CN112686997B - 基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台及方法，包括数据管理模块、三维模型加载模块、三维模型分析模块和单体化模块；其中，所述数据管理模块，用于构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；所述三维模型加载模块，用于利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据的载入及多维展示；所述三维模型分析模块，用于基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析；所述单体化模块，用于采用矢量化方法进行单体化。
Description
技术领域
本发明涉及城市实景三维展示技术领域，具体涉及一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台及方法。
背景技术
WebGIS是利用Web技术来扩展和完善地理信息***的一项技术。它是基于网络的客户机/服务器***；利用因特网来进行客户端和服务器之间的信息交换；它是一个分布式***，用户和服务器可以分布在不同的地点和不同的计算机平台上。WebGIS主要作用是进行空间数据发布、空间查询与检索、空间模型服务、Web资源的组织等。
倾斜摄影技术是国际测绘领域近些年发展起来的一项高新技术，它颠覆了以往正射影像只能从垂直角度拍摄的局限。其包含有如下特点：其一，多角度，更加真实的反映地物的实际情况；其二，建筑物侧面纹理可采集，能够有效的降低城市三维建模成本；其三，数据量小易于网络发布。
以WebGIS为基础，开展倾斜摄影技术生成实景三维模型，结合多源数据与三维GIS的融合处理，构建城市动静结合的实景GIS平台，以此全面提升城市的综合感知能力，从而强力支撑城市各领域业务的实际应用是当下的发展趋势。
公开号CN111354084A的中国专利于2020年6月30日公开了一种基于三维模型瓦片的网络地理信息服务***，该专利申请通过切片技术，将所需展示的包含三维模型的多种可视化数据按组织结构分割成瓦片，地址信息存储于结构数据库，在调用时连接文件数据库联合本地高速缓存服务器，可以快速的将视图范围内的三维模型加载出来，提高了三维模型的加载速度和效率。但是该专利申请未考虑三维模型分析，无法提供城市环境宜居程度的测量，也无法为道路选址提供施工方便点的分析。
公开号CN108228723A的中国专利于2018年6月29日公开了一种WEB三维模型数据构建方法，该专利申请将众多异构模型数据进行格式转化，统一模型数据、统一模型切片构建流程；并根据模型空间位置关系，构建三维切片数据，在WEB前端三维平台下将海量模型数据以切片的形式进行动态加载；在模型切片构建过程中，将模型空间信息与属性信息和模型文件进行分离，只有在前端需要渲染的情况下调用模型文件。该专利申请重点在于三维模型数据的构建，未充分考虑三维模型分析，未考虑倾斜摄影模型的应用。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台及方法，实现了基于B/S架构的DEM数据、倾斜摄影模型数据及矢量要素数据的管理、加载、可视化展示及分析，并利用基于OpenGL的GPU加速DSM提取算法进行坡度分析，扩大了倾斜摄影模型的应用场景。
根据本发明说明书的一方面，提供了一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台，包括数据管理模块、三维模型加载模块、三维模型分析模块和单体化模块；其中，
所述数据管理模块，用于构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；
所述三维模型加载模块，用于利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据的载入及多维展示；
所述三维模型分析模块，用于基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析；
所述单体化模块，用于采用矢量化方法进行单体化。
上述技术方案中，通过构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库与PostgreSQL数据库并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；通过WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行载入和可视化展示；依据需求对展示的模型进行三维分析，包括传统的点位分析、距离分析和面积分析，还包括用于城市环境宜居程度测量及道路施工选址测量的坡度分析；最后采用矢量化方法进行单体化，在保证效果、不破坏原始数据及LOD的同时，实现三维和二维GIS的一体化。
作为进一步的技术方案，对基础地形数据的管理包括：对从SRTM项目获取的DEM数据进行裁切；将裁切后的所有大场景DEM文件进行格式转换，得到切片数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将切片数据进行缓存；将缓存的切片数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对缓存的切片数据进行编辑。
具体地，SRTM项目可以提供全球30米空间分辨率的免费DEM数据，本申请对获取的DEM数据进行裁切，可以减少存储的数据量，提高数据访问效率。对裁切后的数据进行格式转换，转换为更加适合网络流式传输的Quantized-mesh切片数据格式。对缓存的切片数据进行编辑，编辑的字段包括地名、地界、行政代码等。
作为进一步的技术方案，对倾斜摄影模型数据的管理包括：获取无人机航拍后经空中三角测量生成的三维带纹理的mesh模型数据；将OSGB格式的mesh模型数据转换为3Dtitle格式的模型数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将3Dtitle格式的模型数据进行缓存；将缓存的3Dtitle格式模型数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对3Dtitle格式的模型数据进行编辑。
具体地，mesh模型的通用格式为OSGB格式，在互联网发布时，需要将其转换为更适合互联网流式传输的符合OGC标准的3Dtitle格式，以提高数据访问效率。
作为进一步的技术方案，对矢量要素数据的管理包括：基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建矢量要素数据空间数据库，通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的编辑管理。
具体地，本申请在现有行政区划要素矢量数据的基础上，基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建了矢量要素数据空间数据库，其中，行政区划矢量要素数据包括线状界线数据，也包括界碑等点状数据；除空间数据外，矢量要素数据也包含相关属性数据。本申请通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的增、删、改、查等编辑管理功能。在此基础上，本申请还利用Caddy框架提供http静态缓存服务，提高静态空间数据访问效率。
作为进一步的技术方案，所述坡度分析包括：将大场景三维模型进行分块，针对每个分块采用OpenGL高程渲染方式，快速生成分块块相对高程的初始DSM数据；利用分块间重叠区域进行相对高程校正和数据拼接；对拼接的DSM数据中高程最大、最小值进行射线法绝对高程校正，得到全局DSM数据；依据全局DSM数据进行坡度分析。
该技术方案基于OpenGL显卡渲染加速、对大场景OSGB数据进行DSM快速提取，既实现了基于DSM数据的坡度分析，又解决了现有DSM数据提取方法计算效率低、冗余数据高的问题。本申请进行坡度分析的目的是用于城市环境宜居程度的测量以及道路施工选址的测量。
根据本发明说明书的一方面，提供了一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示方法，基于所述的平台实现，包括：
构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；
利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据的载入及多维展示；
基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析；
采用矢量化方法进行单体化。
上述技术方案中，利用平台的数据管理模块来构建多个数据库，以便对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行采集和管理；利用三维模型加载模块进行基础地形数据和矢量要素数据的加载，并视需求进行倾斜摄影模型数据的加载；利用三维模型分析模块进行模型分析，包括传统的点位分析、距离分析和面积分析，还包括用于城市宜居环境测量和道路施工选址测量的坡度分析；最后，利用单体化模块在三维模型上进行二维的矢量编辑，采用矢量掩膜的方式，在保证效果、不破坏原始数据及LOD的同时，打通了基于三维的倾斜模型和基于二维的矢量面之间的关键关卡。
作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：对从SRTM项目获取的DEM数据进行裁切；将裁切后的所有大场景DEM文件进行格式转换，得到切片数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将切片数据进行缓存；将缓存的切片数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对缓存的切片数据进行编辑。
作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：获取无人机航拍后经空中三角测量生成的三维带纹理的mesh模型数据；将OSGB格式的mesh模型数据转换为3Dtitle格式的模型数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将3Dtitle格式的模型数据进行缓存；将缓存的3Dtitle格式模型数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对3Dtitle格式的模型数据进行编辑。
作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：对矢量要素数据的管理包括：基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建矢量要素数据空间数据库，通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的编辑管理。
作为进一步的技术方案，所述方法进一步包括：将大场景三维模型进行分块，针对每个分块采用OpenGL高程渲染方式，快速生成分块块相对高程的初始DSM数据；利用分块间重叠区域进行相对高程校正和数据拼接；对拼接的DSM数据中高程最大、最小值进行射线法绝对高程校正，得到全局DSM数据；依据全局DSM数据进行坡度分析。
具体地，坡度分析进一步包括：依据输入的OSGB数据场景范围，利用宽W、高H和分辨率R动态确定最小分块内容，其中，相邻分块间具有1*R的重叠区域；对于单块数据，采用渲染到纹理方式，将DSM数据存储区域与OpenGL深度缓冲区进行绑定，利用OpenGL的栅格化得到栅格化存储的相对高程的DSM数据，并将该单块的相对高程DSM数据写入到与原OSGB数据同一路径下的DSM文件夹下；根据数据分块信息，采用多线程方式，对每个线程传递row，col及根目录root信息，计算每个分块的相对高程DSM数据；将计算得到的每个分块的相对高程DSM数据进行合并，依据数据分块时预留的重叠信息，重建所有分块的高程信息；依据重建后的所有DSM数据进行坡度分析。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明实现了基于B/S架构的DEM数据、倾斜摄影模型数据及矢量要素数据的管理、加载、可视化展示及分析，用户可视需要点击加载数据，进行目标数据的可视化展示和分析；且本发明采用异步加载、缓存优化的方式实现海量数据的载入及可视化展示，提高了浏览器端的渲染效率和帧率，极大缓解了因海量数据加载和网络传输导致的卡顿现象。
(2)本发明利用基于OpenGL的GPU加速DSM提取算法进行坡度分析，扩大了倾斜摄影模型的应用场景，同时解决了现有DSM数据提取方法计算效率低、冗余数据高的问题，提高了三维分析的效率。
(3)本发明采用矢量化的方式进行单体化，在保证效果、不破坏原始数据及LOD的同时，实现三维和二维GIS的一体化，在应用过程中，可以随时更换需要叠加的矢量面，大大提高了***的灵活性和可用性。
附图说明
图1为根据本发明实施例的基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台示意图。
图2为根据本发明实施例的基础地形数据管理示意图。
图3为根据本发明实施例的倾斜摄影模型数据管理示意图。
图4为根据本发明实施例的矢量要素数据管理示意图。
图5为根据本发明实施例的OSGB数据分块示意图。
图6为根据本发明实施例的单块数据OpenGL快速提取相对高程DSM数据的示意图。
图7为根据本发明实施例的多块数据DSM合成拼接示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
根据本发明说明书的一方面，提供了一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台，如图1，包括数据管理模块、三维模型加载模块、三维模型分析模块和单体化模块；其中，所述数据管理模块，用于构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；所述三维模型加载模块，用于利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据的载入及多维展示；所述三维模型分析模块，用于基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析；所述单体化模块，用于采用矢量化方法进行单体化。
作为一种实施方式，本实施例的分析展示平台对基础地形数据进行管理，如图2，包括：对从SRTM项目获取的DEM数据进行裁切，SRTM项目可以提供全球30米空间分辨率的免费DEM数据；将裁切后的所有大场景DEM文件进行格式转换，得到切片数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将切片数据进行缓存；将缓存的切片数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对缓存的切片数据进行编辑，编辑的字段包括地名、地界、行政代码等。
作为一种实施方式，本实施例的分析展示平台对倾斜摄影模型数据进行管理，如图,3，包括：获取无人机航拍后经空中三角测量生成的三维带纹理的mesh模型数据；将OSGB格式的mesh模型数据转换为3Dtitle格式的模型数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将3Dtitle格式的模型数据进行缓存；将缓存的3Dtitle格式模型数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对3Dtitle格式的模型数据进行编辑。
作为一种实施方式，本实施例的分析展示平台对矢量要素数据进行管理，如图4，包括：基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建矢量要素数据空间数据库，通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过RestAPI实现空间数据的编辑管理。本实施例在现有行政区划要素矢量数据的基础上，基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建了矢量要素数据空间数据库，其中，行政区划矢量要素数据包括线状界线数据，也包括界碑等点状数据；除空间数据外，矢量要素数据也包含相关属性数据。本实施例通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的增、删、改、查等编辑管理功能。在此基础上，本申请还利用Caddy框架提供http静态缓存服务，提高静态空间数据访问效率。
作为一种实施方式，本实施例的分析展示平台进行坡度分析，包括：将大场景三维模型进行分块，针对每个分块采用OpenGL高程渲染方式，快速生成分块块相对高程的初始DSM数据；利用分块间重叠区域进行相对高程校正和数据拼接；对拼接的DSM数据中高程最大、最小值进行射线法绝对高程校正，得到全局DSM数据；依据全局DSM数据进行坡度分析。该技术方案基于OpenGL显卡渲染加速、对大场景OSGB数据进行DSM快速提取，既实现了基于DSM数据的坡度分析，又解决了现有DSM数据提取方法计算效率低、冗余数据高的问题。本申请进行坡度分析的目的是用于城市环境宜居程度的测量以及道路施工选址的测量。
根据本发明说明书的一方面，提供了一种基于WebGIS的三维模型数据分析展示方法，基于所述的平台实现，包括：
步骤1，构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理。
本实施例中的DEM数据，来源为SRTM项目，该项目提供全球30米空间分辨率的免费DEM数据。获取DEM后，在本实施例的三维数据管理***中，对下载的DEM进行裁切，以减少存储的数据量，提高数据访问效率。裁切后，对所有大场景DEM文件进行格式转换，转换为Quantized-mesh切片数据。这种瓦片数据的格式相比于原始格式，更加适合网络流式传输。在此基础上，本实施例利用Caddy框架发布相应的http缓存服务，并直接与平台的Postgresql数据库关联，编辑相关字段，最终在三维分析展示子***中进行三维地形展示。
平台中的倾斜摄影三维模型来源为无人机航拍后经空中三角测量生成的三维带纹理的mesh模型。这种模型通用的格式为OSGB，在互联网上发布时，需要转换为更适合互联网流式传输的符合OGC标准的3Dtitle格式，提高数据访问效率。在此基础上，平台利用Caddy框架发布相应的http缓存服务，并直接与本实施例的Postgresl数据库关联，编辑相关字段，最终在三维分析展示子***中进行倾斜摄影三维模型的展示。
本实施例在现有行政区划要素矢量数据基础上，基于Postgresql数据库和PostGIS空间数据库服务，构建矢量要素数据空间数据库，提供矢量要素数据管理功能。其中行政区划矢量要素数据包括线状界线数据，也包括界碑等点状数据；除空间数据外，矢量要素数据也包含相关属性数据。本实施例通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的增、删、改、查等编辑管理功能。在此基础上，本实施例利用Caddy框架提供http静态缓存服务，提高静态空间数据访问效率。
步骤2，本实施例以WebGL作为3D绘图标准，利用JavaScript API进行三维模型可视化，并为HTML5 Canvas提供硬件3D加速渲染。利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现多维数据展示、绘制与交互功能，完成三维模型与GIS数据可视化。
步骤3，基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析。
本实施例的点位分析、距离分析与面积分析为利用Cesium开源API将屏幕坐标转换为WGS84坐标，在此基础上根据球面距离公式和球面多边形面积公式进行距离和面积分析。
本实施例所述的坡度分析是基于大场景OSGB数据快速提取的DSM数据来实现的，具体步骤如下：
步骤3.1OSGB数据分块
依据输入OSGB数据场景范围，包括宽(W，单位m)，高(H，单位m)和分辨率R(m)动态确定最小分块内容。使用列表的方式对分块数据进行索引，列表中存储每个分块文件的路径、编号和范围信息。编号采用二元编号，即(行,列)的形式。分块完成后的模型保存至同一路径的Tiles文件夹，命名格式为row-col.osgb。分块完成后将编号信息与范围信息写入OSGB同一路径下的meta文本文件中，以便步骤3.2,3.3,3.4使用。
对于相邻的Tile，需要根据分辨率保证其具有1*R的重叠区域。该重叠区域的存在是为了计算DSM中保证相邻区域的DSM相对高程一致，如图5所示。
步骤3.2单瓦片数据OpenGL快速提取相对高程的DSM
针对单个Tile，其相对高程的DSM信息与OpenGL中的深度信息密切相关。在算法中，采用RTT技术(渲染到纹理)，将DSM数据存储区域与OpenGL深度缓冲区进行绑定，利用OpenGL的栅格化技术快速得到栅格化存储(0-255)的相对高程的DSM数据。处理完成后将该块的相对高程DSM数据写入到与原OSGB同一路径下的DSM文件夹下，文件命名方式为row-col.tif。
如图6，其具体实施步骤为：
1)依据传递的row，col及模型根目录root，构造Tile路径为root+“/Tiles/”+row+"-"+col+".osgb"；
2)读取该模型，绑定到相机节点，设置相机渲染模式为RTT渲染；
3)依据模型大小(h,w)和分辨率信息(r)，申请相应大小内存，内存大小计算方式为
dsm_cache_size＝ceil(h/r)*ceil(w/r)*sizeof(float32)
其中ceil为向上取整，sizeof为计算相应数据类型的字节数；
4)绑定申请的内存到OpenGL的深度缓冲区；
5)清除深度缓冲区数据，强制相机渲染5帧(5帧为实验参数，可以保证该Tile所有区域被计算一遍)；
6)解绑深度缓冲，结束渲染，释放模型所占内存；
7)保存dsm数据到root+“/Dsm/”+row+"-"+col+".tif"，以GeoTiff的单波段栅格类型存储；
8)释放dsm内存，通知主线程该进程结束。
步骤3.3并行计算单瓦片DSM
根据步骤3.1中分割的OSGB信息，采用多线程方式，对每个线程传递row，col及根目录root信息，如步骤3.2所示进行运行。当所有Tile的DSM计算并保存完成后，进行步骤3.4。
步骤3.4多瓦片数据DSM合成拼接
将步骤3.3中所得到的所有块的DSM进行合并。OpenGL缓冲区中的数据其范围为归一化的深度值，数值范围为0-1。其归一化方式为分块的最大-最小值归一化，因此每个Tile的DSM数据均为相对高程。本步骤的要点在于：依据步骤3.1中分块时预留的重叠信息，重建所有Tile的高程信息。如图7所示。
具体步骤为：
1)依据总模型的范围与分辨率，创建总DSM文件；
2)从左上角开始，即设置row＝0，col＝0，依次执行步骤3-5；
3)读取row-col.tif的DSM数据，若row＝0，col＝0，则col自增1，继续步骤3)，否则步骤4)；
4)若row＝0，则计算row-col与row-col-1块之间重叠部分的变换参数，计算方式为最小二乘法，变换公式为线性公式Y＝AX，将row-col块中的数据变换到row-col-1中。若row>0，则计算row-col与row-col-1与row-1-col之间重叠部分的变换参数；
5)col自增1，若col达到最大则col＝0，row自增1。若row达到最大且col达到最大，则进入步骤6)，否则返回步骤3)；
6)采用射线法计算模型中高程最大、最小值对应的绝对高程值，并利用线性映射变换，将相对高程的DSM数据全局转化为绝对高程的DSM数据；
7)将变换参数与DSM数据写入dsm.tif文件并释放内存；
8)程序结束，得到DSM提取结果。
步骤3.5依据重建后的所有DSM数据进行坡度分析，测量适宜居住的城市环境或测量道路选址地点。
步骤4，采用矢量化方法进行单体化。利用单体化模块在三维模型上进行二维的矢量编辑，采用矢量掩膜的方式，在保证效果、不破坏原始数据及LOD的同时，打通了基于三维的倾斜模型和基于二维的矢量面之间的关键关卡。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
Claims (8)
1.基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台，其特征在于，包括数据管理模块、三维模型加载模块、三维模型分析模块和单体化模块；其中，
所述数据管理模块，用于构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；
所述三维模型加载模块，用于利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据的载入及多维展示；
所述三维模型分析模块，用于基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析；
坡度分析包括：将大场景三维模型进行分块，针对每个分块采用OpenGL高程渲染方式，快速生成分块的块相对高程的初始DSM数据；利用分块间重叠区域进行相对高程校正和数据拼接；对拼接的DSM数据中高程最大、最小值进行射线法绝对高程校正，得到全局DSM数据；依据全局DSM数据进行坡度分析；坡度分析进一步包括：依据输入的OSGB数据场景范围，利用宽W、高H和分辨率R动态确定最小分块内容，其中，相邻分块间具有1*R的重叠区域；对于单块数据，采用渲染到纹理方式，将DSM数据存储区域与OpenGL深度缓冲区进行绑定，利用OpenGL的栅格化得到栅格化存储的相对高程的DSM数据，并将该单块的相对高程DSM数据写入到与原OSGB数据同一路径下的DSM文件夹下；根据数据分块信息，采用多线程方式，对每个线程传递row，col及根目录root信息，计算每个分块的相对高程DSM数据；将计算得到的每个分块的相对高程DSM数据进行合并，依据数据分块时预留的重叠信息，重建所有分块的高程信息；依据重建后的所有DSM数据进行坡度分析；
所述单体化模块，用于采用矢量化方法进行单体化。
2.根据权利要求1所述的基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台，其特征在于，对基础地形数据的管理包括：对从SRTM项目获取的DEM数据进行裁切；将裁切后的所有大场景DEM文件进行格式转换，得到切片数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将切片数据进行缓存；将缓存的切片数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对缓存的切片数据进行编辑。
3.根据权利要求1所述的基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台，其特征在于，对倾斜摄影模型数据的管理包括：获取无人机航拍后经空中三角测量生成的三维带纹理的mesh模型数据；将OSGB格式的mesh模型数据转换为3Dtitle格式的模型数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将3Dtitle格式的模型数据进行缓存；将缓存的3Dtitle格式模型数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对3Dtitle格式的模型数据进行编辑。
4.根据权利要求1所述的基于WebGIS的三维模型数据分析展示平台，其特征在于，对矢量要素数据的管理包括：基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建矢量要素数据空间数据库，通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的编辑管理。
5.基于WebGIS的三维模型数据分析展示方法，基于权利要求1-4中任一项所述的平台实现，其特征在于，包括：
构建瓦片文件数据库、PostGIS空间数据库和PostgreSQL数据库，并根据数据库不同的组织形式，分别对基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据进行管理；
利用WebGL开源三维可视化框架Cesium.js在底层显卡端直接通过GPU进行图形渲染，实现基础地形数据、倾斜摄影模型数据和矢量要素数据的载入及多维展示；
基于载入的数据进行三维模型分析，包括三维模型的点位分析、距离分析、面积分析和坡度分析；
采用矢量化方法进行单体化。
6.根据权利要求5所述的基于WebGIS的三维模型数据分析展示方法，其特征在于，所述方法进一步包括：对从SRTM项目获取的DEM数据进行裁切；将裁切后的所有大场景DEM文件进行格式转换，得到切片数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将切片数据进行缓存；将缓存的切片数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对缓存的切片数据进行编辑。
7.根据权利要求5所述的基于WebGIS的三维模型数据分析展示方法，其特征在于，所述方法进一步包括：获取无人机航拍后经空中三角测量生成的三维带纹理的mesh模型数据；将OSGB格式的mesh模型数据转换为3Dtitle格式的模型数据；利用Caddy框架发布http缓存服务，将3Dtitle格式的模型数据进行缓存；将缓存的3Dtitle格式模型数据与PostgreSQL数据库相关联，依据PostgreSQL数据库的组织形式，对3Dtitle格式的模型数据进行编辑。
8.根据权利要求5所述的基于WebGIS的三维模型数据分析展示方法，其特征在于，所述方法进一步包括：对矢量要素数据的管理包括：基于PostgreSQL数据库和PostGIS空间数据库服务，构建矢量要素数据空间数据库，通过开源的GIS服务器GeoServer发布矢量要素数据的WFS服务，与Web前端之间通过Rest API实现空间数据的编辑管理。
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