[发明专利]一种高性能GML流压缩方法

说明书

技术领域

本发明属于信息技术中的空间信息获取与处理技术领域，具体涉及在Internet环境下GIS空间信息数据流的压缩方法。

背景技术

地理信息系统(简称GIS)近年来正成为越来越多的信息系统的支撑平台。随着Internet的迅速发展和Web的广泛使用，GIS已经由专业人员使用的集中式系统逐步向分布式、网络化的海量信息系统演变。而近年来移动Internet的快速出现和手机用户的飞速增长，给移动空间信息服务带来了新的机遇。GIS、GPS、RS、移动Internet和移动设备(手机、PDA等)的结合将使得人们可以利用手机或其它移动个人设备在任何时间、任何地点访问任何空间信息。然而，要实现这一目标，现有空间信息处理方法与技术还面临着不少挑战：

1)现有的GIS系统多是孤立、自主、异构的集中式GIS系统，它们的采用数据格式和数据模型可能不同，开发工具与环境或者平台都可能不同，所以要对这些GIS系统进行集成以实现空间信息的共享和GIS的互操作并不容易。

2)在地理信息的表现方面，现有Web GIS要么在服务器端生成地图，再传到客户端进行显示；要么先把地理信息传到客户端，然后由客户端程序(Applet或ActiveX)显示。前一种方法效率低，服务器和网络负担重；后一种方法所用的技术和客户端设备有关。在目前的移动网络环境下，客户端设备包括手机、PDA、车载计算机、笔记本电脑和台式计算机等等。它们的处理能力、显示能力和通信能力都各不相同，现有技术很难同时适应各种不同的客户端设备条件。

为了改变当前GIS应用与其内部数据模型及数据格式紧密捆绑的现状，开放地理信息系统组织(Open GIS Consortium，OGC)推出基于XML的地理标记语言(Geography MarkupLanguage，GML)。GML以XML的格式来对区域、位置、内容信息进行编码，将内容和表现形式分离。用GML来组织和表达数据，是实现地理空间数据的标准化、结构化和实现地理信息系统的互操作的必由之路。目前GML得到了Oracle，SQL Server等主流数据库以及MapInfo等重要的GIS软件厂商的大力支持，并已成为空间信息的标准表示与交换格式。参考文献：

由于GML是一种自描述的、与编程语言和运行平台无关的空间信息表达与交换标准语言，这就为空间信息的集成与共享以及实现GIS互操作提供了一种潜在的简单、灵活的技术途径。用GML可以比较容易地构建面向对象的数据模型，可以清楚地表示地物对象的属性信息和几何信息，可以简洁地描述地物之间的拓扑关系。GML的出现，解决了空间数据格式不一致的问题，顺应了空间信息共享发展的要求，也符合当前所提出的语义Web要求提供包含结构和语义的数据，使地理信息的相互交换变得更加容易。然而，GML迅猛发展的同时也带来了GML数据管理的问题，特别是GML的存储和传输问题。

首先GML文档存在很大的冗余，它的冗余主要来自那些大量表示结构信息的重复标签、描述地物特征的各种属性及属性值等。近年来，由于地理信息系统的发展与普及，GML文档数量随之增加，GML文档越来越大，文档内部冗余信息也越来越多，这就增加Web上数据处理、数据存储和数据交换的代价。

其次，GML文档中含有大量的浮点坐标数据、空间关系拓扑数据和时间序列数据。由于地理定位的精度要求比较高，浮点坐标数据的数值一般精确到小数点后6～8位，时间序列数据也精确到秒，而这些时间和空间数据都被当作一个文本串存储在GML文档中，这样就非常浪费存储空间。

由于GML这种天生的结构冗余、包含的数据量大，以及整个文档的纯文本表示，从而造成了GML文档的容量非常庞大。这些庞大的GML文档在存储时将占用大量的磁盘空间，在用于传输时也将占用更多的带宽。为了解决由于GML文档数据量大而给网络传输带来的负担，本发明设计了一种GML流压缩方法以保证GML数据在网络上的平稳传输。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种高效的GML流压缩方法，来提高GML数据传输效率。

本发明提出的GML流压缩方法，具体步骤如下：

(1)对于给定的GML文件，首先利用SAX解析GML文档，解析结果是一系列事件标记，根据不同的解析结果得到4个不同的数据流：结构数据流、属性数据流、坐标数据流和文本数据流。

(2)然后针对不同的数据流采用不同的压缩算法：