LBS中基于SVG的地圖組織與應用

陳少英

（廈門海洋職業(yè)技術學院信息技術系，廈門 361012）

1 概述

1.1 LLBBSS業(yè)務

移動位置服務（Location-Based Services，LBS），又名定位服務，使用移動衛(wèi)星網(wǎng)絡和衛(wèi)星定位的技術結合獲得移動方的位置信息，由移動通信網(wǎng)提供給用戶及相關通信系統(tǒng)，用以實現(xiàn)各種與定位、位置相關的服務。涉及到基于位置提供的信息服務都屬于移動位置服務，例如查詢某個目的地的線路、某個地方的天氣，這些是廣義的屬性。就LBS業(yè)務本身來說，其通過移動通信網(wǎng)獲取用戶的位置，借助地理信息系統(tǒng)（GIS）提供的各類服務，實現(xiàn)與終端擁有者所在位置緊密相關的增值服務。GIS是LBS中的關鍵核心技術，因為LBS中的關鍵和核心是位置信息和地理信息，而GIS負責位置信息、基礎地理信息的存儲以及數(shù)據(jù)、空間分析，涉及到地圖展示、路徑搜索、地點定位等，這正是LBS中用戶需要的有價值的信息。

LBS會形成一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈，其中包括定位技術提供商、電信運營商、基礎空間數(shù)據(jù)、服務提供商、內(nèi)容提供商和移動終端制造商等。手機做為重要的一種移動終端，擁有位置信息采集和用戶交互的功能。

1.2 SSVVGG技術

SVG，即可縮放矢量圖（Scalable Vector Graphics），它采用XML（Extensible Markup Language）來描述二維圖形。

SVG結合了文字、圖形和圖像的有機統(tǒng)一，它采用標記語言的形式，對矢量圖形、圖像進行變換、組合、樣式設置等操作。作為針對互聯(lián)網(wǎng)應用而制定的圖像格式，從圖像本身的表現(xiàn)來講SVG具有圖像品質較高、文件較小、色彩描述精確、視覺顯示效果豐富、可搜索、可交互等優(yōu)勢。

LBS中基于SVG技術的方案相比于先前的解決方案具有一些新的特點：

（1）SVG豐富的圖形對象，可以很好地表現(xiàn)系統(tǒng)的空間信息，甚至細節(jié)。

（2）SVG豐富的消息觸發(fā)以及事件響應函數(shù)，能夠快速獲取用戶信息，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的交互性。

（3）SVG基于XML格式的特性，使得它除了本身內(nèi)置的屬性外，還能針對屬性進行任意擴展，以實現(xiàn)自定義的功能，具有靈活性。

（4）支持圖形超鏈接功能。

2 系統(tǒng)架構

該系統(tǒng)采用C/S模式，客戶端主要用來顯示地圖，包括操作界面、SVG解析模塊和功能模塊。服務器端存儲地圖的SVG文件，負責接收響應客戶端發(fā)出的請求。客戶端發(fā)送請求信息（例如查詢）到服務器端，服務器端進行響應，將相應SVG文件返回給客戶端，客戶端解析SVG文件，將生成的圖像顯示在手機屏幕上。用戶可以根據(jù)需要，在手機屏幕上對矢量地圖進行平移，以及適當?shù)目s放。

系統(tǒng)整體結構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)結構示意圖

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 地圖引擎

地圖引擎是開發(fā)GIS地圖應用的平臺基礎。系統(tǒng)采用J2EE布局，地圖圖形數(shù)據(jù)和交互使用SVG做為載體，數(shù)據(jù)交換手段基于XML/XSL，空間數(shù)據(jù)平臺使用Oracle Spatial，界面操縱能力通過ECMAScript腳本語言來實現(xiàn)。

本系統(tǒng)由如下部分組成：

●SVG地圖：通過Adobe SVG Viewer實現(xiàn)SVG地圖展示城市地圖、道路、地名注記等內(nèi)容，并為地圖API提供數(shù)據(jù)容器；

●地圖API：提供了公交換乘查詢、地名及位置查詢、公交線路查詢、周邊地物查詢等API，供應用開發(fā)者使用；

●空間數(shù)據(jù)解析器：根據(jù)前臺請求，從Oracle Spa?tial數(shù)據(jù)庫中讀取空間數(shù)據(jù)，并轉換成為SVG圖形元素，組合目標SVG；

●數(shù)據(jù)緩存器：緩存用戶的調(diào)用請求產(chǎn)生的結果數(shù)據(jù)，根據(jù)用戶請求從緩存中讀取數(shù)據(jù)，用于提高服務器性能。

地圖引擎拓撲圖如圖2所示。

圖2 地圖引擎拓撲示意圖

3.2 系統(tǒng)各功能模塊

以下介紹系統(tǒng)的各個功能模塊劃分：

●SVG元素庫：使用對象數(shù)組格式，生成數(shù)據(jù)庫表中的對應SVG元素。首先需要調(diào)用方傳輸數(shù)據(jù)庫的表名和對應的命名函數(shù)，SVG元素庫依據(jù)表名連接Oracle Spatial數(shù)據(jù)庫，參照命名函數(shù)中傳入的數(shù)據(jù)類型生成所需要的文本、點、線、面等對象；接著向解析器查詢記錄對應的顯示風格，并設置到對象中，最后向調(diào)用方返回的是元素對象數(shù)組。

●SXW解析器模塊：SXW解析器設計用于實現(xiàn)對Super Map地圖編輯軟件產(chǎn)生的SXW文件的解析。SuperMap Deskpro生成信息空間文件，SXW解析器負責讀取其中的地圖地理結構、地圖展示風格等內(nèi)容，讀取解析對應的SXW文件，然后在內(nèi)存中生成XML樹，并提供外部所需的圖層元素值。

●緩沖器模塊：緩存用戶調(diào)用請求產(chǎn)生的結果數(shù)據(jù)，并根據(jù)用戶請求從緩存中直接讀取數(shù)據(jù)。用于提高服務器性能。在服務器啟動時，將載入這個類，并在這個類中將所有的SVG文件都讀出，并且存入Hash?Map。

●更新器模塊：用于更新SVG數(shù)據(jù)，作為入口，調(diào)度各個模塊，重新生成各主要城市的SVG地圖文件，將數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫，并由監(jiān)聽器監(jiān)視數(shù)據(jù)庫，并將它更新到HashMap中。

●分發(fā)器模塊：負責接收響應處理前端的請求。相當于系統(tǒng)中的交通警察，它接收用戶請求并進行解析，并將請求分發(fā)到相對應的對象進行處理。

●SVG組裝器模塊：用于根據(jù)傳入的圖元分塊坐標和其他相關配置信息，訪問Oracle Spatial數(shù)據(jù)庫，并生成分塊對應的SVG文件，以String方式返回，供調(diào)用者進行處理。

●地圖展示模塊：WingMap類在地圖裝載時進行初始化，用于操縱展示的SVG地圖。提供了眾多的函數(shù)，用于滿足地圖移動、放大、縮小、測距等常用地圖功能，并提供了用于向地圖中寫入查詢結果的接口。

系統(tǒng)工作時序如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)工作時序圖

3.3 更新器模塊實現(xiàn)

更新器用于更新SVG數(shù)據(jù)，作為入口，調(diào)度各個模塊，將數(shù)據(jù)更新到數(shù)據(jù)庫，并由監(jiān)聽器監(jiān)視數(shù)據(jù)庫，并將它更新到HashMap中。更新器結構如圖4所示。

圖4 更新器結構圖

SVG組裝器拆分MBR，并根據(jù)MBR拆分結果進行循環(huán)調(diào)用：

（1）SVG組裝器新建SXW解析器對象；

（2）SXW解析器返回新建對象；

（3）SVG組裝器向元素庫發(fā)送圖層、MBR、SXW解析器對象，元素庫返回相應的SVG片段；

（4）元素庫向SXW解析器發(fā)送請求，要求返回圖層信息；

（5）SXW解析器返回圖層信息；

（6）元素庫向Spatial要求調(diào)用存儲過程，傳入圖層名、MBR、表名稱等信息，要求返回結果記錄集；

（7）存儲過程返回結果記錄集；

（8）元素庫向SXW解析器發(fā)送請求，要求返回圖層風格；

（9）SXW解析器返回圖層風格；

（10）元素庫組裝并返回SVG片段.

SVG組裝器壓縮SVG片段，并存入到數(shù)據(jù)庫表中，繼續(xù)第1步，直至循環(huán)結束。

3.4 SSVVGG組裝器模塊實現(xiàn)

SVG生成模塊用于根據(jù)傳入的圖元分塊坐標和其他相關配置信息，訪問Oracle Spatial數(shù)據(jù)庫，并生成分塊對應的SVG文件，以String方式返回，供調(diào)用者進行處理。其程序流程是先新建SVG圖元工廠，接著設置分塊信息，然后設置SXW對象，最后調(diào)用生成SVG方法。

SVG組裝器必須完成如下的工作：

（1）響應解析請求的內(nèi)容，生成SVG文件框架，獲得地圖名稱；

（2）根據(jù)地圖名稱，創(chuàng)建格式解析器對象；

（3）從格式解析器獲取圖層信息；

（4）從SVG元素庫中，依照圖層信息，取得對應的SVG元素數(shù)組，經(jīng)由元素數(shù)組生成SVG片段，通過拼裝，形成SVG文件；

（5）返回SVG字符串。

生成SVG：

使用createSVG函數(shù)要求m_mapConfig返回滿足比例尺條件的SXW圖層列表，并循環(huán)SXW圖層列表：

（1）SXW圖層名稱 sSXWLayer，要求m_mapConfig返回對應的最小比例尺和最大比例尺；

中國的社會扶貧是具有中國特色的廣義的社會扶貧概念。自20世紀90年代中期開始，社會扶貧一直是中國扶貧的重要組成部分。社會扶貧大體可劃分為三種主要類型：第一種是政府組織和協(xié)調(diào)的帶有再分配性質的社會扶貧，包括各級機關事業(yè)單位開展的定點扶貧、東西協(xié)作扶貧以及軍隊武警部隊扶貧；第二種是由企業(yè)為主體基于社會責任、參與企業(yè)與貧困地區(qū)互利的企業(yè)扶貧；第三種是由非營利社會組織和個人為主純粹的扶貧活動。由這三種社會扶貧方式構成的中國社會扶貧，在過去20年通過動員社會和所在組織的資源、組織和實施扶貧項目、開展扶貧創(chuàng)新等形式，為中國減貧作出了重要的貢獻。

（2）如果滿足條件：最小比例尺

（3）根據(jù)sSXWLayer，查表得到圖層對應的Spatial表名sTable；

（4）設置條件：sTable，dLeft，dBottom，dTop，dRight，sProvince，sCity，sLayer，dScale，調(diào)用存儲過程檢索出Spatial表中的對應記錄，生成結果記錄集；

（5）根據(jù)Spatial表名，調(diào)用對應的函數(shù)，傳入?yún)?shù)：sSXWLayer；

（6）要求SVG類返回SVG圖層；

（7）拼接SVG圖層數(shù)組，設置SVG文件的Wing屬性，返回SVG文件。

最后輸出SVG文件，String類型，格式如下：

讀取POI：

使用readPOI函數(shù)，輸入SXW圖層名稱，進行如下處理：

（1）根據(jù)m_dScale，計算顯示比例單位數(shù)值dUnit（double類型，用來設置本比例尺下1單位的實際大?。?；

（2）向m_mapConfig查詢sSXWLayer對應的顯示風格：字體、字體大小、字體顏色；

（3）根據(jù)顯示風格，組裝SVG頭，設置缺省屬性：image大小、字體、字體大小、字體顏色；

（4）循環(huán)結果記錄集：

①讀取POI類型；

②查表得到POI類型對應的顯示圖片路徑，設置元素；

③讀取POI名稱，設置元素。

（5）輸出SVG圖層。

讀取水系、綠地、邊界：

分別使用 readWater、readGreenLawn、readCounty函數(shù)，輸入SXW圖層名稱，并進行如下處理：

（1）根據(jù)m_dScale，計算顯示比例單位數(shù)值dUnit；

（2）向m_mapConfig查詢sSXWLayer對應的顯示風格：填充色、邊線色；

（3）根據(jù)顯示風格，組裝SVG頭，設置缺省屬性：邊線色、填充色、邊寬；

（4）循環(huán)結果記錄集：

①讀取多邊形數(shù)據(jù)，設置元素、邊寬（=0）；

②讀取路徑數(shù)據(jù)，設置元素。

（5）輸出圖層；

（6）輸出圖層。

讀取橋系、道路、鐵路：

分別使用函數(shù) readBridge、readRoad、readRailway輸入SXW圖層名稱，并進行如下處理：

（1）根據(jù)m_dScale，計算顯示比例單位數(shù)值dUnit；

（2）向m_mapConfig查詢sSXWLayer對應的顯示風格：邊寬、字體、字體顏色、字體大??；

（3）根據(jù)顯示風格，組裝背景SVG頭，設置缺省屬性：邊線色、邊寬；

（4）根據(jù)顯示風格，組裝前景SVG頭，設置缺省屬性：邊線色、虛線填充格式、邊寬；

（5）根據(jù)顯示風格，組裝文字SVG頭，設置缺省屬性：字體、字體顏色、字體大小、路徑跟隨屬性；

（6）循環(huán)結果記錄集：

①讀取路徑數(shù)據(jù)，設置背景元素；

②設置前景元素，如果具備名字，則為元素命名；

③如果具備名字，則設置元素，設置為路徑跟隨。

（7）輸出背景圖層；

（8）輸出前景圖層；

（9）輸出文字圖層。

4 結語

SVG作為基于XML純文本描述、為互聯(lián)網(wǎng)應用而設計的圖像格式，擁有文件小、圖像質量高、色彩描述精確、視覺表現(xiàn)豐富、可搜索、支持交互這些特點，使得非常適宜成為Web地圖的載體。本文通過研究SVG技術在LBS中的應用，解決了SVG的傳輸數(shù)據(jù)解析顯示、更新文件保存等問題，在手機上實現(xiàn)了對矢量地圖的顯示功能、平移和縮放功能、定位查詢功能，為移動終端基于SVG的應用提供了一種解決方案，具有較好的借鑒作用。