Geoinformation III

1. Geoinformation III Vorlesung 12a XML Grundlagen, Namensräume & Hyperlinks

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

3. 2 Extensible Markup Language • Eines der größten Hindernisse bzgl. der Interoperabilität von Systemen sind die vielen proprietären Datenformate, deren Struktur zudem oftmals nicht offengelegt ist. • XML ist eineMeta-Sprachezur Definition eigener Datenformate • in XML spezifizierte Dokumentenformate heißen XML-Anwendungen • Beispiele für bekannte XML-Anwendungen: • Scalable Vector Graphics SVG • Synchronised Media Integration Language SMIL • Geographic Markup Language GML vom OpenGIS Consortium • XML-Dokumente sind sowohl maschinen- als auch menschenlesbar • Struktur und Syntax von XML-Dokumenten ähnelt HTML • Der Entwurf von XML ist formal und präzise • Korrektheit von XML-Dokumenten kann zu großen Teilen bereits außerhalb des eigentlichen Anwendungsprogramms geprüft werden

4. XML – Dokument XML–Prozessor (PARSER) Anwendung A 3 Extensible Markup Language (XML) 1.0 • W3C Recommendation (Feb. 1998) • Das World-Wide-Web-Consortium (W3C) ist für die Entwicklung vonStandards für das WWW zuständig • Second Edition: W3C Recommendation (Okt. 2000) • http://www.w3.org/TR/2000/REC-xml-20001006 • In dem oben genannten Dokument werden XML-Dokumente und das Verhalten eines XML-Prozessors (Parser) definiert, der ein XML-Dokument liest und an eine Anwendung weiterreicht, die die Information verarbeitet: 1x

5. Quelltext Ergebnis A 4 HTML Beispielanfrage:Welche Berufe hatte der alte Gauß? paragraph (Absatz) bold (fett) • Carl F. Gauß • 1777 bis 1855 • Mathematiker • Geodät • Physiker <p ><b>Carl F. Gauß</b></p> <ul> <li>1777 bis 1855</li> <li>Mathematiker</li> <li>Geodät</li> <li>Physiker</li> </ul> List item Problem: für die Darstellung im Webbrowser geeignet, allerdings nicht für thematische Abfragen und Recherchen. Die Auszeichnungen (Tags) sagen nur etwas über die Formatierung, aber nicht über die Bedeutung (Semantik) des Textinhaltes aus. unnamed list 9x

6. A 5 XML - Beispiel <?xml version=“1.0“ encoding=“ISO-8859-1“ standalone=“yes“?> <!DOCTYPE person SYSTEM “person.dtd“> <person> <name> <vorname>Carl</vorname> <vorname>F.</vorname> <nachname>Gauß</nachname> </name> <geburtsjahr>1777</geburtsjahr> <todesjahr>1855</todesjahr> <beruf>Mathematik</beruf> <beruf>Geodät</beruf> <beruf>Physiker</beruf> </person> So sähe die entsprechende XML-Datei zum Beispiel der vorigen Folie aus. Durch entsprechend definiertes Markup (Tags) werden aus einfachen Daten (maschinen-) interpretierbare Informationen. Die Syntax und Struktur ähnelt der von HTML. 1x

7. Start-Tag Element person Inhalt End-Tag A 6 Elemente, Tags und Zeichen • Der String Carl Friedrich Gauß und die Leerzeichen sind Zeichendaten • <person> und </person> sind Auszeichnungen (Markup) • Das Tag ist die gebräuchlichste Form der Auszeichnung in einem XML-Dokument • für leere Elemente, also Elemente ohne Inhalt, kann folgende Syntax abkürzend verwendet werden <br/> anstatt <br></br> • zwischen Groß- und Kleinschreibung wird unterschieden. z.B.: Person  person <person> Carl Friedrich Gauß </person> 5x

8. Wurzelelement name beruf beruf vorname nachname Mathematiker Geodät Geschwister Geschwister Friedrich Gauß A 7 XML – Dokumente sind Bäume Kindelement von person person <person> <name> <vorname>Friedrich</vorname> <nachname>Gauß</nachname> </name> <beruf>Mathematiker</beruf> <beruf>Geodät</beruf> </person> Elternelement von vor- und nachname 7x

9. 8 XML-Dokumente mit gemischtem Inhalt • <biographie> • <name><vorname>Carl Friedrich</vorname> <nachname>Gauß</nachname> • </name> war einer der wichtigsten Geodäten und Mathematiker.<name> • <nachname>Gauß</nachname></name> war außerdem ein anerkannter • <beruf>Physiker</beruf>. Am<datum><Tag>23.</Tag><monat>Februar • </monat><jahr>1855</jahr></datum> ist er gestorben. • </biographie> • Das Wurzelelement biographie enthält die Kindelemente name, beruf und datum und eine Menge roher, unstrukturierter Zeichendaten. Es enthält einen gemischten Inhalt.

10. entspricht A 9 Attribute • Elemente können neben dem Inhalt auch noch Attribute besitzen • Ein Attribut ist ein Paar aus einem Namen und einem Wert • Die Zuweisung erfolgt im Start-Tag eines Elements • Die Namen werden von den Werten durch Gleichheitszeichen und optional durch Leerzeichen getrennt • Die Werte sind in einfache oder doppelte Anführungszeichen eingeschlossen <person geboren=“1777/04/30“ gestorben=“1855/02/23“> Carl Friedrich Gauß </person> <person geboren = ‘1777/04/30‘ gestorben = ‘1855/02/23‘> Carl Friedrich Gauß </person> 1x

11. <Carls_Geburtstag>30 4 1777</Carls_Geburtstag> f <Monat/Tag/Jahr>21/01/2002</Monat/Tag/Jahr> <4-you>Ich mag dich</4-you> f <Vorname_Name>Carl Gauß</Vorname_Name> <téléphone>0190 666666</téléphone> A 10 XML – Namen I • XML-Namen (Element-, Attributnamen,...) dürfen folgende Zeichen enthalten: • Buchstaben: A – Z ; a – z (englische Buchstaben) • Nichtenglische Buchstaben und Ideogramme: ö, f, x, ç • Ziffern: 0 – 9 • Nur folgende Interpunktionszeichen: Unterstrich ( _ ), Bindestrich ( - ), Punkt ( . ) • Doppelpunkt ist für Namensräume reserviert • XML-Namen müssen mit Buchstaben, Ideogrammen oder Unterstrich beginnen • Reserviert sind alle Namen die mit XML, xml, Xml, xMl ... beginnen 5x

12. <Monat-Tag-Jahr>21/01/2002</Monat-Tag-Jahr> <_4-you>Ich mag dich</_4-you> <Carl‘s_Geburtstag>30 4 1777</Carl‘s_Geburtstag> f <Vorname Name>Carl Friedrich</Vorname Name> f <owoya>Melina Merkouri</owoya > A 11 XML – Namen II • XML-Namen (Element-, Attributnamen,...) dürfen folgende Zeichen enthalten: • Buchstaben: A – Z ; a – z (englische Buchstaben) • Nichtenglische Buchstaben und Ideogramme: ö, f, x, ç • Ziffern: 0 – 9 • Nur folgende Interpunktionszeichen: Unterstrich ( _ ), Bindestrich ( - ), Punkt ( . ) • Doppelpunkt ist für Namensräume reserviert • XML-Namen müssen mit Buchstaben, Ideogrammen oder Unterstrich beginnen • Reserviert sind alle Namen die mit XML, xml, Xml, xMl ... beginnen 5x

13. 12 Entity-Referenzen XML reserviert einige Zeichen (<>&“‘/). Um diese dennoch verwenden zu können verwenden werden sie durch Entity-Referenzen ersetzt. XML gibt genau fünfEntities mit entsprechenden Entity-Referenzen vor: &lt; Kleiner-als-Zeichen (<) &amp; das Ampersand (&) &gt; Großer-als-Zeichen (>) &quot; geraden doppelten Anführungszeichen (“) &apos; Apostroph oder einfachen Anführungszeichen (‘) Bsp.: <Autor>Witte &amp; Schmidt</Autor> bedeutet: <Autor>Witte & Schmidt</Autor> das&amp; kann von Parsern nicht missverstanden werden Es können selber weitere Entities & Entity-Referenzen festgelegt werden.

14. 13 CDATA-Abschnitte Um die aufwändige Nutzung der Entity-Referenzen zu umgehen gibt die Möglichkeit der CDATA-Abschnitte: CDATA-Abschnitte: Alles was sich zwischen <![CDATA[ und ]]> befindet, wird als reine Zeichenkette interpretiert. Es gibt keine Auszeichnungen, nur noch Zeichendaten. Beispiel: <![CDATA[XML ist so komplex! <seufz> Sei´s drum!]]> <seufz> ist hier kein Tag sondern nur ein Zeichenstring

15. 14 Kommentare • Kommentare benutzt man um den Quellcode für menschliche Leser verständlich zu machen. • Kommentare beginnen mit <!-- und enden mit --> • Bsp.:<!-- Hier beschreibe ich die Person Gauß-- > • Die Regeln für Kommentare: • -- sollte innerhalb eines Kommentars nicht auftreten • ein 3-facher Bindestich als Teil des Schlusszeichens ---> ist verboten • Kommentare sind niemals zwingend • Sie dürfen nicht innerhalb von Tags oder andere Kommentaren stehen

16. A 15 Steueranweisungen • XML-Dokumente sind normalerweise weitgehend unabhängig von den Programmen, die mit ihnen arbeiten • In manchen Fällen kann es sinnvoll sein, Hinweise oder Befehle zum Lesen bzw. zur Bearbeitung in ein Dokument einzubauen • Steueranweisungen (Processing Instructions) dienen der Übergabe von Informationen an bestimmte Anwendungsprogramme • Steueranweisungen können eine beliebige Menge Text enthalten, der „ungeparsed“, d.h. ohne Konvertierungen oder Ersetzungen an die entsprechende Anwendung weitergereicht wird. • Beispiel:<?robots index=“yes“ follow=“no“?> Ende mit ?> Beginn mit <? Name der Anwendung beliebiger Text 4x

17. Verwendete XML-Version Verwendeter Zeichensatz Eigenständige Datei Ja / Nein A 16 XML-Deklaration • Die XML-Deklaration • ist eine optionale Steueranweisung • steht als erste im Dokument • gibt Auskunft über • <?xml version=“1.0“ encoding=“ISO-8859-1“ standalone=“yes“?> • <person> • Carl Friedrich Gauß • </person> 3x

18. <name> <nachname>Gauß</nachname></name> 17 Wohlgeformtheit I Alle XML-Dokumente müssen ohne Ausnahme wohlgeformt sein: <person geboren=“1777/04/30“gestorben=“1855/02/23“> Carl Friedrich Gauß </person> 1. Jedes Start-Tag muss ein dazugehöriges End-Tag haben 2. Elemente dürfen einander nicht überschneiden 3. Attributwerte müssen in Anführungszeichen stehen <vorname>Friedrich</vorname> <name> <nachname>Gauß</name></nachname>

19. <person><!-- Hier bezeichne ich Personen--> Carl Friedrich Gauß </person> 18 Wohlgeformtheit II Alle XML-Dokumente müssen ohne Ausnahme wohlgeformt sein: <person geboren=“1777/04/30“ geboren=“1855/02/23“> Carl Friedrich Gauß </person> 4. Element- und Attributbezeichner müssen XML-Namen sein 5. Ein Element darf nicht 2 Attribute mit gleichem Namen besitzen 6. Kommentare & Steueranweisungen dürfen nicht innerhalb Tags stehen <person<!-- Hier bezeichne ich Personen-->> Carl Friedrich Gauß </person>

20. <person> <beruf>Geodät</beruf> </person> <person> <vorname>Carl</vorname> </person> 7. In den Zeichendaten eines Elements oder Attributs dürfen keine ungeschützten <- oder &- Zeichen stehen. <Autor>Witte &amp; Schmidt</Autor> <person> <name> <vorname>Carl</vorname> </name> <beruf>Geodät</beruf> </person> 19 Wohlgeformtheit III Alle XML-Dokumente müssen ohne Ausnahme wohlgeformt sein: 8. Es muss genau ein Wurzelelement geben <Autor>Witte & Schmidt</Autor>

21. 20 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 • Jede XML-Anwendung definiert die ihr bekannten bzw. von ihr akzeptierten Elemente sowie die Dokumentenstruktur mit Hilfe • einer sog. Document Type Declaration (DTD, veraltet) • eines XML-Schemas (aktuell, siehe Vorlesung nächste Woche)