cesium学习记录05-支持的主要数据格式与服务

1. 矢量数据：

1.1. GeoJSON

定义：

一个基于JSON的地理数据格式，Cesium支持GeoJSON的直接加载。

例子：

加载一个简易故宫建筑的GeoJSON数据。
在这里插入图片描述

代码：

 /**
   * 添加故宫geojson数据
   */
  AddGuGong() {
    var viewer = this.viewer;
    Cesium.GeoJsonDataSource.load("../static/geojson/故宫.geojson").then(
      function(data) {
        viewer.dataSources.add(data);
        const entities = data.entities.values;
        for (let i = 0; i < entities.length; i++) {
          let entity = entities[i];
          var height = entity.properties.height._value;
          entity.polygon.heightReference =
            Cesium.HeightReference.CLAMP_TO_GROUND;
          entity.polygon.outline = false;
          // 将高度拉伸至高度属性值
          entity.polygon.extrudedHeight = height != null ? height : 5;
        }
      }
    );
  },

1.2. KML/KMZ

定义：

KML (keyhole markup language)是以XML语言为基础开发的一种文件格式，用来描述和存储地理信息数据（点、线、面、图片等），是纯粹的xml文本格式， KMZ是Google Earth默认的输出文件格式，是一个经过ZIP格式压缩过的KML文件。

例子：

添加山东省边界kml数据。
在这里插入图片描述

代码：

 /**
   * 添加山东省边界kml数据
   */
  AddKml() {
    var viewer = this.viewer;
    viewer.dataSources
      .add(Cesium.KmlDataSource.load("../static/山东省边界.kml"))
      .then(function(dataSource) {});
  },

1.3. CZML (Cesium Language)

定义：CZML是Cesium的JSON格式，用于描述时间动态的图形场景。

例子：添加卫星轨迹czml数据。

在这里插入图片描述

代码：

 /**
   * 添加卫星轨迹czml数据
   */
   AddCzml() {
    var viewer = this.viewer;
    viewer.dataSources
      .add(Cesium.CzmlDataSource.load("../static/卫星轨迹.czml"))
      .then(function(dataSource) {});
  },

2. 影像服务：

2.1. WMS (Web Map Service)

定义：

Cesium可以直接加载和显示WMS服务提供的图层。

例子：

加载三国州郡地图WMS服务。
在这里插入图片描述

代码：

/**
   * 向当前视图添加geoserver发布的WMS服务(多个图层)
   */
  AddGeoserverService: function() {
    let viewer = this.viewer;
    let _this = this;
    const layerConfigs = [
      {
        layers: "sanmap:州界面"
      },
      {
        layers: "sanmap:河流湖泊面"
      },
      {
        layers: "sanmap:河流线"
      },
      {
        layers: "sanmap:郡治点"
      }
    ];
    layerConfigs.forEach(config => {
      const wmsImageryProvider = new Cesium.WebMapServiceImageryProvider({
        url: "http://******/geoserver/sanmap/wms",
        layers: config.layers,
        parameters: {
          transparent: true,
          format: "image/png",
          srs: "EPSG:4326"
        }
      });
      viewer.imageryLayers.addImageryProvider(wmsImageryProvider);
    });
  },

2.2. WMTS (Web Map Tile Service)

定义：

Cesium可以直接加载和显示WMTS服务提供的预渲染瓦片图层。

例子：

加载天地图WMTS地图服务。
在这里插入图片描述

代码：

/**
   * 加载天地图wmts服务
   */
  AddWmts(){
    let _this = this;
    let viewer = _this.viewer;
    //天地图token
    let token = window.tiandituToken;
    //加载在线天地图
    let obj=({
      url: "http://t0.tianditu.com/cia_w/wmts?tk=" + token,
      label: "天地图影像",
      loadType: "WebMapTileServiceImageryProvider",
      layer: "cia",
      style: "default",
      tileMatrixSetID: "w",
      format: "tiles",
      maximumLevel: 18
    });
    var wmtsImageryProvider = new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider(obj);
    viewer.imageryLayers.addImageryProvider(wmtsImageryProvider);
  },

2.3.TMS /XYZ(Tile Map Service)

定义：

用于加载地图瓦片，Cesium支持这种服务，尤其是加载卫星影像和其他地图底图。

例子：

加载一个OpenStreetMap的XYZ格式瓦片图层作为地球的底图。
在这里插入图片描述

代码：

   /**
   * 加载XYZ瓦片服务
   */
  AddXyz(){
    let _this=this
    let viewer=_this.viewer
    var osmProvider = new Cesium.UrlTemplateImageryProvider({
      url: 'https://tile.openstreetmap.org/{z}/{x}/{y}.png'
  });
  viewer.imageryLayers.addImageryProvider(osmProvider);
  },

2.4.TMS、XYZ与WMTS的不同：

（1）TMS (Tile Map Service):

它是由OSGeo组织提出的开放标准。
定义了如何访问和组织地图瓦片。
在TMS中，瓦片的y坐标是从下至上递增的，这意味着当你向北移动时，y值会增加。

（2）XYZ:

这不是一个正式的标准或规范，但它已经成为了事实上的标准，被许多现代Web地图服务采用，如Google Maps、OpenStreetMap等。
与TMS相反，瓦片的y坐标是从上至下递增的。
在实际应用中，XYZ通常被认为是更直观和简单的，因为它更符合Web浏览器的坐标系统（其中y坐标从上至下递增）。

（3）WMTS (Web Map Tile Service):

它是由Open Geospatial Consortium (OGC) 提出的标准。
是一个比TMS更复杂、更完整的服务规范，它包括了不仅仅是如何访问瓦片，还有如何描述服务、如何列出可用的瓦片集等。
WMTS支持多种“瓦片矩阵集”，这些矩阵集中的一种就是TMS格式。因此，可以说TMS是WMTS的一个子集或一个选项。

（4）关系总结:

TMS 和 XYZ 主要的区别在于瓦片的y坐标如何增加：在TMS中从下至上，而在XYZ中从上至下。
WMTS 是一个比TMS更广泛、更完整的标准。WMTS支持多种瓦片编址方案，其中TMS是其中之一。XYZ格式并不是WMTS的正式部分，但由于它的普遍性，很多WMTS实现也支持XYZ格式作为非正式的扩展。
从实际应用的角度看，XYZ格式已经被广大Web开发者接受并广泛使用，尽管它并没有像TMS和WMTS那样的正式规范背书。

2.5.WMTS与WMS的关系：

数据提供方式:

WMS (Web Map Service): WMS按请求提供地图图像。当用户或客户端发送一个包含地理范围、图像大小等参数的请求时，WMS会生成一个对应的地图图像并返回。这意味着每次你浏览或缩放地图时，WMS都需要动态渲染一个新的图像。

WMTS: 与WMS不同，WMTS提供预渲染的地图瓦片。这些瓦片是按照特定的规模和范围提前渲染的，当用户请求时，只需要选择和提供相应的瓦片，而不需要每次都进行渲染。

性能:

由于WMTS使用预渲染的瓦片，其性能通常优于WMS，尤其是在高并发的情况下。预渲染的瓦片可以在CDN或缓存中存储，从而进一步提高数据的提取速度。
灵活性:
WMS由于是按需渲染的，因此可以提供更高的灵活性，如动态样式、过滤特定的数据等。然而，这种灵活性通常以性能为代价。
WMTS由于是预渲染的，灵活性较低，但是在需要快速提供地图内容的情境中，其性能表现优越。

应用场景:

WMS: 当你需要根据用户的需求动态生成地图内容，或者需要特定的样式和数据过滤时，WMS可能是更好的选择。

WMTS: 当你需要为大量用户快速提供地图内容，尤其是常用的地图层时，WMTS是更好的选择。

总的来说，WMTS是WMS的一个补充。在选择使用哪种服务时，应根据应用的需求、预期的用户量以及性能需求来进行决策。

3. 地形服务：

3.1.CesiumTerrainProvider

描述：

这是Cesium为了处理高精度的全球地形数据而创建的API。地形数据切片使用quantized-mesh v1.0格式，它允许高效的流式传输和渲染。

特点：

除了地形高度外，这种地形还支持实时的太阳光照效果和真实的水体渲染效果。

如何调用：

使用Cesium中的CesiumTerrainProvider API可以很容易地调用并加载这种地形数据。
在这里插入图片描述

代码：

 // 加载地形数据
   //viewer.terrainProvider = Cesium.createWorldTerrain();
    // viewer.terrainProvider = Cesium.createWorldTerrain({
    //   requestVertexNormals: true,
    //   requestWaterMask: true
    // });
    // 或
    const terrainProvider = new Cesium.CesiumTerrainProvider({
      url: Cesium.IonResource.fromAssetId(1), //这使用了Cesium Ion的默认全球地形
      requestWaterMask: true, //请求水体效果所需要的海岸线数据
      requestVertexNormals: true //请求地形照明数据
    });
    viewer.terrainProvider = terrainProvider;

    //地形夸张
    viewer.scene.globe.terrainExaggeration = 1.3;

4. 三维数据：

4.1. glTF (GL Transmission Format)/glb

定义：

是3D模型的一种格式，Cesium使用这种格式来优化3D模型的加载和渲染。

不同：

glTF: 这是 glTF 的标准格式，使用JSON格式表示3D内容，并且通常以 .gltf 为扩展名。与此相关的资源（如纹理和二进制网格数据）通常存储在与主 gltf 文件分开的文件中。
glb: 这是 glTF 的二进制格式，通常以 .glb 为扩展名。所有相关的资源（如纹理、着色器、网格等）都嵌入到单一的二进制文件中，使其更容易传输。

例子：

添加飞机glb模型（键盘控制移动）
在这里插入图片描述

代码：

/**
   * 添加glb模型（键盘控制移动）
   * @param {Number} x 经度
   * @param {Number} y 纬度
   * @param {Number} z 高度
   */
  AddCesiumglb(x, y, z) {
    var viewer = this.viewer;
    let url = "../static/Cesium_Air.glb";
    // 模型姿态变化
    let headingPitchRoll = new Cesium.HeadingPitchRoll();
    // 模型初始位置
    let position2 = new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(x, y, z);
    // 局部变换坐标系
    let fixedFrameTransform = Cesium.Transforms.localFrameToFixedFrameGenerator(
      "north",
      "west"
    );
    // 每次操作姿态变化为5°
    let deltaRadians = Cesium.Math.toRadians(5.0);
    // 速度
    let speed = 10;
    // 速度向量
    let speedVector = new Cesium.Cartesian3();

    // 添加实体
    // 使用primitive方式加载模型
    const modelEntity = viewer.scene.primitives.add(
      Cesium.Model.fromGltf({
        url: url,
        scale: 20.0,
        modelMatrix: Cesium.Transforms.headingPitchRollToFixedFrame(
          position2,
          headingPitchRoll,
          Cesium.Ellipsoid.WGS84,
          fixedFrameTransform
        ),
        minimumPixelSize: 12,
        maximumScale: 200
      })
    );
    // 添加键盘监听事件
    document.addEventListener("keydown", function(e) {
      switch (e.keyCode) {
        // 抬头
        case 38:
          headingPitchRoll.pitch += deltaRadians;
          // 判断是否超过2π范围
          if (headingPitchRoll.pitch > Cesium.Math.TWO_PI) {
            headingPitchRoll.pitch -= Cesium.Math.TWO_PI;
          }
          console.log("抬头：pitch+");
          break;

        // 低头
        case 40:
          headingPitchRoll.pitch -= deltaRadians;
          if (headingPitchRoll.pitch < -Cesium.Math.TWO_PI) {
            headingPitchRoll.pitch += Cesium.Math.TWO_PI;
          }
          console.log("低头：pitch-");

          break;

        // 左转
        case 37:
          headingPitchRoll.heading -= deltaRadians;
          // 判断是否超过2π范围
          if (headingPitchRoll.heading < -Cesium.Math.TWO_PI) {
            headingPitchRoll.heading += Cesium.Math.TWO_PI;
          }
          console.log("左转：heading+");
          break;

        // 右转
        case 39:
          headingPitchRoll.heading += deltaRadians;
          // 判断是否超过2π范围
          if (headingPitchRoll.heading > Cesium.Math.TWO_PI) {
            headingPitchRoll.heading -= Cesium.Math.TWO_PI;
          }
          console.log("右转：heading-");
          break;

        // 顺时针
        case 96:
          headingPitchRoll.roll += deltaRadians;
          // 判断是否超过2π范围
          if (headingPitchRoll.roll > Cesium.Math.TWO_PI) {
            headingPitchRoll.roll -= Cesium.Math.TWO_PI;
          }
          console.log("顺时针翻滚：roll+");
          break;

        // 逆时针
        case 110:
          headingPitchRoll.roll -= deltaRadians;
          // 判断是否超过2π范围
          if (headingPitchRoll.roll < -Cesium.Math.TWO_PI) {
            headingPitchRoll.roll += Cesium.Math.TWO_PI;
          }
          console.log("逆时针翻滚：roll-");
          break;

        // 加速
        case 187:
          speed += 10;
          speed = Math.min(speed, 10000);
          console.log("加速:" + speed);
          break;
        // 减速
        case 189:
          speed -= 10;
          speed = Math.max(speed, 100);
          console.log("减速:" + speed);
          break;

        default:
          break;
      }
    });

    // 渲染更新前阶段添加监听
    viewer.scene.preUpdate.addEventListener(() => {
      if (window.fly) {
        speedVector = Cesium.Cartesian3.multiplyByScalar(
          Cesium.Cartesian3.UNIT_X,
          speed / 10,
          speedVector
        );
        position2 = Cesium.Matrix4.multiplyByPoint(
          modelEntity.modelMatrix,
          speedVector,
          position2
        );
        // 更新模型姿态与位置
        Cesium.Transforms.headingPitchRollToFixedFrame(
          position2,
          headingPitchRoll,
          Cesium.Ellipsoid.WGS84,
          fixedFrameTransform,
          modelEntity.modelMatrix
        );
        // 俯视跟随
        viewer.camera.lookAt(position2, new Cesium.Cartesian3(0, 0, 2000));
        // 第一视角跟随
        //viewer.camera.lookAt(position2, new Cesium.HeadingPitchRange(headingPitchRoll.heading, headingPitchRoll.pitch, 2000))
      }
    });
  },

4.2.3D Tiles

定义：

这是Cesium推出的一个规范，用于流式传输和加载大型3D数据集。

例子：

加载大雁塔3D建筑模型。
在这里插入图片描述

代码：

/**
   * 添加大雁塔模型
   */
  Add3DTileset(){
    let _this=this
    let viewer = _this.viewer;
  let tileSetModel = new Cesium.Cesium3DTileset({
    url: "./static/3DT/dayanta/tileset.json"
  });
  
  tileSetModel.readyPromise.then( tileset=> {
    console.log("加载完成")
    viewer.scene.primitives.add(tileset);
    viewer.zoomTo(tileset, new Cesium.HeadingPitchRange(0.5, -0.2, tileset.boundingSphere.radius * 1.0));
  }).catch(function (error) {
    console.log(error);
  });
  },