基于Cesium的3DWebGIS三维场景加载及开发

张永强 王波 申茂廷

摘 要：随着计算机的不断发展，对GIS的发展需求越来越高，3DWebGIS作为三维GIS发展的一个重要方向，三维场景构建功能越来越完善，和生活的结合越来越紧密，但基于Cesium的DEM数据开发的实际案例分析较少。以前端开源开发库Cesium和WebGL为技术依托进行研究，结合我国自主研发的天地图影像服务，通过Web服务器发布的泰山地区的DEM数据为基础数据，加载了泰山地形。同时也分析了3DWebGIS的平台技术架构，实现了3DWebGIS平台建设的解决方案，同时也通过画线等实例对一些Cesium中其他一些简单的GIS功能进行了说明。

关键词：3DWebGIS;三维场景;Cesium;天地圖影像服务;DEM

中图分类号：TM727;P208 文献标识码：A 文章编号：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

随着信息时代的不断地发展和完善，对于地理信息服务、GIS技术、VR、可视化技术等技术的要求越来越高，特别是三维空间数据的真实性要求越来越苛刻，导致传统的二维GIS技术不能满足第三维方向上的集合位置信息、空间位置信息以及部分语义信息的要求，不能表达我们所要求的“真实世界”，因此迫切要求GIS从二维到三维的转换，三维GIS应运而生。随着计算机和网络技术的不断发展，Web3D技术和GIS结合形成的3DWebGIS成为GIS发展的一个重要方向。随着各大主流浏览器对WebGL的零插件，渲染效果好等优势和Cesium处理数据优势的支持增强，为3DWebGIS创造了新的发展机遇。

近年来，Cesium被学者较多地用于三维场景构建的研究和应用中，如朱栩逸等在分析Web服务的GIS框架设计基础上，研究基于Cesium的三维WebGIS开发流程[1];李俊金探讨了利用 Cesium技术实现数字城市的建模方法[2];马洪成等利用开源库Cesium实现了电网数据平台计算模型和数据挖掘结果的三维展示[3];乐世华等将Cesium应用于流域虚拟场景的搭建，取得了较好的应用效果[4]。蔡周平基于Cesium和WebGL 技术进行了深圳某街道三维社区系统的开发[5]。王逸凯等基于Cesium对WebGIS平台的功能提供解释方案[6]。本文是基于DEM数据和geojson数据，以Cesium和WebGL为技术开发手段，并以天地图的影像地图为底图，实现泰山地区地形和济南市建筑的可视化展示。

1 相关技术介绍

1.1 Cesium

Cesium是一款采用开源WebGIS框架的面向三维地球和地图的JavaScript的开源产品。其开发成本较低，支持WebGL的渲染，可实现硬件加速等，无需插件，只需在支持WebGL和HTML5的浏览器上即可流畅运行，如FireFox浏览器、谷歌公司的Chrome浏览器等，非常适合用于动态三维数据的可视化展示。