一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法

技术领域

本发明涉及地理场景展示技术领域，具体的说是一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法。

背景技术

随着地理信息在经济社会各行业的普及应用，空间数据的采集、更新、组织管理技术不断迭代，其获取成本不断降低、更新周期不断缩短。同时，地理信息数据的类别和数量也随之快速增长，地理信息数据的使用也面临“信息爆炸”局面，如何在海量信息中准确获取所需信息并对其进行提取、组合、展示已成为各类行业人员的迫切需求。当前地理信息数据多以空间数据服务方式为用户提供在线服务供客户端进行渲染展示，其中二维地理信息服务类型有网络地图服务(Web Map Service,WMS)、网络地图切片服务(Web Map tileService，WMTS)、网络要素服务(Web Feature Service，WFS)等，三维地理信息服务类型有S3M(Spatial 3D Model)服务、I3S(Indexed 3DScene Layer)服务、开源3D Tiles服务等。传统的二三维场景一般基于GIS引擎进行图层组装，创建场景，以场景服务方式供Web端调用展示，无法灵活设置场景图层和个性化数据内容。因此，需要设计一种基于二三维地理空间数据展示技术，同时兼顾场景动态组装方法，实现Web客户端二三维地理场景动态组装展示。

发明内容

本发明针对目前技术发展的需求和不足之处，提供一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法。

本发明的一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下：

一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法，包括如下步骤：

S1、建立包含渲染引擎、可视化组件库、数据驱动组件的二三维地理场景驱动机制，以实现不同空间属性的数据类型的可视化展示；

S2、建立二三维地理场景编辑器，支持二三维数据服务以图层形式接入和上传，支持几何数据、三维模型数据以图层形式接入和上传，支持二三维数据样式、动画自定义设置，支持图层顺序调整，以调整对比场景展示效果，支持从现有二三维数据中选择编辑对象叠加到三维场景中，支持保存当前场景；

S3、建立二三维地理场景数据存储管理，保存二三维数据服务配置文件和几何数据配置文件；

S4、从二三维地理场景数据存储管理中获取用户根据场景配置的二三维数据配置文件和/或几何数据配置文件，通过步骤S1的二三维地理场景驱动机制实现场景渲染展示。

可选的，所涉及渲染引擎是基于现有商业WebGIS或开源WebGIS引擎，根据需求选择的二维引擎或三维引擎，支持三维球面投影和二维平面投影的方式；

可视化组件库支持各种数据类型，用于将不同GIS引擎的WMTS、WMS、WFS数据、几何数据以及几何标绘数据可视化接口封装为组件，提供数据的接入、参数控制、删除的颗粒度操作，支持按需扩展组件加载；

数据驱动组件用于执行数据模型转换、数据对象通信、数据对象控制、数据可视化的操作。

可选的，现有商业WebGIS或开源WebGIS引擎包括Arcgis JavaScript api、SuperMap iClient/iClient3D、CesiumJS、Mapbox、Leaflet、openlayer。

可选的，所涉及数据驱动组件执行数据模型转换操作，将二三维地理场景配置文件处理为具有耦合关系的数据对象；

数据驱动组件执行数据对象通信操作，以提供不同数据对象之间、可视化组件之间、数据对象与可视化组件之间的信息通道；

数据驱动组件执行数据对象控制操作，以提供内部事件、动作流程控制并通过通信组件与数据对象、可视化组件交互；

数据驱动组件执行数据可视化操作，以通过可视化组件库实现数据渲染。

可选的，执行步骤S2建立的二三维地理场景编辑器包括场景资源库、场景控制器、对象编辑器，建立二三维地理场景编辑器的过程中，

S2.1、通过数据上传将WMTS、WMS、WFS、S3M、I3S、3D Tiles的二三维数据服务、几何数据、三维模型数据解析保存到服务器上，形成场景资源库；

S2.2、选择场景资源库中的对象，并在场景中加载显示编辑，具体包括：在场景资源库中选择编辑对象，调用数据可视化组件加载渲染展示，场景控制器中负责按照数据类型以图层和对象方式管理场景资源库中的对象，选择场景控制器中图层或对象进行控制操作，展开对象编辑器进行样式、动画的设置并保存；

S2.3、选择场景中加载的对象，通过场景控制器对该对象进行控制操作，通过对象编辑器对该对象进行样式、动画的修改；

S2.4、在场景中通过鼠标选择点、线、面绘制几何对象并保存，随后调用数据可视化组件进行加载渲染展示，通过场景控制器对该对象进行控制操作，通过对象编辑器对该对象进行样式、动画的修改。

进一步可选的，执行步骤S2建立二三维地理场景编辑器后，通过场景控制器和对象编辑器对二三维数据服务、几何数据、三维模型数据进行如下设置：

对二维数据服务的显示空间范围、图层透明度、图层样式、显示时间进行设置；

对三维数据服务的图层透明度、图层样式、显示时间进行设置；

对几何数据点类型对象的二三维图标符号、文字进行样式属性设置和绕飞、原点环视进行动画设置；

对几何数据线类型对象的静态线、动态飞线、立体墙的颜色、透明度进行属性设置和沿线飞行进行动画设置；

对几何数据面类型对象的填充、透明度进行属性设置和轮廓线沿线飞行进行动画设置；

支持点、线、面、圆的几何类型对象在线图上创建、编辑，支持几何要素位置拖拽或输入的方式编辑，支持几何对象要素样式编辑，支持几何对象跟据对象类型关联响应动画设置；

支持选择已有场景，对二三维数据及服务要素进行编辑修改并保存。

可选的，执行步骤S2，建立的二三维地理场景数据存储管理支持二三维场景要素对象及属性的编辑，并对操作设置的参数进行保存，支持不同GIS引擎二三维数据服务的注册、解析和参数配置的管理并保存，支持几何数据的数据解析、存储、样式参数配置和数据分组组织及保存，支持三维模型数据的上传存储、三维空间位置设置、材质设置的参数配置及保存。

可选的，执行步骤S3，建立二三维地理场景数据存储管理后，

S3.1、进行二三维数据服务配置：通过执行步骤S2.1将待保存数据服务对象上传至场景资源库，通过执行步骤S2.2或S2.3对待保存数据服务对象的样式、事件、动画的配置数据进行保存，并建立配置数据与待保存数据服务对象的关联，得到二三维数据服务配置文件；

S3.2、进行几何数据配置：通过执行步骤S2.4绘制几何对象，通过执行步骤S2.1将绘制的几何对象上传至场景资源库，通过执行步骤S2.2或S2.3对几何对象的样式、事件、动画的配置数据进行保存，并建立配置数据与几何对象的关联，得到几何数据配置文件。

本发明的一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法，与现有技术相比具有的有益效果是：

本发明通过二三维地理信息数据图层组合和要素组装方式，实现二三维地理场景动态组装及展示，具有多类型空间要素多维度组合可视化能力，能够灵活、快速地创建主题式地理信息数据二三维场景，为地理信息数据的场景展示提供了更多的探索及可行性。

附图说明

附图1是本发明实施例一的方法流程图；

附图2是本发明实施例一进行三维场景渲染展示的示例图；

附图3是图2中某个子场景的切换展示示例图；

附图4是本发明实施例一进行二三维数据叠加展示的示例图；

附图5是本发明实施例一进行几何标绘编辑的示意图；

附图6是本发明实施例一进行场景编辑保存的示意图；

附图7是本发明实施例一的地理场景数据可视化组件及规划示意图；

附图8是本发明实施例一的二三维地理场景动态组装及展示流程图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案、解决的技术问题和技术效果更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。

实施例一：

结合附图1-8，本实施例提出一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法，包括如下步骤：

S1、建立包含渲染引擎、可视化组件库、数据驱动组件的二三维地理场景驱动机制，以实现不同空间属性的数据类型的可视化展示。

渲染引擎是基于现有商业WebGIS或开源WebGIS引擎，现有商业WebGIS或开源WebGIS引擎包括Arcgis JavaScript api、SuperMap iClient/iClient3D、CesiumJS、Mapbox、Leaflet、openlayer。根据需求选择的二维引擎或三维引擎，支持三维球面投影和二维平面投影的方式。

可视化组件库支持各种数据类型，用于将不同GIS引擎的WMTS、WMS、WFS数据、几何数据以及几何标绘数据可视化接口封装为组件，提供数据的接入、参数控制、删除的颗粒度操作，支持按需扩展组件加载。

数据驱动组件用于执行数据模型转换、数据对象通信、数据对象控制、数据可视化的操作。数据驱动组件执行数据模型转换操作，将二三维地理场景配置文件处理为具有耦合关系的数据对象；数据驱动组件执行数据对象通信操作，以提供不同数据对象之间、可视化组件之间、数据对象与可视化组件之间的信息通道；数据驱动组件执行数据对象控制操作，以提供内部事件、动作流程控制并通过通信组件与数据对象、可视化组件交互；数据驱动组件执行数据可视化操作，以通过可视化组件库实现数据渲染。

S2、建立二三维地理场景编辑器，支持二三维数据服务以图层形式接入和上传，支持几何数据、三维模型数据以图层形式接入和上传，支持二三维数据样式、动画自定义设置，支持图层顺序调整，以调整对比场景展示效果，支持从现有二三维数据中选择编辑对象叠加到三维场景中，支持保存当前场景。

建立的二三维地理场景编辑器包括场景资源库、场景控制器、对象编辑器，建立二三维地理场景编辑器的过程中，

S2.1、通过数据上传将WMTS、WMS、WFS、S3M、I3S、3D Tiles的二三维数据服务、几何数据、三维模型数据解析保存到服务器上，形成场景资源库；

S2.2、选择场景资源库中的对象，并在场景中加载显示编辑，具体包括：在场景资源库中选择编辑对象，调用数据可视化组件加载渲染展示，场景控制器中负责按照数据类型以图层和对象方式管理场景资源库中的对象，选择场景控制器中图层或对象进行控制操作，展开对象编辑器进行样式、动画的设置并保存；

S2.3、选择场景中加载的对象，通过场景控制器对该对象进行控制操作，通过对象编辑器对该对象进行样式、动画的修改；

S2.4、在场景中通过鼠标选择点、线、面绘制几何对象并保存，随后调用数据可视化组件进行加载渲染展示，通过场景控制器对该对象进行控制操作，通过对象编辑器对该对象进行样式、动画的修改。

建立的二三维地理场景数据存储管理支持二三维场景要素对象及属性的编辑，并对操作设置的参数进行保存，支持不同GIS引擎二三维数据服务的注册、解析和参数配置的管理并保存，支持几何数据的数据解析、存储、样式参数配置和数据分组组织及保存，支持三维模型数据的上传存储、三维空间位置设置、材质设置的参数配置及保存。

建立二三维地理场景编辑器后，通过场景控制器和对象编辑器对二三维数据服务、几何数据、三维模型数据进行如下设置：

对二维数据服务的显示空间范围、图层透明度、图层样式、显示时间进行设置；

对三维数据服务的图层透明度、图层样式、显示时间进行设置；

对几何数据点类型对象的二三维图标符号、文字进行样式属性设置和绕飞、原点环视进行动画设置；

对几何数据线类型对象的静态线、动态飞线、立体墙的颜色、透明度进行属性设置和沿线飞行进行动画设置；

对几何数据面类型对象的填充、透明度进行属性设置和轮廓线沿线飞行进行动画设置；

支持点、线、面、圆的几何类型对象在线图上创建、编辑，支持几何要素位置拖拽或输入的方式编辑，支持几何对象要素样式编辑，支持几何对象跟据对象类型关联响应动画设置；

支持选择已有场景，对二三维数据及服务要素进行编辑修改并保存。

S3、建立二三维地理场景数据存储管理，保存二三维数据服务配置文件和几何数据配置文件。

建立二三维地理场景数据存储管理后，

S3.1、进行二三维数据服务配置：通过执行步骤S2.1将待保存数据服务对象上传至场景资源库，通过执行步骤S2.2或S2.3对待保存数据服务对象的样式、事件、动画的配置数据进行保存，并建立配置数据与待保存数据服务对象的关联，得到二三维数据服务配置文件；

S3.2、进行几何数据配置：通过执行步骤S2.4绘制几何对象，通过执行步骤S2.1将绘制的几何对象上传至场景资源库，通过执行步骤S2.2或S2.3对几何对象的样式、事件、动画的配置数据进行保存，并建立配置数据与几何对象的关联，得到几何数据配置文件。

S4、从二三维地理场景数据存储管理中获取用户根据场景配置的二三维数据配置文件和/或几何数据配置文件，通过步骤S1的二三维地理场景驱动机制实现场景渲染展示。

综上可知，采用本发明的一种基于WebGIS的二三维地理场景动态组装及展示方法，可以通过二三维地理信息数据图层组合和要素组装方式，实现二三维地理场景动态组装及展示，具有多类型空间要素多维度组合可视化能力，能够灵活、快速地创建主题式地理信息数据二三维场景，为地理信息数据的场景展示提供了更多的探索及可行性。

以上应用具体个例对本发明的原理及实施方式进行了详细阐述，这些实施例只是用于帮助理解本发明的核心技术内容。基于本发明的上述具体实施例，本技术领域的技术人员在不脱离本发明原理的前提下，对本发明所作出的任何改进和修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。