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1、基于SVG的生物学知识可视化表示框架及其应用第32卷Vo1.32第9期怕9计算机工程ComputerEngineering2006年5月May2006?开发研究与设计技术?文章一号t1oo_3428(2oo6)o__027∞文献标识码?Asm~mq,TP319基于SVG的生物学知识可视化表示框架及其应用王强,岳丽华,任明臂,金培权(中国科学技术大学计算机科学技术系,合肥230027)捕要:分析了当前生物学知识可视化表示方式存在的一些困难,提出了一种基于SVG的表示框架.这一框架在保证了交互性的同时,克服了上述困难,可以较好地用于生物学知识的表示和生物
2、学数据的可视化浏览界面;并基于这个框架开发了一个SBML的可视化工具—————SBMLViewer关t谢:SVG;生物学;可视化;知识表示SVG.basedVisualizationFrameworkforBiologicalKnowledgeRepresentati0nandItsApplicationWANGQiang,YUELihua,RENMinglei,JINPeiquan(Dept.ofComputerScience&Technology.Univ.ofScience&TechnologyofChinaHefei23002
3、7)[Abstract]Thereareinherentdifficultiesinbiologicalknowledgerepresentationbasedonrastergraphics.ThispaperdevelopsaprototypeofanSVG—basedvisualizationframeworktot~cilitatetherepresentationofbiologicalknowledge.Itovercomesthosedifficulties,thereforefitsfordevelopingthebiological
4、visualtools.Asanexample,itdevelopsSBMLViewer.avisualtoolforsurveyingSBMLfiles[Keywords]SVG;Biology;Visualization;Knowledgerepresentation可视化的生物学知识表示方式无疑对研究人员理解相关知识提供了很大方便.由于历史原因,表示这些知识的图像一般是以位图格式(GIF/JPEG/PNG)提供的.这些图像的突出优点就是文件比较小,支持广泛.但是这些图像一般都是以二进制格式存储,图像文件中缺乏图像内容的描述;这造成了3方面的不利
5、影响:(1)检索困难.现在的图像检索技术一般是根据文件名来检索,如果是网上的检索,也可以根据网页提供的信息进行检索,其效果不能让人满意.(2)自动处理困难.位图上元素的基本单位是像素点,至于这个点是矩形上的点还是线段上的点则很难得知.而有些情况F可能需要知道图像里包含的信息.例如图l所示的生物学知识,花生四烯酸(Arachidonate)在前列腺素内过氧化物合酶(EclI14.99.1)的催化下生成前列腺素G2.人工阅读的方式下,这是一目了然的.但是如果图像以位图格式存储,用程序提取这种信息会变得很困难,尤其是对于更为复杂的生化反应网络图像.(3)文
6、件管理困难.位图格式的图像不具有交互性,其交互性一般都是由HTML页面提供.一且脱离具体的HTML页面,用户就很难将图像中的某部分知识与具体的生物学数据相联系.为了保持这种知识的完整性,必然对这些文件的管理提出了更多的要求.ArachidonatePGG2圈1一十倚单的关熏圈针对上述问题,利用先进的XML技术,本文提出了一种生物学知识可视化表示框架,即通过对矢量图像格式SVG(ScalableVectorGraphics)121做适当的扩展,将图形表示的知识关联到特定的生物学数据中.SVG文件中不仅可以包含图像本身的信息,还可以包含其它相关的文本信息
7、,从而便于检索和自动处理;同时由于SVG本身提供的交互性,不再依赖于其它文件即可保持知识的完整性,因此也易于管理和使用.最后,本文以系统生物学标记语言SBML(SystemsBiologyMarkupLanguage)131作为生物学数据存储格式,以程序SBMLViewer(Availability:OpenSource(LGPL)athttp://sourceforge.net/projects/ebw/)验证了该框架的可行性.l相关技术1.1SVGSVG是XML的一个扩展,用于表示二维图形.目前W3C推荐使用的版本是SVG1.1(本文所说的SVG
8、即指SVG1.1).SVG允许使用3种类型的图形对象:矢量图形形状(例如由直线和曲线组成的线条形状),图像和
