XML-basierte Visualisierung von Geodaten mittels SVG Prof. Dr.-Ing. Franz-Josef Behr Prof. Franz-Josef Behr

Gliederung Einleitung: Entwicklung, Übersicht einige Grundlagen Beispiele Dokumentstruktur, Aufbau einer einfachen SVG-basierten Karte Zusammenfassung Prof. Franz-Josef Behr

Entwicklung SGML GML HTML XML XSL XHTML SVG World Wide Web Internet 1970 1986 1992 1998 SGML GML 2000 Internet World Wide Web HTML XML XSL XHTML SVG Sprachfamilie Sprache IBM: Charles Goldfarb Edward Mosher Raymond Lorie Quelle: unbekannt Prof. Franz-Josef Behr

World Wide Web Consortium http://w3.org Prof. Franz-Josef Behr

Grundsätze von XML eXtensible Markup Language Dient der Definition von Sprachen (Grammatik und Vokabular) -> Auszeichnungselemente selbst schaffen Sätze von Auszeichnungen wiederverwendbar Strenge Syntaxregeln Trennung der Präsentation vom Inhalt -> GML / SVG Prof. Franz-Josef Behr

Die Basis: Elemente <person wohnort="Karlsruhe">Franz-Josef Behr</person> Start-Tag mit Attribut End-Tag Elementinhalt Elementname Attributname Attributwert <person>Franz-Josef Behr</person> Start-Tag End-Tag Elementinhalt Elementname, frei wählbar Prof. Franz-Josef Behr

Aufbau eines XML-Dokuments XML-Deklaration <?xml version="1.0" encoding="ISO-8859-1" standalone="yes"?> <!DOCTYPE punktliste [ <!ELEMENT punktliste (datum,punkt)> <!ELEMENT datum(#PCDATA)> <!ELEMENT punkt (x,y)> <!ELEMENT x (#PCDATA)> <!ELEMENT y (#PCDATA)> ]> <punktliste> <datum>18.03.2005</datum> <punkt id='1000'> <x>3500000.0</x> <y>5400000.0</y> </punkt> <punkt id='1001'> <x>3500001.0</x> <y>5400001.0</y> </punktliste> Dokumententyp-Deklaration Wurzelelement / Dokument- inhalt Kind- elemente Prof. Franz-Josef Behr

Document Object Model (DOM) Knotentypen: Document DocumentFragment DocumentType EntityReference Element Attr ProcessingInstruction Comment Text CDATASection Entity Notation punktliste DTD datum punkt punkt x y x y id id Prof. Franz-Josef Behr

Document Object Model (DOM) Strukturierung von XML-Dokumenten Sprach- und plattformneutrale Schnittstelle var Knoten = punktliste.getElementById(1000); ... var Kinderknoten = Knoten.getChildNodes(); In SVG: Unterstützung DOM  Grafiken können per JavaScript und anderen Programmiersprache manipuliert werden. Prof. Franz-Josef Behr

XML-Namensräume Eindeutige Benennung von Elementnamen Namensräumen, durch URI-Verweise identifiziert <TKFD xmlns:tkfd="http://www.lv-bw.de/tkfd" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xsi:schemaLocation="http://www.lv-bw.de/tkfd"> <tkfd:Bahnhof> <tkfd:oar tkfd:id="EZ00VPK">9201</tkfd:oar> <gml:centerOf> <gml:Point> <gml:pos>3515955.37 5409276.28</gml:pos> </gml:Point> </gml:centerOf> </tkfd:Bahnhof> GML Prof. Franz-Josef Behr

GML-Visualisierung mittels Scalable Vector Graphics (SVG) XSL GML SVG XSLT-Prozessor Prof. Franz-Josef Behr

SVG XML-Sprache, lesbar Dateien oft sehr klein, da reiner Text. Hochauflösende Grafiken möglich, die auch bei Skalierung nicht an Qualität verlieren. Gute Qualität bei Rasterdaten (Resampling) hohe Farbtiefe Animationen ohne signifikanten Overhead Unterstützung DOM (Document Object Model)  Grafiken können per JavaScript und anderen Programmiersprache manipuliert werden. Filter und Schatten. Prof. Franz-Josef Behr

Beispiele (offline) Landesvermessungsamt Baden-Württemberg: Thematische Kartenfachdaten Tuerlersee Prof. Franz-Josef Behr

Landesvermessungsamt Baden-Württemberg: Thematische Kartenfachdaten (TKFD) Zielsystem: Adobe Illustrator, geringfügige Änderungen / Aktualisierungen, dann Ausgabe Mit SVG: neuer Workflow Vorteil: wesentlich schneller "in letzter Sekunde" Änderungen im Vektordatensatz Keine Einschränkung wie bei der Bearbeitung von Rasterdaten. Prof. Franz-Josef Behr

Landesvermessungsamt Baden-Württemberg: Thematische Kartenfachdaten in SVG Prof. Franz-Josef Behr

Tuerlersee http://www.carto.net/papers/svg/tuerlersee/ Prof. Franz-Josef Behr

Schummerung http://www.carto.net/papers/svg/tuerlersee/ Prof. Franz-Josef Behr

Tuerlersee: Höhenprofil http://www.carto.net/papers/svg/tuerlersee/ Prof. Franz-Josef Behr

SVG-Dokumentaufbau Koordinatensystem, Canvas, Viewport Wurzelelement, Grundstruktur Aufbau eines Beispiels aus Geometrieelemente Effekte Prof. Franz-Josef Behr

Koordinatensystem, Canvas und Viewport +x View- port +y Prof. Franz-Josef Behr

Erstellung eines SVG-Dokuments XML-Prolog <?xml version="1.0" standalone="no"?> DTD einfügen <!DOCTYPE svg PUBLIC "-//W3C//DTD SVG 1.1//EN" http://www.w3.org/Graphics/SVG/1.1/DTD/svg11.dtd> <rect>, <circle>, <line>, ... Stileigenschaften Filter Verläufe Animation SVG-Wurzelelement mit Größenangaben einfügen <svg id="map" width="600px" height="400px" viewBox="0cm 0cm 240cm 160cm" > </svg> Prof. Franz-Josef Behr

Geometrische Grundelemente Rechteck <rect ... Kreis: <circle ... Ellipse: <ellipse cx="200" cy="135" rx="50" ry="20" /> Linie: <line ... Polyline : <polyline points="160,200 180,230 200,210 234,220" /> Polygon: <polygon points="350,75 379,161 569,111 397,215 423,301 350,250 277,301" /> Path: <path... Text <text... Prof. Franz-Josef Behr

Rechteck als Kartenrahmen <rect x="10" y="20" width="150" height="120"/> Koordinaten linke obere Ecke Breite Höhe <rect ... fill="#eeeeff" stroke="red" stroke-width="1" /> Füllfarbe Farbe Umrandung Linienbreite Umrandung Prof. Franz-Josef Behr

Linie <line x1="10" y1="120" x2="50" y2="80"/> Koordinaten Anfangspunkt Koordinaten Endspunkt Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... Gruppe von Straßen <g id="streets" stroke="yellow" stroke-width="0.9"> <line x1="10" y1="120" x2="50" y2="80"/> <line x1="50" y1="80" x2="150" y2="80"/> <line x1="60" y1="40" x2="60" y2="80"/> <line x1="100" y1="40" x2="100" y2="80"/> <line x1="140" y1="40" x2="140" y2="80"/> <line x1="80" y1="80" x2="80" y2="130"/> <line x1="135" y1="80" x2="135" y2="130"/> <line x1="40" y1="90" x2="20" y2="70"/> </g> Prof. Franz-Josef Behr

Koordinaten Mittelpunkt Kreise <circle cx="30" cy="30" r="3"/> Koordinaten Mittelpunkt Radius Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... Gruppe von Bäumen <g id="trees" stroke="#009900" fill="#99FF99" stroke-width="0.4"> <circle cx="30" cy="30" r="3"/> <circle cx="40" cy="30" r="3"/> <circle cx="50" cy="30" r="3"/> <circle cx="60" cy="30" r="3"/> <circle cx="70" cy="30" r="3"/> <circle cx="80" cy="30" r="3"/> </g> Prof. Franz-Josef Behr

Pfade <path d="M 120,130L 130,120L 130,110 125,105 115,100 110,115 110,125 z"/> Parameter: moveto(m,M) + x,y lineto (l,L) + x,y horizontalLineTo(h,H) + x, verticalLineTo(v,V) + y closePath(z,Z), beendet die Darstellung des Pfades, mit m kann an einer anderen Stelle nach Unterbrechung fortgesetzt werden. kubische Bezierkurven (c,C; s,S), übernimmt je nach Kurventyp sechs oder vier Parameter quadratische Bezierkurven (q,Q; t,T) übernimmt je nach Kurventyp vier oder zwei Parameter elliptische Kurven (a,A), zeichnet eine Ausschnitt einer Ellipse, inklusive der Rotation: sieben Parameter Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... Vielleicht ein See ... Farbe folgt später! <path d="M 120,130L 130,120L 130,110 125,105 115,100 110,115 110,125 z"/> Prof. Franz-Josef Behr

Text <text x="15" y="135">AbcDef</text> End-Tag Start-Tag <text x="15" y="135">AbcDef</text> Position Textinhalt <text ... style="font-family:Arial;font-size:6>...</text> Schriftart Größe Prof. Franz-Josef Behr

Text: Weitere Möglickeiten gedrehter Text: <text x="32" y="66" transform="rotate(20)">Strasse</text> Mehrzeiliger Text und Untergrupen <text x="140" y="73">Mehrzeilig: <tspan x="140" y="98">erste Zeile</tspan> <tspan x="140" y="123">zweite Zeile</tspan> </text> Farben: Wechselnde tspan-Elemente werden mit unterschiedlichen Farben belegt: <text class="cafl">Die Farbe <tspan class="yel">gelb</tspan>, schlecht!</text> Zeichenabstand und -versetzung <text x="44" y="255" class="cafl"> Ein <tspan dy="-9"> hohes </tspan> <tspan rotate="10 35 50 65 80" dx="0 5 9 9 12"> Wort! </tspan> </text> Text längs Linie Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... ... <text x="15" y="135" style="font-family:Arial;font-size:6">SVG Map</text> ... Prof. Franz-Josef Behr

Definitionen: das <defs>-Element Container-Element Darin: Definitionen von Objekten, die in der Grafik von anderen Objekten referenziert (verwendet) werden können (einzelne Elemente, Gruppen, Symbole, Farbverläufe oder Filtereffekte). Elemente nur sichtbar, wenn sie innerhalb der Grafik von anderen Elementen referenziert werden.  Elemente, die Referenzen darstellen, immer innerhalb des defs-Container platzieren! <defs> <rect id="house" width="5" height="5"/> </defs> Prof. Franz-Josef Behr

Das <use>-Element Mit dem use-Element wird eine Instanz einer bereits bestehenden Vorlage erzeugt, d.h. sie können mit dem Element use andere Elemente bzw. Objekte referenzieren. Die Attribute x und y verlegen den Standort der Instanz, dabei ist der Nullpunkt der Nullpunkt des Elements und nicht der gesamten SVG-Grafik. <use xlink:href="#house" x="105" y="50" /> ! Prof. Franz-Josef Behr

Transformationen Allgemeine Syntax: <g transform=command (parameter)"> scale (zum Skalieren) rotate (zum Rotieren) translate (zum Verschieben) skewX | skewY (zum Neigen in x- oder y-Richtung) matrix (zum allgemeinen Verzerren einschließlich Skalieren, Rotieren, Verschieben und Neigen). Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... Reihenfolge der Transformationen beachten! <!-- bottom left road, left side --> <g transform="translate(65,90)"> <use xlink:href="#house" x="0" y="0„ transform="scale(1.5)"/> </g> Prof. Franz-Josef Behr

Hyperlinks Anchor-Tag, vergleichbar HTML, Jedoch: href entstammt hier dem xlink-Namensraum. <a xlink:href="http://www.fewo-wuerzburg.de/">... </a> URL ‘a‘-Element Namensraum xlink href-Attribut Prof. Franz-Josef Behr

Filter Quelle: w3.org Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... <defs> <rect id="house" width="5" height="5"/> <filter id="schatten"> <feGaussianBlur stdDeviation="5" /> </filter> <rect x="10" y="20" width="150" height="120„ transform="translate(3, 3)„ style="filter:url(#schatten); fill='#999999' stroke='#999999‚ stroke-width='1'„ /> Prof. Franz-Josef Behr

Verlauf (Gradienten) gleichmässige Abstufung von einer Quell- hin zu einer Zielfarbe. Unterscheidung lineare Verläufe radiale Verläufe jeweils durch Form und Richtung des Verlaufsmusters charakterisiert. Prof. Franz-Josef Behr

Unser Beispiel... Im ‚defs‘-Abschnitt Um den "See" herum: <radialGradient id="radial" cx="50%" cy="90%" r="60%" fx="60%" fy="80%"> <stop offset="0%" style="stop-color:rgb(0,15,150);stop-opacity:1"/> <stop offset="1%" style="stop-color:rgb(128,128,255);stop-opacity:1"/> <stop offset="50%" style="stop-color:rgb(0,0,255);stop-opacity:1"/> </radialGradient> Um den "See" herum: <g id="lake" stroke="#0000FF" fill="url(#radial)" stroke-width="0.4"> <path d="M 120 130L 130 120L 130 110 125 105 115 100 110 115 110 125z"/> </g> Prof. Franz-Josef Behr

Animation Im defs-Abschnitt <symbol id="car" overflow="visible"> <rect x="-1" y="-1" width="4" height="2" style="fill: rgb(240,65,25); fill-opacity: 0.8; stroke: rgb(55,0,0); stroke-width:0.1" /> </symbol> <path id="carpath" d="M 10 120 50 80 150 80" /> <g id="AnimationPaths"> <use xlink:href="#car"> <animateMotion id="animMotionCar" dur="10s;" repeatCount="indefinite" rotate="auto-reverse"> <mpath xlink:href="#carpath"/> </animateMotion> </use> </g> Prof. Franz-Josef Behr

Zusammenfassung Prof. Franz-Josef Behr

Zusammenfassung XML: Metasprache Grundlage einer Vielzahl von Sprachen und Einsatzmöglichkeiten in allen Bereichen der IT Von Mensch und Maschine gleichermaßen gut lesbar International und plattformunabhängig einsetzbar Prof. Franz-Josef Behr

Relevanz von XML im GI-Bereich Geography Markup Language (GML) NAS – künftiges Austauschformat der AdV häufig zur Beschreibung von Metadaten genutzt XML-based messaging: WMS GetCapabilities, GetFeature... für GetMap-Ergebnisse ist SVG optionales Ausgabeformat LandXML.org ESRI: Arc Extensible Markup Language (ArcXML), the file format ArcIMS uses for communication between ArcIMS components Scalable Vector Graphics (SVG) … Prof. Franz-Josef Behr

Résumée SVG Integration von vektor- und rasterbasierten raumbezogenen Daten einschließlich Sachdaten, exzellente Darstellung, hohes Maß an Interaktivität (Zoom, Verschieben des Bildaussschnittes, …), Kopplung zwischen verschiedenen Elementen bzw. Gruppen (Übersichtskarte / Detailkarte, Karte / Attribute), interaktive Analyse / Abfrage der Daten Prof. Franz-Josef Behr

GI-Systeme und SVG Direkte Unterstützung: SVG-Erzeugung über Add-ons: MicroImages TNTmips, http://www.microimages.com/documentation/SVG.htm SVG-Erzeugung über Add-ons: ArcView (Shape2SVG, ...) MapInfo (Map2SVG, SVGMapMaker, ...) Manifold (Master Thesis P&GI) FME, http://www.safe.com/reader_writerPDF/svg.pdf Prof. Franz-Josef Behr

Links Die SVG-Website für Kartographie / GIS: http://www.carto.net/ SVG-Tutorials: http://svg.tutorial.aptico.de/ http://www.datenverdrahten.de/ http://www.scale-a-vector.de/ http://www.s-v-g.net/faq.htm Der Spezialist für SVG / PDF, PostScript: http://www.adobe.com/svg/ http://www.siliconpublishing.org/svgfaq/Core.asp Linkslisten: http://www.carto.net/papers/svg/links/ http://www.gis-news.de/svg/svg.htm für “Verspielte” unter den Zuhörern: http://www.battlebots.com/ Prof. Franz-Josef Behr

<message>Viel Spaß!</message> SVG <message>Viel Spaß!</message> Prof. Franz-Josef Behr

Bereitstellung von SVG-Dokumenten im Internet Client "User Agent" Webserver Document root SVG Dokumente http http Internet Adobe SVG Viewer CGI-Protokoll CGI-Programme Ggf. dynam. Generierung von SVG-Dokumenten Prof. Franz-Josef Behr