CN117555959A - 一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法 - Google Patents

一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法 Download PDF

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张清亮
冯帆
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Abstract

本发明涉及一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,属于地图应用领域。本发明首先将地图应用系统与可视化分析平台作为两个单独的服务,通过先分离、再结合的方式,实现在地图应用系统中,以不同维度的各类复杂场景作为基础,对地理信息和军事行动进行记录和操作,同时以组件化的方式与可视化分析平台相结合,更加灵活的完成多种复杂场景下抽象数据的展示与分析。本发明在地图集成可视化中首次添加场景的概念,从而完成更加复杂的地图操作;本发明首次将地图服务中的每一个场景封装成一个单独的组件,以嵌套的方式与可视化分析平台相结合,实现基于不同定制化场景的可视化展示与灵活多变的场景化数据分析。

Description

一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法
技术领域
本发明属于地图应用领域,具体涉及一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法。
背景技术
随着信息技术的飞速发展,数据的产生和积累呈现出爆发式增长的趋势。为了更好地满足人们对数据分析和决策的需求,人们开始将数据进行可视化处理,通过图表、图形等形式将抽象的数据转化为直观的可视化信息。地图集成可视化的概念出现很久,但目前发展缓慢,市面上的可视化系统往往只是对地图做了简单的数据展示,想要在地图上进行更多的操作,往往乏善可陈。此外,在军事领域中,地图的应用极其广泛,如何在节奏很快、变化很多的情况下帮助我方人员判断敌我态势、拟定作战计划、记录战场情况,是一个迫切需要解决的问题。
本发明需要解决的问题主要有以下两个方面:
(1)解决可视化分析平台地图展示功能单一的问题。目前市面上大多数可视化分析平台都融入了地图的概念,但基本都只是将静态的地图数据进行呈现,无法做到在地图中进行更多的操作。
(2)解决定制化开发的复杂场景在可视化分析平台中集成展示难度较大的问题。一个搭建完成的地图场景往往包含很多复杂的结构化数据、半结构化数据和非结构化数据,如何将包含有这些数据的地图场景在大屏中展示,目前方法较少。
因此,本发明提出了一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法。通过将地图应用系统与可视化分析平台以组件化相结合的方式,对不同维度的地图中各类复杂场景进行直观的展示,同时结合各类抽象数据的可视化,实现对战场数据的全方位分析与展示。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,以解决可视化分析平台地图展示功能单一的问题、定制化开发的复杂场景在可视化分析平台中集成展示难度较大的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题,本发明提出一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,该方法包括如下步骤:
步骤一:3D模型构建
在地图应用系统3D模型的构建中,采用3DMAX+BMAX Connector+Blender共3个软件来制作;其中,3DMAX和Blender作为3D建模渲染和制作软件,创造复杂场景和高质量3D模型,而BMAX Connector作为3DMAX和Blender的连接器,通过FBX格式进行模型的发送和获取;
步骤二:地图搭建
使用开源的JavaScript库CesiumJS搭建地图应用系统,3D模型构建完成之后,上传至地图应用系统;
步骤三:可视化分析平台集成
可视化分析平台包括数据源管理、数据集管理和大屏管理三个模块,其中,数据源管理模块支持各类数据源;数据集管理模块用于添加数据库数据集,支持数据预览、数据集字段计算和定时同步;大屏管理模块通过新建视图的方式创建图表,支持通过自由搭配维度和指标展示不同的数据;
步骤四:复杂场景定制化开发
对于复杂场景的定制化开发,以地图场景的设计作为核心,新建地图场景,在可视化分析平台中新建大屏并选择要设计的地图场景,地图场景以组件化方式进行导入,使用可视化分析平台中的各类图表和组件结合具体数据对地图场景进行辅助展示。
(三)有益效果
本发明提出一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,本发明公开了一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,主要优势体现在以下两个方面:
(1)本发明在地图集成可视化中首次添加场景的概念。在地图场景的构建中,加入模型设计、基础标绘、区域锁定、轨迹跟踪等功能,从而完成更加复杂的地图操作。
(2)本发明首次将地图服务中的每一个场景封装成一个单独的组件,以嵌套的方式与可视化分析平台相结合,实现基于不同定制化场景的可视化展示与灵活多变的场景化数据分析。
附图说明
图1为本发明的地图搭建程序流程图;
图2为可视化分析平台架构图;
图3为地图示例场景;
图4为复杂场景定制化开发程序流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,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。
本发明公开了一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法。首先将地图应用系统与可视化分析平台作为两个单独的服务,通过先分离、再结合的方式,实现在地图应用系统中,以不同维度的各类复杂场景作为基础,对地理信息和军事行动进行记录和操作,同时以组件化的方式与可视化分析平台相结合,更加灵活的完成多种复杂场景下抽象数据的展示与分析。
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚,下面结合附图和实施案例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
该方法主要包括3D模型构建、地图搭建、可视化分析平台集成、复杂场景定制化开发四个步骤。
步骤一:3D模型构建
在地图应用系统3D模型的构建中,我们主要采用3DMAX+BMAX Connector+Blender共3个软件来制作。其中,3DMAX和Blender作为3D建模渲染和制作软件,可以创造复杂场景和高质量3D模型,而BMAX Connector作为3DMAX和Blender的连接器,通过FBX格式进行模型的发送和获取。3D模型构建流程如下:
S11、理解模型概念
对于模型的理解要全面细致,包括模型的使用场景、大小、形状、细节等,以便更好的构思模型。
S12、创建基本形状
使用模型构建软件中的基本几何体工具,如立方体、球体、圆柱体等,创建出模型的基本形状。
S13、细节补充
使用模型构建软件中的细节编辑工具,如编辑面、编辑边、编辑顶点等,添加补充模型的细节,使模型效果更加具体。
S14、添加材质
使用模型构建软件中的材质工具,如纹理、贴图等,为模型添加材质,使模型更加逼真。
S15、3D渲染
使用模型构建软件中的渲染工具,如V-Ray、Mental Ray等,对模型进行渲染,从而构建出精美的3D模型。
步骤二:地图搭建
使用开源的JavaScript库CesiumJS搭建地图应用系统,其三维格式主要支持gltf和3DTiles,3D模型构建完成之后,上传至地图应用系统。
地图应用系统支持对全世界的地理信息、地形地势进行全方位展示,支持3D地球和2D地图两种模式,支持鼠标对地球或地图进行缩放、渲染、惯性平移、任意视角和地形碰撞检测等操作,支持在地球或地图上标点、绘线、区域锁定、轨迹跟踪和各类3D模型的构建和使用。具体搭建流程如下:
S21、加载Cesium地图引擎
地图应用系统前端使用Vue框架进行编写,需要提前准备node.js环境。将下载好的Cesium地图引擎文件放进项目路径,新建index.html文件以在地图应用系统后端引入Cesium地图引擎,运行即可看到官方示例的三维地球。
S22、瓦片数据服务搭建
地图的展示需要有具体的瓦片数据来支持。将TMS瓦片数据上传至服务器,通过Nginx进行服务发布,在地图应用系统前端配置设置服务路径即可完成服务器中的瓦片数据与地图应用系统后端的Cesium地图引擎的连通。
S23、数据交互
Cesium地图引擎有完整的Api接口,地图应用系统后端使用Springboot框架进行开发,前端在进行地图接口调用之后,通过Axios与后端进行数据交互。
3D模型构建完成之后,即可上传至地图应用系统,从而在Cesium地图引擎引入3D模型,流程如图1所示。
步骤三:可视化分析平台集成
可视化分析平台可以将复杂数据通过直观的图形、图表等方式进行呈现,帮助用户快速分析各类数据并洞察业务趋势,从而实现业务的改进与优化,支持通过拖拉拽的方式快速进行操作,同时支持丰富的数据源连接和各类可以灵活搭配的组件。
可视化分析平台主要包括数据源管理、数据集管理和大屏管理三个模块,其中,数据源管理模块支持各类数仓、OLAP、OLTP、Excel和API等常见的数据源;数据集管理模块可以添加数据库数据集,包括SQL数据集、Excel数据集、关联数据集和API数据集等多种数据集,支持数据预览、数据集字段计算和定时同步功能;大屏管理模块可以通过新建视图的方式创建图表,支持通过自由搭配维度和指标展示不同的数据。可视化分析平台架构如图2所示:
在地图应用系统中,构建的地图通过一组数据的形式保存下来,通常以结构化数据为主,同时伴有部分半结构化数据和非结构化数据。每一个地图都将作为一条单独的记录,通过列表的形式在地图应用系统中呈现,我们可以直观的看到所有地图列表并能进行快速检索定位,同时可以对指定地图进行编辑、删除等操作。与此同时,在可视化分析平台中的大屏管理模块,我们将地图应用系统中的地图管理模块以组件化的形式进行嵌套,用户在制作大屏的过程中,可以在视图管理模块选择地图数据,通过拖拉拽,对组件中的部分参数进行设置,添加进去的地图支持区域自由缩放,可与其他可视化图表和组件组成更全面、更细致的数据分析大屏。
步骤四:复杂场景定制化开发
对于复杂场景的定制化开发,首先,我们以地图场景的设计作为核心,新建地图场景,在可视化分析平台中新建大屏并选择要设计的地图场景,地图场景以组件化方式进行导入,使用可视化分析平台中的各类图表和组件结合具体数据对地图场景进行辅助展示,为用户提供更加全面的场景呈现,从而完成更加精确的数据分析。复杂场景定制化开发流程如下所示:
S41、新建地图场景
用户首先在地图应用系统中进行地图的创建,可以选择3D地球场景和2D地图场景,其中3D地球场景可以选择添加模型,模型添加完成后,针对不同的业务进行基础标绘、轨迹跟踪等设计。地图示例场景如图3所示:
S42、大屏制作
在可视化分析平台中新建大屏并选择要设计的地图场景,其场景以组件化方式进行导入,可通过列表进行选择,选择场景后,根据具体业务,使用可视化分析平台中的各类图表和组件结合具体数据对地图场景进行辅助展示。复杂场景定制化开发流程如图4所示。
本发明公开了一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,主要优势体现在以下两个方面:
(1)本发明在地图集成可视化中首次添加场景的概念。在地图场景的构建中,加入模型设计、基础标绘、区域锁定、轨迹跟踪等功能,从而完成更加复杂的地图操作。
(2)本发明首次将地图服务中的每一个场景封装成一个单独的组件,以嵌套的方式与可视化分析平台相结合,实现基于不同定制化场景的可视化展示与灵活多变的场景化数据分析。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
步骤一:3D模型构建
在地图应用系统3D模型的构建中,采用3DMAX+BMAX Connector+Blender共3个软件来制作;其中,3DMAX和Blender作为3D建模渲染和制作软件,创造复杂场景和高质量3D模型,而BMAX Connector作为3DMAX和Blender的连接器,通过FBX格式进行模型的发送和获取;
步骤二:地图搭建
使用开源的JavaScript库CesiumJS搭建地图应用系统,3D模型构建完成之后,上传至地图应用系统;
步骤三:可视化分析平台集成
可视化分析平台包括数据源管理、数据集管理和大屏管理三个模块,其中,数据源管理模块支持各类数据源;数据集管理模块用于添加数据库数据集,支持数据预览、数据集字段计算和定时同步;大屏管理模块通过新建视图的方式创建图表,支持通过自由搭配维度和指标展示不同的数据;
步骤四:复杂场景定制化开发
对于复杂场景的定制化开发,以地图场景的设计作为核心,新建地图场景,在可视化分析平台中新建大屏并选择要设计的地图场景,地图场景以组件化方式进行导入,使用可视化分析平台中的各类图表和组件结合具体数据对地图场景进行辅助展示。
2.如权利要求1所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,所述步骤一具体包括:
S11、理解模型概念
对于模型的理解要全面细致,包括模型的使用场景、大小、形状和细节,以便更好的构思模型;
S12、创建基本形状
使用模型构建软件中的基本几何体工具,创建出模型的基本形状;
S13、细节补充
使用模型构建软件中的细节编辑工具,添加补充模型的细节,使模型效果更加具体;
S14、添加材质
使用模型构建软件中的材质工具,为模型添加材质,使模型更加逼真;
S15、3D渲染
使用模型构建软件中的渲染工具,对模型进行渲染,从而构建出精美的3D模型。
3.如权利要求2所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,细节编辑工具包括:编辑面、编辑边、编辑顶点的工具。
4.如权利要求2所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,材质工具包括:纹理、贴图。
5.如权利要求2所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,渲染工具包括:V-Ray、Mental Ray。
6.如权利要求1-5任一项所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,所述步骤二具体包括:
S21、加载Cesium地图引擎
地图应用系统前端使用Vue框架进行编写,需要提前准备node.js环境;将下载好的Cesium地图引擎文件放进项目路径,新建index.html文件以在地图应用系统后端引入Cesium地图引擎,运行即可看到官方示例的三维地球;
S22、瓦片数据服务搭建
地图的展示需要有具体的瓦片数据来支持;将TMS瓦片数据上传至服务器,通过Nginx进行服务发布,在地图应用系统前端配置设置服务路径即可完成服务器中的瓦片数据与地图应用系统后端的Cesium地图引擎的连通;
S23、数据交互
Cesium地图引擎有完整的Api接口,地图应用系统后端使用Springboot框架进行开发,前端在进行地图接口调用之后,通过Axios与后端进行数据交互;
3D模型构建完成之后,即可上传至地图应用系统,从而在Cesium地图引擎引入3D模型。
7.如权利要求6所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,数据源管理模块支持数据源包括:数仓、OLAP、OLTP、Excel和API;数据集管理模块添加的数据集包括SQL数据集、Excel数据集、关联数据集和API数据集。
8.如权利要求7所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,所述步骤三还包括:在地图应用系统中,构建的地图通过一组数据的形式保存下来,其中,以结构化数据为主,同时伴有部分半结构化数据和非结构化数据;每一个地图都将作为一条单独的记录,通过列表的形式在地图应用系统中呈现,所有地图列表能进行快速检索定位,同时能对指定地图进行编辑、删除操作。
9.如权利要求8所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,所述步骤三还包括:在可视化分析平台中的大屏管理模块,将地图应用系统中的地图管理模块以组件化的形式进行嵌套,用户在制作大屏的过程中,在视图管理模块选择地图数据,通过拖拉拽,对组件中的部分参数进行设置,添加进去的地图支持区域自由缩放,与其他可视化图表和组件组成更全面、更细致的数据分析大屏。
10.如权利要求9所述的基于多维地图复杂场景的可视化应用方法,其特征在于,所述步骤四具体包括:
S41、新建地图场景
用户首先在地图应用系统中进行地图的创建,选择3D地球场景和2D地图场景,其中3D地球场景选择添加模型,模型添加完成后,针对不同的业务进行基础标绘、轨迹跟踪;
S42、大屏制作
在可视化分析平台中新建大屏并选择要设计的地图场景,其场景以组件化方式进行导入,通过列表进行选择,选择场景后,根据具体业务,使用可视化分析平台中的各类图表和组件结合具体数据对地图场景进行辅助展示。
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CN118069773A (zh) * 2024-04-18 2024-05-24 杭州涂鸦信息技术有限公司 地图构建系统及方法

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CN118069773A (zh) * 2024-04-18 2024-05-24 杭州涂鸦信息技术有限公司 地图构建系统及方法

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