Geoinformation3 Geoinformation III XML-Schema Vorlesung 13a

Geoinformation3 1 Übersicht über den dritten Vorlesungsblock 1. Offene Systeme, Rechnernetze und das Internet Die eXtensible Markup Language XML 2.Grundlagen, Namensräume & Hyperlinks 3.XML Schema 4.Von UML nach XML Die Geography Markup Language GML: 5.Grundlagen, Repräsentation räumlicher und nichträumlicher Objekte 6.Geometrie und Topologie

Geoinformation3 Definition der Struktur von Dokumenten wohlgeformte Dokumente können zwar von jedem XML-Parser eingelesen werden, jedoch sagt die Wohlgeformtheit nichts darüber aus –welche Elementnamen überhaupt vorkommen dürfen, –in welcher Reihenfolge die Elemente im XML-Dokument erscheinen müssen, –welches Element Kindelement eines anderen sein darf –wie oft die Elemente im XML-Dokument erscheinen dürfen, –welche Attribute in bestimmten Elementen verwendet werden dürfen Zwei Möglichkeiten zur Strukturfestlegung in XML Document Type Definition (DTD) - beschränkte Möglichkeiten Aktuell: XML Schema

Geoinformation3 Validierung von XML-Dokumenten Wohlgeformtheit ist grundsätzliche Voraussetzung für die maschinelle Lesbarkeit von XML-Dokumenten Wohlgeformtheit sagt nichts darüber aus, ob die Dokumente in ihrer Struktur und den enthaltenen Daten den Anforderungen konkreter XML-Anwendungen entsprechen. Mit Hilfe von XML-Schema kann bereits der XML-Parser die Struktur und den Inhalt überprüfen, bevor er die Daten an ein Anwendungsprogramm übergibt. –Die Fehlerüberprüfung von XML-Dokumenten wird für Anwendungsprogramme einfacher Die Überprüfung eines XML-Dokuments erfolgt durch einen validierenden Parser XML-Dokumente heißen gültig, wenn sie dem Schema entsprechen 9

Geoinformation3 Möglichkeiten von XML-Schema Namensraumdeklaration für XML-Schema Element- Deklaration Attribut- Deklaration Typdefinitionen Beispiel:

Geoinformation3 4 Unterscheidung von Dokumentenschema und konkreten Ausprägungen, den sog. Instanzdokumenten XML-Schema ist Datendefinitionssprache zur Festlegung –der Struktur von Instanzdokumenten –des Datentyps jedes einzelnen Elementes/Attributs Spezifikation von XML-Schema –W3C Recommendation, 2. Mai 2001 –Einführendes Dokument: XML Schema Part 0: Primer XML-Schema

Geoinformation3 6 Aufbau eines XML-Schemas Eine XML-Schema-Datei besteht aus: Dem Wurzelelement –mit Angabe eines Target Namespaces, also dem Namensraum, in dem die Definitionen gelten sollen Darin enthalten sind Elementdeklarationen Attributdeklarationen Typdefinitionen

Geoinformation3 7 Elementdeklarationen Elemente können auf 3 Arten deklariert werden: Deklaration durch Angabe eines Datentyps Deklaration durch Definition eines anonymen Typs...Typdefinition... Deklaration durch Verweis auf ein globales Element

Geoinformation3 8 Elementkardinalitäten Die Anzahl der Vorkommen eines Elements innerhalb eines Instanzdokuments können durch die zwei Attribute –minOccurs (minimale Anzahl) –maxOccurs (maximale Anzahl) im -Tag festgelegt werden. Beispiel: bedeutet, dass zwischen 4 und 6 Elemente vorkommen müssen

Geoinformation3 Globale Elemente vs. Lokale Elemente Alle Elemente, die direkt unterhalb des - Tags deklariert werden, sind globale Elemente –globale Elemente können in Elementdeklarationen mittels des ref-Attributs referenziert werden –globale Elemente können selber keine anderen Elemente referenzieren (dürfen selber kein ref-Attribut besitzen) –globale Elemente müssen unterschiedliche Namen haben Elemente, die in innerhalb anderer Elemente oder Typdefinitionen deklariert werden sind lokale Elemente –lokale Elemente innerhalb verschiedener Elemente dürfen die gleichen Namen besitzen 9

Geoinformation3 10 Datentypen Simple Types –eingebaute (built-in) atomare Typen (atomic types) –von atomaren Typen abgeleitete Typen durch Restriktionen Listentypen (list types) Vereinigungstypen (union types) –können in Element- und Attributdeklarationen verwendet werden Complex Types –Zusammengesetzte Typen aus Simple & Complex Types –Vererbung möglich –Verwendung nur in Elementdeklarationen

Geoinformation3 11 Typdefinitionen Typen können unabhängig von Element- und Attributdeklarationen, aber auch innerhalb von Element- und Attributdeklarationen definiert werden. Typen werden definiert, Elemente und Attribute deklariert Typen werden unterschieden in benannte Typen (Named Types) –besitzen einen Typ-Namen –werden immer global definiert –können und sollen mehrfach benutzt werden unbenannte Typen (Anonymous Types) –werden ohne Namen (innerhalb von Element- oder Attributdeklarationen) verwendet

Geoinformation3 12 Beispiel: benannte/unbenannte Typen A 2x benannter Typ (global) unbenannter Typ (innerhalb einer Attributdeklaration)

Geoinformation3 13 Einfache Datentypen (Simple Types) Dienen zur Definition der Wertebereiche von Elementen und Attributen Beispiele für Elementdeklarationen mit Simple Types: Carl Friedrich Gauß Verwendung in einer XML-Datei in einem Element „person“:

Geoinformation3 14 Simple Types – Auswahl (I) Simple TypeBeispiel(e) stringGIS ist toll byte-1, 126 unsignedByte0, 126 hexBinary0FB7 integer , -1, 0, 1, positiveInteger1, negativeInteger , -1 nonNegativeInteger0, 1, int-1, unsignedInt0, long-1, unsignedLong0, short-1, decimal0, booleantrue, false, 1, 0

Geoinformation3 15 Simple Types – Auswahl (II) Simple TypeBeispiel(e)Kommentare float-INF, -1E4, -0, 0, 12.78E-2, 1232-bit, einfache Genauigkeit double-INF, -1E4, -0, 0, 12.78E-2, 1264-bit, doppelte Genauigkeit time13:20: date Februar 2003 durationP1Y2M3DT10H30M12.3s1 Jahr, 2 Monate, 3 Tage, 10 Std., 30 Min., 12.3 Sek. gMonthDay jeden 3. Februar gYear2003 NameshipToXML 1.0 Name Qnamepo:US-AdresseNXML Namensraum Qname NCNameUSAdresseunqualifizierter Name anyURIhttp:// IDXML 1.0 ID Attribut-Typ IDREFXML 1.0 IDREF Attribut-Typ ENTITYXML 1.0 ENTITY Attribut-Typ NOTATIONXML 1.0 NOTATION Attribut-Typ NMTOKENXML 1.0 NMTOKEN Attribut-Typ

Geoinformation3 16 Hierarchie der Simple Types A 2x Ur-Typ built-in primitive Typen AnySimpleType durationdateTimetimedategYearMonthgYeargMonthDaygDaygMonth booleanbase64BinaryhexBinaryfloat stringdecimal doubleanyURIQNameNOTATION normalizedStringinteger nonPositiveIntegernonNegativeIntegerlong negativeIntegerpositiveIntegerlanguageNameNMTOKEN NCNameNMTOKENS IDREFID IDREFS ENTITY ENTITIES intunsignedLong short byte unsignedInt unsignedShort unsignedByte built-in abgeleitete Typen

Geoinformation3 17 Facetten definieren Einschränkungen von Wertebereichen für Simple Types. Typdefinition durch Restriktion eines vorhandenen Simple Types: Einschränkung durch Facetten... XML-Schema kennt 12 Facetten: -nicht alle Facetten sind für alle Typen sinnvoll lengthpattern minLengthmaxLength whitespaceenumeration maxExclusiveminExclusive minInclusivemaxInclusive totalDigitsfractionDigits

Geoinformation3 18 Beispiele für Restriktionen A 4x Einschränkung von integer auf Wertebereich Einschränkung von string auf explizit spezifizierte Zeichenketten

Geoinformation3 19 Listentypen (I) Liste von Werten, getrennt durch ein XML Whitespace (Leerzeichen, Tabulator, Zeilenende) –basieren auf atomaren Typen oder Vereinigungstypen  Listen von Listen sind unzulässig! Beispiel für ein Element vom Typ : Definition eines Listentyps

Geoinformation3 20 Listentypen (II) Listentypen können auch vom Typ string abgeleitet werden Achtung: –Strings dürfen Whitespaces enthalten –Whitespaces begrenzen Listenelemente  u.U. Probleme bei der Unterscheidung von Listenelementen Carl Friedrich Albert Beispiel für ein Element vom Typ, nachdem 1. “Carl Friedrich“ und 2. “Albert“ in die Liste eingefügt wurden: