Web三维专题地图可视化框架研究与设计

发布时间：2020-09-29 06:37

　　 随着地理信息技术的不断发展,三维专题地图近年来已被广泛应用于各种领域,协助决策者了解及分析具有空间特性的各种现象,如人口分布图、森林覆盖图等。Web三维专题地图,是在WebGIS三维客户端中可视化的专题地图,其具有展示信息直观、显示数据特征清晰、可对数据深加工以及支持用户交互等优点。Web三维专题地图的实现涉及虚拟地球显示、地理底图可视化、专题内容可视化等多个复杂问题。虽然目前各大公司与开源组织开发了一系列Web地图可视化框架,但是却少有特定地用于实现三维专题地图可视化服务的框架,已有的框架只解决了其中的部分问题,缺少了对三维专题地图可视化的直接支持。针对上述问题,本文在充分研究现有Web地图可视化框架的基础上,提出了空间数据表示模型与可视化模型的概念,基于开源三维地图库Cesium,设计实现了包括空间数据表示模型、可视化模型以及UI框架三部分的新型Web三维专题地图可视化框架。该框架支持在浏览器中利用HTML5的图形渲染机制实现三维专题地图的可视化。论文的主要工作如下:(1)研究现有框架的总体架构,设计本论文中所研究框架的总体架构,该总体架构逻辑更加清晰,具有层次化、结构化的特点。(2)研究现有框架的空间数据表示模型,设计实现本框架的空间数据表示模型。此模块含有虚拟地球显示、地理底图可视化等功能,解决了Cesium中空间数据表示模型各模块混乱、与通用概念不统一等问题,并增加空间参考系统模块以支持接入Web墨卡托投影坐标系类型的数据。(3)研究现有框架的可视化模型,设计实现本框架的可视化模型。此模块含有专题内容可视化等功能,解决了Cesium中可视化模型空间位置表示混乱、缺少符号体系与符号化方法等问题。(4)分析目前UI框架发展现状,研究现有框架的UI框架,设计实现本框架的UI框架。该模块增强了专题内容的可视化功能,解决了现有UI框架中样式风格单一、逻辑与样式分离不彻底、缺少图例组件、弹出框组件难用等问题。针对本文中设计实现的Web三维专题地图可视化框架,笔者搭建了B/S模式的测试系统。此系统服务器端采用Node.js技术与Express框架提供服务,客户端以本文实现的框架为基础,通过编写测试用例以接入多组专题数据,对空间数据表示模型、可视化模型以及UI框架这三个模块分别进行功能测试。测试结果表明,本论文设计实现的Web三维专题地图可视化框架具有封装性好、易于使用、功能丰富等优点,达到了预期的设计目标,满足了实际科研项目的应用需求。
【学位单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TP393.09
【部分图文】：

图3.6 WebTileLayer 加载地理底图图 3.6 是使用 WebTileLayer 加载存储在文件系统中的影像瓦片数据，作为专题地图的地理影像底图，该测试用例的实现方式是指定影像图层的 URL 模板，按照瓦片的编号加载瓦片。图 3.7 描述了使用 OpenStreetMapLayer 图层加载 OpenStreetMap 提供的瓦片数据

OpenStreetMapLayer加载地理影像底图

27图3.7 OpenStreetMapLayer 加载地理影像底图图3.8 地理影像底图与地形图图 3.8 描述了在 OpenStreetMapLayer 加载的影像瓦片作为地理影像底图的基础上加载高程瓦片数据以提供地形的服务。经过以上测试，本可视化框架中空间数据表示模型模块，可以较好地提供三维专题虚拟地球显示与地图地理底图可视化的功能，并且根据以上测试用例对于此功能的实现来说，由于对 Cesium 进行了更好的封装，对于相同功能的实现使用了更少的代码，并且其开发逻辑从图层到容器再到视图整个流程清晰明确，更易于操作使用；相比起 Ol-Cesium，吸收了其使用通用概念的优点，又避免了对于操作二维图层来同步更改三维地图的限制；相比于 ArcGISAPIforJavaScript，此模块可避免此 API

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本文编号：2829374