文档解析标准。XML文档的内容基于事件，这意味着在XML文档中遇到特殊字符时将触发相关事件。SAX将文档作为序列处理，不需要在内存中设置整个文档的树结构。DOM允许用户以结构化信息树的形式查看文档。3.2.3XML文档的结构。文档通常包含三个元素：数据、结构和显示格式。XML文档单独处理三个元素。XML文档仅包含结构化数据。方案或DTD规定XML文档的逻辑结构，并定义文档中元素、元素的属性和元素的嵌套关系。CSS或XSL定义XML文档的显示格式(图3.2.4)。3.3地图制图标记语言、地图制图标记语言是结合XML和地图制图资料的专有标记延伸语言。3.3.1地图标记语言概述，由于当前数据格式的隐私，或仅局限于少数平台和系统，数字地图及其地理数据的使用受到严重限制，为了克服这一缺点，基于XML的可视化环境(cartographicinterface，如cartograku ku Guo 2003)中的XML地图接口(cartographic interface)CartoML将地图信息转换为易于阅读和理解的文档，这是管理不同地图类型的一种方法。，传统地图显示语言是XML表示的，具有用于说明地图/地图制作相关信息的公共特征。(1)与特定应用程序相关，在与内容不同的应用程序(如洞穴测量和洞穴地图显示语言cavesurveycavemapmarkuplanguage 2001(csml)中工作，因此很难扩展到其他应用程序。(2)没有统一、完整的模式，只说明地图/地图制作其他方面的部分信息；(3)用于系统内部信息交换(例如非数据类型ArcIMS的ArcXML)的接口：(4)对地图符号库的支持不足；(5)不支持地图编辑功能。(6)很难支持新地图的表达，例如时间地图。地图制图资料根据地图资料架构指定国家标准、地理资讯-图示指定国际标准、ArcGIS中的地图表现法资料等，从而有效地防止地图制图资料的非公开，并使制图资料独立。地图信息-根据图标表示机制，绘图数据可以调用地图符号库系统并表示时间、规模等。绘图数据还支持绘图编辑功能，具体取决于图标表示机制的扩展模型。地图制图标记语言主要以XML为基础(以SVG和GML为基础)，因此其样式范围在一定程度上很广。3.3.2MapMML模型、XML应用程序主要由XML文档结构文件(或词汇表、元数据)、XML文档(XML数据)、解析和处理工具组成。建立XML应用程式实际上是软体解决方案，您必须使用与软体开发专案相同的程式和方法。术语表编写的好坏直接影响XML应用程序的成功或失败；(1)数据模型设计映射MML提供了描述地图制作数据的标记语法和词汇表。使用面向对象的方法为地图绘图数据(包括图层和元数据)的每个要素创建数据模型(图3.3.1)。(2)确定元素和属性分析映射数据的对象模型，确定定义为文档元素的对象和定义为元素属性的对象。3.3.3MapMML的架构、架构/dtd定义知识的结构(章Rong 2003)，具有语法独立性，XML文档表示知识。XML可以统一形式提供各种类型的知识表示，如主谓词逻辑、生成、框架、表、进程和语义网络。实际上，XML的方案/dtd是知识表示语法的同构映射，而XML文档是知识实例的同构转换。和Schema/DTD都是用于定义标记及其用途的语言，并且是从功能上确定标记含义的元数据。与DTD相比，方案的优点之一是支持名称域技术，在多个方案中调用一个XML文档，而一个XML文档只能调用一个DTD文档，从而提高了方案文档代码的重复使用和可扩展性。架构是XML文档的应用程序架构和逻辑数据结构，是定义专有标记语言的特殊XML文档的类。MapMML文档具有“良好格式”(Well-Formed)和“有效性”(Validated)约束。此约束适用于满足所有XML文档-XML标准的格式相关规定。后者由DTD/Schema文档保证