Conversie van GML naar SVG

Transcriptie

1 Conversie van GML naar SVG Een methode om GML documenten snel en eenvoudig om te zetten naar SVG. Afstudeerscriptie van Ronald van den Berg S Maart 2005 Rijksuniversiteit Groningen Informatiekunde Scriptiebegeleider: Dr. E.A. Koster Tweede lezer: Dr. E.H. Klein

2 Inhoudsopgave VOORWOORD INLEIDING GML WAT IS GML? FEATURES XML SCHEMA BASIS GEOMETRISCHE ELEMENTEN SVG WAT IS SVG? VECTOR PLAATJES EXTRA MOGELIJKHEDEN SVG BASISOBJECTEN EN DE OPBOUW VAN EEN SVG DOCUMENT De opbouw van een SVG document Basiselementen SVG LAYERS HET CONVERSIEPROGRAMMA INLEIDING DE INVOER EN HET OP DE SERVER PLAATSEN VAN HET GML DOCUMENT BEWERKINGEN OP HET GML DOCUMENT GEGEVENS FILTEREN UIT HET GML DOCUMENT EXTRA FEATURES PROBLEMEN OPGELOSTE PROBLEMEN NIET OPGELOSTE PROBLEMEN CONCLUSIE EN AANBEVELINGEN LITERATUURLIJST BIJLAGEN HET CGI BESTAND XSLT BESTANDEN

3 Voorwoord Bij mijn zoektocht naar een geschikt onderwerp voor mijn scriptie kwam ik, dankzij de hulp van mijn scriptie begeleider, de heer Koster, bij mijn huidige onderzoeksonderwerp. Na maanden werken aan een literatuurstudie en het daadwerkelijke onderzoek is het resultaat dan daar. Ik wil de volgende personen bedanken voor hun hulp aan dit onderzoek: Mijn scriptiebegeleider, Dr. E.A. Koster, voor het lezen, corrigeren en de verdere hulp bij het onderzoek; De tweede lezer van mijn scriptie, Dr. E.H. Klein. Ronald van den Berg Zwolle, 13 februari

4 1. Inleiding Duizenden jaren voor Christus maakten mensen al gebruik van geografische kaarten, rond 2500 voor Christus maakten de Babyloniërs kaarten op kleitabletten. Eeuwenlang moesten cartografen geografische informatie opslaan in de vorm van geografische kaarten om zodoende een goed beeld te krijgen van de omgeving of om bij een volgende keer niet te verdwalen. De enige andere methode die men had kunnen gebruiken voor de opslag van geografische gegevens was het opslaan van de objecten als tekst op papier. Sinds het tijdperk van de computer en met name het toenemend gebruik van het internet, in de jaren 90, is er, ook voor cartografen, veel verandert. Nieuwe webtalen werden ontwikkeld en het kon niet uitblijven, ook op geografisch terrein werd er geautomatiseerd. Cartografen hebben tegenwoordig de beschikking over het speciaal voor de opslag van geografische objecten ontwikkelde GML (Geography Markup Language). GML beschrijft de echte wereld, volgens Guo 1, in termen van geografische entiteiten welke features genoemd worden. Daarnaast heeft men de beschikking over SVG (Scalable Vector Graphics), een XML (EXtensible Markup Language) variant waarmee objecten grafisch, als kaarten, kunnen worden weergegeven. Het voordeel van XML bestanden is dat het wijzigbare tekstbestanden zijn en daarnaast verschaffen zij een platform onafhankelijk formaat, voor het uitwisselen van informatie tussen heterogene systemen, via het internet (Zaslavsky 2 ). Het opslaan van geografische gegevens in GML biedt cartografen voordelen, het gaat sneller, het kan beter worden bewaard en de bestanden zijn eenvoudig uit te wisselen. GML heeft, zoals Bonati, Fortunati en Fresta 3 aangeven, een eigen structuur om ruimtelijke data mee te associëren en om deze te combineren met andere datatypen, zoals XML. Naast deze voordelen zit er ook een groot nadeel aan deze opslagmethode, alle gegevens die worden opgeslagen in een GML document worden als tekst opgeslagen. Een huis bijvoorbeeld, is een object dat op een bepaalde locatie staat. Het huis heeft een diepte en een breedte (alles is 2 dimensionaal dus de hoogte wordt niet opgeslagen) en er behoort een bepaalde omschrijving bij het huis. Op het moment dat iemand wil weten waar het huis precies staat zal deze persoon het GML document moeten openen, de inhoud van het document verschijnt vervolgens in de vorm van een XML document en men moet zoeken naar de gegevens van het desbetreffende huis. Wat deze gebruiker zal vinden zijn de coördinaten van het huis en eventueel wat extra gegevens. Wat de locatie van het huis is ten opzichte van andere objecten in de omgeving, en hoe groot het huis is ten opzichte van deze andere objecten is niet duidelijk. GML heeft niet de mogelijkheid om de geografische objecten grafisch weer te geven en dat is erg jammer aangezien vooral cartografen zich toch bezig houden met de grafische kant van geografische objecten. In SVG kunnen objecten, in tegenstelling tot in GML, wel grafisch worden weergegeven. Het probleem is alleen dat deze twee webtalen, ondanks het feit dat beide talen XML varianten zijn, weinig met elkaar van doen hebben. De opzet van een GML document is significant anders dan de opbouw van SVG documenten. Het zou ideaal zijn als de inhoud van GML documenten eenvoudig omgezet zou 1 Guo, e.a., Zaslavsky, 3. 3 Bonati,e.a., 4. 3

5 kunnen worden naar SVG. In deze scriptie wordt onderzocht of dit mogelijk is. De algemene onderzoeksvraag luidt daarom als volgt: Hoe kan een GML bestand, bestaande uit elementen, eenvoudig en zonder extra aanpassingen worden omgezet naar een SVG bestand? De primaire doelgroep die baat heeft bij de resultaten uit dit onderzoek bestaat onder andere uit cartografen die gebruik maken van GML documenten en deze documenten ook wel eens (willen) omzetten naar de SVG variant. Naast de cartografen zijn er diverse beroepsgroepen die gebruik maken van GML documenten en voor wie het nuttig zou zijn als de documenten kunnen worden omgezet naar SVG. Historici die gegevens van oude kaarten hebben ingevoerd in GML documenten kunnen deze gegevens om laten zetten naar SVG om zodoende de SVG kaart te vergelijken met de originele versie van de kaart. Voor degenen die voor zakelijk of privé-gebruik GML documenten schrijven, en niet tot de primaire doelgroep behoort, is dit onderzoek vanzelfsprekend ook een prima methode om de gegevens uit de GML documenten eens als SVG kaart te aanschouwen. Voor de conversie van GML naar SVG wordt in deze scriptie gebruik gemaakt van een XSLT (extensible Stylesheet Language Transformation) bestand. Een XSLT bestand is een onderdeel van XML. De reden voor het gebruik van XSLT voor het omzetten van GML naar SVG is dat met een XSLT onderdelen uit een XML document kunnen worden geselecteerd en kunnen worden weggeschreven in een ander document, eventueel een XML document, of zoals Meynert 4 aangeeft: XSLT is het natuurlijke conversiemiddel voor GML en SVG. Omdat beide talen XML talen zijn kunnen gegevens door middel van een XLST uit het GML bestand worden gehaald en kunnen deze, bewerkt, als SVG weer in een nieuw bestand worden geplaatst. De algemene XML taal is een taal die gebruik maakt van door de gebruiker zelf ontworpen elementen zoals bijvoorbeeld het begin- en eindelement. XML lijkt wat dat betreft wel wat op <Persoon> <Naam></Naam> <Voornaam></Voornaam> <Geslacht></Geslacht> </Persoon> Figuur 1: Begin- en eindelementen HTML (HyperText Markup Language ) maar met dat verschil dat er binnen HTML geen gebruik gemaakt mag worden van door deze gebruiker zelf ontworpen elementen. Binnen deze elementen kan informatie worden opgeslagen, en deze informatie kan op het moment dat een XML bestand wordt aangeroepen in de browser worden getoond. Stel dat in een XML document de naam, het adres en de woonplaats van diverse personen worden opgeslagen. Door middel van een XSLT bestand kunnen deze persoonsgegevens in de browser worden getoond. Een XSLT bestand kan XML documenten omzetten naar HTML documenten. In dit geval kan er worden bepaald dat de inhoud van alle Persoon elementen wordt omgezet naar bijvoorbeeld Naam: inhoud van het element Persoon gevolgd door een return(nieuwe regel). De 4 Meynert, 3. 4

6 gebruiker zal in zijn browser nu in plaats van alle tekst uit het XML document een HTML document zien bestaande uit een lijst van personen. Voor het converteren van GML naar SVG zal deze constructie ook worden toegepast. Elementen uit een GML document worden omgezet naar de SVG variant van deze elementen. De gebruiker ziet na de conversie een SVG document met daarin een plaatje / kaart van het GML document dat is ingevoerd. Het programma dat ontwikkeld is om GML bestanden te converteren naar SVG bestanden leest een door de gebruiker ingegeven GML document in om deze vervolgens te bewerken. Het conversieprogramma is online beschikbaar zodat er geen ingewikkelde installatieprocedure aan vooraf hoeft te gaan. Eenvoud is een belangrijk aspect van het systeem, gebruikers moeten, met enkel een basiskennis van het gebruik van het internet, de procedure kunnen doorlopen. Deze basiskennis bestaat uit het openen van webpagina s en het kunnen omgaan met webformulieren. Het ingegeven GML document wordt online opgeslagen zodat de bewerkingen op het document eenvoudig en snel kunnen worden uitgevoerd. Als het gaat om een goed GML document, bestaande uit standaard GML elementen, dan zal een XSLT bestand op zoek gaan naar deze elementen om deze vervolgens als SVG variant weer op te slaan in een nieuw aangemaakt SVG document. De gebruiker krijgt het nieuw aangemaakte SVG document in de browser te zien maar kan het bestand tevens op de eigen computer opslaan zodat het GML document niet steeds hoeft te worden geconverteerd. De op de eigen computer opgeslagen SVG documenten kunnen door middel van een gratis SVG browser lokaal worden bekeken. Deze scriptie is als volgt opgebouwd, in hoofdstuk twee wordt een verdere uitleg gegeven over wat GML precies is, hoe het functioneert en wat de voor- en nadelen van deze XML variant zijn. Het derde hoofdstuk geeft een nadere uitleg van SVG, wat de mogelijkheden zijn van SVG en wat vector graphics zijn. In het vierde hoofdstuk worden de gebruikte programmeertalen nader toegelicht. In hoofdstuk vijf en zes wordt het daadwerkelijke onderzoek gepresenteerd, wat zijn de ontwerpbeslissingen, hoe functioneert het programma en welke eventuele problemen zijn aan het licht gekomen tijdens het onderzoek. Tot slot wordt er in de laatste hoofdstukken gekeken naar de toekomst en volgt de conclusie waarin antwoord wordt gegeven op de onderzoeksvraag. 5

7 2. GML 2.1 Wat is GML? GML, een XML variant, is een webtaal speciaal ontwikkeld door het Open GIS Consortium (OGC) 5 voor de opslag, het transport en de weergave van geografische objecten. In mei 2000 is de eerste versie van GML gepubliceerd door het OGC, inmiddels is in februari 2004 versie 3.1 geïntroduceerd. In een GML document kunnen gegevens worden opgeslagen die de echte wereld als objecten omschrijven 6, dit kan variëren van gedetailleerde gegevens van een huis met achtertuin tot een minder gedetailleerde versie die de oppervlakte van een geheel land omschrijft. Het is bijvoorbeeld mogelijk om alle objecten in het centrum van Zwolle door middel van tekst in een GML document op te slaan zodat het document een zeer gedetailleerde omschrijving van het centrum bevat. Alle gebouwen kunnen als gesloten figuren worden opgeslagen met daarbij de juiste lengte en breedte en een juiste omschrijving van het desbetreffende gebouw. Straten en kanalen kunnen met de juiste locatie en de juiste lengte en richting en omschrijving worden opgeslagen, zelfs relatief kleine objecten als bomen kunnen met hun locaties en namen in een GML document worden opgeslagen. In dit hoofdstuk worden een aantal fundamentele onderdelen van de GML taal uitgelegd om zodoende een goed beeld te krijgen van de mogelijkheden van GML. 2.2 Features Een object heet binnen een GML document een feature. Een feature is volgens de opengis GML 3.1 specificaties 7 een abstracte weergave van een verschijnsel uit de echte wereld: iets is een geografische feature als er een associatie gemaakt kan worden met een locatie op de wereld. Zoals men in de specificaties verder aangeeft: een digitale representatie van de wereld kan worden gezien als een verzameling features. De specificaties van een feature worden bepaald door een set eigenschappen, bij eigenschappen kan worden gedacht worden aan {naam, type, waarde. Hoeveel eigenschappen een feature mag bevatten wordt bepaald door de type definitie van deze feature. De type definitie van een feature wordt omschreven in een XML Schema, zie 2.3. De features kunnen ook vallen in een feature groep, deze feature groep heeft van zichzelf ook weer een naam en een type en een eigen type definitie die bepaald in welke volgorde de features die vallen onder deze groep aan bod mogen komen. Er is door het OGC een verschil gemaakt tussen de soorten features, er zijn de zogenaamde simpele features en niet simpele features. De simpele features zijn features waarbij het coördinatiesysteem uitgaat van een 2 dimensionale weergave van de werkelijkheid. Nadeel van deze simpele features is dat simpele features bij een eventuele conversie alleen vector data Guo, e.a.,

8 ondersteunen. Verder is het niet mogelijk om een perfecte weergave van de werkelijkheid te geven aangezien het geen hoogte weer kan geven. In de laatste GML versie 3.1 kan er gebruik gemaakt worden van een coördinatiesysteem dat een 3 dimensionale weergave van de werkelijkheid kan geven. Figuur 2: Model van simpele features XML Schema Als er geen regels zouden zijn voor het opmaken van een XML documenten zou er geen structuur in XML documenten zitten en zouden deze onbruikbaar zijn voor andere gebruikers die gegevens uit een XML document willen opvragen, zij weten immers niet waar deze gegevens zouden moeten staan. Juist voor een duidelijke structuur in de XML bestanden is XML Schema ontwikkeld. XML Schema is eigenlijk de opvolger van de, in veel XML bestanden gebruikte, DTD (Document Type Definition). Het OCG heeft drie vaste Schema s gebouwd voor de opbouw van GML documenten. Ten eerste is er het Geometry schema (geometry.xsd) waarin alle standaard geografische elementen staan die gebruikt mogen worden in een GML document. Daarnaast is er een schema waarin alle feature verzamelingen staan (feature.xsd) en tot slot is er een schema waarin XLink attributen staan (xlinks.xsd), om linkjes mogelijk te maken. In het GML document staat, als er gebruik gemaakt wordt van deze schema s, een verwijzing naar het te gebruiken schema. Een schema wordt als volgt aangeroepen: xmlns:gml=' in dit geval wordt er aangegeven dat het geometry.xsd schema in het GML document gebruikt dient te worden. Xmlns geeft aan dat het om een schema gaat en gml is de te gebruiken namespace. Een namespace is een unieke naam waarmee aangegeven wordt uit welk schema het gebruikte element afkomstig is. Als er in dit geval een element wordt gebruikt uit het geometry schema dan moet er voor de naam van het 8 Cox, S., e.a., 6. 7

9 element gml: worden geplaatst <Point> wordt <gml:point>. Als dit niet gebeurt is tijdens het opvragen van het GML document niet duidelijk uit welk schema het desbetreffende element afkomstig is en of het element wel gebruikt mag worden, het document zal dan ook worden afgekeurd. In het volgende gedeelte worden de mogelijkheden van een XML Schema behandeld aan de hand van het geometry Schema. W3schools 9 geeft aan dat in een XML Schema de volgende punten worden bepaald: Het definiëren van de elementen die mogen voorkomen in een GML document. <element name="box" type="gml:boxtype" /> Voorbeeld 1: Element met de naam Box De naam van het te gebruiken element is Box en het type is in dit geval een gml:boxtype. In het GML document mag de gebruiker een element met de naam Box gebruiken als deze voldoet aan de eisen van het type BoxType. Het definiëren van het soort data dat elk afzonderlijk element of attribuut mag bevatten. Het soort data wordt aangegeven door het attribuut type. In het vorige voorbeeld moest het element Box van het type BoxType zijn, dit type wordt verderop in hetzelfde Schema omschreven. <complextype name="boxtype"> <annotation> <documentation>the Box structure defines an extent using a pair of coordinate tuples. </documentation> </annotation> <complexcontent> <extension base="gml:abstractgeometrytype"> <sequence> <choice> <element ref="gml:coord" minoccurs="2" maxoccurs="2" /> <element ref="gml:coordinates" /> </choice> </sequence> </extension> </complexcontent> </complextype> Voorbeeld 2: Omschrijving waaraan het type BoxType moet voldoen. Het definiëren van de attributen die mogen voorkomen in een GML document. Voorbeeld 2 maakt duidelijk dat het type BoxType aangeeft dat het element Box of het attribuut gml:coord of het attribuut gml:coordinates moet bevatten. Wat de 9 8

10 voorwaarden zijn voor het gebruik van gml:coord en gml:coordinates staat ook in het Schema omschreven. Het definiëren van de volgorde waarin deze subelementen voor mogen komen. Voorbeeld 2 geeft tevens aan dat er een volgorde zit in het gebruik van de attributen. Deze volgorde wordt aangegeven door het gebruik van sequence. <sequence> <choice> <element ref.. Het definiëren van elementen die weer een onderdeel zijn van een ander element (subelementen). In voorbeeld 2 staan de elementen gml:coord en gml:coordinates binnen het type BoxType en het type BoxType is weer een onderdeel van het element Box. Zowel gml:coord als gml:coordinates is daardoor een subelement van het element Box. Het definiëren van het aantal subelementen. Bij het element gml:coord in voorbeeld 2 staan de attributen Max- en minoccurs, deze attributen geven aan hoevaak het desbetreffende element voor mag komen. Binnen het element Box mag het subelement gml:coord maximaal twee keer en minimaal twee keer voorkomen, kortom het element gml:coord moet twee keer voorkomen binnen het element Box.. Het definiëren van het feit of een element leeg is of dat een element tekst mag bevatten. Als het om een leeg element gaat dan wordt er een restriction in het element opgenomen. <complextype name="abstractgeometrycollectionbasetype" abstract="true"> <annotation> <documentation> This abstract base type for geometry collections just makes the srsname attribute mandatory. </documentation> </annotation> <complexcontent> <restriction base="gml:abstractgeometrytype"> <attribute name="gid" type="id" use="optional" /> <attribute name="srsname" type="anyuri" use="required" /> </restriction> </complexcontent> </complextype> Voorbeeld 3: Het gebruik van restriction In voorbeeld 3 is AbstractGeometryCollectionBaseType een leeg element met voorwaarden welke worden afgeleid van AbstractGeometryType. Het definiëren van eventuele vaste waarden en vooraf ingevulde waarden van elementen en attributen. 9

11 Tot slot is er nog de mogelijkheid om een vaste waarde te laten weergegeven, dit is mogelijk door het gebruik van de value=. 2.5 Basis geometrische elementen Binnen de door de OGC opgestelde schema s zijn een aantal basis geometrische elementen voorgedefinieerd. Deze voorgedefinieerde elementen en eigenschappen worden in drie verschillende levels weergegeven, te weten de formele namen, de beschrijvende namen en de applicatie specifieke namen. De formele en de beschrijvende namen komen voor in het Feature schema om de standaard geometrische eigenschappen te benoemen, bijvoorbeeld multigeometryproperty. Geometrie Type Beschrijvende naam Formele naam (basiselementen) Point Location, centerof, position pointproperty LineString edgeof, centerlineof linestringproperty LinearRing Polygon extentof,coverage polygonproperty Box boundedby MultiGeometry multigeometryproperty MultiPoint multilocation, multicenterof, multipointproperty multiposition MultiLineString multicenterlineof, multilinestringproperty multiedgeof MultiPolygon multicoverage, multiextentof multipolygonproperty coord coordinates Tabel 1: Basis Geometrische eigenschappen 10 Hoe de basiselementen in het schema omschreven zijn wordt verder in dit onderdeel behandeld. Binnen alle basiselementen wordt gebruik gemaakt van of het element coord of coordinates daarom is het van belang dat ook deze elementen omschreven worden. In GML gelden vaste regels voor het gebruik van hoofd- en kleine letters bij het gebruik van elementen en attributen. Als een element verwijst naar een type binnen GML dan mag er gebruik gemaakt worden van een elementnaam die begint met een hoofdletter. Als het gaat om een eigenschap dan moet er gebruik gemaakt worden van een kleine letter. De woorden die zijn opgesloten binnen een naam van een eigenschap worden ook geschreven met een hoofdletter, bijvoorbeeld multilocation. Alle basiselementen worden in een voorbeeld weergegeven om zodoende een beeld te scheppen van de mogelijkheden binnen de GML taal. In het voorbeeld wordt een onderdeel van de stad Zwolle door middel van deze elementen beschreven. 10 Cox, S., e.a.,

12 In GML documenten wordt gebruik gemaakt van verschillende soorten elementen om coördinaten weer te geven. Het element gml:coordinates bevat coördinaten die als één grote string met X- en Y waarden achter elkaar geplakt zijn. <coordinates>10,10 20,10 20,20 10,20 10,10</coordinates> Het coördinatensysteem dat meestal gebruikt wordt in deze situatie is het systeem waarbij de coördinaten van een object op wereldniveau wordt bepaald door middel van een bepaald aantal graden in latitude en longitude 11. Daarnaast is het element coord en deze heeft als subelementen X en Y. In deze subelementen staan waarden voor X en voor Y. <coord><x>10</x><y>20</y></coord> Het coördinatensysteem dat gebruikt wordt bij een Box is het systeem van een X- en een Y-as, de relatieve afstanden tussen objecten worden door middel van de X- en Y-as weergegeven. Bij het gebruik van de algemene elementen wordt, om de positie van het object te kunnen bepalen, gebruik gemaakt van de elementen coord of coordinates. Als het gaat om een coördinatiesysteem bestaande uit een X- en een Y-as dan wordt coord gebruikt en in alle andere gevallen wordt coordinates gebruikt. Het coördinatiesysteem dat wordt gebruikt in het voorbeeld is geen officieel coördinatiesysteem. Box De Box, ofwel de rechthoek kan goed worden gebruikt om de buitenste grenzen van het gebied aan te geven dat wordt gebruikt in dit voorbeeld. Alle elementen die worden gebruikt zullen qua coördinaten binnen het vierkant vallen. Figuur 3 en 4: Gedeelte van Zwolle dat wordt omgezet naar GML Het schema geeft aan dat een Box zowel coord als coordinates mag gebruiken. Bij gebruik van coord moeten er minimaal en maximaal twee X en twee Y waarden worden opgegeven. Dit is logisch aangezien een rechthoek kan worden gecreëerd door de opgave van slechts twee punten, de linker onderhoek en de rechter bovenhoek. 11 Jones,

13 <sequence> <choice> <element ref="gml:coord" minoccurs="2" maxoccurs="2" /> <element ref="gml:coordinates" /> </choice> </sequence> Het gedeelte van Zwolle dat gebruikt wordt in dit voorbeeld valt tussen de coördinaten 28,22 en 48,42, de X waarden mogen dus nooit kleiner zijn dan 28 en ze mogen nooit groter zijn dan 48 en de Y waarden mogen nooit kleiner zijn dan 22 en nooit groter zijn dan 42. <Box> <coord> <X>28</X> <Y>22</Y> </coord> <coord> <X>48</X> <Y>42</Y> </coord> </Box> LineString en MultiLineString Een stad bestaat uit straten met daaraan gelegen gebouwen, deze straten kunnen worden omschreven door middel van het LineString element omdat met dit element rechte lijnen worden gecreëerd. In het schema wordt dan ook aangegeven dat er tenminste twee punten moeten worden ingegeven omdat er anders geen sprake is van een lijn maar van een punt. Het maakt ook bij het LineString element niet uit of de coördinaten worden ingegeven door middel van coord of door coordinates. <sequence> <choice> <element ref="gml:coord" minoccurs="2" maxoccurs="unbounded" /> <element ref="gml:coordinates" /> </choice> </sequence> In figuur 5 zijn drie straten aangegeven die worden omgezet naar GML. Bij gebruik van het LineString element kan er echter maar één lijn worden opgegeven, om meerdere lijnen op te kunnen geven moet het MultiLineString element worden gebruikt. Het MultiLineString element bestaat uit een verzameling van LineString elementen. Straat 3 wordt beschreven met het LineString element en de straten 1 en 2 zijn beschreven door het MuiltiLineString element. Figuur 5: Drie straten die als LineString worden weergegeven 12

14 <LineString> <coordinates>28,28 48,32</coordinates> </LineString> Straat nummer drie start op het punt X=28 en Y=28 en eindigt op het punt X=48 en Y=32. In het Schema wordt aangegeven dat een MultiLineString kan bestaan uit een onbepaald aantal linestringmembers en binnen deze linestringmembers wordt weer het element LineString gebruikt. <sequence> <element name="linestringmember" maxoccurs="unbounded"> <complextype> <sequence> <element ref="gml:linestring" /> </sequence> </complextype> </element> </sequence> De straat met het nummer één loopt van het punt X=28 en Y=28 tot aan het punt X=36 en Y=42. In het coordinates element worden de getallen, in dit geval, zonder decimalen achter de komma opgegeven, het is echter ook mogelijk om getallen met decimalen te gebruiken. Decimalen staan altijd achter een punt, bijvoorbeeld <MultiLineString> <linestringmember> <LineString> <coordinates>28,28 36,42</coordinates> </LineString> </linestringmember> <linestringmember> <LineString> <coordinates>36,42 48,32</coordinates> </LineString> </linestringmember> </MultiLineString> Point Rechtsboven in de plattegrond is een stukje groen te zien, dit stukje groen bestaat uit diverse planten en bomen die door middel van het point element kunnen worden aangegeven. In dit voorbeeld wordt uitgegaan van een reeks van drie bomen die op rij aan de rand van straat 2 staan. Het schema geeft aan dat de coördinaten van een point kunnen worden aangegeven door of het coord of het coordinates element. <sequence> <choice> <element ref="gml:coord" /> <element ref="gml:coordinates" /> </choice> </sequence> 13

15 Bij gebruik van het point element kan er maar één point worden ingegeven, daarom moet ook hier weer gebruik gemaakt worden van een element die een verzameling punten kan bevatten, in dit geval het MultiPoint element. Binnen dit MultiPoint element kan het element Point meerdere keren worden opgenomen. <MultiPoint> <pointmember> <Point><coord><X>42</X><Y>40</Y></coord></Point> </pointmember> <pointmember> <Point><coord><X>44</X><Y>38</Y></coord></Point> </pointmember> <pointmember> <Point><coord><X>47</X><Y>36</Y></coord></Point> </pointmember> </MultiPoint> Polygon Wat vanzelfsprekend niet mag ontbreken zijn de diverse gebrouwen die langs de straten zijn gebouwd. Aangezien het hier om een woonwijk draait moeten er blokken van huizen worden ingegeven. Het is niet praktisch om deze huizenblokken door middel van het LineString element in te voeren daarom is er het polygon element. In het Schema staat aangegeven dat een polygon element bestaat uit een outerboundaryis element en eventuele innerboundaryis elementen. <sequence> <element name="outerboundaryis"> <complextype> <sequence> <element ref="gml:linearring" /> </sequence> </complextype> </element> <element name="innerboundaryis" minoccurs="0" maxoccurs="unbounded"> <complextype> <sequence> <element ref="gml:linearring" /> </sequence> </complextype> </element> </sequence> Het outerboundaryis element bevat een LinearRing (dit is een lijn bestaande uit tenminste vier punten waarvan de laatste coördinaten gelijk moeten zijn aan de eerste coördinaten zodat het een gesloten geheel vormt), met daarin coord elementen of één coordinates element, en is de buitenste ring van de polygoon. De eventuele innerboundaryis elementen bestaan uit een LinearRing met daarin meerdere coord elementen of één coordinates element en deze innerboundaryis elementen mogen elkaar niet overlappen. Voor de creatie van een blok huizen is het polygon element goed geschikt aangezien ieder apart huis als een polygoon kan worden beschouwd. 14

16 <Polygon> <outerboundaryis> <LinearRing><coordinates>33,31 44,33 44,34 33,32 33,31</coordinates></LinearRing> </outerboundaryis> <innerboundaryis> <LinearRing><coordinates>33,31 37,31 37,32 33,32 33,31</coordinates></LinearRing </innerboundaryis> <innerboundaryis> <LinearRing><coordinates>37,31 40,32 40,33 37,32 37,31</coordinates></LinearRing> </innerboundaryis> <innerboundaryis> <LinearRing><coordinates>40,32 44,33 44,34 40,33 40,32</coordinates></LinearRing </innerboundaryis> </Polygon> Het element outerboundaryis geeft nu de totale omvang van het blok huizen weer, de drie innerboundaryis elementen omschrijven elk een apart huis. Mochten er meerdere polygonen gebruikt moeten worden dan kan ook nu weer gebruik worden gemaakt van een element dat meerdere polygon elementen kan bevatten, in dit geval het MultiPolygon element. Tot slot is er nog de mogelijkheid om een verzameling van verschillende soorten elementen in één verzamelelement, het MultiGeometry element, onder te brengen. Dit kan handig zijn bij bijvoorbeeld een deur aangezien deze bestaat uit een rechthoek (polygon), het deurkozijn (LineStrings) en een deurknop (Point). Het kan natuurlijk voorkomen dat de standaard schema s van het OGC onvoldoende mogelijkheden bieden voor het invoeren van geografische objecten in een GML document. De oplossing is elementen in een door de gebruiker gemaakt schema toevoegen. Voor het maken van deze GML schema s zijn echter een aantal regels opgesteld zie 2.3. De features die gecreëerd zijn in het nieuwe schema moeten zijn afgeleid van de al bestaande types uit de standaard schema s. Een nieuw schema mag geen naam, definitie of datatype van een standaard GML element veranderen. De abstracte data definities mogen vrij worden uitgebreid of beperkt. Het schema moet vrij toegankelijk zijn voor iedereen die gebruik wil maken van dat schema. Het nieuwe schema moet een namespace hebben die anders is dan de gml: namespace. 15

17 3. SVG 3.1 Wat is SVG? SVG is een XML taal waarin gegevens kunnen worden opgeslagen die, door middel van een plug-in in de webbrowser, als vector plaatje kunnen worden getoond. Net als GML is SVG tekst gebaseerd maar met dit verschil dat de gegevens van een SVG bestand wel als plaatje kunnen worden getoond. De eerste officiële versie van SVG, versie 1.0, werd geïntroduceerd in september 2001 door het World Wide Web Consortium (W3C) 12. W3C is tevens de ontwikkelaar van SVG. W3C is de organisatie die bepaald welke web talen worden geaccepteerd op het internet, denk daarbij bijvoorbeeld aan HTML, XML of PHP. Doordat W3C zelf de ontwikkelaar is van SVG is de kans groot dat SVG in de toekomst een grote rol gaat spelen op het web. De laatste officiële versie is versie 1.1 en deze kreeg een W3C aanbeveling op 14 januari Momenteel is men bezig met versie , deze versie is alleen nog maar als draft versie aanwezig en is dus nog niet officieel erkend door het W3C. Omdat SVG een variant van XML is kan het relatief eenvoudig worden gebruikt of worden omgezet naar andere soorten XML documenten. Wat maakt SVG nou zo speciaal dat W3C zich bezig houdt met de ontwikkeling van deze taal, er zijn immers genoeg alternatieven voor de weergaven van grafische figuren. Een groot voordeel van SVG ten opzichte van andere formaten, zoals jpg, gif en png, is ten eerste dat het gaat om vectorplaatjes. Een vectorplaatje is over het algemeen kleiner, voor wat betreft de benodigde opslagcapaciteit, dan een plaatje in rasterformaat (jpg, gif en png), dit komt door de gebruikte opslagmethode (zie verder 3.2). Ten tweede hoeven de SVG plaatjes niet per definitie statisch te zijn maar kan er net als in de bestandsformaten gif, png en swf (Macromedia Flash) gebruik worden gemaakt van animaties. Een verschil met het formaat gif en png is wel dat de animaties binnen SVG, net zoals in Flash, interactief kunnen worden gemaakt, dit vergroot de gebruikersmogelijkheden van SVG aanzienlijk. De mogelijkheden die Flash biedt worden over het algemeen ook aangeboden door SVG. De grote verschillen tussen een programma als Flash en SVG is het feit dat Flash een commercieel product is dat moet worden aangeschaft voordat het kan worden gebruikt, SVG is een XML taal waar geen speciaal programma voor moet worden aangeschaft en is dus gratis. Daarnaast is het Flash opslagformaat FLA (het formaat waarin wijzigingen in het bestand kunnen worden aangebracht) alleen te lezen in het programma Flash, de codes worden omgezet naar binary code. De code van een SVG document kan overal en door iedereen worden geraadpleegd omdat de broncode niet direct wordt omgezet in machinetaal maar wordt weergegeven in normaal leesbare ASCII tekens. Een SVG document kan door andere gebruikers worden ingelezen, bewerkt en in een ander bestand worden opgeslagen. Tot slot heeft SVG als voordeel, omdat SVG tekst gebaseerd is, dat het doorzoekbaar is. In een SVG document dat een kaart van Zwolle weergeeft kan onder andere gezocht worden op de straatnamen die op de kaart voorkomen. Eigenlijk is het heel logisch dat in de code, van Jackson, D., 16

18 bijvoorbeeld een plaatje van een huis, staat dat het om een huis gaat, dit is echter een eigenschap van SVG die bij andere grafische formaten niet voorkomt. 3.2 Vector plaatjes De gegevens van een SVG document worden als vectorplaatjes in de webbrowser weergegeven. Er zijn twee algemeen geaccepteerde formaten waarin plaatjes kunnen worden opgeslagen, één het vectorformaat en twee het rasterformaat. Een vectorplaatje bestaat uit punten en lijnen die geometrisch en wiskundig met elkaar verbonden zijn. De plaats van een punt wordt door middel van coördinaten aangegeven (X,Y) en een lijn wordt bepaald door een reeks van punten met hun coördinaten (X1,Y1) (X2,Y2). Een rasterplaatje bestaat uit zogenaamde pixels, deze pixels zijn punten die een bepaalde kleur hebben en elke pixel kan maar één kleur bevatten. Figuur 6: Raster- en vectorplaatje In figuur 6 zijn twee figuren zichtbaar van het formaat 10 * 10. Het eerste figuur is een plaatje in rasterformaat, deze bestaat uit 10 * 10 = 100 pixels. Alle 100 pixels moeten een kleur krijgen, in dit geval hebben de pixels witte en grijze kleuren. In de tweede illustratie, het vectorplaatje, zijn punten opgegeven waartussen lijnen zijn getrokken. Een voordeel van een vectorplaatje ten opzichte van een figuur in rasterformaat is dat vectorplaatjes over het algemeen kleiner zijn. De reden hiervoor is dat, zoals in figuur 6 zichtbaar is, bij een rasterfiguur alle pixels een kleur moeten krijgen en alle pixels moeten dus ook worden opgeslagen en bij een vectorplaatje worden enkel de punten opgeslagen met daartussen de lijnen. Het grootste voordeel van een vectorplaatje ten opzichte van een rasterfiguur is echter dat een vectorplaatje, zonder verlies van kwaliteit, kan worden vergroot en verkleind. Dit is bij een illustratie in rasterformaat niet mogelijk. Figuur 7: Inzoomen op een rasterplaatje. Figuur 8: Inzoomen op een vectorplaatje. 17

19 Het verschil in kwaliteitsverlies, door het inzoomen, tussen raster- en vectorplaatjes is duidelijk zichtbaar in figuur 7 en 8. De reden voor het grote kwaliteitsverlies bij rasterplaatjes is het feit dat het aantal pixels waaruit een plaatje bestaat tijdens het inzoomen gelijk blijft. Het gevolg hiervan is dat alle pixels sterk worden uitvergroot, wat weer tot gevolg heeft dat de individuele pixels zichtbaar worden. In een vectorplaatje worden tijdens het inzoomen de lijnen opnieuw berekend en dus niet zoals bij een plaatje in rasterformaat vergroot. Daarnaast is vector niet resolutie afhankelijk, 10 pixels blijven bij vectorplaatjes niet zoals bij de rasterplaatjes 10 pixels maar het geheel wordt over meerdere pixels op het beeldscherm verdeeld. Tot slot is er nog het verschil dat in een vectorplaatje kan worden gezocht terwijl dit binnen een rasterplaatje niet mogelijk is. In een artikel van Köbben en Barend 14 wordt aangegeven dat een groot nadeel van rasterplaatjes het feit is dat deze als ware een stomme visualisatie van de data zijn, van welke de daadwerkelijke informatie tenietgaat. Men bedoeld hiermee dat als er op een plaatje bijvoorbeeld een gebouw zichtbaar is, er in de data van het plaatje niets staat dat aangeeft dat het hier om een gebouw gaat. Binnen vectorplaatjes is dit wel mogelijk. 3.3 Extra mogelijkheden SVG Zoals in 3.1 al is aangegeven, SVG heeft een aantal kenmerken die illustraties met bestandsformaten als jpg, gif en png niet hebben of waarbij het kenmerk, zoals animaties in gif en png, enkel zijn aan te passen in een speciaal programma. De volgende punten maken SVG tot een grafisch formaat met mogelijkheden: Animaties In een SVG document kan door middel van het element <animate> een animatie worden ingesteld voor een bepaald figuur. Deze animatie kan variëren van een simpele verplaatsing van het object tot aan een reactie op een beweging van de muis. Het object dat geanimeerd dient te worden bevat een speciale ID attribuut en het animatieelement verwijst vervolgens door middel van een xlink naar dit ID attribuut. Voorbeeld: <circle cx= 100 cy= 100 r= 10 id= cirkel. <animate xlink:href= #cirkel. Rastereffecten Fotobewerkingsprogramma s geven de gebruiker de mogelijkheid om illustraties door middel van filters te bewerken. Er zijn bijvoorbeeld filters voor het lichter of donkerder maken van een figuur, of voor het instellen van een kleurverloop in het plaatjes. Deze filtereffecten kunnen ook in SVG documenten worden gebruikt. Effecten kunnen als elementen met specifieke eigenschappen en een unieke ID worden ingegeven, vervolgens kan het plaatje dat gebruik wil maken van het effect verwijzen naar deze ID. Lettertypes Normaal gesproken worden teksten op plaatjes als onderdeel van het plaatje opgeslagen. De geïntegreerde tekst kan in een webbrowser niet meer worden geselecteerd. Teksten op plaatjes in SVG blijven tekst en worden niet opgenomen in het SVG plaatje, zodoende is het mogelijk om de teksten uit de plaatjes eenvoudig te wijzigen en kan de tekst, bij weergave van het SVG document in een browser, worden geselecteerd. 14 Köbben, Barend, 1. 18

20 3.4 Basisobjecten en de opbouw van een SVG document SVG documenten moeten, om te kunnen worden herkend door de speciale browsers, een aantal speciale regels bevatten die aangeven dat het om een SVG document gaat. Zonder deze regels zal het document worden afgekeurd en dus niet zichtbaar zijn. Naast deze standaard regels bevatten SVG documenten ook standaard objecten die gebruikt worden om plaatjes mee op te bouwen. Deze basisobjecten en de standaard regels zullen in dit onderdeel aan de orde komen. Met basisobjecten worden die elementen bedoeld die als standaard figuren binnen SVG en GML zitten, zoals de polygonen, de lijnen, rechthoeken, cirkels en in SVG nog de ellipse. Het gaat dus puur om de figuren, niet om standaardelementen zoals coördinaten De opbouw van een SVG document Aangezien SVG een XML variant is moet in het document worden aangegeven dat het om een XML document gaat. Daarnaast moet er een verwijzing in het document staan naar de DTD van de gebruikte SVG versie, door middel van deze DTD kan gecontroleerd worden of het document voldoet aan de voorwaarden waaraan een SVG document moet voldoen. <?xml version= 1.0 encoding= UTF-8 standalone= no?> <!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1//EN" " Om gebruik te kunnen maken van de standaard SVG objecten moet er tot slot nog een verwijzing in het document staan naar het Schemabestand. <svg width="5cm" height="5cm" version="1.1" xmlns=" De SVG viewbox is een belangrijk onderdeel van een SVG pagina aangezien het de kaders weergeeft waarbinnen een SVG plaatje zichtbaar is. De hoogte en de breedte van het kader wordt aangegeven door pixels, bijvoorbeeld 800 pixels bij 600 pixels. Als een plaatje minder dan 800 pixels breed en 600 pixels hoog is dan kan het, in dit geval, in zijn totaliteit worden weergegeven zonder dat de gebruiker hoeft te schuiven. Op het moment dat een plaatje groter is dan de opgegeven waarden valt een gedeelte van het plaatje buiten de viewbox en moet de gebruiker het plaatje verschuiven om ook dat gedeelte te kunnen zien. Bij een breedte van 1000 pixels gaat dit nog wel, dan is het een kwestie van iets naar links of iets naar rechts schuiven maar op het moment dat een geografische kaart van pixels breed moet worden weergegeven is het schuiven vrijwel niet meer te doen. In GML documenten worden coördinatiesystemen gebruikt met waarden die vele malen groter zijn dan het pixelgebied van het beeldscherm. Om alles toch op het scherm te kunnen laten zien moet er gewerkt worden met een bepaalde schaal. Alles kan worden weergegeven op een schaal van bijvoorbeeld 1:2, 1 staat tot 2, alles wordt twee keer zo klein weergegeven, 1:4, alles wordt 4 keer zo klein weergegeven. Daarnaast is het mogelijk om binnen de viewbox een ander startpunt van coördinaten te gebruiken. Normaal gesproken is het beginpunt X = 0 en Y = 0, bij een GML document dat als laagste coördinaten en heeft en als hoogste en is dit standaard startpunt niet te gebruiken. Het onderdeel dat zichtbaar zou moeten zijn, in dit geval een vierkant van = 100 bij = 100 is in een scherm van bij niet meer zichtbaar. De gebruiker kan, binnen de viewbox aangeven dat het 0,0 punt nu