CN110968737A - 一种开放式海洋地理信息符号构建系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种开放式海洋地理信息符号构建系统及其实现方法，该系统包括综合集成框架模块、符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块、符号导出模块以及符号数据文件，综合集成框架模块调用符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块和符号导出模块，实现符号的解析、显示、编辑和导出功能；符号解析模块对现有符号数据文件的加载解析；符号显示模块对已有或新建点符号、线样式和面图案进行预览；符号编辑模块实现点符号、线样式和面图案的交互式编辑功能。本发明以S‑100标准构建数据模型，在灵活性、易用性、稳定性和扩展性方面具有明显优势，可高效创建符合应用需求符号集，可广泛应用于海洋地理信息专题图的开发应用中。

Description

一种开放式海洋地理信息符号构建系统及其实现方法

技术领域

本发明属于地理信息系统技术领域，尤其是一种开放式海洋地理信息符号构建系统及其实现方法。

背景技术

符号是地理信息可视化的基础，因此，作为符号设计制作的符号编辑器显得十分重要。大多成熟的GIS系统，例如ArcGIS、MapInfo、SuperMap等，都会带有一个符号编辑器模块，按照各自内部的符号模型实现符号集的创建、编辑和保存。然而，由于不同符号模型之间的差异和封闭，不同行业不同用户构建的符号集，难以实现共享和互操作。

符号的共享与互操作，可按照通用图形标准进行限定或扩展，例如PostScript、SVG、TrueType等，或者自行设计交换一套模型，这套模型可能是简化版，也可能是更加丰富全面。使用SVG作为符号模型的基础具有良好的开放性。图式标准通常只给出符号化的整体效果，不会给出符号的构建方法。国家海洋局颁布的海洋基础地理信息的符号构建标准自成体系。

在传统地理信息领域，由于“条块分割”，且许多业务系统已和一些商业GIS进行了融合，对于符号的共享与互操作并无强烈需求。然而，在海洋领域，国际合作和交换是常态。为了推动全球智能化航海应用，IHO(国际海道测量组织)与多个涉海的国际组织，包括IMO(国际气象组织)、JCOMM(海洋学和海洋气象学联合技术委员会)等，正在加快推进国际海洋地理信息的共享与互操作，即按照S-100标准构建统一模型，其中第9章“Portrayal(图示表达)”给出了二维符号的统一概念模型。为适应国际发展趋势，推动国内自主海洋GIS的发展，迫切需要研制一套符合S-100标准、便捷实用、开放式的海洋地理信息符号编辑器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种设计合理且符合S-100标准且灵活的开放式海洋地理信息符号构建系统及其实现方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种开放式海洋地理信息符号构建系统，包括综合集成框架模块、符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块、符号导出模块以及符号数据文件，所述综合集成框架模块调用符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块和符号导出模块，实现符号的解析、显示、编辑和导出功能；所述符号解析模块对现有符号数据文件的加载解析；所述符号显示模块对已有或新建点符号、线样式和面图案进行预览；所述符号编辑模块实现点符号、线样式和面图案的交互式编辑功能；所述符号导出模块实现当前编辑符号的保存或另存功能；所述符号数据文件包括点符号SVG、线样式XML和面图案XML文件。

进一步，所述点符号SVG包含如下数据：线、路径、椭圆、圆形、矩形、折线、文本和图像；所述线样式XML包括如下数据：线帽类型、循环长度、连接角类型、偏移、虚线构造和符号引用；所述面图案XML包括如下类型：颜色填充、符号填充、纹样填充、图像填充和覆盖填充；所述设备故障处理规则库包括如下数据：故障名称、故障设备、故障类型和处理措施。

进一步，所述颜色填充XML包括如下数据：颜色代号和透明度；所述符号填充的XML包括如下数据：填充坐标系、第一相对位置、第二相对位置、是否边界裁剪、符号引用、旋转角、旋转坐标系、缩放因子和偏移；所述纹样填充XML包括如下数据：纹线方向、纹线距离和线型；所述图像填充XML包括如下数据：图像引用和替换色；所述覆盖填充XML包括如下数据：属性值和映射表。

进一步，所述综合集成框架模块包括人机交互界面，该人机交互界面包含如下区域：菜单区、工具条区、工具面板区、属性列表、控制窗口。

进一步，所述符号解析模块包括如下SVG文档的解析操作；几何图元基类和非几何图元基类，该几何图元基类包含线、路径、椭圆、圆形、矩形类型；该非几何图元基类，包括文本和注释；

进一步，所述符号显示模块将单个符号的显示接口统一为绘制接口，根据图元类型不同，分别实例化如下类对象：矩形绘制、椭圆绘制、文本绘制、图像绘制、直线工具、折线绘制和多边形绘制；所述交互编辑将所有编辑操作的接口统一为工具接口并根据操作用途实例化为如下类对象：对象工具、直线工具、矩形工具、漫游工具、折线工具、多边形工具、选取工具、文本工具、椭圆工具和图像工具。

一种开放式海洋地理信息符号构建系统的实现方法，包括以下步骤：

步骤1、创建点符号SVG；

步骤2、创建S-100电子海图的线样式XML；

步骤3、创建S-100电子海图的面图案XML。

进一步，所述步骤1的实现方法包括以下步骤：

⑴根据当前待创建点符号的图元特征，判断是否已有相关点符号，如果是则导入现有点符号，如果不是则新建空白符号；

⑵利用符号编辑模块和符号显示模块进行交互式编辑；

⑶将最终的点符号SVG导出指定目录下。

进一步，所述步骤2的实现方法包括以下步骤：

⑴根据当前待创建线样式的图元特征，判断是否为复杂线符号，如果是则导入所有点符号；

⑵创建线样式模板，并在属性网格中显示各个参数；

⑶通过属性网格进行线样式参数的动态编辑，并通过符号显示模块在视窗内动态预览效果；

⑷将最终的线样式XML导出指定目录下。

进一步，所述步骤3的实现方法包括以下步骤：

⑴根据当前待创建面图案的图元特征，选择面图案类型；

⑵判断是否为符号填充，如果是则导入所有点符号；

⑶创建面图案模板，并在属性网格中显示各个参数；

⑷通过属性网格进行面图案参数的动态编辑，并通过符号显示模块在视窗内动态预览效果；

⑸将最终的线面图案XML导出指定目录下。

本发明的优点和积极效果是：

1、本开放式海洋地理信息符号构建系统以S-100标准构建数据模型，具有通用性，同时，各个模块之间具有解耦合特征，在灵活性、易用性、稳定性和扩展性方面具有明显优势，可高效创建符合应用需求符号集，可广泛应用于海洋地理信息专题图的开发应用中。

2、本发明将SVG作为海洋地理信息点符号的构造标准并以此为基础，结合使用XML表示线样式和面图案结构，具有显著的开放性特征，降低了海洋地理信息系统的开发门槛，有利于推动海洋地理信息的共享与互操作。

附图说明

图1为本发明的系统构成示意图；

图2为本发明的综合集成框架模块示意图；

图3为SVG符号模型示意图；

图4为线符号预览效果图；

图5为面符号预览效果图；

图6为符号显示模块主要类图；

图7为符号编辑模块主要类图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种开放式海洋地理信息符号构建系统，如图1所示，包括综合集成框架模块、符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块、符号导出模块以及符号数据文件。所述综合集成框架模块连接并调用符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块和符号导出模块，实现符号的解析、显示、编辑、导出等功能；所述符号解析模块实现现有符号数据文件的加载解析；所述符号显示模块实现已有或新建点符号、线样式和面图案的预览；所述符号编辑模块实现点符号、线样式和面图案的交互式编辑；所述符号导出模块实现当前编辑符号的保存或另存；所述符号数据文件包括点符号SVG、线样式XML和面图案XML等文件。下面对系统中的各个部分分别进行说明：

1、综合集成框架模块

按照“All In One”(即：综合一体)理念，以“简约、实用、稳定”设计原则，构建了包含菜单区、工具条区、工具面板区、属性列表、控制窗口等面板的人机交互界面，如图2所示。通过综合集成框架模块，实现符号的解析、显示、编辑、导出等功能。

2、符号解析模块

为了提高针对性，符号构建系统只需支持SVG图元表达的基本特性，暂不用考虑高级特性，例如滤镜、脚本、动画等。图3给出了该模块使用的模型，其中，SVGDoc用于整个SVG文档的解析操作；“SvgBasicShape”是几何图元基类，其子类包含SvgRect(线)、SvgPath(路径)、SvgEllipse(椭圆)、SvgCircle(圆形)、SvgRect(矩形)等类型；为了提取或过滤一些信息，该模型还包含了一些非几何图元的类型，包括SvgText(文本)或者SvgDesc(注释)。

3、符号显示模块

按照面向接口设计方法，将单个符号的显示接口统一为DrawObject(绘制接口)，根据图元类型不同，分别实例化如下类对象：DrawRectangle(矩形绘制)、DrawEllipse(椭圆绘制)、DrawText(文本绘制)、DrawImage(图像绘制)、Drawline(直线工具)、DrawPath(折线绘制)、DrawPolygon(多边形绘制)。UML结构如图6所示。

4、符号编辑模块

符号构建系统中最复杂的功能在于图形交互编辑，按照面向接口设计方法，将所有编辑操作的接口统一为Tool(工具接口)，并根据操作用途实例化为如下类对象：ToolObject(对象工具，父类)、ToolLine(直线工具)、ToolRectangle(矩形工具)、ToolPan(漫游工具)、ToolPath(折线工具)、ToolPolygon(多边形工具)、ToolPointer(选取工具)、ToolText(文本工具)、ToolEllipse(椭圆工具)、ToolImage(图像工具)。UML结构如图7所示。

5、符号导出模块

符号导出模块和解析模块两者是互逆的，可相互参照，但是由于外部导入的SVG符号在结构上具有多样性，因此在导出时应当对所有SVG进行限定，包括坐标系、元数据、标题等元素。

6、符号数据文件

使用XML作为线样式和面填充参数的存储模型，通过系统内部符号类对象与XML元素两者之间的对应，实现动态序列化和反序列化。

基于上述开放式海洋地理信息符号构建系统，本发明的开放式海洋地理信息符号构建系统的实现方法包括以下步骤：

步骤1、创建点符号SVG。

在符号构建系统根目录下“FolderSetting.ini”配置文件，保存所有点符号所在目录。如果需要对现有符号进行修改，则通过菜单或者工具条按钮导入现有点符号，使用工具面板里的相应工具进行图元增删改，最后如果采用直接保存的方式则替换原有文件，如果采用另存的方式则保留原有未修改前图元，重新生成一个新的点符号SVG文件；如果是重头开始的话，则直接使用工具面板的相应工具直接创建和编辑，最后直接保存为一个新的SVG文件。

步骤2、创建S-100线样式XML。

线样式分为简单符号和复杂符号，简单符号包括点线、虚线、实线等，复杂符号则需要使用点符号作为基本循环单元。对于复杂符号，需要事先通过“符号加载”栏对所有符号进行载入；在控制窗口复杂属性栏中选择“线样式”，即可在属性网格中加载线样式模板；通过模板参数的修改，即可实现线样式的设计；通过右侧按钮可实现线样式XML的导出和导入。

步骤3、创建S-100面图案XML。

面图案分为颜色填充、符号填充、纹样填充、图像填充和覆盖填充等类型。在控制窗口复杂属性栏中选择相应的面图案类型，即可在属性网格中加载该面样式模板，其中，只有符号填充需要事先加载点符号。符号填充又可分为品字填充和平行填充，此选项可通过“第一相对位置”和“第二相对位置”进行控制。由于“第一相对位置”和“第二相对位置”都是向量，前者纵向偏移和后者横向偏移各置为0，即是平行填充。同样，通过模板参数的修改，即可实现面图案的设计，通过右侧按钮可实现面图案XML的导出和导入。

本发明未述及之处适用于现有技术。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种开放式海洋地理信息符号构建系统，其特征在于：包括综合集成框架模块、符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块、符号导出模块以及符号数据文件，所述综合集成框架模块调用符号解析模块、符号显示模块、符号编辑模块和符号导出模块，实现符号的解析、显示、编辑和导出功能；所述符号解析模块对现有符号数据文件的加载解析；所述符号显示模块对已有或新建点符号、线样式和面图案进行预览；所述符号编辑模块实现点符号、线样式和面图案的交互式编辑功能；所述符号导出模块实现当前编辑符号的保存或另存功能；所述符号数据文件包括点符号SVG、线样式XML和面图案XML文件。

2.根据权利要求1所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统，其特征在于：所述点符号SVG包含如下数据：线、路径、椭圆、圆形、矩形、折线、文本和图像；所述线样式XML包括如下数据：线帽类型、循环长度、连接角类型、偏移、虚线构造和符号引用；所述面图案XML包括如下类型：颜色填充、符号填充、纹样填充、图像填充和覆盖填充；所述设备故障处理规则库包括如下数据：故障名称、故障设备、故障类型和处理措施。

3.根据权利要求2所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统，其特征在于：所述颜色填充XML包括如下数据：颜色代号和透明度；所述符号填充的XML包括如下数据：填充坐标系、第一相对位置、第二相对位置、是否边界裁剪、符号引用、旋转角、旋转坐标系、缩放因子和偏移；所述纹样填充XML包括如下数据：纹线方向、纹线距离和线型；所述图像填充XML包括如下数据：图像引用和替换色；所述覆盖填充XML包括如下数据：属性值和映射表。

4.根据权利要求1所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统，其特征在于：所述综合集成框架模块包括人机交互界面，该人机交互界面包含如下区域：菜单区、工具条区、工具面板区、属性列表、控制窗口。

5.根据权利要求1所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统，其特征在于：所述符号解析模块包括如下SVG文档的解析操作；几何图元基类和非几何图元基类，该几何图元基类包含线、路径、椭圆、圆形、矩形类型；该非几何图元基类，包括文本和注释。

6.根据权利要求1所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统，其特征在于：所述符号显示模块将单个符号的显示接口统一为绘制接口，根据图元类型不同，分别实例化如下类对象：矩形绘制、椭圆绘制、文本绘制、图像绘制、直线工具、折线绘制和多边形绘制；所述交互编辑将所有编辑操作的接口统一为工具接口并根据操作用途实例化为如下类对象：对象工具、直线工具、矩形工具、漫游工具、折线工具、多边形工具、选取工具、文本工具、椭圆工具和图像工具。

7.一种如权利要求1至6任一项所述开放式海洋地理信息符号构建系统的实现方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、创建点符号SVG；

步骤2、创建S-100电子海图的线样式XML；

步骤3、创建S-100电子海图的面图案XML。

8.根据权利要求7所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统的实现方法，其特征在于：所述步骤1的实现方法包括以下步骤：

⑴根据当前待创建点符号的图元特征，判断是否已有相关点符号，如果是则导入现有点符号，如果不是则新建空白符号；

⑵利用符号编辑模块和符号显示模块进行交互式编辑；

⑶将最终的点符号SVG导出指定目录下。

9.根据权利要求7所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统的实现方法，其特征在于：所述步骤2的实现方法包括以下步骤：

⑴根据当前待创建线样式的图元特征，判断是否为复杂线符号，如果是则导入所有点符号；

⑵创建线样式模板，并在属性网格中显示各个参数；

⑶通过属性网格进行线样式参数的动态编辑，并通过符号显示模块在视窗内动态预览效果；

⑷将最终的线样式XML导出指定目录下。

10.根据权利要求7所述的一种开放式海洋地理信息符号构建系统的实现方法，其特其特征在于：所述步骤3的实现方法包括以下步骤：

⑴根据当前待创建面图案的图元特征，选择面图案类型；

⑵判断是否为符号填充，如果是则导入所有点符号；

⑶创建面图案模板，并在属性网格中显示各个参数；

⑷通过属性网格进行面图案参数的动态编辑，并通过符号显示模块在视窗内动态预览效果；

⑸将最终的线面图案XML导出指定目录下。

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