Khi các ảnh đã được mô tả bằng véc-tơ, các hệ nến, các trình soạn thảo và các ứng dụng đòi hỏi phải có một hệ thống quy ước chung để xử lý.. Một loạt các chuẩn véc-tơ đã ra đời nhưng đều
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
LÊ ANH TOÀN - 0112074
TÌM HIỂU SVG
VÀ ỨNG DỤNG
LUẬN VĂN CỬ NHÂN TIN HỌC GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
TS DƯƠNG ANH ĐỨC Th.S LÊ THỤY ANH
NIÊN KHÓA 2001 - 2005
Trang 2i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Trang 3
ii
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
Trang 4
iii
LỜI CÁM ƠN Chúng em xin chân thành cám ơn Khoa Công Nghệ Thông
Tin, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TpHCM đã tạo điều
kiện tốt cho chúng em thực hiện đề tài luận văn tốt nghiệp
này
Chúng em xin chân thành cám ơn Thầy Dương Anh Đức và
Thầy Lê Thụy Anh đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo chúng em
trong suốt thời gian thực hiện đề tài
Chúng em xin chân thành cám ơn quý Thầy Cô trong Khoa
đã tận tình giảng dạy, trang bị cho chúng em những kiến thức
quý báu trong những năm học vừa qua
Chúng con xin nói lên lòng biết ơn sâu sắc đối với Ông
Bà, Cha Mẹ đã chăm sóc, nuôi dạy chúng con thành người
Xin chân thành cám ơn các anh chị và bạn bè đã ủng hộ,
giúp đỡ và động viên chúng em trong thời gian học tập và
nghiên cứu
Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành luận văn trong
phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót Chúng em kính mong nhận được sự
cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các
bạn
Nhóm thực hiện Huỳnh Ngọc Đoàn và Lê Anh Toàn 07/2005
Trang 5iv
LỜI NÓI ĐẦU
Sự phát triển của Internet đang vươn tới mọi ngóc ngách trong đời sống kinh
tế, xã hội Các ứng dụng của Internet đang làm cho cuộc sống ngày hoàn thiện hơn, rút ngắn khoảng cách về không gian Các công ty lớn trên thế giới đang chuyển hướng công nghệ của mình vào siêu xa lộ thông tin Họ ra sức phát triển các cơ sở
hạ tầng, các ứng dụng, các dịch vụ giá trị gia tăng và các chuẩn mực Nếu nhà phát triển nào tạo ra một chuẩn mực tốt thì sẽ chiếm lĩnh được thị trường, lật đổ những chuẩn mực trước đó Sự phát triển công nghệ cho Internet đang thu hút các tổ chức, các công ty ra sức áp đặt các chuẩn mực riêng của mình lên ngành công nghiệp này
Hệ quả là thế giới đã chứng kiến nhiều sự thay đổi chuẩn mực, kèm theo đó là phí tổn khi phải chuyển đổi từ định dạng theo chuẩn cũ sang định dạng của chuẩn mới Một những sự chuyển đổi đó là sự chuyển đổi từ các định dạng ảnh quét này sang định dạng ảnh quét khác, chuyển từ định dạng ảnh quét sang định dạng ảnh véc-tơ Khi các ảnh đã được mô tả bằng véc-tơ, các hệ nến, các trình soạn thảo và các ứng dụng đòi hỏi phải có một hệ thống quy ước chung để xử lý Một loạt các chuẩn véc-tơ đã ra đời nhưng đều là các định dạng độc quyền của từng công ty Từ năm 1999, chuẩn đồ họa véc-tơ SVG đã ra đời đánh dấu sự hợp nhất của các công
ty trong việc xử lý đồ họa véc-tơ
Sự xuất hiện của SVG đã dẫn đến một loạt ứng dụng đã ra đời, tận dụng được những ưu điểm của chuẩn này Trong các ứng dụng của SVG, ứng dụng bản đồ là thể hiện rõ nhất tính ưu việt của SVG Như vậy tại sao không tận dụng SVG và GIS
để tạo ra một chương trình tìm kiếm đường đi trên bản đồ?
Trang 6v
Với ý tưởng trên, chúng em đã chọn và tập trung phát triển đề tài “Tìm hiểu SVG và xây dựng ứng dụng tìm đường đi trên bản đồ dựa trên đồ họa véc-tơ”
Nội dung của luận văn được chia làm 5 chương như sau:
Chương 1 Mở đầu: giới thiệu vai trò của đồ họa véc-tơ và GIS Dẫn nhập
khả năng sử dụng SVG kết hợp GIS để tạo bản đồ, l ý do thực hiện đề tài, đồng thời giới thiệu sơ lược về đề tài và mục tiêu phải đạt được
Chương 2 Các vấn đề tổng quan: khái quát về chuẩn véc-tơ cho bản đồ, các
định dạng véc-tơ thông dụng hiện nay và minh họa bằng các ví dụ đơn giản, mô hình đối tượng tài liệu DOM, ngôn ngữ XML, cũng như trình bày về những điều cơ bản nhất của hệ thống thông tin địa lý GIS
Chương 3 Cấu trúc định dạng tập tin SVG: trình bày chi tiết về SVG, các
thành phần chính thường được sử dụng trong đặc tả SVG, kiến trúc nội vi SVG, kiến trúc ứng dụng SVG
Chương 4 Giải pháp cho vấn đề phát triển ứng dụng bản đồ dựa trên đồ họa véc-tơ SVG: trình bày các vấn đề liên quan trực tiếp đến việc xây dựng ứng
dụng
Chương 5 Tổng kết: tóm lại các vấn đề đã giải quyết và nêu ra một số hướng
phát triển trong tương lai
Trang 7vi
MỤC LỤC
Chương 1 Mở đầu 14
1.1 Vai trò của đồ họa véc-tơ trong ứng dụng bản đồ 14
1.2 Mục tiêu của đề tài 15
Chương 2 Các vấn đề tổng quan 16
2.1 Tổng quan về chuẩn véc-tơ cho bản đồ 16
2.1.1 Giới thiệu về chuẩn véc-tơ cho bản đồ 16
2.1.1.1 Chuẩn chính thức 16
2.1.1.2 Chuẩn bất thành văn 17
2.1.2 Các định dạng của véc-tơ 18
2.1.2.1 SVF 18
2.1.2.2 DWF 20
2.1.2.3 Flash (còn gọi là SWF) 21
2.1.2.4 PGML 22
2.1.2.5 WebCGM 23
2.1.2.6 VML 24
2.1.2.7 PDF 27
2.1.2.8 SVG 30
2.1.2.9 VRML 36
2.1.2.10 HGML 37
2.1.2.11 DrawML 38
2.1.3 Mô hình DOM 39
2.1.4 Ngôn ngữ XML 40
2.1.5 Tổng quan về GIS 42
2.1.5.1 Khái niệm GIS? 42
2.1.5.2 Các thành phần của GIS 42
2.1.5.3 - Chuyên viên (personnel): nhân viên, chuyên viên phân tích, thiết kế, phát triển, bảo trì hệ thống thông tin dữ liệu GIS 42
2.1.5.4 Chức năng của GIS 42
2.1.5.5 Các ứng dụng cơ bản trong thực tế của GIS 42
Chương 3 Cấu trúc định dạng tập tin SVG 44
3.1 Định nghĩa 44
3.2 Sự tương thích với các chuẩn khác 44
3.3 Loại MIME của SVG và Không gian tên SVG 46
3.3.1 Loại MIME của SVG, mở rộng tên tập tin và loại tập tin Macintosh: 46
3.3.2 Không gian tên SVG, định danh công cộng và định danh hệ thống: 47
3.4 Định nghĩa một phân đoạn tài liệu SVG : thành phần ‘SVG’ 47
3.4.1 Tổng quan: 47
3.4.2 Thành phần ‘svg’: 50
3.5 Gom nhóm : thành phần ‘g’: 52
Trang 8vii
3.6 Tham chiếu và thành phần ‘defs’: 53
3.6.1 Tổng quan: 53
3.6.2 Các thuộc tính tham chiếu URI: 57
3.6.3 Thành phần ‘defs’ 58
3.7 Thành phần ‘desc’ và ‘title’: 59
3.8 Thành phần ‘symbol’: 62
3.9 Thành phần ‘use’: 62
3.10 Thành phần ‘image’: 74
3.11 Các hình cơ bản 77
3.11.1 Hình chữ nhật – thành phần ‘rect’ 77
3.11.2 Hình tròn – thành phần ‘circle’ 79
3.11.3 Hình e-lip – thành phần ‘ellipse’ 79
3.11.4 Đường thẳng – thành phần ‘line’ 81
3.11.5 Đường gấp khúc – thành phần ‘polylinbe’ 82
3.11.6 Đa giác – thành phần ‘polygon’ 83
3.12 Hệ trục toạ độ, các phép biến đổi và các đơn vị đo 84
3.12.1 Giới thiệu 84
3.12.2 Khung nhìn ban đầu 85
3.12.3 Hệ trục toạ độ ban đầu 87
3.12.4 Các phép biến đổi hệ trục toạ độ 88
3.12.5 Thuộc tính ‘transform’ 95
3.12.6 Thuộc tính ‘viewBox’ 97
3.12.7 Thuộc tính ‘preserveAspectRatio’ 100
3.12.8 Thiết lập khung nhìn 106
3.13 Định kiểu (styling) 108
3.13.1 Các thuộc tính định kiểu của SVG 108
3.13.2 Định kiểu dùng thuộc tính trình diễn 108
3.13.3 Định kiểu bằng CSS 109
3.13.4 Thành phần ‘style’ 112
3.13.5 Thuộc tính ‘class’ 112
3.13.6 Phạm vi của trang định kiểu: 113
3.14 Đường xén 114
3.14.1 Giới thiệu: 114
3.14.2 Đường xén ban đầu 114
3.14.3 Thuộc tính ‘overflow’ và ‘clip’ 114
3.14.4 Đường xén đối với khung nhìn và đường xén đối với ‘viewBox’ 116
3.14.5 Thiết lập đường xén mới 117
3.15 Thành phần ‘path’ 121
3.15.1 Giới thiệu 121
3.15.2 Thành phần ‘path’ 121
3.15.3 Dữ liệu đường (path data) 121
3.16 Thành phần ‘text’ 122
3.16.1 Giới thiệu 122
Trang 9viii
3.16.2 Thành phần ‘text’ 123
3.16.3 Thuộc tính thiết lập phông chữ cho thành phần ‘text’ 126
3.16.4 Thuộc tính canh lề 127
3.16.5 Thành phần ‘tspan’ 128
3.16.6 Thành phần ‘tref’ 131
3.17 Vẽ chữ dọc theo một đường 132
3.17.1 Giới thiệu: 132
3.17.2 Thành phần ‘textPath’ 133
3.18 Khả năng ảnh động của SVG - thành phần ‘animate’ 138
3.18.1 Giới thiệu 138
3.18.2 Các thành phần ảnh động 139
3.18.2.1 Tổng quan 139
3.18.2.2 Mối quan hệ của ảnh động SVG với SMIL Animation 139
3.18.3 Ví dụ ảnh động: 141
3.19 Viết script (kịch bản) 142
3.19.1 Chỉ định ngôn ngữ viết script 142
3.19.1.1 Chỉ định ngôn ngữ viết script mặc định 142
3.19.1.2 Khai báo cục bộ ngôn ngữ viết script 143
3.19.2 Thành phần ‘script’ 143
3.19.3 Quản lý sự kiện 146
3.19.4 Thuộc tính sự kiện 146
3.19.5 ECMAScript và DOM 148
3.19.5.1 Lấy đối tượng tài liệu 148
3.19.5.2 Lấy thành phần gốc 148
3.19.5.3 Tạo một node trong cây tài liệu 148
3.19.5.4 Xóa một thành phần ra khỏi thành phần cha của nó 149
3.19.5.5 Thiết lập thuộc tính sự kiện 149
3.19.5.6 Thiết lập bộ lắng nghe sự kiện 149
Chương 4 Giải pháp cho vấn đề phát triển ứng dụng bản đồ dựa trên đồ họa véc-tơ SVG 151 4.1 Các kĩ thuật và công nghệ 151
4.2 WMS 151
4.3 WFS 152
4.4 GEOSERVER 154
4.5 Kiến trúc ứng dụng 155
4.6 Client-side 156
4.7 Server- side 156
4.8 Sơ đồ tương tác chi tiết giữa client và server 158
4.8.1 Mô tả chi tiết client 159
4.8.1.1 Vấn đề hiển thị nội dung SVG ở phía client 159
4.8.1.2 Vấn đề tương tác với nội dung SVG ở phía client 159
4.8.1.3 Tìm đường đi từ giữa hai điểm 160
4.8.1.4 Vấn đề thay đổi tỉ lệ phóng to thu nhỏ 161
Trang 10ix
4.8.2 Mô tả chi tiết server 162
4.8.2.1 Mô tả chi tiết “Bản đồ ASPX” 162
4.8.2.2 Mô tả “Service tìm đường” 163
4.8.2.3 Mô tả Geoserver 163
4.8.2.4 Mô tả Microsoft SQL Server 169
4.8.3 Mô tả chi tiết quá trình tìm kiếm đường đi 171
Chương 5 TỔNG KẾT 173
5.1 Kết luận 173
5.2 Hướng phát triển: 173
Phụ lục A Mô tả bổ sung cho các định dạng véc-tơ 174
Phụ lục B Kết quả cài đặt 190
Tài liệu tham khảo 194
Trang 11x
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Ứng dụng bản đồ SVG của Sở Khoa học và Công nghệ
TP Hồ Chí Minh 12
Hình 2.1 Luồng công việc của VML và HTML 23
Hình 2.2 Minh họa VML 25
Hình 2.3 Các thành phần của PDF 27
Hình 2.4 Minh họa đơn giản về SVG 33
Hình 2.5 Một ví dụ đơn giản về cây phân cấp DOM 37
Hình 2.6 Kiến trúc và hình thái XML 39
Hình 3.1 Minh họa nội dung SVG được nhúng nội tuyến 47
Hình 3.2 Minh họa thành phần gom nhóm ‘g’ 51
Hình 3.3 Minh họa thành phần ‘defs’ 57
Hình 3.4 Cây DOM của nội dung SVG cho ví dụ hình chữ nhật tô tuyến tính 57
Hình 3.5 Cây tài liệu của thành phần ‘use’ chỉ dùng ‘g’ 65
Hình 3.6 Minh họa thành phần ‘use’ chỉ dùng ‘g’ 65
Hình 3.7 Cây tài liệu của thành phần ‘use’ dùng ‘g’ và ‘svg’ 66
Hình 3.8 Minh họa thành phần ‘use’ dùng ‘g’ và ‘svg’ 67
Hình 3.9 Minh họa thành phần ‘use’ với thuộc tính ‘transform’ 68
Hình 3.10 Minh họa thành phần ‘use’ với trang định kiểu CSS 69
Hình 3.11 Minh họa thành phần ‘rect’ vuông góc 76
Hình 3.12 Minh họa thành phần ‘rect’ tròn góc 76
Hình 3.13 Minh họa thành phần ‘circle’ 77
Hình 3.14 Minh họa thành phần ‘ellipse’ 79
Hình 3.15 Minh họa thành phần ‘line’ 80
Hình 3.16 Minh họa thành phần ‘polyline’ 81
Hình 3.17 Minh họa hệ trục tọa độ ban đầu 86
Hình 3.18 Minh họa hiển thị không có phép biến đổi 87
Hình 3.19 Minh họa phép tịnh tiến 89
Trang 12xi
Hình 3.20 Minh họa phép quay và phép co giãn 90
Hình 3.21 Minh họa phép kéo xiên theo trục X, trục Y 91
Hình 3.22 Minh họa phép các phép biến đổi lồng nhau 93
Hình 3.23 Minh họa thuộc tính ‘viewBox’ 96
Hình 3.24 Minh họa thuộc tính ‘preserveAspectRatio’ 104
Hình 3.25 Minh họa thuộc tính ‘fill’ 107
Hình 3.26 Minh họa nội dung SVG có tham chiếu đến trang định kiểu CSS 108
Hình 3.27 Minh họa thành phần ‘clipPath’ 118
Hình 3.28 Minh họa thành phần ‘path’ 120
Hình 3.29 Minh họa thành phần ‘text’ 124
Hình 3.30 Minh họa thành phần ‘tspan’ 127
Hình 3.31 Minh họa thành phần ‘tspan’ có một vị trí đặc biệt 128
Hình 3.32 Minh họa thành phần ‘tspan’ thiết lập vị trí mới cho mỗi kí tự trong chuỗi 129
Hình 3.33 Minh họa thành phần ‘tref’ 130
Hình 3.34 Minh họa thành phần ‘textPath’ 134
Hình 3.35 Minh họa thành phần ‘textPath’ có sử dụng thuộc tính ‘tspan’ 135
Hình 3.36 Minh họa thành phần ‘textPath’ sử dụng thuộc tính ‘startOffset’ 136
Hình 3.37 Minh họa thành phần ảnh động animateMotion 140
Hình 3.38 Minh họa chức năng bắt sự kiện chuột 142
Hình 3.39 Minh họa bộ timer và thuộc tính mờ ‘opaque’ 144
Hình 4.1 Mô hình kiến trúc giao tiếp giữa client và WFS 150
Hình 4.2 Sơ đồ phân tầng của GeoServer 153
Hình 4.3 Sơ đồ kiến trúc ứng dụng 154
Hình 4.4 Kiến trúc client-server được cài đặt 155
Hình 4.5 Kiến trúc chi tiết client-server được cài đặt 156
Hình 4.6 Minh họa yêu cầu hiển thị nội dung ở phía client 157
Hình 4.7 Cây DOM quản lý qui trình bắt sự kiện 158
Hình 4.8 Mô tả chức năng server “Bản đồ ASPX” 160
Trang 13xii
Hình 4.9 Mô tả server “Service tìm đường” 161
Hình 4.10 Mô tả Geoserver 161
Hình 4.11 Kết xuất của Geoserver 162
Hình A.1 Ví dụ về ảnh VRML 178
Hình B.1 Bản đồ SVG được phát sinh bởi GenerateSVGMap 189
Hình B.2 Bản đồ SVG được hiển thị trong chương trình client 190
Hình B.3 Minh hoạ chú thích khi rê chuột lên một đối tượng 191
Trang 14xiii
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 4.1 Bảng MapNetworkWithLength 167
Bảng 4.2 Bảng MapNetworkArc_AutoWithDirection 168
Bảng 4.3 Bảng MapNetworkDanhSachNodeKe 168
Bảng A.1 Cấu trúc tập tin Flash 175
Bảng A.2 Danh sách 18 thẻ của HGML 180
Trang 1514
Chương 1 Mở đầu
1.1 Vai trò của đồ họa véc-tơ trong ứng dụng bản đồ
SVG (Scalable Vector Graphics) (Đồ họa véc-tơ khả co) là một chuẩn ra đời vào năm 1999 SVG là một định dạng đồ họa véc-tơ hỗ trợ các nhà phát triển mô tả các hình ảnh bằng văn bản Những năm gần đây, các ứng dụng về SVG ngày càng được phát triển mạnh trên khắp thế giới, trên các hệ thống máy tính để bàn và gần đây là trên các thiết bị nhúng chẳng hạn như thiết bị di động
Tại Việt Nam, việc nghiên cứu SVG cũng đã đạt được một số kết quả đáng khích lệ Có thể kể đến kết quả nghiên cứu của Sở Khoa học và Công nghệ TP Hồ Chí Minh (http://www.ioit-hcm.ac.vn/map/index.html)
SVG ngày càng phát triển lớn mạnh Bên cạnh đó là GIS cũng đang chiếm vai trò quan trọng trong lĩnh vực bản đồ Việc kết hợp SVG và GIS sẽ tạo ra một hệ mới được gọi là SVG GIS Hệ này có chức năng tìm kiếm, tra cứu thông tin bản đồ đồng thời lại tận dụng được tính ưu việt của SVG SVG GIS cho phép phóng to bản
đồ đến kích cỡ bất kỳ mà không vỡ ảnh SVG có thể được xén theo kích thước tùy ý
để truyền tải trên mạng được nhanh chóng Bản thân SVG đã hàm chứa dữ liệu
Hình 1.1 Ứng dụng bản đồ SVG của Sở Khoa học và Công nghệ TP Hồ Chí Minh
