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1、GML架构及范例地理图形标记语言GML的架构及范例一、前言在信息高速公路的时代，如何能在不同的GIS 系统间实时分享资料，是刻不容缓的问题，现在该问题已经有了一个很好解决方案，那就是以 XML 为基础的 GIS 编码标准，称为地理图形标记语言GML（Geography Markup Language）。GML是由开放式地理信息系统联盟（OpenGIS Consortium，简称OGC）所发展，专为地理信息而发展的，以XML 为基础的编码标准，其与生俱来的转换及存取能力，将地理空间信息的管理开启一个全新的领域（请参考 黄旭初2002，新世代的GIS编码标准地理图形标记语言 GML，国土信息系统通
2、讯第42期）。由于GML在GIS领域，将对资料交换课题的扮演关键的角色，GIS 的参与者实有必要对GML的内容有深入的了解，本文将介绍GML的架构，并以范例说明。二、GML基本架构（一）以XML技术为基础GML 目前的正式版本是2.1.1版，它以XML技术为基础，并使用最新的 XML Schema文件定义技术，XML Schema具有 DTD所没有的型态继承（type inheritance）、名称空间（namespaces）等，且其使用XLink来表现地理空间实体间的关系，使得实体间关系的建立不仅限于同一数据库，甚至可横跨网际网络，因此GML 2.1.1版已足以建构分布式的GIS数据库。（二
3、）以simple feature为处理的单元GML使用地理图形实体（称为feature）来描述这个世界，基本上一个feature是由一系列的属性（properties）及几何图形（geometries）所组成，属性的内容包括名称（name）、型态（type）、值的叙述（value description）等，几何图形（geometries）则由基本几何区块（例如点、线、及多边形）所组成，为了简化，GML的初始规格限定在平面的简单几何图形（称为 simple feature，包括点、线、及多边形），在不久的将来，将会扩展至3D的几何图形及位相资料。GML的编码可以容许相当复杂的feature，一
4、个feature的几何图形可以由许多几何图形元素所组成（称为 Geometric Collection），也可以包含不同型态的几何图形。例如一个无线电转播塔可以同时有一个点的属性（它的位置点）及一个以多边形所构成的面的属性（它所涵盖的区域）。（三）GML的内容GML 2.1.1版以XML技术为基础，并使用 XML Schema文件定义技术，目前GML以Feature Schema、Geometry Schema、Xlinks Schema等三个基本的schema来定义它的内容，分述如下：1. Feature Schema（feature.xsd）Feature Schema定义feature的
5、内容及结构。图1是以UML来描述Feature schema的内容及结构，从图中可以看到几何图形的属性（geometric property）被当作一个关联类别（association class），来将一个feature与一个几何图形（geometry）连结，例如PointProperty用来连结一个点（point）的几何图形。详细的Feature schema内容请参考GML2.1.1规格书（位于http:/ Feature schema之UML图标2. Geometry Schema（geometry.xsd）Geometry schema有关几何图形元素的类型的定义，包括点（point
6、）、线（line）、多边形（polygon）等简单几何图形，及复合类型（complex type）的几何图形。图2是以UML来描述Geometry schema的内容及结构。Feature schema使用元素来将几何图形结构Geometry schema带进来，使得在定义feature type时可以引用：详细的Geometry schema内容请参考GML 2.1.1规格书之附录B。图2. Geometry schema之UML图标GML 定义了几个基本的几何图形属性(Geometric property)，用来将feature与几何图形连结，有关基本的几何图形属性表列如下。3. XLin
7、ks Schema（xlink.xsd）提供XLink属性来作为数据链结使用。Geometry schema使用元素来引用XLink。详细的XLinks schema内容请参考GML 2.1.1规格书之附录C。Feature schema、Geometry schema及XLink schema三个基本schema之间的关系可用图3来表示。图3. Feature schema、Geometry schema及XLink schema等三个基本schema之间的关系。三、以GML编码的范例（一）无几何图形的数据的编码本节以最简单的范例介绍起，假设有个非空间资料的feature type称为 员工
8、 (Employee)，他有姓名、年龄、及别名等属性，其中别名可能有0个或1个以上，若以XML来对员工这个feature type编码，则可能的XML instance如下：黄旭初41小黄阿初在尚不考虑GML的状况下，本实例的XML schema应定义如下：若要引用GML的Feature schema，必须先确认哪些元素扮演feature type及其属性(property)的角色，在本例中 员工 是一个feature type，年龄是一个属性(property)，则上例改写成GML的语法如下：而且GML的Feature schema中有一些已经定义好的属性（例如如GML feature ID
9、（fid）及其description属性等），可以在制作XML instance的时候使用，举例如下：内政部信息中心的员工黄旭初41小黄阿初（二）坐标及坐标范围的编码几何图形的坐标可以用一系列的元素组、或元素的单一字符串来编码，两种方法都可以对1、2、3度空间的坐标编码，其中元素可以使用XML 解析器（parser）来验证其正确性。元素在 GML的Geometry schema 中定义如下：元素中资料组的组数由数据类型决定，例如点（point）资料只含有一组坐标组，如下：5.040.0（例中srsName=http:/ GML的Geometry schema 中定义如下：的坐标值是储存在一个字符串内，其中预设的小数点是 .、坐标值的间隔符号是 ,、坐标组的间隔符号是Unicode的空白(#x20)，使用者可以依其需要改变上述之间隔符号。同样以点资料为例，以编码坐标如下：5.0,40.0/Po
