CN115457224B - 一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统 - Google Patents

一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明属于计算机应用技术领域,具体提供了一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统,其中方法包括初始化世界;利用网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。通过地理信息服务(GIS)与数字孪生的结合,可以真实还原现实场景及周边环境;也可以根据需求,随时更换图层,改变地理信息服务。另一方面解决了加载模型过程复杂和多个模型同时移动定位困难的问题。

Description

一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统
技术领域
本发明涉及计算机应用技术领域,更具体地,涉及一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统。
背景技术
数字孪生是指充分利用物理模型、传感器、运行历史等数据,集成多学科、多尺度的仿真过程,其作为虚拟空间中对实体产品的镜像,反映了相对应物理实体产品的全生命周期过程。
数字孪生的实质是通过创建物理实体的孪生模型,并以孪生模型为基本模型进行仿真,实时反映物理实体的真实运行状况,并通过孪生模型的反馈调节物理实体的运行参数,达到优化的作用。孪生模型具有两个显著的特点:孪生模型与其所要反映的对象在外表(几何尺寸与形状)、内容(结构组成及其宏观/微观物理特性)和性质(功能与性能)上基本相同;允许通过仿真等方式来镜像/反映真实的运行状况/状态。
GIS空间信息技术地理信息科学是一门在管理规划中被广泛应用的技术,它可以为复杂地理环境下的“规建管运”提供科学有效的技术支持。GIS空间信息技术是在传统二维地理系统基础上发展而来的新一代三维空间信息技术(3D GIS),通过该技术所构建的三维空间架构,可作为包括BIM模型、光学遥感影像、高程DEM数据、无人机倾斜摄影、地面传感器等在内的多源数据的载体,以地理坐标为基准搭建出高还原度虚拟环境,具有十分优异的可视化效果和地理空间分析基础。
目前数字孪生技术和GIS空间信息技术都有得到运用,但是将两者进行结合使用还存在着一些缺陷和不足,无法形成高度融合以实现实时、实地、动态的高还原的虚拟环境。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的数字孪生技术和GIS空间信息技术融合难的技术问题。
本发明提供了一种三维地理空间数字孪生架构方法,包括以下步骤:
S1,初始化世界;
S2,利用网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;
S3,创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;
S4,创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;
S5,创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;
S6,加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。
优选地,所述S1具体包括:
创建地图可视化展示的主窗口,创建右键菜单对象以自定义菜单项;
设置摄像机对象以观察世界的视角;
设置输入对象及网络传输对象;
创建自定义的材质类型;
设置键盘按键以调节摄像机视角,通过给键盘按键绑定摄像机移动功能,实现在世界中通过键盘操作视角的变化。
优选地,所述S3具体包括:针对不同的场景,添加以下一种或多种特效功能:
开启下雨特效、开启雾天特效、开启或关闭HDR、开启或关闭环境光遮蔽、开启全局光照和全局阴影、使用自定义位置的方向光、使用从摄像机照射过去的方向光、开启阴影效果、开启全局泛光及开启抗锯齿。
优选地,所述S4具体包括:
创建二维面板,使用ui控件实现面板内容,再将生成好的面板加入到面板组中,通过面板组来控制面板的显示和隐藏,最后将面板组加入到全局变量场景的面板组对象中,便于管理和获取面板;
添加由按钮控件组成的按钮面板组,以实现面板与面板之间的面板互斥功能,确保每次只有一个二维面板显示。
优选地,所述S5具体包括:
首先设置创建场景函数,然后执行创建函数来创建当前场景,再设置启动场景函数和销毁场景函数,最后执行启动函数启动场景;
当切换场景时,先销毁当前场景,然后进入到新场景重新执行场景创建流程。
优选地,所述S6具体包括:通过世界的网络传输对象绑定的异步请求组件,从本地或者远程获取模型JSON数据,然后通过加载模型JSON文件函数完成创建模型对象、设置属性、配置组件和添加事件操作。
优选地,所述JSON树的参数包括:
场景id、初始化视角及模型对象集合;
所述模型对象集合包含模型id、所含标记、方位和大小、网格组件、通过键值对的方式存储数据、当前对象的子对象;
所述方位和大小包含模型在世界中的位置、旋转角度、缩放比例;
所述网格组件包含对象类型、多组对象的描述参数、对象使用的材质。
优选地,所述JSON树的方位和大小、网格组件、通过键值对的方式存储数据这三个属性分别对应配置组件中的Transform组件、Mesh组件和Property组件;
所述Transform组件用于设置对象的经纬度、高度、旋转角度、缩放比例的信息;
所述Mesh组件用于根据不同的材质展示各种不同的模型样式;
所述Property组件用于以键值对的形式保存自定义属性,以key作为属性名,以value作为属性值。
优选地,所述S6具体包括:
采用相对定位算法将多个模型组合成整体,形成父子结构,当父模型移动时,子模型也会跟随一起移动,实现一起移动;
具体地,通过迭代算法从模型JSON树中获取信息并设置父子节点相对位置关系,然后将父节点用角度表示的WSG84经纬度坐标转换成笛卡尔坐标系的坐标,再结合子节点的相对位置信息计算出中间变换矩阵,最后通过变换矩阵计算出子节点的经纬度信息,更新子节点的位置以实现子节点跟随父节点一起移动。
本发明还提供了一种三维地理空间数字孪生架构系统,所述系统用于实现三维地理空间数字孪生架构方法,包括:
世界模块,用于初始化世界;并通过网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;
场景模块,用于创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;
组件模块,用于创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;
实体对象模块,用于创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。
有益效果:本发明提供的一种三维地理空间数字孪生架构方法及系统,其中方法包括初始化世界;利用网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。通过地理信息服务(GIS)与数字孪生的结合,可以真实还原现实场景及周边环境;也可以根据需求,随时更换图层,改变地理信息服务。
附图说明
图1为本发明提供的一种三维地理空间数字孪生架构方法流程图;
图2为本发明提供的一种三维地理空间数字孪生架构系统的组织结构图;
图3为本发明提供的ui模块的组织结构图;
图4为本发明提供的项目组织结构图;
图5为本发明提供的面板互斥功能流程图;
图6为本发明提供的创建场景流程图;
图7为本发明提供的JSON树关系结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
图1为本发明提供的一种三维地理空间数字孪生架构方法,包括以下步骤:
S1,初始化世界;主要是开启地图可视化窗口,完成创建工具对象、创建自定义材质、定义事件等初始化工作。
S2,利用网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;初始化请求地址,利用网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径。通过配置文件和管理工具的结合,可以很轻松的实现本地请求和远程请求的切换,也降低了代码的耦合性。
S3,创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;结合不同的场景,开启不同的特效,可以使三维场景更近似于现实场景,给人一种身临其境的感觉。
S4,创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;可以展示基本信息、统计数据、动画、增加按钮功能等,利用面板的互斥功能,可以显示或隐藏不同的面板,保证每次只有一个主要的二维面板显示,不至于造成页面过于混乱。
S5,创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;打造一个独立的场景,并添加到世界中。通过世界对场景的统一管理,并利用场景的创建和销毁功能,可以保证每次只有一个场景处于活跃状态,降低系统资源消耗。
S6,加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。通过加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度。然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。
在一个具体的实施场景中:
本发明实施的三维地理空间数字孪生包括如下步骤:
1.初始化世界
world模块即世界模块是本软件的核心模块,通过该模块进行了世界的初始化,是程序的入口。其包含的属性入表4所示:
表4world模块属性表
Figure BDA0003848889810000071
Figure BDA0003848889810000081
初始化世界具体步骤如下:
(1)创建地图可视化展示的主窗口;
(2)创建右键菜单对象.创建右键菜单对象后,可以使用该对象自定义菜单项,丰富了程序的功能,提高了程序的扩展性。
(3)设置摄像机对象
设置摄像机对象可以通过该对象操作观察世界的视角。
(4)设置输入对象
设置输入对象可以绑定键盘和鼠标组件,增加键盘和鼠标操作功能。
(5)设置网络传输对象
设置网络传输对象可以绑定异步请求组件和信息通信组件,实现远程获取或传输数据。
(6)创建自定义的材质类型
材质可以描述多边形、折线、椭球等对象的外观特征,而通过自定义材质可以描述更多现实生活中实物的外观特征。具体材质如表5所示:
表5材质说明表
序号 材质名 材质类型
1 createPolylineTrailHorLinkMaterial 水平线
2 createPolylineTrailVerLinkMaterial 垂直线
3 createPolylineWallMaterial 动态光墙
4 createPolylineImageTrailMaterial 图片轨迹线
5 createEllipsoidTrailMaterial 轨迹球体
6 _createShyGroundBox 近地天空盒
7 _createCesiumVideo3d 视频组件
(7)设置键盘按键以调节摄像机视角
通过给键盘按键绑定摄像机移动功能,实现在世界中通过键盘操作视角的变化。
2.初始化请求地址
初始化请求地址是将配置文件中的地址加载到管理工具对象中统一管理,以便后续使用。配置文件是一个二维数组,数组中元素解释说明如表6所示:
表6请求地址配置文件说明表
序号 数组下标 说明
1 0 请求名称
2 1 请求的本地地址
3 2 请求的远程地址
4 3 请求解释说明
配置文件格式如下:
Figure BDA0003848889810000101
3.开启特效
在场景中加入特效,能够使场景变得更加栩栩如生,更加真实。具体能够使用的特效如表7所示:
表7场景特效说明表
Figure BDA0003848889810000102
4.创建二维面板
首先创建二维面板,然后使用ui控件实现面板内容,再将生成好的面板加入到面板组(PanelGroup)中,通过面板组控制面板的显示和隐藏。最后将面板组加入到全局变量场景screen的面板组panelGroups对象中,便于管理和获取面板。
面板互斥功能。需要实现面板与面板之间的互斥功能,就必须添加一个由按钮控件ZButton组成的按钮面板组。通过设置按钮控件的checked属性为true,来标记被选中的按钮;没有选中的按钮则置为false。设置选中按钮的checked属性为true,并执行该按钮的鼠标按下函数;其他按钮的checked全部设置为false,并执行这些按钮的鼠标弹起函数。具体流程如图5所示。具体面板控件内容如表8所示:
表8面板控件表
Figure BDA0003848889810000111
Figure BDA0003848889810000121
按钮属性如表9所示:
表9ZButton属性表
Figure BDA0003848889810000122
Figure BDA0003848889810000131
5.创建场景
首先设置创建场景函数,然后执行创建函数来创建当前场景,再设置启动场景函数和销毁场景函数,最后执行启动函数启动场景。当切换场景时,会先销毁当前场景,然后进入到新场景重新执行场景创建流程。场景创建流程如图6所示。
6.加载模型
在场景创建函数中,完成所有模型的创建。模型具体创建步骤如下:通过world的网络传输对象绑定的异步请求组件从本地或者远程获取模型JSON数据,然后通过加载模型JSON文件函数完成创建模型对象、设置属性、配置组件和添加事件等操作。
模型JSON数据是一个JSON树,具体参数如下表10至表13所示:
表10JSON树参数
序号 参数名 参数类型 说明
1 id 字符串 场景id
2 cam 数组 初始化视角
3 vos 数组 模型对象集合
表11模型对象集合元素的参数说明
Figure BDA0003848889810000141
表12transform参数说明
序号 参数名 参数类型 说明
1 location 数组 模型在世界中的位置
2 rotation 数组 旋转角度
3 scale 数组 缩放比例
表13mesh参数说明
Figure BDA0003848889810000142
Figure BDA0003848889810000151
其中,JSON树关系结构图如图7所示。
基本格式如下:
Figure BDA0003848889810000152
Figure BDA0003848889810000161
其中,配置组件包括:JSON树中对象的transform属性、mesh属性和property属性分别对应了Transform组件、Mesh组件和Property组件。
Transform组件可以设置对象的经纬度、高度、旋转角度、缩放比例等信息。具体属性如表14所示:
表14Transform组件属性说明
Figure BDA0003848889810000162
Figure BDA0003848889810000171
其中FVector3是一种三元组数据结构,用于transform组件,表示向量。其属性如表15所示:
表15FVector3的属性说明
序号 属性名 属性类型 说明
1 x 数值 存放x轴方向的值
2 y 数值 存放y轴方向的值
3 z 数值 存放z轴方向的值
Mesh组件可以根据不同的材质展示各种不同的模型样式。具体属性如表16所示:
表16Mesh组件属性说明
Figure BDA0003848889810000172
Figure BDA0003848889810000181
Property组件可以以键值对的形式保存自定义属性,以key作为属性名,value作为属性值。具体属性如表17所示:
表17Property表组件的属性说明
Figure BDA0003848889810000182
7.添加事件监听
模型对象创建完成后,可以设置各种监听事件。比如:通过更新组件更新模型的事实数据,鼠标监听组件可以显示模型的信息、改变模型的样式或者增加特效等。具体的组件功能如下表18和表19所示:
表18更新组件属性说明
Figure BDA0003848889810000183
Figure BDA0003848889810000191
表19鼠标监听组件属性说明
Figure BDA0003848889810000192
本软件拥有的所有组件如表20所示:
表20全部组件表
Figure BDA0003848889810000193
本发明实施例还提供了一种三维地理空间数字孪生架构系统,所述系统用于实现如上所述的三维地理空间数字孪生架构方法,包括:
世界模块,用于初始化世界;并通过网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;
场景模块,用于创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;
组件模块,用于创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;
实体对象模块,用于创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息。
在一个具体的实施场景中:
系统由world模块、scene模块、vo模块、com模块、ui模块、util模块、urls模块这七个模块组成。以上七个模块可以分成三个部分,分别是三维、二维和工具。
三维部分是由world模块、scene模块、vo模块和com模块组成。他们的组织关系是先创建世界,然后在世界中创建场景。再创建对象,并通过组件赋给对象模型、动画、事件等。最后将对象加入到场景中,至此整个世界加载完成。具体组织结构图如图2所示。
world模块:即世界模块,该模块融入了GIS空间信息技术,通过创建一个可视化展示的主窗口,来显示GIS的地理坐标信息。这是进行后续场景、模型创建的基础。本模块还具有添加多个场景、进行二维和三维模式转换、通过配置文件获取所有的请求路径、添加图层、增加近地天空盒、添加地形、创建材质、开启各种特效等功能。
scene模块:场景模块,本模块用于创建场景、设置初始化视角、添加或删除场景中的对象、搜索含有指定标记tag的对象、启动或停止场景、场景渲染、通过json文件加载所有模型、显示或隐藏场景。
vo模块:实体对象模块,本模块可以给对象添加组件、添加或移除对象的标记tag、通过标记tag获取对象、通过JSON文件加载模型、设置对象在世界中的位置和旋转角度、改变对象全部材质样式、判断对象是否加载完成、克隆、获取对象的组件。
com模块:组件模块,本模块包括方位组件、属性表组件、分段组件、动画组件、更新组件、鼠标监听组件、键盘监听组件、视角组件、键盘组件、鼠标组件、异步请求组件、实时消息组件、网格组件。
二维部分是ui模块,该模块是由面板组成,可用于设计场景中的二维面板,在面板中可以展示基本信息、统计数据、动画、增加按钮功能等。具体组织结构图如图3所示。
工具部分是由util模块和urls模块组成。
util模块:可以进行经纬度和度分秒之间的相互转换、通过字符串获取颜色、获取请求的参数、解析csv文件。
urls模块:网络管理工具,用于管理配置文件中的所有url链接。
除此之外,本发明拥有成熟的项目组织架构。在项目目录下允许有多个场景目录,在场景目录下生成图片目录、模型目录、场景信息目录、本地数据文件目录等。具体项目组织结构如图4所示。场景目录下具体结构内容说明如表1所示:
表1场景代码目录结构说明表
Figure BDA0003848889810000221
Figure BDA0003848889810000231
优选的方案,通过修改图层的方式来变更地理信息服务(GIS),具体可以使用的图层有普通地图、瓦片地图、天地图、蒙皮(可任意改变地图颜色)、黑色地图、影像地图、白色地图等。具体地图对应的选择类型如表2所示:
表2地图与类型对应关系表
序号 地图名 对应类型
1 普通地图 0
2 瓦片地图 1
3 天地图 2
4 蒙皮 3
5 黑色地图 4
6 影像地图 5
7 白色地图 6
优选的方案,采用相对定位算法,可以使多个模型组合成整体,从而实现一起移动。通过迭代算法从模型JSON树中获取信息并设置父子节点相对位置关系,然后将父节点用角度表示的WSG84经纬度坐标转换成笛卡尔坐标系的坐标,再结合子节点的相对位置信息计算出中间变换矩阵,最后通过变换矩阵计算出子节点的经纬度信息。因为子节点的位置信息是通过父节点的位置信息结合相对位置信息计算出来的,所以当父节点移动时,通过上述的相对定位算法就可以计算出子节点的位置信息,再更新子节点的位置就实现了子节点跟随父节点一起移动。
对象的搜索定位算法是在创建对象时,会给对象设置一个标记tag。在查找对象时,通过迭代算法查找对象树上是否包含指定的tag,如果包含则返回当前对象,并存入数组中。遍历完世界的所有对象,就得到了带有指定标记的对象列表。VO的具体属性如表3所示:
表3VO属性表
Figure BDA0003848889810000241
优选的方案,采用深拷贝算法,将引用类型的值全部拷贝一份,形成一个新的引用类型,这样就不会发生引用错乱的问题,使得我们可以多次使用同样的数据,而不用担心数据之间会起冲突。
有益效果:
本申请技术方案解决了加载模型过程复杂和多个模型同时移动定位困难的问题。通过地理信息服务(GIS)与数字孪生的结合,可以真实还原现实场景及周边环境;也可以根据需求,随时更换图层,改变地理信息服务。拥有成熟的项目框架结构,使得项目搭建速度更快,结构更清晰,也便于多场景融合及相互转换。实现了通过一个配置文件,快速加载整个场景模型,极大的提高了程序的开发效率,避免了模型处理的繁琐过程。提供了相对定位算法,将多个模型绑定成一个整体,形成父子结构,当父模型移动时,子模型也会跟随一起移动,避免了移动完整物体需要获取多个模型位置信息问题。还提供了对象搜索定位功能,能够通过标记快速获取需要的对象集合。
需要说明的是,在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详细描述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1,初始化世界;具体地,创建地图可视化展示的主窗口,创建右键菜单对象以自定义菜单项;设置摄像机对象以观察世界的视角;
设置输入对象及网络传输对象;创建自定义的材质类型;
设置键盘按键以调节摄像机视角,通过给键盘按键绑定摄像机移动功能,实现在世界中通过键盘操作视角的变化;
S2,利用网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;
S3,创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;
S4,创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;
S5,创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;
S6,加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息;具体地,通过world的网络传输对象绑定的异步请求组件从本地或者远程获取模型JSON数据,然后通过加载模型JSON文件函数完成创建模型对象、设置属性、配置组件和添加事件。
2.根据权利要求1所述的三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,所述S3具体包括:针对不同的场景,添加以下一种或多种特效功能:
开启下雨特效、开启雾天特效、开启或关闭HDR、开启或关闭环境光遮蔽、开启全局光照和全局阴影、使用自定义位置的方向光、使用从摄像机照射过去的方向光、开启阴影效果、开启全局泛光及开启抗锯齿。
3.根据权利要求1所述的三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,所述S4具体包括:
创建二维面板,使用ui控件实现面板内容,再将生成好的面板加入到面板组中,通过面板组来控制面板的显示和隐藏,最后将面板组加入到全局变量场景的面板组对象中,便于管理和获取面板;
添加由按钮控件组成的按钮面板组,以实现面板与面板之间的面板互斥功能,确保每次只有一个二维面板显示。
4.根据权利要求1所述的三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,所述S5具体包括:
首先设置创建场景函数,然后执行创建函数来创建当前场景,再设置启动场景函数和销毁场景函数,最后执行启动函数启动场景;
当切换场景时,先销毁当前场景,然后进入到新场景重新执行场景创建流程。
5.根据权利要求1所述的三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,所述JSON树的参数包括:
场景id、初始化视角及模型对象集合;
所述模型对象集合包含模型id、所含标记、方位和大小、网格组件、通过键值对的方式存储数据、当前对象的子对象;
所述方位和大小包含模型在世界中的位置、旋转角度、缩放比例;
所述网格组件包含对象类型、多组对象的描述参数、对象使用的材质。
6.根据权利要求5所述的三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,所述JSON树的方位和大小、网格组件、通过键值对的方式存储数据这三个属性分别对应配置组件中的Transform组件、Mesh组件和Property组件;
所述Transform组件用于设置对象的经纬度、高度、旋转角度、缩放比例的信息;
所述Mesh组件用于根据不同的材质展示各种不同的模型样式;
所述Property组件用于以键值对的形式保存自定义属性,以key作为属性名,以value作为属性值。
7.根据权利要求1所述的三维地理空间数字孪生架构方法,其特征在于,所述S6具体包括:
采用相对定位算法将多个模型组合成整体,形成父子结构,当父模型移动时,子模型也会跟随一起移动,实现一起移动;
具体地,通过迭代算法从模型JSON树中获取信息并设置父子节点相对位置关系,然后将父节点用角度表示的WSG84经纬度坐标转换成笛卡尔坐标系的坐标,再结合子节点的相对位置信息计算出中间变换矩阵,最后通过变换矩阵计算出子节点的经纬度信息,更新子节点的位置以实现子节点跟随父节点一起移动。
8.一种三维地理空间数字孪生架构系统,其特征在于,所述系统用于实现如权利要求1-7任一项所述的三维地理空间数字孪生架构方法,包括:
世界模块,用于初始化世界;并通过网络管理工具,加载配置文件中的所有请求路径;具体地,创建地图可视化展示的主窗口,创建右键菜单对象以自定义菜单项;设置摄像机对象以观察世界的视角;设置输入对象及网络传输对象;创建自定义的材质类型;
设置键盘按键以调节摄像机视角,通过给键盘按键绑定摄像机移动功能,实现在世界中通过键盘操作视角的变化;
场景模块,用于创建场景,针对不同的场景开启对应的特效;
组件模块,用于创建二维面板,在二维面板中展示功能及内容;
实体对象模块,用于创建一个独立场景,并添加到世界中,且每次只有一个场景处于活跃状态;加载JSON树,将所有模型加载到场景中,并建立层级关系,设置各自在场景中的位置和角度;然后给模型对象设置各种事件,给用户提供更多信息;具体地,通过world的网络传输对象绑定的异步请求组件从本地或者远程获取模型JSON数据,然后通过加载模型JSON文件函数完成创建模型对象、设置属性、配置组件和添加事件。
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