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    Cesium笔记(3):基本控件简介—ImageryProvider地图瓦片地图配

    Author:zhoulujun Date:

    cesiumjs中可定制多种图层,可以使用互联网上很多地图提供商的图层数据,也可以使用自己的地图数据。Cesium支持多种标准化格式的GIS瓦片服。Cesium地图底纹如何添加,如何自定义设置,如何使用Cesium Ico提供的数据源

    cesiumjs中可定制多种图层,可以使用互联网上很多地图提供商的图层数据,也可以使用自己的地图数据。Cesium支持多种标准化格式的GIS瓦片服务,可以把栅格图层绘制到地球的表面——cesiumjs的地图图层本质上是一些瓦片数据,这些图层的亮度、对比度、色相均可以动态调整。

    对于地图瓦片数据,OGC(Open Geospatial Consortium开放地理联盟)有很多标准,如TMS、WMTS、各个商业公司也有自己的内部标准。推荐阅读:《OGC标准WMTS服务概念与地图商的瓦片编号流派-web地图切片加载 》

    cesiumjs支持的图层格式

    • wms

    • TMS

    • WMTS (with time dynamic imagery)

    • ArcGIS

    • Bing Maps

    • Google Earth

    • Mapbox

    • OpenStreetMap

    默认地,Cesium使用Bing Maps作为默认的图层。这个图层被打包进Viewer中用于演示。Cesium需要您自己创建ion account然后生成一个access key用于访问图层数据。

    Cesium ion

    Cesium ion是一个提供瓦片图和3D地理空间数据的平台,Cesium ion支持把数据添加到用户自己的CesiumJS应用中。下面我们将使用Sentinal-2二维贴图和Cesium世界地形,二者都需要ion的支持。

    如果我们在使用Cesium的过程中,没有申请ion,同时没有自己的数据源用而是使用cesium提供的数据源,viewer的底部常常会提示一行小的英文字母。大意就是需要申请access token。

    在创建Cesium Viewer的时候,将access token填为自己的access token即可。

    Cesium.Ion.defaultAccessToken = '<YOUR ACCESS TOKEN HERE>';

    具体官方已经说的很清楚:https://cesium.com/docs/tutorials/getting-started/

    使用Cesium的数据源,需要配置IonImageryProvider(去Cesium ion页面,将相关的案例数据 Add to my assets,此时将在个人的app中图层数据源变得可用)

    let imageryProvider= new Cesium.IonImageryProvider({
      assetId: 3812,
      accessToken: 'eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJqdGkiOiJhMTg2Mzk0My02NWJmLTQ1ODgtOWRiMy0wODM1ZTkwNGM1NTYiLCJpZCI6MjM0NzYsInNjb3BlcyI6WyJhc2wiLCJhc3IiLCJhc3ciLCJnYyJdLCJpYXQiOjE1ODM0NjEyMDN9.qXnJKCaIHS7JkIPRySJmmbdHvyj1ihQ2CI3itKy9MvY'
    })

    要是自定义配置,可以使用ImageryProvider

    影像服务综述

    Cesium中提供了多种ImageryProvider方式,Cesium目前支持的影像服务类型有:

    • ArcGisMapServerImageryProvider
      支持ArcGIS Online和Server的相关服务

    • BingMapsImageryProvider
      Bing地图影像,可以指定mapStyle,详见BingMapsStyle类

    • createOpenStreetMapImageryProvider
      OSM影像服务,根据不同的url选择不同的风格

    • createTileMapServiceImageryProvider
      看文档是根据MapTiler规范,貌似是可以自己下载瓦片,发布服务,类似ArcGIS影像服务的过程

    • GoogleEarthImageryProvider
      企业级服务,没有用过

    • ImageryProvider
      基类,所有的影像服务最终都基于此类,如果你需要扩展新的Provider也会继承该类

    • MapboxImageryProvider
      Mapbox影像服务,根据mapId指定地图风格

    • SingleTileImageryProvider
      单张图片的影像服务,适合离线数据或对影像数据要求并不高的场景下

    • UrlTemplateImageryProvider
      指定url的format模版,方便用户实现自己的Provider,比如国内的高德,腾讯等影像服务,url都是一个固定的规范,都可以通过该Provider轻松实现。而OSM也是通过该类实现的。

    • WebMapServiceImageryProvider
      符合WMS规范的影像服务都可以通过该类封装,指定具体参数实现

    • WebMapTileServiceImageryProvider
      服务WMTS1.0.0规范的影像服务,都可以通过该类实现,比如国内的天地图

    • TileCoordinatesImageryProvider
      渲染每一个瓦片的围,方便调试

    • GridImageryProvider
      渲染每一个瓦片内部的格网,了解每个瓦片的精细度


    配置影像服务

    比如使用bing地图服务:查看官方服务文档,https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/,找到BingMapsImageryProvider,查看具体参数使用

    https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/BingMapsImageryProvider.html

    var bing = new Cesium.BingMapsImageryProvider({
        url : 'https://dev.virtualearth.net',
        key : 'get-yours-at-https://www.bingmapsportal.com/',
        mapStyle : Cesium.BingMapsStyle.AERIAL});
    var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
        shouldAnimate : true,
        ImageryProvider:bing,
        baseLayerPicker : false,//关闭图层选择器,不然还怎么指定呢
    });


    扩展影像服务

    如果需要自己提供地图图层数据,就需要自己实现一个imageryProvider并赋予viewer的imageryProvider属性。

    天地图影像服务

          以国内数据的范畴来看,个人认为最佳,一来是数据内容和完整性,二来是不用许可无偏移,三来浏览速度还是很不错,国内其他影像服务能够满足这三点的并不多。

          天地图影像服务都是全球范围,分为墨卡托投影和经纬度两种坐标系,后者标识的是CGCS2000坐标系,对我这样的非专业人士,我等同于WGS84。另外,天地图提供了中英文的注记,也是很不错的。

          首先我们看一下墨卡托投影的全球影像图,遵循WMTS规范,服务URL如下:http://t0.tianditu.com/img_w/wmts

      首先,通过天地图的GetCapabilities信息,获取其相关的参数,重要信息如下:


    天地图WMTS规范 GetCapabilities信息

      通过红框处,我们可以知道,该WMTS服务的url,Layer的Name,Style,Format以及TileMatrixSet等关键属性的值。有了这些属性,我们就可以通过WebMapTileServiceImageryProvider构造出天地图的Provider

    var imageryProvider = new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({
        url : 'http://t0.tianditu.com/img_w/wmts?',
        layer : 'img',
        style : 'default',
        format : 'tiles',
        tileMatrixSetID : 'w',
        // tileMatrixLabels : ['default028mm:0', 'default028mm:1', 'default028mm:2' ...],
        maximumLevel: 18,
        credit : new Cesium.Credit('天地图')
    });
    viewer.imageryLayers.addImageryProvider(imageryProvider);
    //全球影像中文注记服务
    viewer.imageryLayers.addImageryProvider(new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({
        url: "http://t0.tianditu.com/cia_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=cia&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default.jpg",
        layer: "tdtAnnoLayer",
        style: "default",
        format: "image/jpeg",
        tileMatrixSetID: "GoogleMapsCompatible",
        show: false
    }));

    配置可参看:https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/WebMapTileServiceImageryProvider.html

    创建天地图不麻烦,但如何更好的创建呢?

    比如轮询机制,我们知道天地图提供了't0','t1','t2','t3','t4','t5','t6','t7'8个域名,服务端TCP最大链接数是有限制的,轮询机制下瓦片下载的速度更有保证,很可惜,尽管Cesium提供了subdomains的属性,但需要把url按照format的方式来指定参数 ,所以我们需要稍微调整一下构建过程,把我们需要的参数都format到url中

    Cesium大多也是默认Provider是按照墨卡托投影的,但天地图也提供了经纬度的影像服务,创建经纬度的天地图需要注意两个地方,一个是tilingScheme,指定为经纬度,另一个就是tileMatrixLabels,因为level是从1开始(而不是0),所以需要指定每一层级的索引号。

    地图地图叠加——添加多个Provider

    一个Provider满足用户的业务要求,比如有一个全球影像,但同时有一副全美人口密度专题图,是否能够叠加上去?

    看似简单,其实里面涉及到很多细节问题,叠加顺序涉及到渲染队列的优先级,两幅影像的投影不一致怎么办?如果全美人口密度专题图不是全球范围,只是美国范围,这样叠加是否能够准确?

    Cesium很好的解决了这些实际中的问题,简单说每一个Provider都对应一个tilingScheme,支持经纬度和墨卡托两种投影方式,默认是全球范围,用户也可以指定其范围,Cesium内部会根据这些参数来实现叠加效果。可以指定每一个ImagerLayer的Style。

    //初始化一个查看器,并且提供一个栅格图层
    var viewer = new Cesium.Viewer( 'cesiumContainer', {
        imageryProvider : new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider( {
            url : 'http://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer'
        } ),
        baseLayerPicker : false
    } );
    //添加另外一个图层
    var layers = viewer.scene.imageryLayers;
    var blackMarble = layers.addImageryProvider( new Cesium.TileMapServiceImageryProvider( {
        url : '//cesiumjs.org/tilesets/imagery/blackmarble',
        maximumLevel : 8,
        credit : 'Black Marble imagery courtesy NASA Earth Observatory'
    } ) );
    //设置图层的透明度
    blackMarble.alpha = 0.5;
    //设置图层的亮度
    blackMarble.brightness = 2.0;
    //添加一个图层,在特定位置绘制一个图片
    layers.addImageryProvider(new Cesium.SingleTileImageryProvider({
        url : '../images/Cesium_Logo_overlay.png',
        rectangle : Cesium.Rectangle.fromDegrees(-75.0, 28.0, -67.0, 29.75)
    }));

    ImageryLayerCollection类是一个图层管理器,可以调整多个图层之间的顺序,添加和删除等。详细内容可以查看Cesium接口文档或本章的MultiProvider.html范例:https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/ImageryLayerCollection.html

    多种图层能够被添加、移除、排序和适应到Cesium中。

    Cesium提供了一系列方法用于处理图层,比如颜色自适应,图层叠加融合。一些样例代码如下:

    自定义的,推荐阅读:cesiumjs开发实践 (三),https://blog.csdn.net/happyduoduo1/article/details/51942830

    ImageryProvider添加图形标记

    如果需要做一些标记怎么办?除了用entry实体添加外,其实用图层也是可以的

    var layers = viewer.scene.imageryLayers;
    layers.addImageryProvider(new Cesium.SingleTileImageryProvider({
        url : '../Apps/Sandcastle/images/Cesium_Logo_overlay.png',
        rectangle : Cesium.Rectangle.fromDegrees(-75.0, 28.0, -67.0, 29.75)
    }));

    不过我是基本不用此法

    Cesium投影系统选择

    Cesium支持经纬度和墨卡托两种方式,而且效率都很不错,那我们该如何选择呢?当然是有什么就用什么了,但相比而言,经纬度的效率要快一些。可惜墨卡托的影像更丰富一些。为什么经纬度的效率高,这要牵扯到地形数据,以及动态投影的计算,后面在介绍Cesium地形原理时,会详细的阐述,这里我们只需要知道这个性能考虑因素就可以了。

    参考文章

    Cesium应用篇:2影像服务(下) https://www.cnblogs.com/fuckgiser/p/5647457.html

    Cesium (五) 栅格图层 https://blog.csdn.net/happyduoduo1/article/details/51868091?locationNum=13&fps=1

    Cesium入门6 - Adding Imagery - 添加图层 https://www.cnblogs.com/cesiumjs/p/9982997.html



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