《智能交通技術(shù)》課件-第七章 數(shù)字孿生專題

數(shù)字孿生專題GIS&3D知識(shí)0

1基于GIS地圖的開發(fā)02基于3D場景的開發(fā)03CONTENTS目錄PART01KNOWLEDGEOFGIS&3DGIS&3D知識(shí)GIS是什么GIS即地理信息系統(tǒng)（GeographicInformationSystem），是一門集計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息學(xué)、地理學(xué)等多門科學(xué)為一體的新興學(xué)科。GIS深層是空間信息的處理，地圖是GIS的表現(xiàn)形式，從GIS地圖上可以獲取地理空間信息的直觀印象，也可獲取其它信息，如物體之間的關(guān)系、影響范圍等。具有呈現(xiàn)、還原、規(guī)劃、數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計(jì)分析等價(jià)值。GIS標(biāo)準(zhǔn)：OGCOGC（OpenGeospatialConsortium-OGC）即開放地理空間信息聯(lián)盟。不同GIS軟件對空間數(shù)據(jù)定義和存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是有差別的，其所支持的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式不能直接相互利用，需經(jīng)過格式轉(zhuǎn)換才能相互被對方使用。標(biāo)準(zhǔn)的用處就在于使不同廠商、不同產(chǎn)品之間可以通過統(tǒng)一的接口進(jìn)行互操作。分為TMS、WMS、WMTS、WFS等標(biāo)準(zhǔn)，平臺(tái)支持TMS、WMS、WMTS等地圖服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)TMS：瓦片地圖服務(wù),允許用戶訪問地圖操作。WMS：網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)，能夠根據(jù)用戶的請求返回相應(yīng)的地圖0102WMTS：(OpenGISWebMapTitleService)web地圖瓦片服務(wù)WFS：網(wǎng)絡(luò)要素服務(wù)0304GIS坐標(biāo)系大地橢球體地理坐標(biāo)系投影坐標(biāo)系大地水準(zhǔn)面：基于大地橢球體對地球做抽象得到一個(gè)連續(xù)、閉合的地球表面，即參考橢球面。地理坐標(biāo)系：基于大地水準(zhǔn)面建立的地理坐標(biāo)系。包括：大地坐標(biāo)系/經(jīng)緯度坐標(biāo)系（LBH）

空間直角坐標(biāo)系/地心坐標(biāo)系（XYZ）高斯-克呂格投影（橫軸墨卡托投影）通用橫軸墨卡托（UTM）投影墨卡托投影Web墨卡托投影地球既不是正圓，也不是規(guī)則的橢圓；地球的自然表面不是光滑的，是崎嶇不平的。大地橢球體就是實(shí)際的地球。GIS坐標(biāo)系坐標(biāo)系劃分地圖圖層GIS展示，是通過不同的圖層去描述，然后通過圖層疊加顯示來進(jìn)行表達(dá)的過程。對于地圖應(yīng)用目標(biāo)的不同，疊加的圖層也是不同的，用以展示我們針對目標(biāo)所需要信息內(nèi)容。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是如同X,Y（或者X,Y,Z）坐標(biāo)，利用點(diǎn)，線，面的形式來表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界，具有定位明顯，屬性隱含的特點(diǎn)。由于矢量數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緊湊，冗余度低，表達(dá)精度高。單個(gè)對象稱之為“要素”，而要素主要分為點(diǎn)、線、面等類型。矢量數(shù)據(jù)：柵格數(shù)據(jù)：柵格數(shù)據(jù)（瓦片模型）是以二維矩陣的形式來表示空間地物或現(xiàn)象分布的數(shù)據(jù)組織方式。每個(gè)矩陣單位稱為一個(gè)柵格單元（cell）。柵格的每個(gè)數(shù)據(jù)表示地物或現(xiàn)象的屬性數(shù)據(jù)，因此柵格數(shù)據(jù)有屬性明顯，定位隱含的特點(diǎn)。四叉樹編碼是最有效的柵格數(shù)據(jù)壓縮編碼方法之一，還能提高圖形操作效率，具有可變的分辨率。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)矢量數(shù)據(jù)：GIS數(shù)據(jù)來源：3D知識(shí)矢量數(shù)據(jù)：L1城市級(jí)：資料需求：GIS數(shù)據(jù)，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)推薦視距：1500米~20公里結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：無（程序化生成體塊）紋理標(biāo)準(zhǔn)：衛(wèi)星影像或純色應(yīng)用場景：市全域，上千平方公里場景（包含地形，建筑體塊，路網(wǎng)，水系等）3D知識(shí)矢量數(shù)據(jù)：L2區(qū)域級(jí)：資料需求：OSGB，CAD，CIM推薦視距：500米~5000米結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：程序化生成紋理標(biāo)準(zhǔn)：程序化生成紋理應(yīng)用場景：城市區(qū)域展示，主體周邊建筑（包含地形，建筑體塊，路網(wǎng)，水系等）3D知識(shí)矢量數(shù)據(jù)：L3園區(qū)級(jí)：資料需求：CAD，BIM，掃描數(shù)據(jù)推薦視距：50米~2000米結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：手工建模主要結(jié)構(gòu)（大于1m）還原建筑主體結(jié)構(gòu)紋理標(biāo)準(zhǔn)：手工繪制，按掃描資料細(xì)節(jié)貼合模型面，保留建筑原始材質(zhì)細(xì)節(jié)也可選擇風(fēng)格化制作（建筑線框透視等）應(yīng)用場景：街道區(qū)域，智慧園區(qū)，樓宇場景，基礎(chǔ)室內(nèi)樓層3D知識(shí)矢量數(shù)據(jù)：L4建筑級(jí)：資料需求：CAD，BIM文件，掃描數(shù)據(jù)等推薦視距：5米~800米結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：手工精細(xì)化建模還原厘米級(jí)結(jié)構(gòu)紋理標(biāo)準(zhǔn)：PBR材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)流程，還原真實(shí)質(zhì)感材質(zhì)應(yīng)用場景：主建筑樓宇，橋梁，普通精度設(shè)備及車間，室內(nèi)樓層（包含基礎(chǔ)設(shè)備）3D知識(shí)矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：資料需求：CAD，BIM，掃描數(shù)據(jù)推薦視距：0.2米-10米結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)：細(xì)節(jié)零件結(jié)構(gòu)紋理標(biāo)準(zhǔn)：PBR材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)流程，還原真實(shí)質(zhì)感材質(zhì)應(yīng)用場景：機(jī)械設(shè)備，部分高精度產(chǎn)品等PART02DEVELOPMENTBASEDONGISMAPS基于GIS地圖的開發(fā)地圖選擇矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：如果一定要使用百度地圖作為底圖的，請使用三維地圖V1組件如果不需要使用百度地圖作為底圖的、需要使用BIM或傾斜攝影的，建議使用三維地圖V2組件功能測重點(diǎn)對比（注：兩套地圖的組件各自獨(dú)立，不相互兼容）GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：底板是地圖中相對靜態(tài)的場景，不涉及業(yè)務(wù)組件。包括：傾斜攝像、BIM場景、建筑物（如有需要）、建筑白模等相對靜態(tài)的物體，以及影像風(fēng)格、坐標(biāo)系、視角等設(shè)置。1、搭建底板：1、先拖動(dòng)三維地圖V2組件上的地球組件作為基底2、拖動(dòng)影像組件到地球的基底上，地圖切換為TMSGIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：業(yè)務(wù)圖層是指用于模擬業(yè)務(wù)形態(tài)的其他特定組件（例如電子圍欄、熱力圖、圖片打點(diǎn)、標(biāo)簽、軌跡圖層等），主要配置業(yè)務(wù)組件的展示樣式。2、配置業(yè)務(wù)圖層并綁定服務(wù)端數(shù)據(jù)：使用方法：將相應(yīng)業(yè)務(wù)組件拖入地圖（或地球）中，再修改其屬性等設(shè)置。數(shù)據(jù)格式：三維地圖V2，各組件整體思路一致，由id、point（或line\polygon）、style、附加字段構(gòu)成。GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：適用于三維地圖V23、如何制作標(biāo)簽：圖文標(biāo)簽可實(shí)現(xiàn)多個(gè)圖片、多個(gè)文字任意排版形式的標(biāo)簽適用于可視化任意排版的場景支持多個(gè)位置上同時(shí)展示GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：3、如何制作標(biāo)簽：屬性標(biāo)簽主要用于展示屬性的場景，屬性名稱可以自定義，值由數(shù)據(jù)傳入支持多個(gè)位置上同時(shí)展示GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：3、如何制作標(biāo)簽：自定義標(biāo)簽主要用于將其他組件作為彈窗或標(biāo)簽的場景作為一個(gè)容器，具體內(nèi)容可拖入大屏或web組件來自定義完成支持單個(gè)位置上展示GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：3、如何制作標(biāo)簽：HTML標(biāo)簽主要用于HTML代碼排版的場景作為一個(gè)容器，具體內(nèi)容可拖入大屏或web組件來自定義完成支持多個(gè)位置上同時(shí)展示GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何實(shí)現(xiàn)讓用戶打點(diǎn)并生成組件目標(biāo)效果：當(dāng)我們使用捷碼開發(fā)的系統(tǒng)需要由使用人員（勘察員、走訪員等）來打點(diǎn)并完成信息輸入時(shí)，能展示正確的位置及相應(yīng)的組件效果。適用于三維地圖V1實(shí)現(xiàn)思路：提前準(zhǔn)備上傳模型組件，使用數(shù)據(jù)采集工具獲取坐標(biāo)點(diǎn)，并點(diǎn)擊完成按鈕，將采集的數(shù)據(jù)傳給上傳模型組件，并加載出打點(diǎn)的效果。（其中完成按鈕是指完成數(shù)據(jù)采集，并將數(shù)據(jù)傳給組件的過程）。GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：5、如何實(shí)現(xiàn)打點(diǎn)彈窗三維地圖V1：所需組件：圖片打點(diǎn)組件、自定義彈窗組件實(shí)現(xiàn)思路：把業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存放到圖片打點(diǎn)的數(shù)據(jù)里，圖片打點(diǎn)的點(diǎn)擊事件綁定一個(gè)自定義函數(shù)。通過點(diǎn)擊事件的回調(diào)參數(shù)獲取到當(dāng)前點(diǎn)擊的點(diǎn)的業(yè)務(wù)信息，打開自定義彈窗并修改彈窗的內(nèi)容。三維地圖V2：所需組件：點(diǎn)組件、彈框組件實(shí)現(xiàn)思路：把彈窗需要的內(nèi)容存放在對應(yīng)的點(diǎn)的數(shù)據(jù)里面，點(diǎn)擊點(diǎn)的時(shí)候調(diào)用彈窗的打開方法。PART03DEVELOPMENTBASEDON3DSCENES基于3D場景的開發(fā)GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：1、搭建靜態(tài)場景靜態(tài)場景是指固定的環(huán)境，例如園區(qū)里固定不動(dòng)的建筑樓宇、地面、水池、周邊的樹木、光照環(huán)境（四周的天空、光線的照射）等。使用時(shí)請先拖入場景組件，再拖入其他組件。靜態(tài)場景的搭建主要分為兩個(gè)步驟：1、場景模型搭建；2、光照環(huán)境配置。GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：1、搭建靜態(tài)場景場景模型搭建:自有模型：可以使用上傳模型、上傳建筑物等組件將模型上傳至平臺(tái)使用（模型支持glb、gltf格式）通用模型：可以使用平臺(tái)內(nèi)置的模型，將其拖到場景中即可特殊組件：根據(jù)需要可使用樓層、植被、內(nèi)墻、無框圈地、天氣組件GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：1、搭建靜態(tài)場景光照環(huán)境配置:光線與投影：配置主光源與投影（方向光）、輔助光（半球光、環(huán)境光）、燈光組件（根據(jù)需要可選用）天空與地面：配置天空背景的樣式（天空圖會(huì)影響整體環(huán)境的光照氛圍）、配置地面的貼圖（或使用地面模型）GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：2、配置動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)圖層的樣式業(yè)務(wù)圖層范圍:模擬隨業(yè)務(wù)變化的孿生模型：例如仿真行走的車輛、流水線上的產(chǎn)品等模擬隨業(yè)務(wù)變化的特定組件：例如電子圍欄、熱力圖、圖片打點(diǎn)、標(biāo)簽、軌跡圖層等GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：2、配置動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)圖層的樣式業(yè)務(wù)圖層樣式配置:選擇目標(biāo)業(yè)務(wù)圖層，在右側(cè)屬性>樣式中，進(jìn)行相應(yīng)的配置，下圖以軌跡模型圖層、軌跡圖層為例，紅框內(nèi)的配置為樣式配置（各組件屬性各不相同，請根據(jù)實(shí)際需求配置）GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：3、使用服務(wù)端數(shù)據(jù)加載動(dòng)態(tài)圖層案例：如何根據(jù)服務(wù)端數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)在場景里放置攝像頭步驟1：將“模型打點(diǎn)圖層”拖入場景，點(diǎn)默認(rèn)模型地址右側(cè)綁定配置攝像頭步驟2：打開場景數(shù)據(jù)采集工具屬性，在場景上采集數(shù)據(jù)GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：3、使用服務(wù)端數(shù)據(jù)加載動(dòng)態(tài)圖層案例：如何根據(jù)服務(wù)端數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)在場景里放置攝像頭步驟3：采集完成之后，點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換代碼按鈕，將所需數(shù)據(jù)復(fù)制下來存入數(shù)據(jù)庫步驟4：點(diǎn)擊屬性面板數(shù)據(jù)欄，切換為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，綁定服務(wù)端數(shù)據(jù)GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：3、使用服務(wù)端數(shù)據(jù)加載動(dòng)態(tài)圖層案例：如何根據(jù)服務(wù)端數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)在場景里放置攝像頭最終效果GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)用途：主要用于獲取場景上位置的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，方便其他組件所使用，分為點(diǎn)、線、面等數(shù)據(jù)類型工具位置：3D場景>屬性>【數(shù)據(jù)采集工具】GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能一：打點(diǎn)，在地圖繪制點(diǎn)，可一次繪制多個(gè)點(diǎn)點(diǎn)擊點(diǎn)ICON，可進(jìn)行多次點(diǎn)擊，右鍵結(jié)束繪制選中某一個(gè)點(diǎn)按住可以拖拽移動(dòng)位置點(diǎn)擊屬性工具，在打點(diǎn)的同時(shí)可以填寫帶id的屬性信息點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換代碼按鈕可以復(fù)制代碼GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能二：繪線，在地圖繪制線（不封閉），一次繪制一條線點(diǎn)擊線ICON，進(jìn)行多次點(diǎn)擊，右鍵結(jié)束繪制選中某一個(gè)點(diǎn)按住可以拖拽移動(dòng)位置，在一條線的中點(diǎn)有虛擬點(diǎn)，點(diǎn)擊可以加入一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)擊屬性工具，在繪制完成一條線的同時(shí)可以填寫帶id的屬性信息點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換代碼按鈕可以復(fù)制代碼GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能三：在地圖繪制封閉多邊形，一次繪制一個(gè)多邊形點(diǎn)擊多邊形ICON，在地圖進(jìn)行多次點(diǎn)擊，右鍵結(jié)束繪制選中某一個(gè)點(diǎn)按住可以拖拽移動(dòng)位置，在一條線的中點(diǎn)有虛擬點(diǎn)，點(diǎn)擊可以加入一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)擊屬性工具，在繪制完成一個(gè)多邊形的同時(shí)可以填寫帶id的屬性信息點(diǎn)擊轉(zhuǎn)換代碼按鈕可以復(fù)制代碼GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能四：刪除，刪除點(diǎn)、線、多邊形（需選中相應(yīng)的點(diǎn)、線、多邊形）GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能五：角度，點(diǎn)擊后，繪制線、面時(shí)線條方向限制在水平、垂直方向GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能六：屬性默認(rèn)不打開，采集點(diǎn)位信息后，直接返回id+經(jīng)緯度信息。打開后，每完成一個(gè)點(diǎn)/線/面的采集，彈出編輯屬性彈框，可在彈框中對id和其他字段進(jìn)行數(shù)據(jù)錄入，點(diǎn)擊【+】按鈕可以添加一行字段，以錄入更多的屬性。GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能七：轉(zhuǎn)換代碼在繪制完成后，點(diǎn)代碼按鈕生成點(diǎn)、線、面代碼?？蓪⑾鄳?yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)復(fù)制轉(zhuǎn)換給其他組件使用。繪制點(diǎn)的數(shù)據(jù)在points里繪制線的數(shù)據(jù)在lines里繪制面的數(shù)據(jù)在polygons里GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：4、如何拾取場景坐標(biāo)功能八：清除點(diǎn)擊清除按鈕可以清除所有的點(diǎn)/線/面以及代碼框中的數(shù)據(jù)信息分批次取點(diǎn)時(shí)，建議使用清除按鈕GIS開發(fā)步驟矢量數(shù)據(jù)：L5產(chǎn)品級(jí)：5、如何進(jìn)行視角切換同一個(gè)場景，在不同位置觀察形成的不同畫面，也就形成了不同的視角。用戶可以保存不同視角，設(shè)置初始進(jìn)入視角，用時(shí)可以動(dòng)態(tài)切換視角?？梢砸缘谝蝗朔Q視角在場景內(nèi)行走或者飛行，可以通過鼠標(biāo)或者鍵盤控制來控