什么是GML? GML：地理信息管理的飞跃
什么是gml? gml：地理信息管理的飞跃
gml是xml在地理空间信息领域的应用。利用gml可以存储和发布各种特征的地理信息，并控制地理信息在web浏览器中的显示。
地理空间互联网络作为全球信息基础架构的一部分，已成为internet上技术 追踪的热点。许多公司和相关研究机构通过web将众多的地理信息源集成在一起，向用户提供各种层次的应用服务，同时支持本地数据的开发和管理。gml可以 在地理空间web领域完成了同样的任务。gml技术的出现是地理空间数据管理方法的一次飞跃。
gml的由来
gml (geography markup language)即地理标识语言，它由ogc（开放式地理信息系统协会）于1999年提出，并得到了许多公司的大力支持，如oracle、 galdos、mapinfo、cubewerx等。gml能够表示地理空间对象的空间数据和非空间属性数据。
2000年5月，ogc推出了基于xml dtd (document type definitions，文档类型定义)和rdf(resource description frameworks，资源描述框架)的gml 1.0版。2001年2月，ogc又推出了完全基于xml schema 的gml 2.0版。2003年2月，gml 3.0版正式发布。
ogc推出gml的目的如下：
◆ 提供适用于internet环境的空间信息编码方式，用于数据传输和存储；
◆ 能够扩展，用以支持对空间信息的多样化需求，不管是用于对空间信息的单纯描述，还是进行更深层次的分析使用；
◆ 以一种可扩展和标准化的方式为基于web的gis建立良好的基础；
◆ 允许对地理空间数据进行高效率编码；
◆ 提供了一种容易理解的空间信息和空间关联的编码方式；
◆ 实现空间和非空间数据的内容和表现形式的分离；
◆ 易于将空间信息和非空间信息进行整合；
◆ 易于将空间几何元素与其它空间或非空间元素连结起来；
◆ 提供一系列公共地理建模对象，从而使各自独立开发的应用之间互操作成为可能。
gml为网络时代的地理空间web领域提供了一种“开放式”的标准，它的出发点是空间数据编码，包括分布式空间数据的编码。
gml的组成
在介绍gml组成之前，首先需要说明一下什么是地理空间特征 (geographic feature)。地理空间特征是对真实世界现象的一种抽象，当这种抽象与某一地理位置相关时，就表现为地理空间特征。现实世界的数字化表示构成了一个特 征集，特征由其属性说明，属性由一个三元组(属性名、属性类型、属性值)表示，特征的定义给出了属性的个数和每个属性的名字和类型。概括地讲，地理空间特 征就是拥有地理空间位置属性的特征。多种特征合并在一起形成一个“特征集”(feature collection)，特征集也可以当作单个特征使用，并且也有自己的属性。
gml目前已推出了三个版本，其中1.0版和2.0版的组成和实现方式存在较大差异，而3.0版几乎完全和2.0版兼容。下面将对这三个版本进行粗略比较。
◆ gml 1.0
gml 1.0版是基于xml dtd和rdf，这是一种虽然笨拙但很有用的结合。dtd历史悠久并被广泛采用，但是不支持类型继承、基本语义模型和名字空间。rdf则较少使用，却支持名字空间、分布式schema的综合、类型继承和一个简单的语义模型。
gml 1.0版以下面三个profile的形式发布。
profile 1：适用于单纯基于dtd的解决方案，而不准备开发自己的应用dtd，或期望获得的数据依赖于已有的dtd集的情况。profile 1需要用到gml特征和gml几何dtd。
profile 2：适用于单纯基于dtd的解决方案，但准备开发自己的应用dtd，或期望获得用参考dtd编码的数据情况。profile 2要求使用者利用gml的几何dtd创建一个专用的特征dtd。
profile 3：适用于那些准备使用rdf和rdf schema的开发者。这些开发者需要对地理空间类型结构有更强控制。profile 3要求使用者利用gml rdf schema的定义创建一个专用的rdf schema说明，同时也允许用户使用以某种方式从rdf schema导出的dtd或dtd元素。
◆ gml 2.0
gml 2.0版本则完全基于xml schema，较之1.0版是一个很大的进步。近年来，xml schema已发展得非常成熟，它同时支持名字空间、分布式schema的综合、类型继承，并已出现大量支持xml schema的工具和解译器。因此，gml 2.0版能够享受schema带来的好处，使gml技术更加灵活，越来越多的用户已开始使用gml 2.0版。
gml 2.0提供了以下三个基本xml schema，任何基于gml的应用都在这三个schema的基础上进行扩展。
geometry.xsd提供了详细的基本空间几何组件定义。gml的geometry schema既包含了用于抽象几何元素和具体点、线、多边形空间几何元素的类型定义，也包含了用于基础地物类型的复杂类型定义。
feature.xsd定义了基本的地物特征/属性模型。gml以地物特征(ferture)为描述空间地理数据的基本单位，而地物特征又由非空间属性和空间属性组成。
xlinks.xsd提供了用于实现链接功能的xlink属性。该schema中定义了前两个基本schema中要用到的链接属性。通过这些链接属性，gml能够将位于不同数据源的地物特征，通过链接的方式组织在一个文件中。
上述三个schema文档并不适于单独使用。它们互相配合，为gml的扩展应用提供了基本类型和结构。其中geometry.xsd和feature.xsd都属于gml名字空间，xlinks.xsd则属于xlink名字空间。
gml的三个基础schema实际上提供了一套基础类。通过它们，用户可以声明或定义自己的类型，用以命名和区分重要的地物特征和地物集合特征。
◆ gml 3.0
gml 3.0版是对gml 2.0版的扩充，并且向后兼容。schema集合的组织具有了模块化特点，即用户能够有选择地使用所需部分，减化和缩小了执行的尺寸，提供了面向web应 用、基于对象的地理数据描述语言。此外，3.0版增加了对复杂的几何实体、拓扑、空间参照系统、元数据、时间特征和动态数据等的支持，使其更加适合描述现 实世界问题，如基于位置服务的行程安排和高速公路设计等。
gml 3.0版新增的主要特性包括：
◆ 增加了复杂的空间几何元素，如曲线、表面、实体等，允许使用几何元素集合；
◆ 支持拓扑的存储，可表示定向的节点、边、面和三维实体；
◆ 引入了空间参照系统，给出了描述空间系统的框架，并预定义很多公用方案；
◆ 提供建立元数据与特征(属性)间联系的易于扩充的框架机制；
◆ 增加了时间特征和描述移动物体的能力，具有标准的年、月、日、时、分、秒模式和位置、速度、方位、加速度等动态特征。
◆ gml的扩展机制
gml作为一个“开放的”标准，并没有强制采用它的用户使用确定的xml标识， 而是提供了一套基本的几何对象tag、公共的数据模型，以及采用自建和共享应用schema的机制。所有兼容gml的系统，必须使用gml提供的几何地物 tag来表示地物特征的几何属性，但可以通过限制、扩展等机制来创建自己的应用schema。
目前，越来越多的公司和研究机构开始采用gml语言开发它们的地理空间信息应 用。gml语言本身也在不断发展和完善中，最新推出的gml 3.0版本在空间数据编码和传输、地理对象描述等方面做出了诸多改进。相信在gml等技术的推动下，地理空间web将日臻成熟，继而在全球推广开来。
相关链接
关于可扩展标识语言xml及前面提到的相关的概念，如dtd、schema、xsl等，请参见我刊于2003年12月15日出版的第47期中《技术导航》栏目刊登的文章《xml：下一代网络的基石》。
ogc (opengis consortium，开放式地理信息系统协会)是由240多个公司、政府机构和大学组成的国际行业协会。它的目标和任务是增强空间信息和位置技术的互操 作性，制定空间界面规范。opengis，意即“开放式地理信息系统”。opengis的目的是提供一套具有开放界面规范的通用组件，开发者根据这些规范 开发出交互式组件，这些组件可以实现不同种类地理数据和地理处理方法间的透明访问。
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ogc推出gml的目的如下：
◆ 提供适用于internet环境的空间信息编码方式，用于数据传输和存储；
◆ 能够扩展，用以支持对空间信息的多样化需求，不管是用于对空间信息的单纯描述，还是进行更深层次的分析使用；
◆ 以一种可扩展和标准化的方式为基于web的gis建立良好的基础；
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◆ 提供了一种容易理解的空间信息和空间关联的编码方式；
◆ 实现空间和非空间数据的内容和表现形式的分离；
◆ 易于将空间信息和非空间信息进行整合；
◆ 易于将空间几何元素与其它空间或非空间元素连结起来；
◆ 提供一系列公共地理建模对象，从而使各自独立开发的应用之间互操作成为可能。
gml为网络时代的地理空间web领域提供了一种“开放式”的标准，它的出发点是空间数据编码，包括分布式空间数据的编码。
gml的组成
在介绍gml组成之前，首先需要说明一下什么是地理空间特征 (geographic feature)。地理空间特征是对真实世界现象的一种抽象，当这种抽象与某一地理位置相关时，就表现为地理空间特征。现实世界的数字化表示构成了一个特 征集，特征由其属性说明，属性由一个三元组(属性名、属性类型、属性值)表示，特征的定义给出了属性的个数和每个属性的名字和类型。概括地讲，地理空间特 征就是拥有地理空间位置属性的特征。多种特征合并在一起形成一个“特征集”(feature collection)，特征集也可以当作单个特征使用，并且也有自己的属性。
gml目前已推出了三个版本，其中1.0版和2.0版的组成和实现方式存在较大差异，而3.0版几乎完全和2.0版兼容。下面将对这三个版本进行粗略比较。
◆ gml 1.0
gml 1.0版是基于xml dtd和rdf，这是一种虽然笨拙但很有用的结合。dtd历史悠久并被广泛采用，但是不支持类型继承、基本语义模型和名字空间。rdf则较少使用，却支持名字空间、分布式schema的综合、类型继承和一个简单的语义模型。
gml 1.0版以下面三个profile的形式发布。
profile 1：适用于单纯基于dtd的解决方案，而不准备开发自己的应用dtd，或期望获得的数据依赖于已有的dtd集的情况。profile 1需要用到gml特征和gml几何dtd。
profile 2：适用于单纯基于dtd的解决方案，但准备开发自己的应用dtd，或期望获得用参考dtd编码的数据情况。profile 2要求使用者利用gml的几何dtd创建一个专用的特征dtd。
profile 3：适用于那些准备使用rdf和rdf schema的开发者。这些开发者需要对地理空间类型结构有更强控制。profile 3要求使用者利用gml rdf schema的定义创建一个专用的rdf schema说明，同时也允许用户使用以某种方式从rdf schema导出的dtd或dtd元素。
◆ gml 2.0
gml 2.0版本则完全基于xml schema，较之1.0版是一个很大的进步。近年来，xml schema已发展得非常成熟，它同时支持名字空间、分布式schema的综合、类型继承，并已出现大量支持xml schema的工具和解译器。因此，gml 2.0版能够享受schema带来的好处，使gml技术更加灵活，越来越多的用户已开始使用gml 2.0版。
gml 2.0提供了以下三个基本xml schema，任何基于gml的应用都在这三个schema的基础上进行扩展。
geometry.xsd提供了详细的基本空间几何组件定义。gml的geometry schema既包含了用于抽象几何元素和具体点、线、多边形空间几何元素的类型定义，也包含了用于基础地物类型的复杂类型定义。
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xlinks.xsd提供了用于实现链接功能的xlink属性。该schema中定义了前两个基本schema中要用到的链接属性。通过这些链接属性，gml能够将位于不同数据源的地物特征，通过链接的方式组织在一个文件中。
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◆ gml 3.0
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◆ 支持拓扑的存储，可表示定向的节点、边、面和三维实体；
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相关链接
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