SVG格式地理元素分層研究

杜慶峰+彭治平

摘 要 提出了在SVG圖形文件上直接進行地理元素分層的思路，對SVG格式地圖分層進行了初步設(shè)計，提出了分層算法。經(jīng)驗證，算法是有效的。

關(guān)鍵詞 SVG；GIS；地圖分層

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0050-02

Abctract： I propose an idea to classifygeologicalelements into layers on SVG/XML format maps， preliminarilydesign the way to classify， the algorithm. The application verification shows that the algorithm is effective.

Key words： SVG； GIS； Geologicalelement layer

我們認為地圖是由許多圖形元素疊加組成的，每一類的圖形元素都各具特點。將一些具有一定特征的圖形元素劃分在一起，就構(gòu)成了“層”的概念。常見的地圖圖層有：河流層、道路層、綠地層、河流層、建筑層、行政區(qū)規(guī)劃層等。圖層控制的意義就在于，通過控制地圖上元素可見性，在不同的縮放效果下，僅顯示所需的地理元素，使地圖顯得詳略得當。例如在一般WebGIS的地圖中，不同的放大比例下，所顯示的行政區(qū)劃級別會有所不同。在不同的縮放比例下，顯示不同的視圖，對不同的地理元素進行篩選顯示，可以使用戶能有更好的體驗。

在GIS中，SVG作為一種圖像的表現(xiàn)手段越來越多被使用，但還并不普及；基于SVG信息存儲和共享交互則更是有待更多研究。圖像分層和地理元素查詢等功能上，國內(nèi)有大量研究成果。但國內(nèi)大多數(shù)研究和解決辦法仍是基于柵格等模型，SVG本身幾乎只被用于圖像表現(xiàn)。事實上SVG因其具有的優(yōu)勢，將其使用在GIS中更低的層級上是值得研究和考慮的。

本文結(jié)合國家地理元素分層標準以及SVG本身的特點，在SVG本身這一更低的層級上對地圖分層，并驗證了分層效果。

1元素的介紹

在SVG的樹狀結(jié)構(gòu)中，元素的作用是，將一批特征類似的圖像元素集中到一起。這恰好便于對SVG地圖中的圖層進行管理。元素不是圖形元素，而是類似于一個容器。任意的圖形元素都可以放在同一個元素下，從而成為一組；同時可以通過在元素內(nèi)的ID屬性來標識圖層。元素的語法定義如下：

”

style-attribute=”style-attribute”

transform=”transformation commands”>

<！-- groups content here -->

元素本身不是圖形元素，也不會顯示出來，其樣式屬性會傳遞給它所有的直接子元素。SVG中每個元素都遵守CSS2的樣式繼承規(guī)則，即子元素的樣式繼承父元素的樣式，但在子元素中定義的樣式優(yōu)先級更高。此外，元素支持嵌套使用，即可以對一個組里的元素按照不同的特征在進行分組細分。

將元素作為圖層的分隔容器，元素的內(nèi)置ID值作為圖層的指示牌是在SVG中達到分層目的的基本方式。

2 圖層分類規(guī)則及算法

依據(jù)《基礎(chǔ)地理信息要素分類與代碼》中定義，地理元素可以分為定位基礎(chǔ)、水系、居民地及設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌和植被等八大類，每個大類下各包含多個小類。例如定位基礎(chǔ)大類包含測量控制點和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)兩小類；水系大類包含河流、溝渠、湖泊、水庫、海洋要素、其他水系要素、水利及附屬設(shè)施八小類等。

由于名稱長短不一，為了方便查找和匹配，使用二進制代碼來代替復(fù)雜的英文字符名稱就方便的多。根據(jù)圖層的層級和個數(shù)，我們采用八位二進制代碼來標識圖層，前四位（0000XXXX）標識一級圖層，后四位（XXXX0000）標識二級圖層。依據(jù)如此編碼，地圖中最多可包含十六種圖層大類，每個圖層大類下最多可包含十六種圖層小類，也就是說整個地圖最多可有二百五十六種圖層小類，完全可以滿足圖層分類的擴展需求。就以第二個大類水系及其以下的七個二級圖層為例，前四位編碼為0001，七個二級圖層的后四位編碼為0000至0110。具體表現(xiàn)如下：

水系圖層

河流圖層

……

水利及附屬設(shè)施圖層

……

…

SVG的本質(zhì)是XML，SVG和XML一樣是一種典型的層次樹狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的文檔，定位其某一個部分是比較容易的，因此控制也較容易。在SVG中，通過設(shè)置元素的Visibility屬性可以實現(xiàn)對于元素的顯示或隱藏。Visibility屬性有兩個值可供選擇：默認值visible代表顯示，而hidden代表隱藏。在SVG中，元素遵守CSS2的樣式繼承規(guī)則。因此，一般情況下，通過設(shè)置指定圖層根節(jié)點元素的Visibility屬性就可實現(xiàn)整個圖層的顯示或隱藏。但是，這種方法并不一定能保證整個圖層行動一致，因為在子元素中定義的樣式優(yōu)先級高于父元素，圖層中已經(jīng)預(yù)先定義了Visibility屬性的子元素將不受圖層根節(jié)點元素的Visibility屬性的控制。

我們可以對這種特殊情況進行特殊處理，除了設(shè)置圖層根節(jié)點元素的Visibility屬性，再處理圖層中的所有事先定義了Visibility屬性的節(jié)點。針對兩種不同的情況，方法如下：

Visibility=”visible”

對于這種情況，需要在關(guān)閉圖層的時候，使Visibility屬性失效。而在打開圖層的時候，使visibility屬性值變回”visible”。

Visibility=”hidden”

對于這種情況，正常情況下是不顯示該元素的，故無論包含該元素的圖層是隱藏還是顯示狀態(tài)，該元素均不顯示。

整個地圖分層的偽代碼如下所示：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19 ProcedureLayer（layer name）

INPUTlayer name： String

Begin

var TargetLayer = find_node_by_name（layer name）

ifTargetLayer.Visibility=”visible”then

TargetLayer. Visibility=”hidden”

traverse TargetLayer in level-order sequence

let M be the current unit

IfM.hasAttribute（“Visibility”） and M.Visibility = “visible” then

M.removeAttribute（“Visibility”）

highlight_node（M）

endif

end-traverse

endif

else

TargetLayer. Visibility=“visible”

unhighlight_nodes_under_layer（TargetLayer）

endif

End

3 分層算法的驗證測試

地圖分層算法其基本思想是：利用SVG中的組元素進行分層，在已經(jīng)用元素分好層的SVG地圖中，通過修改節(jié)點的Visibility屬性值實現(xiàn)地圖的分層顯示。初步實現(xiàn)后，需要對通常情況的分層進行測試，然后對本文提出的特殊情況（元素下包含預(yù)先定義過visibility屬性的節(jié)點）進行測試。

通過以上分析，我們準備了兩組數(shù)據(jù)，分別為Rects組、Circles組和Texts組，每組中包含三個對應(yīng)的SVG元素。我們在Circles組和Texts組中，預(yù)先設(shè)定了元素的Visibility

圖1 分層驗證測試文件的顯示

屬性。通過Rects組可以對通常情況進行測試，通過Circles組可以對特殊情況進行測試。通過Texts組對這兩種情況進行綜合測試。

通過以上分析，我們準備也測試數(shù)據(jù)，包含水系（包含河流）、交通（包含城市道路和鄉(xiāng)村交道路）、植被與土質(zhì)（包含城市綠地）三大圖層。且對城市道路中的第一條道路沒有預(yù)設(shè)“visibility”值，而第四條道路的visibility=”hidden” ，除此之外的所有圖形元素都預(yù)設(shè)visibility=”visible” 。

首先，需要將測試的SVG文件導(dǎo)入到Web瀏覽器中進行顯示。該測試文件在瀏覽器中顯示如圖1所示。圖中共有三個圖層，包括水系層、植被和土質(zhì)層以及交通層。由于城市道路層的第四個元素的Visibility屬性為hidden，所以在這里沒有顯示該元素。圖形上方的復(fù)選框用于操作圖層的開關(guān)。

然后，通過點擊水系復(fù)選框來隱藏水系層，測試結(jié)果如圖2所示。與圖1比較后，可以看出，水系層消失了。

圖2 隱藏水系層的結(jié)果

接著，通過點擊復(fù)選框水系來顯示水系層，點擊植被與土質(zhì)來隱藏植被和土質(zhì)層，測試結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，原先的河流又出現(xiàn)了，而植被和土質(zhì)層的綠地則均被隱藏了。

圖3 隱藏植被和土質(zhì)層的結(jié)果

4 結(jié)論

通過以上測試結(jié)果可以看出，本文提出的分層顯示算法是可行的。對于普通情況，只要修改組元素的visibility屬性便能達到隱藏和顯示圖層的效果。對于預(yù)定義visibility屬性的特殊情況，也可通過遍歷修改子元素的visibility屬性進行顯示與隱藏圖層。

參考文獻

[1]Sun Teng-Da， Wang Jin-Feng，2007，A Traffic Cellular Automata Model Based on Road Network Grids and Its Spatial & Temporal Resolution's Influences on Simulation， Simulation Modeling Practice and Theory，DOI： 10.1016/j.simpat.

[2]Steven J.Vaughan-Nichols.Will Vector Graphics Finally Make It on the Web7.IEEEComputer，2001，34（12）：22-24.

[3]http：//www.w3school.com.cn/svg/.

[4]唐學(xué)波.基于SVG的時空GIS文件系統(tǒng)增量更新存儲機制研究[D].上海：同濟大學(xué)，2009.

[5]Liang JZ. Using SVG Technique to Organize and Display Data of Embedded GIS， 2009 5TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATIONS， NETWORKING AND MOBILE COMPUTING， VOLS： 1-8， p： 5375-5377，2009.

[6]鄔倫，劉瑜，張晶，等.地理信息系統(tǒng)—原理、方法和應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2008.

Visibility=”visible”

對于這種情況，需要在關(guān)閉圖層的時候，使Visibility屬性失效。而在打開圖層的時候，使visibility屬性值變回”visible”。

Visibility=”hidden”

對于這種情況，正常情況下是不顯示該元素的，故無論包含該元素的圖層是隱藏還是顯示狀態(tài)，該元素均不顯示。

整個地圖分層的偽代碼如下所示：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19 ProcedureLayer（layer name）

INPUTlayer name： String

Begin

var TargetLayer = find_node_by_name（layer name）

ifTargetLayer.Visibility=”visible”then

TargetLayer. Visibility=”hidden”

traverse TargetLayer in level-order sequence

let M be the current unit

IfM.hasAttribute（“Visibility”） and M.Visibility = “visible” then

M.removeAttribute（“Visibility”）

highlight_node（M）

endif

end-traverse

endif

else

TargetLayer. Visibility=“visible”

unhighlight_nodes_under_layer（TargetLayer）

endif

End

3 分層算法的驗證測試

地圖分層算法其基本思想是：利用SVG中的組元素進行分層，在已經(jīng)用元素分好層的SVG地圖中，通過修改節(jié)點的Visibility屬性值實現(xiàn)地圖的分層顯示。初步實現(xiàn)后，需要對通常情況的分層進行測試，然后對本文提出的特殊情況（元素下包含預(yù)先定義過visibility屬性的節(jié)點）進行測試。

通過以上分析，我們準備了兩組數(shù)據(jù)，分別為Rects組、Circles組和Texts組，每組中包含三個對應(yīng)的SVG元素。我們在Circles組和Texts組中，預(yù)先設(shè)定了元素的Visibility

圖1 分層驗證測試文件的顯示

屬性。通過Rects組可以對通常情況進行測試，通過Circles組可以對特殊情況進行測試。通過Texts組對這兩種情況進行綜合測試。

通過以上分析，我們準備也測試數(shù)據(jù)，包含水系（包含河流）、交通（包含城市道路和鄉(xiāng)村交道路）、植被與土質(zhì)（包含城市綠地）三大圖層。且對城市道路中的第一條道路沒有預(yù)設(shè)“visibility”值，而第四條道路的visibility=”hidden” ，除此之外的所有圖形元素都預(yù)設(shè)visibility=”visible” 。

首先，需要將測試的SVG文件導(dǎo)入到Web瀏覽器中進行顯示。該測試文件在瀏覽器中顯示如圖1所示。圖中共有三個圖層，包括水系層、植被和土質(zhì)層以及交通層。由于城市道路層的第四個元素的Visibility屬性為hidden，所以在這里沒有顯示該元素。圖形上方的復(fù)選框用于操作圖層的開關(guān)。

然后，通過點擊水系復(fù)選框來隱藏水系層，測試結(jié)果如圖2所示。與圖1比較后，可以看出，水系層消失了。

圖2 隱藏水系層的結(jié)果

接著，通過點擊復(fù)選框水系來顯示水系層，點擊植被與土質(zhì)來隱藏植被和土質(zhì)層，測試結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，原先的河流又出現(xiàn)了，而植被和土質(zhì)層的綠地則均被隱藏了。

圖3 隱藏植被和土質(zhì)層的結(jié)果

4 結(jié)論

通過以上測試結(jié)果可以看出，本文提出的分層顯示算法是可行的。對于普通情況，只要修改組元素的visibility屬性便能達到隱藏和顯示圖層的效果。對于預(yù)定義visibility屬性的特殊情況，也可通過遍歷修改子元素的visibility屬性進行顯示與隱藏圖層。

參考文獻

[1]Sun Teng-Da， Wang Jin-Feng，2007，A Traffic Cellular Automata Model Based on Road Network Grids and Its Spatial & Temporal Resolution's Influences on Simulation， Simulation Modeling Practice and Theory，DOI： 10.1016/j.simpat.

[2]Steven J.Vaughan-Nichols.Will Vector Graphics Finally Make It on the Web7.IEEEComputer，2001，34（12）：22-24.

[3]http：//www.w3school.com.cn/svg/.

[4]唐學(xué)波.基于SVG的時空GIS文件系統(tǒng)增量更新存儲機制研究[D].上海：同濟大學(xué)，2009.

[5]Liang JZ. Using SVG Technique to Organize and Display Data of Embedded GIS， 2009 5TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATIONS， NETWORKING AND MOBILE COMPUTING， VOLS： 1-8， p： 5375-5377，2009.

[6]鄔倫，劉瑜，張晶，等.地理信息系統(tǒng)—原理、方法和應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2008.

Visibility=”visible”

對于這種情況，需要在關(guān)閉圖層的時候，使Visibility屬性失效。而在打開圖層的時候，使visibility屬性值變回”visible”。

Visibility=”hidden”

對于這種情況，正常情況下是不顯示該元素的，故無論包含該元素的圖層是隱藏還是顯示狀態(tài)，該元素均不顯示。

整個地圖分層的偽代碼如下所示：

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19 ProcedureLayer（layer name）

INPUTlayer name： String

Begin

var TargetLayer = find_node_by_name（layer name）

ifTargetLayer.Visibility=”visible”then

TargetLayer. Visibility=”hidden”

traverse TargetLayer in level-order sequence

let M be the current unit

IfM.hasAttribute（“Visibility”） and M.Visibility = “visible” then

M.removeAttribute（“Visibility”）

highlight_node（M）

endif

end-traverse

endif

else

TargetLayer. Visibility=“visible”

unhighlight_nodes_under_layer（TargetLayer）

endif

End

3 分層算法的驗證測試

地圖分層算法其基本思想是：利用SVG中的組元素進行分層，在已經(jīng)用元素分好層的SVG地圖中，通過修改節(jié)點的Visibility屬性值實現(xiàn)地圖的分層顯示。初步實現(xiàn)后，需要對通常情況的分層進行測試，然后對本文提出的特殊情況（元素下包含預(yù)先定義過visibility屬性的節(jié)點）進行測試。

通過以上分析，我們準備了兩組數(shù)據(jù)，分別為Rects組、Circles組和Texts組，每組中包含三個對應(yīng)的SVG元素。我們在Circles組和Texts組中，預(yù)先設(shè)定了元素的Visibility

圖1 分層驗證測試文件的顯示

屬性。通過Rects組可以對通常情況進行測試，通過Circles組可以對特殊情況進行測試。通過Texts組對這兩種情況進行綜合測試。

通過以上分析，我們準備也測試數(shù)據(jù)，包含水系（包含河流）、交通（包含城市道路和鄉(xiāng)村交道路）、植被與土質(zhì)（包含城市綠地）三大圖層。且對城市道路中的第一條道路沒有預(yù)設(shè)“visibility”值，而第四條道路的visibility=”hidden” ，除此之外的所有圖形元素都預(yù)設(shè)visibility=”visible” 。

首先，需要將測試的SVG文件導(dǎo)入到Web瀏覽器中進行顯示。該測試文件在瀏覽器中顯示如圖1所示。圖中共有三個圖層，包括水系層、植被和土質(zhì)層以及交通層。由于城市道路層的第四個元素的Visibility屬性為hidden，所以在這里沒有顯示該元素。圖形上方的復(fù)選框用于操作圖層的開關(guān)。

然后，通過點擊水系復(fù)選框來隱藏水系層，測試結(jié)果如圖2所示。與圖1比較后，可以看出，水系層消失了。

圖2 隱藏水系層的結(jié)果

接著，通過點擊復(fù)選框水系來顯示水系層，點擊植被與土質(zhì)來隱藏植被和土質(zhì)層，測試結(jié)果如圖3所示。從圖中可以看出，原先的河流又出現(xiàn)了，而植被和土質(zhì)層的綠地則均被隱藏了。

圖3 隱藏植被和土質(zhì)層的結(jié)果

4 結(jié)論

通過以上測試結(jié)果可以看出，本文提出的分層顯示算法是可行的。對于普通情況，只要修改組元素的visibility屬性便能達到隱藏和顯示圖層的效果。對于預(yù)定義visibility屬性的特殊情況，也可通過遍歷修改子元素的visibility屬性進行顯示與隱藏圖層。

參考文獻

[1]Sun Teng-Da， Wang Jin-Feng，2007，A Traffic Cellular Automata Model Based on Road Network Grids and Its Spatial & Temporal Resolution's Influences on Simulation， Simulation Modeling Practice and Theory，DOI： 10.1016/j.simpat.

[2]Steven J.Vaughan-Nichols.Will Vector Graphics Finally Make It on the Web7.IEEEComputer，2001，34（12）：22-24.

[3]http：//www.w3school.com.cn/svg/.

[4]唐學(xué)波.基于SVG的時空GIS文件系統(tǒng)增量更新存儲機制研究[D].上海：同濟大學(xué)，2009.

[5]Liang JZ. Using SVG Technique to Organize and Display Data of Embedded GIS， 2009 5TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON WIRELESS COMMUNICATIONS， NETWORKING AND MOBILE COMPUTING， VOLS： 1-8， p： 5375-5377，2009.

[6]鄔倫，劉瑜，張晶，等.地理信息系統(tǒng)—原理、方法和應(yīng)用[M].科學(xué)出版社，2008.