基于Cesium的3DWebGIS三維場(chǎng)景加載及開發(fā)

張永強(qiáng) 王波 申茂廷

摘 要：隨著計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，對(duì)GIS的發(fā)展需求越來(lái)越高，3DWebGIS作為三維GIS發(fā)展的一個(gè)重要方向，三維場(chǎng)景構(gòu)建功能越來(lái)越完善，和生活的結(jié)合越來(lái)越緊密，但基于Cesium的DEM數(shù)據(jù)開發(fā)的實(shí)際案例分析較少。以前端開源開發(fā)庫(kù)Cesium和WebGL為技術(shù)依托進(jìn)行研究，結(jié)合我國(guó)自主研發(fā)的天地圖影像服務(wù)，通過(guò)Web服務(wù)器發(fā)布的泰山地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，加載了泰山地形。同時(shí)也分析了3DWebGIS的平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了3DWebGIS平臺(tái)建設(shè)的解決方案，同時(shí)也通過(guò)畫線等實(shí)例對(duì)一些Cesium中其他一些簡(jiǎn)單的GIS功能進(jìn)行了說(shuō)明。

關(guān)鍵詞：3DWebGIS;三維場(chǎng)景;Cesium;天地圖影像服務(wù);DEM

中圖分類號(hào)：TM727;P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）21-0008-03

3D Scene Loading and Development of 3dWebGIS based on Cesium

ZHANG Yongqiang? ? ?Wang Bo? ? SHEN Maoting

（1.School of Ppatial Information and Surveying and Mapping Engineering， Anhui University of Science and Technology，

Huainan Anhui 232000;2.Hennan Daxiang zhixing Technologyco，ltd，Zhengzhou Hennan 450000）

Abstract： With the constant development of the computer， the demand for the development of GIS is becoming higher and higher. As an important direction of the development of 3D GIS， 3D WebGIS is getting better and better perfect function of 3D scene construction and closer combination with the peoples life. However， the analysis of actual case of DEM data development based on Cesium is less. In this paper， the research depended on the front-end open-source development library Cesium and WebGL that combined with Chinese self-developed sky-map image service， and the terrain of Mount Tai is loaded by using the DEM data released by the Web server as the basic data. In the meantime， it also to analysis the platform technology architecture and achieve the solution of platform construction of the 3D WebGIS， also illustrates some other simple GIS functions in Cesium by drawing lines and other examples.

Keywords： 3DWebGIS; three-dimensional scene; Cesium; map image service; DEM

隨著信息時(shí)代的不斷地發(fā)展和完善，對(duì)于地理信息服務(wù)、GIS技術(shù)、VR、可視化技術(shù)等技術(shù)的要求越來(lái)越高，特別是三維空間數(shù)據(jù)的真實(shí)性要求越來(lái)越苛刻，導(dǎo)致傳統(tǒng)的二維GIS技術(shù)不能滿足第三維方向上的集合位置信息、空間位置信息以及部分語(yǔ)義信息的要求，不能表達(dá)我們所要求的“真實(shí)世界”，因此迫切要求GIS從二維到三維的轉(zhuǎn)換，三維GIS應(yīng)運(yùn)而生。隨著計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，Web3D技術(shù)和GIS結(jié)合形成的3DWebGIS成為GIS發(fā)展的一個(gè)重要方向。隨著各大主流瀏覽器對(duì)WebGL的零插件，渲染效果好等優(yōu)勢(shì)和Cesium處理數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)的支持增強(qiáng)，為3DWebGIS創(chuàng)造了新的發(fā)展機(jī)遇。

近年來(lái)，Cesium被學(xué)者較多地用于三維場(chǎng)景構(gòu)建的研究和應(yīng)用中，如朱栩逸等在分析Web服務(wù)的GIS框架設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，研究基于Cesium的三維WebGIS開發(fā)流程[1];李俊金探討了利用 Cesium技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字城市的建模方法[2];馬洪成等利用開源庫(kù)Cesium實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)平臺(tái)計(jì)算模型和數(shù)據(jù)挖掘結(jié)果的三維展示[3];樂(lè)世華等將Cesium應(yīng)用于流域虛擬場(chǎng)景的搭建，取得了較好的應(yīng)用效果[4]。蔡周平基于Cesium和WebGL 技術(shù)進(jìn)行了深圳某街道三維社區(qū)系統(tǒng)的開發(fā)[5]。王逸凱等基于Cesium對(duì)WebGIS平臺(tái)的功能提供解釋方案[6]。本文是基于DEM數(shù)據(jù)和geojson數(shù)據(jù)，以Cesium和WebGL為技術(shù)開發(fā)手段，并以天地圖的影像地圖為底圖，實(shí)現(xiàn)泰山地區(qū)地形和濟(jì)南市建筑的可視化展示。

1 相關(guān)技術(shù)介紹

1.1 Cesium

Cesium是一款采用開源WebGIS框架的面向三維地球和地圖的JavaScript的開源產(chǎn)品。其開發(fā)成本較低，支持WebGL的渲染，可實(shí)現(xiàn)硬件加速等，無(wú)需插件，只需在支持WebGL和HTML5的瀏覽器上即可流暢運(yùn)行，如FireFox瀏覽器、谷歌公司的Chrome瀏覽器等，非常適合用于動(dòng)態(tài)三維數(shù)據(jù)的可視化展示。