一、概述
Cesium是一种开源的JavaScript库,用于创建3D WebGIS应用程序,具有跨平台、可扩展性和高性能等特点。Cesium淹没分析是利用Cesium的高可视化能力进行水淹分析,可以在地球表面自动生成水面淹没区域,并以视觉化的方式呈现。通过Cesium淹没分析,用户可以了解风暴潮、飓风等自然灾害事件对城市、沿海地区的影响情况,具有重要的应用价值。
二、地形图加载
在进行水淹分析之前,需要加载高精度的地形图数据,Cesium提供了多种开源地图数据源。以下代码为Cesium中加载ArcGis地图数据源:
var imagery = new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider({ url: 'https://services.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Imagery/MapServer' }); var terrain = new Cesium.CesiumTerrainProvider({ url : 'https://assets.agi.com/stk-terrain/v1/tilesets/world/tiles', requestVertexNormals : true }); viewer.terrainProvider = terrain; viewer.imageryLayers.addImageryProvider(imagery)
三、淹没分析实现
针对不同的水淹分析需求,可以采用不同的淹没分析方法。以下为一种简单的方法,在代码中生成水面模拟,以及生成水淹面覆盖。其中,生成水淹面需要生成网格数据,网格数据的每个顶点的高度即为该点到地面的距离减去淹没深度。
var scene = viewer.scene; var primitives = scene.primitives; var ellipsoid = scene.globe.ellipsoid; var points = []; // 存储地理坐标点 for (var i = 0; i < positionData.length; i++) { var cartographic = new Cesium.Cartographic.fromDegrees(positionData[i][0], positionData[i][1]); var terrainHeight = ellipsoid.cartographicToHeight(cartographic); var point = new Cesium.Cartesian3.fromRadians(cartographic.longitude, cartographic.latitude, terrainHeight); points.push(point); } var waterHeight = 30; // 水面高度 var mesh = Cesium.TriangleMesh.fromPositions(points, waterHeight); // 生成水面模拟 var meshPrimitive = new Cesium.Primitive({ geometryInstances: new Cesium.GeometryInstance({ geometry: mesh, appearance: new Cesium.EllipsoidSurfaceAppearance({ material: Cesium.Material.fromType(Cesium.Material.ColorType) }) }), asynchronous: false }); primitives.add(meshPrimitive); var meshdata = mesh.getGeometryInstanceAttributes('mesh'); var indices = mesh.getIndices(); var position = mesh.getPositions(); var length = indices.length; var waterSurface = []; // 存储网格数据,计算淹没面覆盖 for (var i = 0; i < length; i=i+3) { var ind1 = indices[i]; var ind2 = indices[i+1]; var ind3 = indices[i+2]; var pt1 = new Cesium.Cartesian3(position[ind1*3], position[ind1*3+1], position[ind1*3+2]); var pt2 = new Cesium.Cartesian3(position[ind2*3], position[ind2*3+1], position[ind2*3+2]); var pt3 = new Cesium.Cartesian3(position[ind3*3], position[ind3*3+1], position[ind3*3+2]); var v1 = Cesium.Cartesian3.subtract(pt2, pt1, new Cesium.Cartesian3()); var v2 = Cesium.Cartesian3.subtract(pt3, pt1, new Cesium.Cartesian3()); var normal = Cesium.Cartesian3.cross(v1, v2, new Cesium.Cartesian3()); Cesium.Cartesian3.normalize(normal, normal); var arr = new Float32Array([pt1.x, pt1.y, pt1.z, normal.x, normal.y, normal.z, pt2.x, pt2.y, pt2.z, normal.x, normal.y, normal.z, pt3.x, pt3.y, pt3.z, normal.x, normal.y, normal.z]); waterSurface = waterSurface.concat(arr); } var primitive = new Cesium.Primitive({ geometryInstances: new Cesium.GeometryInstance({ attributes: { mesh: new Cesium.GeometryInstanceAttribute({ componentDatatype: Cesium.ComponentDatatype.FLOAT, componentsPerAttribute: 6, values: waterSurface }) }, primitiveType: Cesium.PrimitiveType.TRIANGLES, appearance: new Cesium.EllipsoidSurfaceAppearance({ material: Cesium.Material.fromType(Cesium.Material.ColorType) }) }) }); primitives.add(primitive);
四、水淹分析结果展示
通过Cesium淹没分析,生成的分析结果可以进行水淹模拟、淹没分析数据可视化等操作。以下为生成的水淹面覆盖截图:
五、应用场景和展望
Cesium淹没分析可以应用于自然灾害预警、城市规划等领域,为公众提供更精准的分析结果和决策支持。未来,随着地理信息技术的进一步发展,Cesium淹没分析将更加成熟、普及。