基于WebGL的三维GIS技术平台制造技术

本发明专利技术提供了一种基于WebGL的三维GIS技术平台，其包括：数据组织与管理系统，其用于根据获取到的空间数据以四叉树结构对地理空间进行层次划分并分割成若干地理块，并根据所述地理块构建全球地理网格金字塔模型，每个地理块内的层次结构与异构空间数据采用文档进行表示和存储至数据库中；Web服务器，其用于根据所述访问请求判断所述访问请求应选择的应用组件，并通过应用组件从所述数据库中调取相对应的文档，并将文档作为反馈信息发送至web浏览器；web浏览器，其用于接收用户的访问请求，并将该访问请求发送至web服务器，并接收web服务器的反馈信息并将其显示。本发明专利技术既能解决海量的多源异构空间信息的数据组织问题，又能明显的提升地学信息获取的效率。

3D GIS technology platform based on WebGL

The invention provides a 3D GIS technology platform based on WebGL, which includes data organization and management system, which is used to divide and divide the geographic space into several geographical blocks based on the acquired spatial data in four forked tree structures, and to build a global geographic grid Pyramid model according to the geographical block, each of which is constructed. The hierarchical structure and heterogeneous spatial data in the block are expressed and stored in the database by documents; the Web server is used to judge the application components that the access request should choose according to the access request, and to retrieve the corresponding document from the database through the application component and send the document as the feedback information. Send to the web browser; the web browser, which is used to receive the user's access request, and sends the access request to the web server, and receives the feedback information from the web server and displays it. The invention can solve the data organization problem of massive multi-source heterogeneous spatial information, and obviously enhance the efficiency of geoscience information acquisition.

【技术实现步骤摘要】
基于WebGL的三维GIS技术平台
本专利技术属于信息处理领域，特别是涉及一种基于webGL的三维GIS技术平台。
技术介绍
WorldWind、GoogleEarth、YahooMap、BaiduMap等一系列三维可视化平台软件和服务的出现，在一定程度上有效地满足了人们对空间数据多维显示和互操作的需求。但这些系统自成体系，存在着不同程度的问题，WorldWind的渲染速度较慢，GoogleEarth在数据支持、功能支持、版权等方面具有一定的局限性，特别是在数据共享和交换方面的问题较为突出。虽然各类三维平台不断涌现，但传统的空间信息网络服务模式存在诸多瓶颈问题，像在海量空间信息的存储管理、空间信息服务响应和网络带宽上都无法得到有效解决。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种基于WebGL的三维GIS技术平台，所显示内容是以空间位置为主要组织方式的数据，不仅涵盖目前Web浏览器的全部功能，还具有空间信息专业化处理的各种功能。本专利技术的另一个目的是提供一种基于WebGL的三维GIS技术平台，既能解决海量的多源异构空间信息的数据组织问题，又能明显的提升地学信息获取的效率。本专利技术提供了一种基于WebGL的三维GIS技术平台，其包括：数据组织与管理系统，其用于根据获取到的空间数据以四叉树结构对地理空间进行层次划分并分割成若干地理块，并根据所述地理块构建全球地理网格金字塔模型，每个地理块内的层次结构与异构空间数据采用文档进行表示和存储至数据库中；Web服务器，其用于根据所述访问请求判断所述访问请求应选择的应用组件，并通过所述应用组件从所述数据库中调取相对应的文档，并将所述文档作为反馈信息发送至所述web浏览器；web浏览器，其用于接收用户的访问请求，并将该访问请求发送至所述web服务器，并接收所述web服务器的反馈信息并将其显示。优选的是，所述的基于WebGL的三维GIS技术平台中，所述文档中的键/值对是有序的；所述文档中不能包含重复的键；所述文档的值是字符串，数字，二进制文件，整个嵌入的文档或者GIS中的空间数据；所述文档包括元数据文档、栅格文档、矢量文档、和三维模型文档；所述元数据文档分为地理网格编码文档、父网格编码文档、子网格编码文档、相邻网格编码文档和地理网格边界文档，地理网格编码文档存储网格编码值，父网格编码文档存储该地理网格在金字塔模型中父网格的编码值，子网格编码文档存储该地理网格对应的四个子网格的编码值，相邻网格编码文档按顺时针顺序存储该网格八个相邻网格的编码，地理网格边界文档存储网格的边界点，为一闭合的四边形；所述栅格文档分为DEM和DOM子文档，DEM子文档存储地形数据，DOM子文档存储影像数据；所述矢量文档分为点、线、面三个子文档，分别存储地理网格内的点数据、线数据和面数据，其中点数据包括注记、地物等，线数据包括河流、道路和境界，面数据包括行政区划、和建筑物底面；所述三维模型文档分为建筑物和人工设施两个子文档，分别存储地理网格内的建筑物模型和人工设施模型。优选的是，所述的基于WebGL的三维GIS技术平台中，以四叉树结构对地理空间进行层次划分，包括：将所述地理空间划分为多个相互连接的地理块，每个所述地理块中包含对应的空间数据；所述四叉树结构为基于四叉树的全球瓦片金字塔结构，以经纬度坐标(-90°，-180°)为原点，以经纬度跨度作为网格分辨率；任意相邻的层从上到下分辨率以2为引子倍数递增，且每个节点对应一个所述地理块；每个所述地理块具有唯一标识信息，包括金字塔层级、地理网络行号和地理网格列号。优选的是，所述的基于WebGL的三维GIS技术平台中，在已知坐标原点(-90°，-180°)和顶层网格分辨率lztsd的前提下，可以进行地理网格编码与地理网格坐标之间的换算，对应公式为：已知某点经纬度坐标(Lat，Lon)，求其所在网格在某层N的行列号RowNum、ColumnNum；式中——向下取整符；lztsd——顶层网格分辨率；已知某地理网格行列号RowNum、ColumnNum以及所在层号N，求该网格的左下角经纬度坐标(Lat，Lon)；RowNum×lztsd/2N-90＝LatColumnNum×lztsd/2N-180＝Lon°优选的是，所述的基于WebGL的三维GIS技术平台中，所述异构空间数据以二进制类型存储。优选的是，所述的基于WebGL的三维GIS技术平台中，所述web浏览器中采用屏幕显示缓存、数据块调度缓存、底层读取缓存的多线程三级缓存架；所述web浏览器中采用基于小波变换和多级树集合分裂算法的累进式编码流式处理方法；且所述web浏览器采用基于LOD的渐进流式载入方法实现三维图像的显示。优选的是，所述的基于WebGL的三维GIS技术平台中，所述web浏览器具有一三维地理场景构建系统，其用于根据所述反馈信息确定处理模块，所述处理模块对目标进行模型重建，建立景观的显示列表，定义室内外景观相互链接的节点区域，将视点与室内外场景坐标进行匹配，并显示相应的场景，当视点到达室内外景观的节点区域时，则显示并切换视点至相应的区域。本专利技术具有以下有益效果：(1)可以实时、动态的对地表进行观察，能够促进定性和定量的进行地球空间物质与能量演变规律及运动机制的研究，对于地学的理论研究具有重要意义；(2)可以促进地学、测绘遥感、计算机学科、管理学科等多学科的交叉融合，对学科体系的建设具有重要意义；(3)可以解决空间数据库和各种专业功能模块快速、高效、安全数据衔接问题，创新了传统的空间数据组织与管理模式，提高了应用效率，具有重要的实践意义；(4)可以解决空间数据的网络传输共享、海量数据快速可视化、地学信息3D表达、海量地学信息的存储与交互式分析等多学科的技术难题，具有重要的技术创新意义；(5)可以促进各学科最新研究成果的转化，能够促进大众对地学空间信息及与其相关联的环境、生态、规划、城建等信息的使用，具有重要的现实意义。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明图1为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例的技术路线示意图；图2为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的文档结构示意图；图3为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的文档的物理模型示意图；图4为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的地理块中的空间数据示意图；图5为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的地理块中的空间数据层次结构示意图；图6为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的地理块编码示意图；图7为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的web浏览器中三维地理场景构建示意图；图8为根据本专利技术提供的基于webGL的三维GIS技术平台的一个实施例中的web服务器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于WebGL的三维GIS技术平台，其特征在于，包括：数据组织与管理系统，其用于根据获取到的空间数据以四叉树结构对地理空间进行层次划分并分割成若干地理块，并根据所述地理块构建全球地理网格金字塔模型，每个地理块内的层次结构与异构空间数据采用文档进行表示和存储至数据库中；Web服务器，其用于根据所述访问请求判断所述访问请求应选择的应用组件，并通过所述应用组件从所述数据库中调取相对应的文档，并将所述文档作为反馈信息发送至所述web浏览器；web浏览器，其用于接收用户的访问请求，并将该访问请求发送至所述web服务器，并接收所述web服务器的反馈信息并将其显示。

【技术特征摘要】
1.基于WebGL的三维GIS技术平台，其特征在于，包括：数据组织与管理系统，其用于根据获取到的空间数据以四叉树结构对地理空间进行层次划分并分割成若干地理块，并根据所述地理块构建全球地理网格金字塔模型，每个地理块内的层次结构与异构空间数据采用文档进行表示和存储至数据库中；Web服务器，其用于根据所述访问请求判断所述访问请求应选择的应用组件，并通过所述应用组件从所述数据库中调取相对应的文档，并将所述文档作为反馈信息发送至所述web浏览器；web浏览器，其用于接收用户的访问请求，并将该访问请求发送至所述web服务器，并接收所述web服务器的反馈信息并将其显示。2.如权利要求1所述的基于WebGL的三维GIS技术平台，其特征在于，所述文档中的键/值对是有序的；所述文档中不能包含重复的键；所述文档的值是字符串，数字，二进制文件，整个嵌入的文档或者GIS中的空间数据；所述文档包括元数据文档、栅格文档、矢量文档、和三维模型文档；所述元数据文档分为地理网格编码文档、父网格编码文档、子网格编码文档、相邻网格编码文档和地理网格边界文档，地理网格编码文档存储网格编码值，父网格编码文档存储该地理网格在金字塔模型中父网格的编码值，子网格编码文档存储该地理网格对应的四个子网格的编码值，相邻网格编码文档按顺时针顺序存储该网格八个相邻网格的编码，地理网格边界文档存储网格的边界点，为一闭合的四边形；所述栅格文档分为DEM和DOM子文档，DEM子文档存储地形数据，DOM子文档存储影像数据；所述矢量文档分为点、线、面三个子文档，分别存储地理网格内的点数据、线数据和面数据，其中点数据包括注记、地物等，线数据包括河流、道路和境界，面数据包括行政区划、和建筑物底面；所述三维模型文档分为建筑物和人工设施两个子文档，分别存储地理网格内的建筑物模型和人工设施模型。3.如权利要求1所述的基于WebGL的三维GIS技术平台，其特征在于，以四叉树结构对地理空间进行层次划分，包括：将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍亮，
申请(专利权)人：霍亮，
类型：发明
国别省市：北京,11