基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法技术

本发明专利技术适用于地理信息技术Cesium领域，提供一种基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法，所述方法包括：在cesium场景模式中配置高斯坐标系的基准数据范围；建立高斯坐标系和笛卡尔坐标系之间的转换接口；设置金字塔加载方案；对于接收到的待加载多源数据，如果多源数据为模型数据或矢量数据，则进行预处理；在高斯坐标系下，根据多源数据类型选择调用转换接口或金字塔加载方案进行数据加载。本发明专利技术通过建立转换接口、设置金字塔加载方案，根据不同类型多源数据采用相应方案进行加载，最终达到了数据叠加无偏移无变形的效果，满足了实际工程的需求。了实际工程的需求。了实际工程的需求。

【技术实现步骤摘要】
基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法


[0001]本专利技术属于地理信息
，尤其涉及一种基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法。

技术介绍

[0002]WebGL（Web Graphics Library，网络图形库）是一个开源免费、跨平台的三维图形API（Application Programming Interface,应用程序编程接口），其主要作用是在浏览器端渲染三维数据，其特点是相较于以前的二维技术渲染更加高效，能够渲染数以亿计的三角网格，常应用于CAD、虚拟现实、科学可视化程序等。其中Cesium渲染引擎是基于WebGL实现的三维地球和地图可视化库，它被设计用来显示三维GIS（Geographic Information System，地理信息系统）数据，例如倾斜摄影数据、矢量数据、栅格数据以及地形数据等等。
[0003]Cesium支持3D、2.5D和2D渲染模式，其默认的坐标系统是WGS84大地坐标系统，采用的投影方式为经纬度直投，这种投影的特点是变形极大，纬度越高，变形越大。虽然Cesium有2.5D平面三维模式，但受限于其WGS84的基础坐标体系，并不能加载高斯坐标系下的三维GIS数据。目前，高斯坐标系因其高斯投影无变形的特点仍广泛应用于工程项目上，所以加载该坐标系下的三维数据是一项十分迫切的需求，故需要实现一套能加载高斯坐标系数据的三维GIS渲染引擎。因Cesium广泛使用且开源的特点，故选择基于Cesium实现高斯坐标系下三维GIS数据加载的功能。
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技术实现思路

[0004]鉴于上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法，旨在解决现有Cesium渲染引擎无法加载高斯坐标系数据的技术问题。
[0005]本专利技术采用如下技术方案：所述基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法，包括下述步骤：步骤S1、在cesium场景模式中配置高斯坐标系的基准数据范围；步骤S2、建立高斯坐标系和笛卡尔坐标系之间的转换接口；步骤S3、设置金字塔加载方案；步骤S4、对于接收到的待加载多源数据，如果多源数据为模型数据或矢量数据，则进行预处理；步骤S5、在高斯坐标系下，根据多源数据类型选择调用转换接口或金字塔加载方案进行数据加载。
[0006]进一步的，步骤S1中，所述基准数据范围表示一个矩形范围，取多源数据中范围最大的一个，所述基准数据范围表示一个矩形范围，取多源数据中范围最大的一个，包括四个值，分别为最小X值xmin、最小Y值ymin、最大X值xmax，最大Y值ymax。
[0007]进一步的，步骤S2中，所述转换接口包括高斯坐标系向笛卡尔坐标系转换的正算接口，以及笛卡尔坐标系向高斯坐标系转换的反算接口；所述正算接口处理过程为：首先通
过经纬度直投的投影方式将高斯坐标转化为地理坐标，然后再将地理坐标系转化为笛卡尔坐标；所述反算接口处理过程为：首先将笛卡尔坐标转换为地理坐标，然后将地理坐标通过经纬度直投的方式换算到高斯坐标；其中正算接口处理过程具体如下：201、设平移基准点[0, 0]，对多源数据的高斯坐标进行投影计算：x = r * x0y = r * y0其中r是地球的长半径，x0和y0是多源数据的高斯X坐标、Y坐标；202、计算坐标平移量：Tx = (e.xmin+e.xmax) /2
–
xTy = (e.xmin+e.xmax) /2
–
y其中e是基准数据范围；203、计算平移后的坐标：Ax = Gx
–
TxAy = Gy
–
Ty204、反投影计算：Cx = Ax / rCy = Ay / r205、计算得到笛卡尔坐标：通过cesium提供的接口Cartesian.fromRadians(Cx, Cy)计算得到笛卡尔坐标c；其中反算接口处理过程具体如下：211、转换地理坐标：利用cesium提供的接口Cartesian.toRadians(c)将笛卡尔坐标转换到地理坐标carto；212、 对地理坐标carto进行投影计算:x
’ꢀ
= carto.x * ry
’ꢀ
= carto.y * r213、计算高斯坐标:Gx = x
’ꢀ
+ TxGy = y
’ꢀ
+ Ty 。
[0008]进一步的，所述步骤S3具体过程如下：S31、利用基准数据范围结合地图中心点计算偏移量：311. 对地图中心点进行投影计算：x" = r * x1y" = r * y1其中x1和y1即为中心点X坐标和Y坐标；312. 计算坐标平移量：Tx" = (e.xmin+e.xmax) /2
–
x"Ty" = (e.ymin+e.ymax) /2
–
y"
其中e为基准数据范围；S32、对传入的数据范围进行偏移量的叠加操作，得到了一个新的数据范围：e1".xmin = e1.xmin
ꢀ–ꢀ
Tx"e1".xmax = e1.xmax
ꢀ–ꢀ
Tx"e1".ymin = e1.ymin
ꢀ–ꢀ
Ty"e1".ymax = e1.ymax
ꢀ–ꢀ
Ty"e1为传入的数据范围，e1"为新的数据范围。
[0009]进一步的，步骤S4中，模型数据的预处理过如下：将模型数据建模顶点坐标采用正算接口转化为笛卡尔坐标；矢量数据的预处理过如下：对矢量数据设置数据范围。
[0010]进一步的，步骤S5中，如果多源数据为栅格数据，则根据金字塔加载方案得到正确的地图瓦片数据范围，并根据栅格服务地址发起请求进行加载；如果多源数据为地形数据，则根据金字塔加载方案得到正确的地形数据范围，并根据地形服务地址进行渲染地形；如果多源数据为矢量数据，根据设置的数据范围，调用正算接口将矢量数据的坐标转为笛卡尔坐标；如果多源数据为模型数据，则从请求到的模型描述文件中的矩阵中抽取平移值，然后将该平移值组合成笛卡尔坐标，通过反算接口转换成高斯坐标，即得到了高斯坐标体系下模型的真实坐标。
[0011]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过建立高斯坐标系和笛卡尔坐标系之间的转换接口，并设置金字塔加载方案，将场景移动到地图中心坐标为0的地方，可以充分利用赤道处无变形的特点来达到还原数据真实性的效果，最后根据不同类型多源数据采用相应方案进行加载，最终达到了数据叠加无偏移无变形的效果，满足了实际工程的需求。
附图说明
[0012]图1是本专利技术实施例提供的基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法的流程图。
具体实施方式
[0013]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0014]Cesium受限于其特定的坐标系统，本身是不能加载高斯坐标系的数据，并且Ce本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：步骤S1、在cesium场景模式中配置高斯坐标系的基准数据范围；步骤S2、建立高斯坐标系和笛卡尔坐标系之间的转换接口；步骤S3、设置金字塔加载方案；步骤S4、对于接收到的待加载多源数据，如果多源数据为模型数据或矢量数据，则进行预处理；步骤S5、在高斯坐标系下，根据多源数据类型选择调用转换接口或金字塔加载方案进行数据加载。2.如权利要求1所述基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法，其特征在于，步骤S1中，所述基准数据范围表示一个矩形范围，取多源数据中范围最大的一个，包括四个值，分别为最小X值xmin、最小Y值ymin、最大X值xmax，最大Y值ymax。3.如权利要求2所述基于Cesium实现无偏移无变形叠加多源数据的方法，步骤S2中，所述转换接口包括高斯坐标系向笛卡尔坐标系转换的正算接口，以及笛卡尔坐标系向高斯坐标系转换的反算接口；所述正算接口处理过程为：首先通过经纬度直投的投影方式将高斯坐标转化为地理坐标，然后再将地理坐标系转化为笛卡尔坐标；所述反算接口处理过程为：首先将笛卡尔坐标转换为地理坐标，然后将地理坐标通过经纬度直投的方式换算到高斯坐标；其中正算接口处理过程具体如下：201、设平移基准点[0, 0]，对多源数据的高斯坐标进行投影计算：x = r * x0y = r * y0其中r是地球的长半径，x0和y0是多源数据的高斯X坐标、Y坐标；202、计算坐标平移量：Tx = (e.xmin+e.xmax) /2
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xTy = (e.xmin+e.xmax) /2
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y其中e是基准数据范围；203、计算平移后的坐标：Ax = Gx
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TxAy = Gy
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Ty204、反投影计算：Cx = Ax / rCy = Ay / r205、计算得到笛卡尔坐标：通过cesium提供的接口Cartesian.fromRadians(Cx, Cy)计算得到笛卡尔坐标c；其中反算接口处理过程具体如下：211、转换地理坐标：利用cesium提供的接口Cartesian.toRadians(c)将笛卡尔坐标转换到地理坐标carto；
212、 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏磊，刘池凯，杨健，
申请(专利权)人：吉奥时空信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：