-- 作者：gengwei80
-- 发布时间：3/6/2006 8:26:00 AM
-- 地理图形标记语言GML的架构及范例
一、前言
在信息高速公路的时代，如何能在不同的GIS 系统间实时分享资料，是刻不容缓的问题，现在该问题已经有了一个很好解决方案，那就是以 XML 为基础的 GIS 编码标准，称为地理图形标记语言GML（Geography Markup Language）。
GML是由开放式地理信息系统联盟（OpenGIS Consortium，简称OGC）所发展，专为地理信息而发展的，以XML 为基础的编码标准，其与生俱来的转换及存取能力，将地理空间信息的管理开启一个全新的领域（请参考 黄旭初[2002]，『新世代的GIS编码标准－地理图形标记语言GML』，国土信息系统通讯第42期）。
由于GML在GIS领域，将对『资料交换』课题的扮演关键的角色，GIS 的参与者实有必要对GML的内容有深入的了解，本文将介绍GML的架构，并以范例说明。
二、GML 基本架构
（一）以XML技术为基础
GML 目前的正式版本是2.1.1版，它以XML技术为基础，并使用最新的 XML Schema文件定义技术，XML Schema具有DTD所没有的型态继承（type inheritance）、名称空间（namespaces）等，且其使用XLink来表现地理空间实体间的关系，使得实体间关系的建立不仅限于同一数据库，甚至可横跨网际网络，因此GML 2.1.1版已足以建构分布式的GIS数据库。
（二）以simple feature为处理的单元
GML使用『地理图形实体（称为feature）』来描述这个世界，基本上一个feature是由一系列的属性（properties）及几何图形（geometries）所组成，属性的内容包括名称（name）、型态（type）、值的叙述（value description）等，几何图形（geometries）则由基本几何区块（例如点、线、及多边形）所组成，为了简化，GML的初始规格限定在平面的简单几何图形（称为simple feature，包括点、线、及多边形），在不久的将来，将会扩展至3D的几何图形及位相资料。
GML的编码可以容许相当复杂的feature，一个feature的几何图形可以由许多几何图形元素所组成（称为Geometric Collection），也可以包含不同型态的几何图形。例如一个无线电转播塔可以同时有一个点的属性（它的位置点）及一个以多边形所构成的面的属性（它所涵盖的区域）。
（三）GML的内容
GML 2.1.1版以XML技术为基础，并使用 XML Schema文件定义技术，目前GML以Feature Schema、Geometry Schema、Xlinks Schema等三个基本的schema来定义它的内容，分述如下：
1. Feature Schema（feature.xsd）
Feature Schema定义feature的内容及结构。图1是以UML来描述Feature schema的内容及结构，从图中可以看到几何图形的属性（geometric property）被当作一个关联类别（association class），来将一个feature与一个几何图形（geometry）连结，例如PointProperty用来连结一个点（point）的几何图形。
详细的Feature schema内容请参考GML2.1.1规格书（位于http://opengis.net/gml/02-009/GML2-11.html）之附录A。
图1. Feature schema之UML图标
2. Geometry Schema（geometry.xsd）
Geometry schema有关几何图形元素的类型的定义，包括点（point）、线（line）、多边形（polygon）等简单几何图形，及复合类型（complex type）的几何图形。图2是以UML来描述Geometry schema的内容及结构。
Feature schema使用<include>元素来将几何图形结构Geometry schema带进来，使得在定义feature type时可以引用：
<include schemaLocation= geometry.xsd />
详细的Geometry schema内容请参考GML 2.1.1规格书之附录B。
图2. Geometry schema之UML图标
GML 定义了几个基本的几何图形属性(Geometric property)，用来将feature与几何图形连结，有关基本的几何图形属性表列如下。
3. XLinks Schema（xlink.xsd）
提供XLink属性来作为数据链结使用。Geometry schema使用<import>元素来引用XLink。详细的XLinks schema内容请参考GML 2.1.1规格书之附录C。
Feature schema、Geometry schema及XLink schema三个基本schema之间的关系可用图3来表示。
图3. Feature schema、Geometry schema及XLink schema等三个基本schema之间的关系。
三、以GML编码的范例
（一）无几何图形的数据的编码
本节以最简单的范例介绍起，假设有个非空间资料的feature type称为 员工 (Employee)，他有姓名、年龄、及别名等属性，其中别名可能有0个或1个以上，若以XML来对"员工"这个feature type编码，则可能的XML instance如下：
<Employee>
<name>黄旭初</name>
<Age>41</age>
<nickName>小黄</nickName>
<NickName>阿初</nickName>
</Employee>
在尚不考虑GML的状况下，本实例的XML schema应定义如下：
<element name="Employee" type="ex:EmployeeType" />
<complexType name="EmployeeType">
<sequence>
<element name="name" type="string"/>
<element name="age" type="integer"/>
<Element name="nickName" type="string" minOccurs="0"maxOccurs="unbounded"/>
</Sequence>
</complexType>
若要引用GML的Feature schema，必须先确认哪些元素扮演feature type及其属性(property)的角色，在本例中 员工 是一个feature type，年龄是一个属性(property)，则上例改写成GML的语法如下：
<element name="Employee" type="ex:EmployeeType"
substitutionGroup="gml:_Feature" />
<ComplexType name="EmployeeType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="name" type="string"/>
<element name="age" type="integer"/>
<element name="nickName" type="string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType>
而且GML的Feature schema中有一些已经定义好的属性（例如如GML feature ID（fid）及其description属性等），可以在制作XML instance的时候使用，举例如下：
<Employee fid="D1123">
<Gml:description>内政部信息中心的员工</gml:description>
<name>黄旭初</name>
<age>41</age>
<nickName>小黄</nickName>
<nickName>阿初</nickName>
</Employee>
（二）坐标及坐标范围的编码
几何图形的坐标可以用一系列的<coord>元素组、或<coordinates>元素的单一字符串来编码，两种方法都可以对1、2、3度空间的坐标编码，其中<coord>元素可以使用XML 解析器（parser）来验证其正确性。
<coord>元素在 GML的Geometry schema 中定义如下：
<element name="coord" type="gml:CoordType" />
<complexType name="CoordType">
<sequence>
<element name="X" type="decimal"/>
<element name="Y" type="decimal" minOccurs="0"/>
<element name="Z" type="decimal" minOccurs="0"/>
</sequence>
</complexType>
<Coord>元素中资料组的组数由数据类型决定，例如点（point）资料只含有一组坐标组，如下：
<Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<coord><X>5.0</X><Y>40.0</Y></coord>
</Point>
（例中srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326是空间参考系统。）
而<coordinates>与<coord>的作用一样，但更具有弹性，使用者可以定义坐标值之间的间隔符号（delimiter），<coordinates>元素在 GML的Geometry schema 中定义如下：
<Element name="coordinates" type="gml:CoordinatesType"/>
<complexType name="CoordinatesType">
<simpleContent>
<extension base="string">
<Attribute name="decimal" type="string" use="default" value="."/>
<attribute name="cs" type="string" use="default" value=","/>
<attribute name="ts" type="string" use="default" value=" "/>
</extension>
</simpleContent>
</complexType>
<Coordinates>的坐标值是储存在一个字符串内，其中预设的小数点是 "."、坐标值的间隔符号是 ","、坐标组的间隔符号是Unicode的空白(#x20)，使用者可以依其需要改变上述之间隔符号。
同样以点资料为例，以<coordinates>编码坐标如下：
<Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<coordinates>5.0,40.0</coordinates>
</Point>
（三）基本几何图形的编码
几何图形的坐标都是定义在某种空间参考系统（Spatial Reference System，缩写为SRS）中，GML 2.1.1版中没有规定SRS的细部规格，目前OGC已经提出一份建议规格进行讨论，应该很快就会公布，几何图形类型(geometry type)的srsName属性是用来指向SRS的定义。
几何图形类型(geometry type)的gid 属性是几何图形元素的唯一辨识码，属于选择使用的项目，依规定，gid的值是字符串且第一个字符不能是数字。
GML中所定义的基本几何图形元素（primitive geometry element）包括坐标范围（Box）、点（Point）、线串（LineString）、线环（LinearRing）、及多边形（Polygon），分述如下：
1. Box：用来对feature的坐标范围编码，第一组坐标是坐标范围的极小值，第二组坐标是坐标范围的极大值，举例如下：
<Box srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<coord><X>0.0</X><Y>0.0</Y></coord>
<coord><X>100.0</X><Y>100.0</Y></coord>
</Box>
2. Point：点元素只有一组坐标，举例如下，
<Point gid="P1" srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<coord><X>56.1</X><Y>0.45</Y></coord>
</Point>
3. LineString：由两组以上的点坐标所构成的直线串，举例如下：
<LineString>
<Coord><X>0.0</X><Y>0.0</Y></coord>
<coord><X>20.0</X><Y>35.0</Y></coord>
<coord><X>100.0</X><Y>100.0</Y></coord>
</LineString>
若第一点坐标值与最后一点坐标值一样，则这是一个封闭的线串。
4. LinearRing：线环是封闭的直线串，其第一点坐标值与最后一点坐标值一样，它是被用来建构多边形，其编码范例详见以下多边形的介绍。
5. Polygon：多边形的边界是由线环(LinearRing)所构成，且区分成外边界(outer boundary)及内边界(inner boundary)，内边界可以有多个但彼此不能交叉及包含，且边界点的顺序是顺时针或逆时针并不重要。以下是一个多边形的instance，它拥有两个内部边界：
<Polygon gid="_98217" srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/ epsg.xml#4326">
<outerBoundaryIs>
<LinearRing>
<coordinates>0.0,0.0 100.0,0.0 100.0,100.0 0.0,100.0 0.0,0.0 </coordinates>
</LinearRing>
</outerBoundaryIs>
<innerBoundaryIs>
<LinearRing>
<coordinates>10.0,10.0 10.0,40.0 40.0,40.0 40.0,10.0 10.0,10.0 </ coordinates>
</LinearRing>
</innerBoundaryIs>
<innerBoundaryIs>
<LinearRing>
<coordinates>60.0,60.0 60.0,90.0 90.0,90.0 90.0,60.0 60.0,60.0</ coordinates>
</LinearRing>
</innerBoundaryIs>
</Polygon>
（四）几何图形集合的编码
GML Geometry schema所预先定义的几何图形集合（geometry collection），可分为同质几何图形集合（homogeneous geometry collection）及异质几何图形集合（heterogeneous geometry collection）两种。
所谓的同质几何图形集合（homogeneous geometry collection）是指同类型几何元素的集合，包括MultiPoint、MultiLineString及MultiPolygon等三种。以下以MultiLineString为例，在本例中MultiLineString几何图形集合拥有三个LineString的成员：
<MultLineString srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<lineStringMember>
<LineString>
<coord><X>56.1</X><Y>0.45</Y></coord>
<coord><X>67.23</X><Y>0.98</Y></coord>
</LineString>
</lineStringMember>
<lineStringMember>
<LineString>
<coord><X>46.71</X><Y>9.25</Y></coord>
<coord><X>56.88</X><Y>10.44</Y></coord>
</LineString>
</lineStringMember>
<LineStringMember>
<LineString>
<coord><X>324.1</X><Y>219.7</Y></coord>
<coord><X>0.45</X><Y>4.56</Y></coord>
</LineString>
</lineStringMember>
</MultiLineString>
所谓的异质几何图形集合（homogeneous geometry collection）是指不同类型几何元素的集合，GML Geometry schema中的MultiGeometry元素即是异质几何图形集合，它的成员可以包括Points、LineStrings、Polygons、MultiPoints、 MultiLineStrings、MultiPolygon等几何图形元素、及其它的几何图形集合（geometry collection）。
以下是一个异质几何图形集合的instance，它包含Point、LineString及Polygon等三种不同类型几何元素的成员：
<MultiGeometry gid="c731" srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<geometryMember>
<Point gid="P6776">
<coord><X>50.0</X><Y>50.0</Y></coord>
</Point>
</geometryMember> <geometryMember>
<LineString gid="L21216">
<coord><X>0.0</X><Y>0.0</Y></coord>
<coord><X>0.0</X><Y>50.0</Y></coord>
<coord><X>100.0</X><Y>50.0</Y></coord>
</LineString>
</GeometryMember> <geometryMember>
<Polygon gid="_877789">
<outerBoundaryIs>
<LinearRing>
<coordinates>0.0,0.0 100.0,0.0 50.0,100.0 0.0,0.0</coordinates>
</LinearRing>
</outerBoundaryIs>
</Polygon>
</geometryMember>
</MultiGeometry>
（五）具有几何图形的feature的编码
GML 2.1.1版提供了一组定义好的几何图形属性（geometry property），将某些类型的几何图形与feature产生关联。
我们继续前面的员工范例，为其加上一个点的属性，称为 location （location是已定义于GML Feature schema中的pointProperty的别名），则可以得到下列的结果：
<Employee fid="D1123">
<gml:description>内政部信息中心的员工</gml:description>
<name>黄旭初</name>
<age>41</age>
<nickName>小黄</nickName>
<nickName>阿初</nickName>
<gml:location>
<gml:point>
<gml:coord><gml:x>1.0</gml:x><gml:y>1.0</gml:y></gml:coord>
</Gml:point>
</gml:location>
</Employee>
其相对应的application schema如下：
<element name="Employee" type="ex:EmployeeType" substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<complexType name="EmployeeType">
<complexContent>
<exten.sion base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="name" type="string"/>
<element name="age" type="integer"/>
<element name="nickName" type="string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
<element ref= gml:location />
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType>
我们亦可以将上面的location属性重新命名成一个新的属性名称employeeLocation，供application schema全体使用，则上面application schema改写如下：
<Element name="Employee" type="ex:EmployeeType" substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<element name="employeeLocation" type="gml:PointPropertyType"
SubstitutionGroup="gml:pointProperty"/>
<complexType name="EmployeeType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="name" type="string"/>
<element name="age" type="integer"/>
<element name="nickName" type="string" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
<element ref= ex:employeeLocation />
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType>
（六）feature集合的编码
feature集合(feature collection)使用featureMember属性来包含多个feature或其它的feature collection。以一个城市模型的feature collection为例，它包含道路及河流等资料，则其可能的GML instance如下：
<CityModel fid="Cm1456">
<dateCreated>Feb 2000</dateCreated>
<gml:featureMember>
<River fid="Rv567">....</River>
</gml:featureMember> <gml:featureMember>
<River fid="Rv568">....</River>
</gml:featureMember> <gml:featureMember>
<Road fid="Rd812">....</Road>
</gml:featureMember>
</CityModel>
以下是相对应的application schema，注意其中gml:_Feature Collection及gml:Abstract Feature Collection Type的宣告：
<element name="CityModel" type="ex:CityModelType"
substitutionGroup="gml:_FeatureCollection"/>
<element name="River"type="ex:RiverType"substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<element name="Road" type="ex:RoadType"substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<complexType name="CityModelType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureCollectionType">
<sequence>
<element name="dateCreated" type="month"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</ComplexType> <ComplexType name="RiverType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>....</sequence>
</extension>
</complexContent>
</ComplexType> <ComplexType name="RoadType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>.....</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType>
而feature collection中的成员亦可以是储存在远程的feature，其间以Xlink链接。我们同样以上面的城市模型为例，可以在不修改原来的application schema的情况下，加入储存在远程的河流资料，如下：
<CityModel fid="Cm1456">
<dateCreated>Feb 2000</dateCreated> <gml:featureMember xlink:type="simple"
xlink:href="http://www.myfavoritesite.com/rivers.xml#Rv567"/> <gml:featureMember xlink:type="simple"
xlink:href="http://www.myfavoritesite.com/rivers.xml#Rv568"/> <gml:featureMember>
<Road fid="Rd812">....</Road>
</gml:featureMember>
</CityModel>
例中以xlink:href属性指向远程的河流对象。
（七）feature的关联数据的编码
XML文件结构的主要目的，是为了描述资料、及资料内部组成组件间的关系。GML以巢状结构的包含（containment）、及链接（linking）来描述资料间的关系。
以三笔土地（LandParcel）之间的相邻关系为例，以GML编码的instance如下：
<LandParcel fid="Lp2034">
<area>2345</area>
<gml:extentOf>...</extentOf>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2035"/>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2036"/>
</LandParcel>
....
<LandParcel fid="Lp2035">
<area>9812</area>
<gml:extentOf>...</extentOf>
<AdjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2034"/>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2036"/>
</LandParcel>
....
<LandParcel fid="Lp2036">
<area>8345</area>
<gml:extentOf>...</extentOf>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2034"/>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2035"/>
</LandParcel>
例中以adjacenTo属性来表示该笔土地与哪一笔土地相邻。上例所对应的application schema如下：
<element name="LandParcel" type="ex:LandParcelType"
substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<element name="adjacentTo" type="ex:AdjacentToType"
substitutionGroup="gml:featureMember" /> <complexType name="LandParcelType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="area" type="integer"/>
<element ref="gml:extentOf"/>
<element ref="ex:adjacentTo" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="AdjacentToType">
<complexContent>
<restriction base="gml:FeatureAssociationType">
<sequence>
<element ref="ex:LandParcel"/>
</sequence>
</restriction>
</complexContent>
</complexType>
上例亦可以用另一种方式来表现相邻土地之间的关系，我们可以定义一个称为"相邻土地(AdjcentPair)" 的feature type，它有一个"common Boundary Length"属性纪录共同边界的长度，并以"adjacenTo"属性来纪录相邻的土地，以GML编码的案例如下：
<LandParcel fid="Lp2034">
<area>2345</area>
<gml:extentOf>...</extentOf>
</LandParcel>
....
<LandParcel fid="Lp2035">
<area>9812</area>
<gml:extentOf>...</extentOf>
</LandParcel>
....
<AdjacentPair fid="Ad1465">
<commonBoundaryLength>231</commonBoundaryLength>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2034"/>
<adjacentTo xlink:type="simple" xlink:href="#Lp2035"/>
</Adjacent>
对应的application schema如下：
<element name="LandParcel" type="ex:LandParcelType"
substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<element name="adjacentTo" type="ex:AdjacentToType"
substitutionGroup="gml:featureMember"/>
<element name="AdjacentPair" type="ex:AdjacentPairType"
substitutionGroup="gml:_Feature"/> <complexType name="LandParcelType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="area" type="integer"/>
<element ref="gml:extentOf"/>
<!注意 adjacentTo 已经移除 -->
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</ComplexType> <complexType name="AdjacentToType">
<complexContent>
<Restriction base="gml:FeatureAssociationType">
<sequence>
<element ref="ex:LandParcel"/>
</sequence>
</restriction>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="AdjacentPairType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="commonBoundaryLength" type="integer"/>
<element ref="ex:adjacentTo" minOccurs="2" maxOccurs="2"/>
</Sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType>
四、建构应用领域的application schema的规则
为以GML编码来建构某应用领域的数据结构(application schema)，以下的规则必须遵循（限于篇幅相关范例请参GML 2.1.1规格书5.2章节内容）：
（一）定义新的feature类型
application schema的设计者可以创造自己的feature或feature collection的类型，但必须是GML类型gml:AbstractFeatureType 或gml: Abstract Feature Collection Type的子类型。
（二）定义新的几何图形类型(geometry type)
我们可以依需要创造自己的几何图形类型，但必须是GML类型gml:AbstractGeometryType 或gml:GeometryCollectionType的子类型。
（三）定义新的几何图形的属性(geometry property)
我们可以在上节自己所定义的新几何图形类型中，创造自己的几何图形属性，但必须是gml:GeometryPropertyType的子类型。
（四）宣告target namespace
我们必须为我们的application schema宣告一个target namespace，在schema中所宣告的元素及其类型定义，均位于这个namespace中。Namespace主要用来避免元素名称的冲突，在分布式的网络环境中，不同的XML文件中可能使用了相同名称的元素，宣告适当的namespace可以解决元素名称冲突的问题。特别注意的是namespace中的URI并不需要真正指到schema的文件，它只是一种机制，用来区分不同文件的元素名称。
（五）引进不同namespace的schema
以GML编码的文件，可以从多个不同的namespace引用不同来源的schema，以下图为例：
图4 .使用多个namespace来源的schema
图中schema-A及schema-B位于同一个namespace，所以schema-B使用<<include>>来引进schema-A的内容；schema-A与GML feature schema位于不同的namespace，所以schema-A使用<<import>>来引进GML feature的内容。
（六）使用substitution group
在全域元素（global element）中所定义的"substitution group"，可以取代GML元素，并为整个GML application schema所使用。
（七）宣告额外的属性
GML提供了一些预先定义好的几何图形属性(geometric property)，包括location、centerLineOf、extentOf等等，我们也可以使用"substitution group"来给它们不同的命名。
（八）定义新的feature关联类型
我们可以创造自己的feature关联类型（feature association type），而这必须由gml:FeatureAssociationType延伸而来。
五、应用领域application schema 的范例 （一）范例一：台北市
说明：有一个城市模型（CityModel）的资料集(feature collection），它有三个属性，分别是几何图形名称为"台北市 、资料生产日期(dateCreated) 为"Feb 2000"、坐标范围(boundedBy)。
本城市模型资料集包含两个feature成员，第一个成员是"淡水河"，为河流类型(RiverType)，它有一个中心线(cenLineOf) 的几何图形属性。第二个成员是"南京东路"，为道路类型(RoadType)，它有一个分类属性（classification）为"主要道路"、一个车道数属性（number）为"8"、一个线型的几何图形属性（linearGeometry）。
在本例中第一个feature成员只使用GML标准的属性名称，而第二个feature成员则使用特定的属性名称。
UML图标：
本例中的资料内容及结构以UML描述如下图，图中的城市成员（cityMember）只能是道路（Road）及河流（River），而山丘（Mountain）则不是一个合法的成员。
图5.台北市范例的UML图
Application schema：本范例以GML编码的结果，得到application schema内容如下。
<?xml version="1.0" encoding="BIG5"?>
<!-- File: city.xsd -->
<schema targetNamespace="http://www.opengis.net/examples"
xmlns:ex="http://www.opengis.net/examples"
xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
Xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml"
xmlns="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema"
elementFormDefault="qualified"
version="2.03"> <annotation>
<appinfo>city.xsd v2.03 2001-02</appinfo>
<documentation >
台北市范例的GML schema
</documentation>
</annotation>
<!-- 引进GML Feature and Geometry schemas的内容 -->
<import namespace="http://www.opengis.net/gml" schemaLocation="feature.xsd"/> <!-- ==============================================================
全域元素的宣告（global element declarations）
=================================================================== --> <element name="CityModel" type="ex:CityModelType"
substitutionGroup="gml:_FeatureCollection" />
<element name="cityMember" type="ex:CityMemberType"
substitutionGroup="gml:featureMember"/>
<element name="Road" type="ex:RoadType" substitutionGroup="ex:_CityFeature"/>
<element name="River" type="ex:RiverType" substitutionGroup="ex:_CityFeature"/>
<element name="Mountain" type="ex:MountainType" substitutionGroup="gml:_Feature"/> <!-- 一个标记，用来限制CityModel collection 中的成员-->
<element name="_CityFeature" type="gml:AbstractFeatureType" abstract="true"
substitutionGroup="gml:_Feature"/> <!-- ==============================================================
city model中的类型定义的宣告
=================================================================== --> <ComplexType name="CityModelType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureCollectionType">
<sequence>
<element name="dateCreated" type="month"/>
</Sequence>
</extension>
</complexContent>
</ComplexType> <complexType name="CityMemberType">
<annotation>
<documentation>
以ex:_CityFeature来限定CityModel中的成员
</documentation>
</Annotation>
<complexContent>
<restriction base="gml:FeatureAssociationType">
<sequence minOccurs="0">
<element ref="ex:_CityFeature"/>
</sequence>
<attributeGroup ref="gml:AssociationAttributeGroup"/>
</restriction>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="RiverType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element ref="gml:centerLineOf"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType> e name="RoadType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="linearGeometry" type="gml:LineStringPropertyType"/>
<element name="classification" type="string"/>
<element name="number" type="string"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="MountainType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element name="elevation" type="integer"/>
</sequence>
</extension>
</ComplexContent>
</complexType>
</schema>
依据上述application schema，其XML instance内容如下：
<?xml version="1.0" encoding="BIG5"?>
<CityModel xmlns="http://www.opengis.net/examples"
xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml"
xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/examples city.xsd"> <gml:name>台北市</gml:name>
<gml:boundedBy>
<gml:Box srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>0.0</gml:X><gml:Y>0.0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>100.0</gml:X><gml:Y>100.0</gml:Y></gml:coord>
</gml:Box>
</gml:boundedBy> <cityMember>
<River>
<gml:description>流经台北市的河流</gml:description>
<gml:name>淡水河</gml:name>
<gml:centerLineOf>
<gml:LineString srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>50</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>70</gml:X><gml:Y>60</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>100</gml:X><gml:Y>50</gml:Y></gml:coord>
</gml:LineString>
</gml:centerLineOf>
</River>
</cityMember> <cityMember>
<Road>
<gml:name>南京东路</gml:name>
<linearGeometry>
<gml:LineString srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>5.0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>20.6</gml:X><gml:Y>10.7</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>80.5</gml:X><gml:Y>60.9</gml:Y></gml:coord>
</gml:LineString>
</linearGeometry>
<classification>主要道路</classification>
<number>８</number>
</Road>
</cityMember>
<DateCreated>2000-11</dateCreated>
</CityModel>
（二）范例二：学校
说明：有一个国家（State）的资料集（feature collection），它有一个学生人口数（studentPopulation）的属性。
本国家资料集包含两个学区资料集（SchoolDistrict collection）成员，而每个学区资料集也都拥有２个学校(School)或大学（College）成员。
学区（SchoolDistrict）除了名称（name）的属性外，还有一个名为 extentOf 的多边形（polygon）属性。学校（School）除了地址（address）的属性外，还有一个名为 "location" 的点（point）属性。大学（College）除了地址（address）的属性外，还有一个名为"pointProperty"的点（point）属性。
UML图标：
本例中的资料内容及结构以UML描述如下图。
图6.学校范例的UML图
Application schema：本范例以GML编码的结果，application schema内容如下。
<?xml version="1.0" encoding="BIG5"?>
<!-- File: schools.xsd -->
<schema targetNamespace="http://www.opengis.net/examples"
Xmlns:ex="http://www.opengis.net/examples"
xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml"
xmlns="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema"
elementFormDefault="qualified" version="2.01">
<annotation>
<appinfo>schools.xsd v2.01 2001-02</appinfo>
<documentation >
学校范例的GML schema.
</documentation>
</annotation> <!--引入GML Feature and Geometry schemas的内容-->
<import namespace="http://www.opengis.net/gml" schemaLocation="feature.xsd"/> <!-- ==============================================================
全域元素的宣告（global element declarations）
=================================================================== --> <element name="State" type="ex:StateType" substitutionGroup="gml:_FeatureCollection"/>
<element name="SchoolDistrict" type="ex:SchoolDistrictType"
substitutionGroup="gml:_FeatureCollection"/>
<element name="schoolMember" type="gml:FeatureAssociationType"
substitutionGroup="gml:featureMember"/>
<element name="School" type="ex:SchoolType" substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<element name="College" type="ex:CollegeType" substitutionGroup="gml:_Feature"/>
<element name="address" type="string"/> <!-- ==============================================================
类型的定义
=================================================================== --> <complexType name="StateType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureCollectionType">
<sequence>
<element name="studentPopulation" type="integer"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="SchoolDistrictType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureCollectionType">
<Sequence>
<element ref="gml:extentOf"/>
</sequence>
</Extension>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="SchoolType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element ref="ex:address"/>
<element ref="gml:location"/>
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType> <complexType name="CollegeType">
<complexContent>
<extension base="gml:AbstractFeatureType">
<sequence>
<element ref="ex:address"/>
<element ref="gml:pointProperty" />
</sequence>
</extension>
</complexContent>
</complexType>
</schema>
其XML instance内容如下：
<?xml version="1.0" encoding="BIG5"?>
<!-- File: schools.xml -->
<State xmlns="http://www.opengis.net/examples"
xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml"
xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
xmlns:xsi="http://www.w3.org/2000/10/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://www.opengis.net/examples schools.xsd"> <gml:description> 学生人数超过５００人的教育机构
</gml:description>
<gml:name>台湾的学区</gml:name>
<gml:boundedBy>
<gml:Box srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>50</gml:X><gml:Y>50</gml:Y></gml:coord>
</gml:Box>
</gml:boundedBy> <gml:featureMember>
<SchoolDistrict>
<gml:name>学区 28</gml:name>
<gml:boundedBy>
<gml:Box srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>50</gml:X><gml:Y>40</gml:Y></gml:coord>
</gml:Box>
</gml:boundedBy> <schoolMember>
<School>
<gml:name>大安小学</gml:name>
<address>台北市大安路１号</address>
<gml:location>
<gml:Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>20.0</gml:X><gml:Y>5.0</gml:Y></gml:coord>
</gml:Point>
</gml:location>
</School>
</schoolMember> <schoolMember>
<School>
<gml:name>松江国小</gml:name>
<address>台北市松江路１号</address>
<gml:location>
<gml:Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>40.0</gml:X><gml:Y>5.0</gml:Y></gml:coord>
</gml:Point>
</gml:location>
</School>
</schoolMember> <gml:extentOf>
<gml:Polygon srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:outerBoundaryIs>
<gml:LinearRing>
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>50</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>50</gml:X><gml:Y>40</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
</gml:LinearRing>
</gml:outerBoundaryIs>
</gml:Polygon>
</gml:extentOf>
</SchoolDistrict>
</Gml:featureMember> <Gml:featureMember>
<SchoolDistrict>
<gml:name>学区32</gml:name>
<gml:boundedBy>
<gml:Box srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>30</gml:X><gml:Y>50</gml:Y></gml:coord>
</gml:Box>
</gml:boundedBy> <schoolMember>
<School>
<gml:name>仁爱国小</gml:name>
<address>台北市仁爱路１号</address>
<gml:location>
<gml:Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>5.0</gml:X><gml:Y>20.0</gml:Y></gml:coord>
</gml:Point>
</gml:location>
</School>
</schoolMember> <schoolMember xlink:type="simple" xlink:href="http:abc.com">
<College>
<gml:name>台湾大学</gml:name>
<address>台北市罗斯福路１号</address>
<gml:pointProperty>
<gml:Point srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:coord><gml:X>5.0</gml:X><gml:Y>40.0</gml:Y></gml:coord>
</gml:Point>
</gml:pointProperty>
</College>
</schoolMember> <gml:extentOf>
<gml:Polygon srsName="http://www.opengis.net/gml/srs/epsg.xml#4326">
<gml:outerBoundaryIs>
<gml:LinearRing>
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>40</gml:X><gml:Y>50</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>50</gml:X><gml:Y>50</gml:Y></gml:coord>
<gml:coord><gml:X>0</gml:X><gml:Y>0</gml:Y></gml:coord>
</gml:LinearRing>
</gml:outerBoundaryIs>
</gml:Polygon>
</gml:extentOf>
</SchoolDistrict>
</gml:featureMember>
<studentPopulation>392620</studentPopulation>
</State>
六、结论
由上述范例可以看到，GML的编码极富弹性，无论是复杂的资料群组关系或分布式的资料储存，均可轻易应付，本文中所探讨的GML架构及范例，系针对GML 2.1.1版（目前最新的正式版本），限定在平面的几何图形，在不久的将来，将会扩展至3D的几何图形及位相资料，则它处理图形的能力将更为强大，GML这种以XML为基础的编码标准，将为地理空间信息的管理及资料流通开启一个全新的领域。
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