地图符号共享关键技术研究

发布时间：2019-09-03 10:06

【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。
【图文】：

曲线,编辑器,点状符号,图元

第二章地图符号共享技术基础图元的坐标转换，实现符号的屏幕绘制与输出。几何图元组合的方式是最常见的点状符号数据模型，大多数 GIS 软件都提供了基于几何图元组合的点状符号绘制方式，如 ESRI 公司的 ArcMap 软件就提供了 Simple MarkerSymbol 的点状符号制作方式，它允许用户选择圆、矩形、菱形和十字丝等 5 种简单图形来实现点状符号的制作；InterGraph 公司的 GeoMedia 软件支持了三角形、五角星、矩形、菱形和圆等几何图元；SuperMap 软件则提供了点、折线、弧、椭圆、多边形、矩形、五角星等 13 种图元来设计和制作点状符号，如图 2-3(a)所示；MapGIS 软件则提供了直线、多边形、曲线、弧线等 13 种图元来设计点状符号，如图 2-3(b)所示；信息工程大学测绘学院设计的高精度地图符号编辑器提供了包含贝赛尔曲线在内的 13 种图元来实现点状符号的绘制[88]，如图 2-4 所示。

样条曲线,编辑器,高精度,字体

(a) (b)图2-3 SuperMap(a)和 MapGIS(b)的点状地图符号编辑器图2-4 高精度点状地图符号编辑器2.1.1.2 TrueType 字体TrueType 是美国苹果公司和微软公司共同制订的一种数字化矢量字体的格式标准，它采用了几何学上的直线及二次 B 样条曲线来描述字体的外形轮廓，支持字符的矢量无级缩放，具有绘制速度快、分辨率高和平台、系统无关性等优点[89][90]。为此，采用 TrueType
【学位授予单位】：解放军信息工程大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：P283.1

【参考文献】