CN110457410A - 一种三维gis平台的构建方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维GIS平台的构建方法及系统，包括如下步骤：S1：获取平台功能需求信息和GIS数据，搭建技术分层框架；S2：根据功能需求信息创建功能模块，通过对功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块；S3：根据GIS数据采用函数分析法编写各个子模块逻辑特征，采用序列图法确定各子模块间的数据流向；S4：根据各个子模块逻辑特征、各个子模块的数据流向以及各个子模块间的数据调用关系构建三维GIS平台。本技术方案针对GIS三维平台系统的底层模块做优化处理，能加快GIS平台的加载速度，可复用性更强。

Description

一种三维GIS平台的构建方法及系统

技术领域

本发明涉及三维GIS系统平台构建技术领域，具体的，涉及一种三维GIS平台的构建方法及系统。

背景技术

20世纪90年代以来，由于计算机技术的不断突破以及GIS相关理论和技术的完善，GIS在全国得到了迅速的发展。在海量数据存储、处理、表达、显示及数据共享技术等方面都取得了显著的功效。目前GIS的应用已从基础信息管理与规划转向更复杂的区域开发，预测预报，成为重要的辅助决策工具。现存的GIS平台很多，但对于它的研究应用，归纳概括起来有二种情况：一是利用GIS平台处理用户的数据，比如利用大数据在GIS上显示各区域信息等；二是利用它的开发函数库二次开发用户专用GIS平台。目前已成功应用包括资源管理，自动制图，设施管理，城市和区域规划，人口和商业管理，交通运输，石油和天然气，教育，军事等九大类别的一百多个领域。在全世界中，GIS平台遍及环境保护，灾害预测，城市规划，政府管理等众多领域。

目前市面上的GIS技术都没有涵盖广且应用场景全面的三维GIS专有系统。一般都是针对于特定需求而研发的特定GIS系统。而涵盖功能丰富的GIS技术如百度，高德等都是以2维的形式展示，而传统的2维或者2.5维的GIS系统的表现和分析方式已经逐渐跟不上技术发展的需要，用户群体需要更加丰富的信息用于展示，保存，恢复和重现地形地貌特征的系统，尤其是空间数据的全面（地形高程图，无人机测斜数据的发展）和数字地球的提出更加有力的推动这个发展趋势。

发明内容

本发明的目的是解决三维GIS的构建过程难度较大且对应的平台功能专业性强以及通用性低的问题。提供了一种三维GIS平台的构建方法及系统，针对GIS三维平台系统的底层模块做优化处理，能加快GIS平台的加载速度，可复用性更强。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种三维GIS平台的构建方法，包括如下步骤：

S1：获取平台功能需求信息和GIS数据，搭建技术分层框架；

S2：根据功能需求信息创建功能模块，通过对功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块；

S3：根据GIS数据采用函数分析法编写各个子模块逻辑特征，采用序列图法确定各子模块间的数据流向；

S4：根据各个子模块逻辑特征、各个子模块的数据流向以及各个子模块间的数据调用关系构建三维GIS平台。

本方案中，根据平台功能需求信息和GIS数据构建功能模块，根据各个功能模块的功能属性构建功能子模块，然后根据采用函数分析法编写各个子模块逻辑特征，最后采用序列图法确定各子模块间的数据流向搭建三维GIS平台，可以做个性化的展示和功能定制，平台的融合性更高，数据流动的响应速度更快，可复用性更强。

所述的GIS数据包括有地形地貌数据、经纬度数据以及测线测面数据。本方案中，地形地貌数据、经纬度数据可以通过地理空间数据云（http://www.gscloud.cn）所提供的数字高程数据，运用第三方Cesium的API接口导入到地图上进行逻辑处理把高程数据展示在所选区域内，从而展示复杂的地理信息；经纬度数据通过OSGB倾斜数据模型运用第三方Cesium的API接口导入到地图上再进行逻辑处理通过模型数据内的经纬度展示在对应区域内用于展示所在区域的经纬度信息；测线测面数据通过鼠标点击确定面线并用于测量区域间的距离和所在区域的面积；GIS数据可以通过上述方式从云端抓取或通过简单的操作模拟得到，操作简单，通用性高。

所述的技术框架包括有表现层、业务层以及持久层。本方案中，表现层是用户和应用系统进行交互的接口。辅助用户输入，提供各种提示和帮助、响应用户操作所触发的各种事件、限制用户的输入、处理一些特殊的操作等等，表现层包含‘客户端界面组件框架’；业务层包含面向服务功能模块的‘客户端业务组件框架’、‘服务端业务组件框架’；持久层是对关系数据库持久化操作的数据访问中间件，持久层包含面向逻辑功能模块的‘数据集持久化引擎’；而‘工作流引擎’、‘数据动态引擎’、‘消息引擎’、‘安全引擎’等是横跨表现层、业务层和持久层。

通过功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块的具体步骤为：

A1、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述表现层的功能控制模块，通过对所述表现层的功能控制模块需求分析，表现层的功能控制模块可分解成若干个功能控制子模块；

A2、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述业务层的服务功能模块，通过对所述业务层的服务功能模块需求分析，业务层的服务功能模块可分解成若干个功能子模块；

A3、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述持久层的逻辑功能模块，通过对所述持久层的逻辑功能模块需求分析，持久层的逻辑功能模块可分解成若干个功能子模块。

一种三维GIS平台的构建系统包括根据平台功能需求信息设置的功能模块；

所述功能模块包括：

地形地貌模块，用于获取和展示地面地形的数字化信息；

倾斜数据展示模块，用于展示所在区域的经纬度信息；

测线测面模块，用于测量区域间的距离和所在区域的面积；

飞行轨迹模块，用于展示模型的运动轨迹；

模型展示模块，用于展示三维实景模型和BIM模型；

视频播放模块，用于视频流数据的获取和展示；

动画效果展示模块，用于天气情报状况的动态模拟展示。

本方案中，基于JavaScript编写的使用WebGL的地图引擎搭建的三维GIS系统，所涵盖灾害预测行业所需的应用场景，并可通过软件开发工具包来快速融合进用户的平台内，各个模块展示在平台的导航栏上，通过点击的方式展示各个模块功能，方便直观快捷，用户交互体验佳。

所述的飞行轨迹模块包括路径跟踪子模块以及视角跟踪模块。本方案中， 路径跟踪子模块可以实时获取路径上的位置信息，视角跟踪子模块可以实时查看路径当前位置的地理信息。

所述测线测面模块包括测线子模块以及测面子模块。本方案中，操作人员可以通过鼠标点击确定面线并测量出所在的距离和面积。

所述动画效果展示模块包括气象子模块、行政区域信息子模块以及虚拟渲染子模块。本方案中，运用重复载入雨滴和雪片的图片并计算下落频率和密度在GIS平台上用于制造对应天气的效果，可以形象的描述当前所在区域的天气状况。

本发明的有益效果：发明基于前端组件技术搭建了三维GIS平台的技术框架，根据功能需求信息创建技术架构的各个模块，采用函数分析法获取模块的逻辑特征，采用序列图确定所述模块之间的调用关系和模块的操作流向，实现了三维GIS平台的功能精细化构建，平台构建难度低，针对GIS三维平台系统的底层模块做优化处理，能加快GIS平台的加载速度，可复用性更强。

附图说明

图1为本发明的一种三维GIS平台的构建方法的流程图。

图2为本发明的一种三维GIS平台的构建系统结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例:如图1所示，是本实施例一种三维GIS平台的构建方法的流程图，包括如下步骤：

S1：获取平台功能需求信息和GIS数据，搭建技术分层框架；GIS数据包括有地形地貌数据、经纬度数据以及测线测面数据;

S2：根据功能需求信息创建功能模块，通过对功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块；

S3：根据GIS数据采用函数分析法编写各个子模块逻辑特征，采用序列图法确定各子模块间的数据流向；

S4：根据各个子模块逻辑特征、各个子模块的数据流向以及各个子模块间的数据调用关系构建三维GIS平台。

技术框架主要由表现层、业务层以及持久层构成；表现层是用户和应用系统进行交互的接口。辅助用户输入，提供各种提示和帮助、响应用户操作所触发的各种事件、限制用户的输入、处理一些特殊的操作等等，表现层包含‘客户端界面组件框架’；业务层包含面向服务功能模块的‘客户端业务组件框架’、‘服务端业务组件框架’；持久层是对关系数据库持久化操作的数据访问中间件，持久层包含面向逻辑功能模块的‘数据集持久化引擎’；而‘工作流引擎’、‘数据动态引擎’、‘消息引擎’、‘安全引擎’等是横跨表现层、业务层和持久层。

通过功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块的具体步骤为。

A1、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述表现层的功能控制模块，通过对所述表现层的功能控制模块需求分析，表现层的功能控制模块可分解成若干个功能控制子模块。

A2、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述业务层的服务功能模块，通过对所述业务层的服务功能模块需求分析，业务层的服务功能模块可分解成若干个功能子模块。

A3、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述持久层的逻辑功能模块，通过对所述持久层的逻辑功能模块需求分析，持久层的逻辑功能模块可分解成若干个功能子模块。

如图2所示， 是一种三维GIS平台的构建系统结构示意图一种三维GIS平台的构建系统包括根据平台功能需求信息设置的功能模块1；

所述功能模块1包括：

地形地貌模块11，通过地理空间数据云（http://www.gscloud.cn）所提供的数字高程数据（是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表达），它是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型），运用第三方Cesium的API接口导入到地图上进行逻辑处理把高程数据展示在所选区域内，从而展示复杂的地理信息；

倾斜数据展示模块12，通过OSGB倾斜数据模型运用第三方Cesium的API接口导入到地图上再进行逻辑处理通过模型数据内的经纬度展示在对应区域内用于展示所在区域的经纬度信息；

测线测面模块13，由测线子模块131以及测面子模块132构成，通过鼠标点击确定面线并 用于测量区域间的距离和所在区域的面积；

飞行轨迹模块14，由路径跟踪子模块141以及视角跟踪子模块142构成，通过多个坐标的连接展示模型的运动轨迹；

模型展示模块15，用于展示三维实景模型和BIM模型；

视频播放模块16，用于视频流数据的获取和展示；

动画效果展示模块17，由气象子模块171、行政区域信息子模块172以及虚拟渲染子模块构成173，运用重复载入雨滴和雪片的图片并计算下落频率和密度在GIS平台上用于制造对应天气的效果，可以显示对应气象信息的行政区域信息，各个模块展示在平台的导航栏上，通过点击的方式展示各个模块功能。

以上所述之具体实施方式为本发明一种三维GIS平台的构建方法及系统的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种三维GIS平台的构建方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1：获取平台功能需求信息和GIS数据，搭建技术分层框架；

S2：根据功能需求信息创建功能模块，通过对功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块；

S3：根据GIS数据采用函数分析法编写各个子模块逻辑特征，采用序列图法确定各子模块间的数据流向；

S4：根据各个子模块逻辑特征、各个子模块的数据流向以及各个子模块间的数据调用关系构建三维GIS平台。

2.根据权利要求1所述的一种三维GIS平台的构建方法，其特征在于：所述的GIS数据包括有地形地貌数据、经纬度数据以及测线测面数据。

3.根据权利要求1所述的一种三维GIS平台的构建方法，其特征在于：所述的技术框架包括有表现层、业务层以及持久层。

4.根据权利要求2所述的一种三维GIS平台的构建方法，其特征在于：通过功能模块需求分析，每个功能模块可分解成若干个功能子模块的具体步骤为：

A1、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述表现层的功能控制模块，通过对所述表现层的功能控制模块需求分析，表现层的功能控制模块可分解成若干个功能控制子模块；

A2、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述业务层的服务功能模块，通过对所述业务层的服务功能模块需求分析，业务层的服务功能模块可分解成若干个功能子模块；

A3、根据三维GIS平台功能需求信息，创建基于所述持久层的逻辑功能模块，通过对所述持久层的逻辑功能模块需求分析，持久层的逻辑功能模块可分解成若干个功能子模块。

5.一种适用于权利要求1所述的三维GIS平台构建方法的构建系统，其特征在于：包括根据平台功能需求信息设置的功能模块；

所述功能模块包括：

地形地貌模块，用于获取和展示地面地形的数字化信息；

倾斜数据展示模块，用于展示所在区域的经纬度信息；

测线测面模块，用于测量区域间的距离和所在区域的面积；

飞行轨迹模块，用于展示模型的运动轨迹；

模型展示模块，用于展示三维实景模型和BIM模型；

视频播放模块，用于视频流数据的获取和展示；

动画效果展示模块，用于天气情报状况的动态模拟展示。

6.根据权利要求5所述的一种三维GIS平台的构建系统，其特征在于：所述的飞行轨迹模块包括路径跟踪子模块以及视角跟踪模块。

7.根据权利要求5所述的一种三维GIS平台的构建系统，其特征在于：所述测线测面模块包括测线子模块以及测面子模块。

8.根据权利要求5所述的一种三维GIS平台的构建系统，其特征在于：所述动画效果展示模块包括气象子模块、行政区域信息子模块以及虚拟渲染子模块。