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地图符号共享关键技术研究

作 者: 黄瑞阳
导 师: 王家耀
学 校: 解放军信息工程大学
专 业: 地图制图学与地理信息工程
关键词: 符号共享 开放式数据模型 统一编码描述 地图符号服务 符号质量评价 地图符号注册中心 地图符号在线编辑器 在线地图制图
分类号: P283.1
类 型: 博士论文
年 份: 2013年
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内容摘要


空间信息共享与互操作是地理信息领域发展的趋势和热点,然而作为空间信息共享的重要组成部分,地图符号共享理论与技术的研究却相对滞后。一方面,符号共享相关标准的制订与研究和应用相脱节;另一方面,现有符号共享方法在共享层次、共享范围和共享能力等方面都具有较大的局限性,难以支持多源异构的地图符号在网络环境下实现灵活开放的集成和互操作,从而造成了因重复开发地图符号而产生的资源浪费。基于此,论文开展了对地图符号共享关键技术的研究,研究了开放式地图符号的数据模型及其统一编码,建立了面向服务架构(SOA)的地图符号共享框架,为相对独立封闭的地图符号之间实现网络化的集成共享提供了新的技术途径。论文的主要工作包括以下部分:(1)阐述了国内外关于地图符号标准及符号共享体系的研究现状,分析了当前地图符号共享研究中存在的问题和不足,对现有的几种地图符号共享技术方法的优缺点及其应用的局限性进行了深入的剖析,提出了构建地图符号共享框架的目标要求与意义。(2)提出了地图符号信息共享的传输模型,明确了开放式地图符号数据模型的研究意义,分析了现有GIS软件自带的符号编辑模块,总结了点状、线状和面状三种符号常用的数据组织结构与绘制策略,设计了地图符号化的接口模型与符号抽象接口对象,建立了开放式的点状、线状、面状和注记地图符号的数据模型,并对该数据模型的兼容性进行了分析和设计,验证了开放式地图符号数据模型能够为不同类型地图符号的集成与互操作提供数据模型支撑。(3)分析了基于OGC SLD/SE规范、图形描述语言和XML语言等三种方式的地图符号编码描述方式,建立了地图符号的编码描述原则,提出了地图符号编码描述的内容及其层次模型,并在开放式地图符号数据模型的基础上,设计了基于XML Schema的地图符号统一编码描述方案。(4)在分析Web服务的概念及其结构模型的基础上,给出了地图符号服务的定义及其框架结构,借鉴OGC颁布的地理信息服务相关规范,制订了地图符号服务的执行规范,该规范对地图符号服务的三种操作接口(GetCapabilities、DescribeSymbolType和GetSymbol)进行了详细的描述和定义。(5)利用SOA软件架构思想建立了地图符号共享框架体系,分析了共享框架的三个基本要素与支撑要素,剖析了该框架中三个角色之间的交互操作运行流程,提出了顾及共享应用的地图符号分类体系,利用层次分析法得出了符号质量指标权重系数,建立了基于线性加权函数的地图符号质量评价模型,阐述了地图符号信息的元数据描述内容,建立了地图符号信息的目录数据库,设计了地图符号注册中心的注册、发现和目录管理等功能模块。(6)研究了共享框架应用拓展的关键技术,一是对注册中心进行了应用拓展,提出了地图样式描述方案以及远程符号注册与发现服务的构建等关键技术;二是对符号提供者进行了应用拓展,建立了符号在线编辑器的体系结构,设计了基于Silverlight的地图符号数据模型,分析和研究了地图符号在线编辑器的各个功能模块;三是对符号请求者进行应用拓展,搭建了在线地图制图框架,并对该框架的运行管理过程进行了功能设计。(7)为了验证本文提出的符号共享框架体系及其关键技术,进行了符号共享框架的综合实验,建立了共享框架原型实验系统的体系结构,梳理了原型系统的功能逻辑结构图,并建立了多源异构地图符号的集成、地图符号的统一编码与服务化封装、地图符号注册中心门户网站、地图符号在线编辑器、在线地图制图平台和基于符号共享的GIS显示互操作等六个子实验系统,贯穿了符号共享的每一个环节,涵盖了符号的数据模型组织、编码描述、服务化封装、发布注册、查找发现、在线编辑和综合应用等多个方面,验证了论文研究内容、研究方法的有效性和合理性。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-9
目录  9-13
第一章 绪论  13-27
  1.1 研究背景与意义  13-19
    1.1.1 遭受冷落的地图符号共享  13-18
    1.1.2 研究意义  18-19
  1.2 国内外研究现状  19-25
    1.2.1 地图符号标准的研究现状  19-21
    1.2.2 地图符号共享技术的研究现状  21-23
    1.2.3 存在的问题和不足  23-25
  1.3 论文研究内容  25
  1.4 论文组织  25-27
第二章 地图符号共享技术基础  27-50
  2.1 地图符号数据模型  27-37
    2.1.1 点状符号的数据模型与绘制策略  28-31
    2.1.2 线状符号的数据模型与绘制策略  31-35
    2.1.3 面状符号的数据模型与绘制策略  35-37
  2.2 地图符号编码描述  37-44
    2.2.1 SLD/SE 编码描述方式  37-39
    2.2.2 基于图形描述语言的符号编码方式  39-42
    2.2.3 XML 编码方式  42-44
  2.3 地图符号互操作技术  44-49
    2.3.1 现有地图符号互操作技术  44-48
    2.3.2 地图符号互操作技术分析  48-49
  2.4 本章小结  49-50
第三章 开放式地图符号数据模型  50-75
  3.1 地图符号信息传输过程  50-53
    3.1.1 信息传输理论  50-51
    3.1.2 地图符号信息传输基本原理  51
    3.1.3 地图符号信息共享传输模型  51-53
  3.2 地图符号的统一抽象接口对象  53-59
    3.2.1 地图符号化接口对象模型  53-54
    3.2.2 地图符号抽象接口对象设计  54-59
  3.3 地图符号数据模型设计  59-72
    3.3.1 点状地图符号的数据模型设计  60-61
    3.3.2 线状地图符号的数据模型设计  61-64
    3.3.3 面状地图符号的数据模型设计  64-66
    3.3.4 几何图元的数据模型设计  66-69
    3.3.5 注记符号的数据模型设计  69-72
  3.4 地图符号数据模型兼容性分析  72-74
    3.4.1 与现有 GIS 符号系统的兼容性设计  72-73
    3.4.2 与公开符号的兼容性设计  73-74
  3.5 本章小结  74-75
第四章 地图符号的统一编码及其服务化封装  75-99
  4.1 地图符号的统一编码描述方案  75-89
    4.1.1 地图符号编码描述的原则  75-76
    4.1.2 地图符号描述的内容及层次模型  76-78
    4.1.3 基于 XML Schema 的符号编码描述方案  78-89
  4.2 地图符号服务  89-91
    4.2.1 Web 服务及其框架  89-90
    4.2.2 地图符号服务及其框架  90-91
  4.3 地图符号服务执行规范设计  91-98
    4.3.1 符号服务的操作接口设计  91-92
    4.3.2 GetCapabilities 操作  92-94
    4.3.3 DescribeSymbolType 操作  94-96
    4.3.4 GetSymbol 操作  96-98
  4.4 本章小结  98-99
第五章 地图符号共享框架体系设计  99-118
  5.1 地图符号共享框架体系设计  99-103
    5.1.1 地图符号共享框架体系  99-100
    5.1.2 地图符号共享框架的运行流程  100-102
    5.1.3 共享框架技术体系  102-103
  5.2 面向共享的地图符号分类体系  103-106
    5.2.1 分类体系建立原则  103-104
    5.2.2 顾及共享应用的地图符号分类体系  104-106
  5.3 地图符号质量评价机制  106-110
    5.3.1 符号质量评价内容  106-108
    5.3.2 符号质量评价模型  108-110
  5.4 地图符号注册中心的设计  110-117
    5.4.1 目录数据库设计  110-114
    5.4.2 功能模块设计  114-117
  5.5 本章小结  117-118
第六章 符号共享框架应用拓展技术  118-137
  6.1 注册中心拓展服务的关键技术  118-124
    6.1.1 地图样式描述方案  118-122
    6.1.2 远程符号注册服务的构建  122-123
    6.1.3 远程符号发现服务的构建  123-124
  6.2 提供者拓展服务的关键技术  124-130
    6.2.1 地图符号在线编辑器体系结构设计  124-125
    6.2.2 基于 Silverlight 的地图符号数据模型  125-127
    6.2.3 地图符号在线编辑器功能模块  127-130
  6.3 请求者拓展服务的关键技术  130-136
    6.3.1 在线地图制图框架设计  131-132
    6.3.2 在线地图制图框架功能模块  132-136
  6.4 本章小结  136-137
第七章 地图符号共享框架原型实验系统  137-160
  7.1 原型系统的体系结构  137-138
  7.2 原型系统开发实践  138-159
    7.2.1 多源异构地图符号集成实验  138-140
    7.2.2 地图符号的统一编码与服务化封装实验  140-143
    7.2.3 地图符号注册中心门户网站实验系统  143-147
    7.2.4 地图符号在线编辑器实验系统  147-152
    7.2.5 在线地图制图平台实验系统  152-155
    7.2.6 基于符号共享的 GIS 显示互操作实验  155-159
  7.3 本章小结  159-160
第八章 总结与展望  160-164
  8.1 论文的主要工作  160-162
  8.2 需要进一步研究的问题  162-164
致谢  164-165
参考文献  165-173
附录  173-186
  附录 1 基于 XML Schema 的地图符号统一编码  173-182
    1.1 要素类型样式 XML 描述(FeatureStyle.xsd)  173-174
    1.2 符号基类的 XML 描述(Symbolizer.xsd)  174
    1.3 点状符号 XML 描述(PointSymbolizer.xsd)  174-176
    1.4 线状符号 XML 描述(LineSymbolizer.xsd)  176-177
    1.5 面状符号 XML 描述(AreaSymbolizer.xsd)  177-178
    1.6 注记符号 XML 描述(TextSymbolizer.xsd)  178-179
    1.7 几何图元 XML 描述(Cell.xsd)  179-182
  附录 2 基于 XML Schema 的地图符号服务操作接口描述  182-185
    2.1 地图符号服务接口 XML 描述(WSS.xsd)  182-185
  附录 3 基于 XML Schema 的地图样式描述模式  185-186
    3.1 地图样式描述方案 XML 描述(Library.xsd)  185-186
作者简历 攻读博士学位期间完成的主要工作  186

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 测绘学 > 地图制图学(地图学) > 地图编制 > 地图设计、原图编绘
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