CN110069590A - 基于gis的多源数据前端三维展示的方法及系统 - Google Patents

基于gis的多源数据前端三维展示的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，具体包括以下步骤：(1)GIS多源数据的叠加展示：将GIS多源数据进行划分，根据划分的结果对不同种类的GIS多源数据，采用不同的方式加载在前端集成三维展示；同时对要素数据进行要素编辑，采集更新军标要素和交通标注标线要素，直接加载在前端集成三维展示；(2)对数据进行处理：再对步骤(1)在前端集成三维展示的数据进行样式管理与渲染或/和空间查询与量测分析或/和统计分析。采用不同的方式在前端进行三维展示，同时用户也可直接在前端对数据进行样式管理与统计分析，使多源数据的可视化效果更好，对数据的表现更加充分；方便了用户并提升了用户体验。

Description

基于GIS的多源数据前端三维展示的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种GIS专题图展示技术领域，尤其涉及一种基于GIS的多源数据前端三维展示的方法及系统。
背景技术
近年来，二维GIS延伸而来的三维GIS发展迅速，其中基于C/S架构的三维可视化GIS分析系统己经在城市应急、工程管理等各行业领域中得到了广泛的应用。但是基于C/S架构设计的可视化平台很难做到真正意义上的全平台可视化支持和数据可视化共享。但随着HTML5规范和WebGL规范的完善和推广以及前端应用框架思想的推进,浏览器端正在摆脱过去性能不足、平台薄弱的缺点,其自身天然具备的跨平台特性使得B/S架构的Web应用正在越来越多的在各个领域得到广泛的应用。
三维可视化GIS与以往的二维数据相比，在对空间进行描述的能力上表现更为优秀，更能清晰的表达城市结构和地理空间信息。因此三维可视化GIS对于促进城市规划理论发展，实现城市的信息化规划管理具有不可或缺的重要地位。同时新的测绘技术如倾斜摄影与三维激光点云扫描技术的发展，使得测绘数据日益丰富。然而这其中的某些专业数据一般只能通过安装专门的桌面端数据处理软件才能打开，并且这些桌面端软件都显得较为“笨重”，并且某些软件仅能打开单一格式的数据，存在数据使用率低，软件使用效率低的问题。同时某些动态数据只有等设备停止运行后，才能将数据导出无法将数据实时展现出来，数据的时效性得不到保证。
因此，有必要开发一种基于GIS的多源数据前端三维展示的方法及系统；通过对多源三维数据的划分并处理，实现其在前端的地图发布，使多源数据的可视化效果更好，对数据的表现更加充分，实现三维可视化GIS。
发明内容
本发明提出了一种基于GIS的多源数据前端三维展示的方法及系统；通过对多源三维数据的划分并处理，实现其在前端的地图发布，使多源数据的可视化效果更好，对数据的表现更加充分，实现三维可视化GIS。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：该基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，具体包括以下步骤：
(1)GIS多源数据的叠加展示：将GIS多源数据进行划分，根据划分的结果对不同种类的GIS多源数据，采用不同的方式加载在前端集成三维展示，同时对要素数据进行要素编辑，采集更新军标要素和交通标注标线要素，直接加载在前端集成三维展示；
(2)对数据进行处理：再对步骤(1)在前端集成三维展示的数据进行样式管理与渲染或/和空间查询与量测分析或/和统计分析。
采用上述技术方案，首先根据数据的不同，将数据分成静态数据与动态数据并通过不同的方式将数据加载在前端；用户可在前端进行空间查询与量测和统计分析并能够采集更新军标要素和交通标注标线要素。对于前端加载的数据，可进行基于表达式的样式标注、单一要素渲染和基于规则的要素渲染，同时也可进行统计分析；采用不同的方式在前端进行三维展示，同时用户也可直接在前端对数据进行样式管理与统计分析。使多源数据的可视化效果更好，对数据的表现更加充分；而且不需要用户安装专业软件即可对数据进行样式管理与统计分析操作，方便了用户并提升了用户体验。
作为本发明的优选技术方案，所述GIS多源数据分为静态数据和动态数据，所述静态数据包括三维格式数据及二维矢量和栅格数据；所述动态数据包括实时GPS导航数据和视频监控数据。
作为本发明的优选技术方案，所述三维格式数据包括点云数据、倾斜摄影数据和3DMAX模型数据；所述二维矢量和栅格数据包括公共地图服务数据、GeoJSON数据和KML数据。
作为本发明的优选技术方案，所述点云数据、倾斜摄影数据和3DMAX模型数据采用3D切片方式发布成地图服务；所述公共地图服务数据、GeoJSON数据和KML数据采用WFS/WMTS方式发布成地图服务。
作为本发明的优选技术方案，所述动态数据采用采用TCP/IP协议监听硬件设备，实时抓取GPS报文和视频流数据。
作为本发明的优选技术方案，所述实时GPS导航数据的加载中，采用了TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机设备的监控图像。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤(2)中的中样式管理与渲染包括对展示的数据进行基于表达式的样式标注、单一要素渲染和基于规则的要素渲染；所述基于表达式的样式标注是将数据所包含的属性与数据一同展示在前端，数据属性包括数据的编号、高度以及面积；所述单一要素渲染是数据以任意一种颜色，用户也可自定义颜色，对数据进行渲染，最终数据的样式呈现出用户选择的颜色；所述基于规则要素渲染是指对数据选择该数据某一属性，以数据的面积为例，根据面积的大小按照自然间断点分级法进行分级，用户可自定义间断点的个数，并可以选择不同色带样式进行渲染使得数据展示出用户所选择的色带颜色；
所述步骤(2)中的空间查询与量测是利用搜索框，将所需要查询的地名地址填入搜索框中，点击搜索按钮，前端将会自动定位至查询的地名地址处；所述空间量测的方式包括对高度进行量测、对空间上的长度进行量测和对空间上的面积进行量测；所述对高度进行量测是在展示的三维数据上的任意一点位置，点击鼠标，将会实时展示出高程信息；所述对空间上的长度进行量测是在展示的三维数据上，点击鼠标绘制量测路径，双击鼠标结束绘制并实时展示出所绘制的长度结果；所述对空间上的面积进行量测是在展示的三维数据上，点击鼠标绘制量测区域，双击鼠标结束绘制并实时展示出所绘制的区域面积；
所述步骤(2)中的统计分析是对GIS多源数据中的动态数据进行统计分析。以车辆里程数据为例，横轴为时间，纵轴为距离，以直方图的形式展示出来，将里程总数进行统计，公式为Sum＝s1+s2+…+sn。Sum为车辆里程总和，s1是第1段时间行驶的里程，s2是第2段时间行驶的里程，后面以此类推。分析是用户对展示的结果根据不同的需求，人工进行分析。以车辆的油耗花费为例，用户可根据所展示的车辆行驶总距离，计算理论上的油耗花费，与实际车辆所产生的油耗花费进行对比，判断是否产生经济问题。
作为本发明的优选技术方案，所述实时GPS导航数据包括无人机实时飞行轨迹数据和实时车辆数据，所述步骤(2)中包括对所述实时车辆数据进行里程数与行驶时间的统计分析；对无人机实时飞行轨迹数据，可进行距离与飞行时间的统计分析。
本发明还要解决的一个问题是，提出了一种基于GIS的多源数据前端三维展示的方法及系统；通过对多源三维数据的划分并处理，实现其在前端的地图发布，使多源数据的可视化效果更好，对数据的表现更加充分。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是这样实现的：该基于GIS的多源数据前端三维展示系统包括数据管理模块、地图工具模块、前端三维展示模块、样式管理模块和统计分析模块；所述数据管理模块与所述前端三维展示模块单向数据连接，所述前端三维展示模块与地图工具模块、样式管理模块和统计分析模块均单向数据连接；所述数据管理模块用于多源GIS数据管理；所述地图工具模块用于辅助用户在前端进行数据浏览和空间量测；所述前端三维展示模块用于前端三维展示多源GIS数据即将发布成地图服务的静态数据，实时接收的动态数据和用户所采集的要素数据三维展示在前端；所述样式管理模块用于对加载的静态数据实现标注和样式渲染；所述统计分析模块用于将展示出的动态数据进行距离与时间的统计分析。
作为本发明的优选技术方案，该基于GIS的多源数据前端三维展示系统还包括地图服务发布模块和通讯协议模块，所述数据管理模块包括静态数据模块、动态数据模块和要素数据模块，所述要素数据模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接；所述静态数据模块通过地图服务发布模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接，所述动态数据模块通过通讯协议模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接；所述地图服务发布模块用于根据数据的格式不同，采用不同的方式发布成地图服务，即是将静态数据上传至服务器，利用服务器发布成地图服务；所述通讯协议模块用于监听外界硬件设备；是采用了TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机等设备的监控图像。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：将数据分成静态数据与动态数据并通过不同的方式将数据加载在前端；用户可在前端进行空间查询与量测分析和统计分析并能够采集更新军标要素和交通标注标线要素；对于前端加载的数据，可进行基于表达式的样式标注、单一要素渲染和基于规则的要素渲染，同时也可进行统计分析；根据数据的不同，采用不同的方式在前端进行三维展示，同时用户也可直接在前端对数据进行样式管理与统计分析；使多源数据的可视化效果更好，对数据的表现更加充分；而且不需要用户安装专业软件即可对数据进行样式管理与统计分析操作，方便了用户并提升了用户体验。
附图说明
图1是本发明所提供的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法的流程示意图；
图2是本发明所提供的基于GIS的多源数据前端三维展示系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例图中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例：如图1所示，该基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，具体包括以下步骤：
(1)GIS多源数据的叠加展示：将GIS多源数据进行划分，根据划分的结果对不同种类的GIS多源数据，采用不同的方式加载在前端集成三维展示，同时对要素数据进行要素编辑，采集更新军标要素和交通标注标线要素，直接加载在前端集成三维展示；
(2)对数据进行处理：再对步骤(1)在前端集成三维展示的数据进行样式管理与渲染或/和空间查询与量测分析或/和统计分析。所述步骤(2)中的中样式管理与渲染包括对展示的数据进行基于表达式的样式标注、单一要素渲染和基于规则的要素渲染。样式管理与渲染，具体为用户在前端，点击样式管理菜单栏，通过点击标注按钮，单一要素渲染按钮即和基于规则的要素渲染按钮即可对展示出的数据进行样式的管理与渲染；
所述基于表达式的样式标注是将数据所包含的属性与数据一同展示在前端，数据属性包括数据的编号、高度以及面积；所述单一要素渲染是数据以任意一种颜色，用户也可自定义颜色，对数据进行渲染，最终数据的样式呈现出用户选择的颜色；所述基于规则要素渲染是指对数据选择该数据某一属性，以数据的面积为例，根据面积的大小按照自然间断点分级法进行分级，用户可自定义间断点的个数，并可以选择不同色带样式进行渲染使得数据展示出用户所选择的色带颜色；
所述步骤(2)中的空间查询与量测是利用搜索框，将所需要查询的地名地址填入搜索框中，点击搜索按钮，前端将会自动定位至查询的地名地址处；所述空间量测的方式包括对高度进行量测、对空间上的长度进行量测和对空间上的面积进行量测；所述对高度进行量测是在展示的三维数据上的任意一点位置，点击鼠标，将会实时展示出高程信息；所述对空间上的长度进行量测是在展示的三维数据上，点击鼠标绘制量测路径，双击鼠标结束绘制并实时展示出所绘制的长度结果；所述对空间上的面积进行量测是在展示的三维数据上，点击鼠标绘制量测区域，双击鼠标结束绘制并实时展示出所绘制的区域面积；
所述步骤(2)中的统计分析是对GIS多源数据中的动态数据进行统计分析。以车辆里程数据为例，横轴为时间，纵轴为距离，以直方图的形式展示出来，将里程总数进行统计，公式为Sum＝s1+s2+…+sn。Sum为车辆里程总和，s1是第1段时间行驶的里程，s2是第2段时间行驶的里程，后面以此类推。分析是用户对展示的结果根据不同的需求，人工进行分析。以车辆的油耗花费为例，用户可根据所展示的车辆行驶总距离，计算理论上的油耗花费，与实际车辆所产生的油耗花费进行对比，判断是否产生经济问题；
所述实时GPS导航数据包括无人机实时飞行轨迹数据和实时车辆数据，所述步骤(2)中包括对所述实时车辆数据进行里程数与行驶时间的统计分析；对无人机实时飞行轨迹数据，可进行距离与飞行时间的统计分析；
其中，空间查询与量测分析，具体为用户在前端点击空间查询按钮与量测分析按钮，即可对数据进行相应的操作；统计分析，具体为用户在前端点击统计分析菜单栏，通过点击基于距离的统计分析按钮与基于时间的统计分析按钮，即可对展示出的动态数据进行统计分析；要素数据包括军事要素与交通标注标记要素，用户可直接在前端，进行这两种要素的采集。
所述GIS多源数据分为静态数据和动态数据，所述静态数据包括三维格式数据及二维矢量和栅格数据；所述动态数据包括实时GPS导航数据和视频监控数据。所述三维格式数据包括点云数据、倾斜摄影数据和3DMAX模型数据；所述二维矢量和栅格数据包括公共地图服务数据、GeoJSON数据和KML数据。所述点云数据、倾斜摄影数据和3DMAX模型数据采用3D切片方式发布成地图服务；所述公共地图服务数据、GeoJSON数据和KML数据采用WFS/WMTS方式发布成地图服务。具体的是利用账号密码登陆服务器，利用上传数据功能，将静态数据上传至服务器，根据不同的数据类型选择不同的服务类型，创建地图服务。
所述动态数据采用采用TCP/IP协议监听硬件设备，实时抓取GPS报文和视频流数据。利用通讯协议实时监控硬件设备，具体为利用TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机等设备的监控图像；将发布成地图服务的静态数据，用户自己采集的要素数据和利用通讯协议接收的动态数据集成三维展示在前端。
所述实时GPS导航数据的加载中，采用了TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机设备的监控图像。
如图2所示，本发明的技术方案是这样实现的：该基于GIS的多源数据前端三维展示系统包括数据管理模块、地图工具模块、前端三维展示模块、样式管理模块和统计分析模块；所述数据管理模块与所述前端三维展示模块单向数据连接，所述前端三维展示模块与地图工具模块、样式管理模块和统计分析模块均单向数据连接；所述数据管理模块用于多源GIS数据管理；所述地图工具模块用于辅助用户在前端进行数据浏览和空间量测；所述前端三维展示模块用于前端三维展示多源GIS数据即将发布成地图服务的静态数据，实时接收的动态数据和用户所采集的要素数据三维展示在前端；所述样式管理模块用于对加载的静态数据实现标注和样式渲染；所述统计分析模块用于将展示出的动态数据进行距离与时间的统计分析；该基于GIS的多源数据前端三维展示系统还包括地图服务发布模块和通讯协议模块，所述数据管理模块包括静态数据模块、动态数据模块和要素数据模块，所述要素数据模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接；所述静态数据模块通过地图服务发布模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接，所述动态数据模块通过通讯协议模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接；所述要素数据模块，是用户自己在前端进行军事要素与交通标注标记要素进行采集与编辑；所述地图服务发布模块用于根据数据的格式不同，采用不同的方式发布成地图服务，即是将静态数据上传至服务器，利用服务器发布成地图服务；所述通讯协议模块用于监听外界硬件设备；是采用了TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机等设备的监控图像。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)GIS多源数据的叠加展示：将GIS多源数据进行划分，根据划分的结果对不同种类的GIS多源数据，采用不同的方式加载在前端集成三维展示，同时对要素数据进行要素编辑，采集更新军标要素和交通标注标线要素，直接加载在前端集成三维展示；
(2)对数据进行处理：再对步骤(1)在前端集成三维展示的数据进行样式管理与渲染或/和空间查询与量测或/和统计分析。
2.根据权利要求1所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述GIS多源数据分为静态数据和动态数据，所述静态数据包括三维格式数据及二维矢量和栅格数据；所述动态数据包括实时GPS导航数据和视频监控数据。
3.根据权利要求2所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述三维格式数据包括点云数据、倾斜摄影数据和3DMAX模型数据；所述二维矢量和栅格数据包括公共地图服务数据、GeoJSON数据和KML数据。
4.根据权利要求3所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述点云数据、倾斜摄影数据和3DMAX模型数据采用3D切片方式发布成地图服务；所述公共地图服务数据、GeoJSON数据和KML数据采用WFS/WMTS方式发布成地图服务。
5.根据权利要求2所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述动态数据采用采用TCP/IP协议监听硬件设备，实时抓取GPS报文和视频流数据。
6.根据权利要求5所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述实时GPS导航数据的加载中，采用了TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机设备的监控图像。
7.根据权利要求1所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的中样式管理与渲染包括对展示的数据进行基于表达式的样式标注、单一要素渲染和基于规则的要素渲染；所述基于表达式的样式标注是将数据所包含的属性与数据一同展示在前端，数据属性包括数据的编号、高度以及面积；所述单一要素渲染是数据以任意一种颜色，用户也可自定义颜色，对数据进行渲染，最终数据的样式呈现出用户选择的颜色；所述基于规则要素渲染是指对数据选择该数据某一属性，以数据的面积为例，根据面积的大小按照自然间断点分级法进行分级，用户可自定义间断点的个数，并可以选择不同色带样式进行渲染使得数据展示出用户所选择的色带颜色；
所述步骤(2)中的空间查询与量测是利用搜索框，将所需要查询的地名地址填入搜索框中，点击搜索按钮，前端将会自动定位至查询的地名地址处；所述空间量测的方式包括对高度进行量测、对空间上的长度进行量测和对空间上的面积进行量测；所述对高度进行量测是在展示的三维数据上的任意一点位置，点击鼠标，将会实时展示出高程信息；所述对空间上的长度进行量测是在展示的三维数据上，点击鼠标绘制量测路径，双击鼠标结束绘制并实时展示出所绘制的长度结果；所述对空间上的面积进行量测是在展示的三维数据上，点击鼠标绘制量测区域，双击鼠标结束绘制并实时展示出所绘制的区域面积；
所述步骤(2)中的统计分析是对GIS多源数据中的动态数据进行统计分析。
8.根据权利要求7所述的基于GIS的多源数据前端三维展示的方法，其特征在于，所述实时GPS导航数据包括无人机实时飞行轨迹数据和实时车辆数据，所述步骤(2)中包括对所述实时车辆数据进行里程数与行驶时间的统计分析；对无人机实时飞行轨迹数据，可进行距离与飞行时间的统计分析。
9.一种基于GIS的多源数据前端三维展示系统，其特征在于，该基于GIS的多源数据前端三维展示系统包括数据管理模块、地图工具模块、前端三维展示模块、样式管理模块和统计分析模块；所述数据管理模块与所述前端三维展示模块单向数据连接，所述前端三维展示模块与地图工具模块、样式管理模块和统计分析模块均单向数据连接；所述数据管理模块用于多源GIS数据管理；所述地图工具模块用于辅助用户在前端进行数据浏览和空间量测；所述前端三维展示模块用于前端三维展示多源GIS数据即将发布成地图服务的静态数据，实时接收的动态数据和用户所采集的要素数据三维展示在前端；所述样式管理模块用于对加载的静态数据实现标注和样式渲染；所述统计分析模块用于将展示出的动态数据进行距离与时间的统计分析。
10.根据权利要求9所述的基于GIS的多源数据前端三维展示系统，其特征在于，该基于GIS的多源数据前端三维展示系统还包括地图服务发布模块和通讯协议模块，所述数据管理模块包括静态数据模块、动态数据模块和要素数据模块，所述要素数据模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接；所述静态数据模块通过地图服务发布模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接，所述动态数据模块通过通讯协议模块与所述前端三维展示模块呈单向数据连接；所述地图服务发布模块用于根据数据的格式不同，采用不同的方式发布成地图服务，即是将静态数据上传至服务器，利用服务器发布成地图服务；所述通讯协议模块用于监听外界硬件设备；是采用了TCP/IP协议方式实时监听GPS导航设备，在后台解析接收到的报文数据，并以WebSocket方式传输到前端实时展示；对于视频监控数据，采用H264解码方式，实时加载球机等设备的监控图像。
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