《智能交通技术》课件-第七章 数字孪生专题

数字孪生专题GIS&3D知识0

1基于GIS地图的开发02基于3D场景的开发03CONTENTS目录PART01KNOWLEDGEOFGIS&3DGIS&3D知识GIS是什么GIS即地理信息系统（GeographicInformationSystem），是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科。GIS深层是空间信息的处理，地图是GIS的表现形式，从GIS地图上可以获取地理空间信息的直观印象，也可获取其它信息，如物体之间的关系、影响范围等。具有呈现、还原、规划、数据挖掘、统计分析等价值。GIS标准：OGCOGC（OpenGeospatialConsortium-OGC）即开放地理空间信息联盟。不同GIS软件对空间数据定义和存储结构是有差别的，其所支持的数据存储格式不能直接相互利用，需经过格式转换才能相互被对方使用。标准的用处就在于使不同厂商、不同产品之间可以通过统一的接口进行互操作。分为TMS、WMS、WMTS、WFS等标准，平台支持TMS、WMS、WMTS等地图服务标准TMS：瓦片地图服务,允许用户访问地图操作。WMS：网络地图服务，能够根据用户的请求返回相应的地图0102WMTS：(OpenGISWebMapTitleService)web地图瓦片服务WFS：网络要素服务0304GIS坐标系大地椭球体地理坐标系投影坐标系大地水准面：基于大地椭球体对地球做抽象得到一个连续、闭合的地球表面，即参考椭球面。地理坐标系：基于大地水准面建立的地理坐标系。包括：大地坐标系/经纬度坐标系（LBH）

空间直角坐标系/地心坐标系（XYZ）高斯-克吕格投影（横轴墨卡托投影）通用横轴墨卡托（UTM）投影墨卡托投影Web墨卡托投影地球既不是正圆，也不是规则的椭圆；地球的自然表面不是光滑的，是崎岖不平的。大地椭球体就是实际的地球。GIS坐标系坐标系划分地图图层GIS展示，是通过不同的图层去描述，然后通过图层叠加显示来进行表达的过程。对于地图应用目标的不同，叠加的图层也是不同的，用以展示我们针对目标所需要信息内容。数据结构矢量数据结构是如同X,Y（或者X,Y,Z）坐标，利用点，线，面的形式来表达现实世界，具有定位明显，属性隐含的特点。由于矢量数据具有数据结构紧凑，冗余度低，表达精度高。单个对象称之为“要素”，而要素主要分为点、线、面等类型。矢量数据：栅格数据：栅格数据（瓦片模型）是以二维矩阵的形式来表示空间地物或现象分布的数据组织方式。每个矩阵单位称为一个栅格单元（cell）。栅格的每个数据表示地物或现象的属性数据，因此栅格数据有属性明显，定位隐含的特点。四叉树编码是最有效的栅格数据压缩编码方法之一，还能提高图形操作效率，具有可变的分辨率。数据结构矢量数据：GIS数据来源：3D知识矢量数据：L1城市级：资料需求：GIS数据，卫星遥感数据推荐视距：1500米~20公里结构标准：无（程序化生成体块）纹理标准：卫星影像或纯色应用场景：市全域，上千平方公里场景（包含地形，建筑体块，路网，水系等）3D知识矢量数据：L2区域级：资料需求：OSGB，CAD，CIM推荐视距：500米~5000米结构标准：程序化生成纹理标准：程序化生成纹理应用场景：城市区域展示，主体周边建筑（包含地形，建筑体块，路网，水系等）3D知识矢量数据：L3园区级：资料需求：CAD，BIM，扫描数据推荐视距：50米~2000米结构标准：手工建模主要结构（大于1m）还原建筑主体结构纹理标准：手工绘制，按扫描资料细节贴合模型面，保留建筑原始材质细节也可选择风格化制作（建筑线框透视等）应用场景：街道区域，智慧园区，楼宇场景，基础室内楼层3D知识矢量数据：L4建筑级：资料需求：CAD，BIM文件，扫描数据等推荐视距：5米~800米结构标准：手工精细化建模还原厘米级结构纹理标准：PBR材质标准流程，还原真实质感材质应用场景：主建筑楼宇，桥梁，普通精度设备及车间，室内楼层（包含基础设备）3D知识矢量数据：L5产品级：资料需求：CAD，BIM，扫描数据推荐视距：0.2米-10米结构标准：细节零件结构纹理标准：PBR材质标准流程，还原真实质感材质应用场景：机械设备，部分高精度产品等PART02DEVELOPMENTBASEDONGISMAPS基于GIS地图的开发地图选择矢量数据：L5产品级：如果一定要使用百度地图作为底图的，请使用三维地图V1组件如果不需要使用百度地图作为底图的、需要使用BIM或倾斜摄影的，建议使用三维地图V2组件功能测重点对比（注：两套地图的组件各自独立，不相互兼容）GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：底板是地图中相对静态的场景，不涉及业务组件。包括：倾斜摄像、BIM场景、建筑物（如有需要）、建筑白模等相对静态的物体，以及影像风格、坐标系、视角等设置。1、搭建底板：1、先拖动三维地图V2组件上的地球组件作为基底2、拖动影像组件到地球的基底上，地图切换为TMSGIS开发步骤矢量数据：L5产品级：业务图层是指用于模拟业务形态的其他特定组件（例如电子围栏、热力图、图片打点、标签、轨迹图层等），主要配置业务组件的展示样式。2、配置业务图层并绑定服务端数据：使用方法：将相应业务组件拖入地图（或地球）中，再修改其属性等设置。数据格式：三维地图V2，各组件整体思路一致，由id、point（或line\polygon）、style、附加字段构成。GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：适用于三维地图V23、如何制作标签：图文标签可实现多个图片、多个文字任意排版形式的标签适用于可视化任意排版的场景支持多个位置上同时展示GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：3、如何制作标签：属性标签主要用于展示属性的场景，属性名称可以自定义，值由数据传入支持多个位置上同时展示GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：3、如何制作标签：自定义标签主要用于将其他组件作为弹窗或标签的场景作为一个容器，具体内容可拖入大屏或web组件来自定义完成支持单个位置上展示GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：3、如何制作标签：HTML标签主要用于HTML代码排版的场景作为一个容器，具体内容可拖入大屏或web组件来自定义完成支持多个位置上同时展示GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何实现让用户打点并生成组件目标效果：当我们使用捷码开发的系统需要由使用人员（勘察员、走访员等）来打点并完成信息输入时，能展示正确的位置及相应的组件效果。适用于三维地图V1实现思路：提前准备上传模型组件，使用数据采集工具获取坐标点，并点击完成按钮，将采集的数据传给上传模型组件，并加载出打点的效果。（其中完成按钮是指完成数据采集，并将数据传给组件的过程）。GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：5、如何实现打点弹窗三维地图V1：所需组件：图片打点组件、自定义弹窗组件实现思路：把业务数据存放到图片打点的数据里，图片打点的点击事件绑定一个自定义函数。通过点击事件的回调参数获取到当前点击的点的业务信息，打开自定义弹窗并修改弹窗的内容。三维地图V2：所需组件：点组件、弹框组件实现思路：把弹窗需要的内容存放在对应的点的数据里面，点击点的时候调用弹窗的打开方法。PART03DEVELOPMENTBASEDON3DSCENES基于3D场景的开发GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：1、搭建静态场景静态场景是指固定的环境，例如园区里固定不动的建筑楼宇、地面、水池、周边的树木、光照环境（四周的天空、光线的照射）等。使用时请先拖入场景组件，再拖入其他组件。静态场景的搭建主要分为两个步骤：1、场景模型搭建；2、光照环境配置。GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：1、搭建静态场景场景模型搭建:自有模型：可以使用上传模型、上传建筑物等组件将模型上传至平台使用（模型支持glb、gltf格式）通用模型：可以使用平台内置的模型，将其拖到场景中即可特殊组件：根据需要可使用楼层、植被、内墙、无框圈地、天气组件GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：1、搭建静态场景光照环境配置:光线与投影：配置主光源与投影（方向光）、辅助光（半球光、环境光）、灯光组件（根据需要可选用）天空与地面：配置天空背景的样式（天空图会影响整体环境的光照氛围）、配置地面的贴图（或使用地面模型）GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：2、配置动态业务图层的样式业务图层范围:模拟随业务变化的孪生模型：例如仿真行走的车辆、流水线上的产品等模拟随业务变化的特定组件：例如电子围栏、热力图、图片打点、标签、轨迹图层等GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：2、配置动态业务图层的样式业务图层样式配置:选择目标业务图层，在右侧属性>样式中，进行相应的配置，下图以轨迹模型图层、轨迹图层为例，红框内的配置为样式配置（各组件属性各不相同，请根据实际需求配置）GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：3、使用服务端数据加载动态图层案例：如何根据服务端数据动态在场景里放置摄像头步骤1：将“模型打点图层”拖入场景，点默认模型地址右侧绑定配置摄像头步骤2：打开场景数据采集工具属性，在场景上采集数据GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：3、使用服务端数据加载动态图层案例：如何根据服务端数据动态在场景里放置摄像头步骤3：采集完成之后，点击转换代码按钮，将所需数据复制下来存入数据库步骤4：点击属性面板数据栏，切换为动态数据，绑定服务端数据GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：3、使用服务端数据加载动态图层案例：如何根据服务端数据动态在场景里放置摄像头最终效果GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标用途：主要用于获取场景上位置的坐标数据，方便其他组件所使用，分为点、线、面等数据类型工具位置：3D场景>属性>【数据采集工具】GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能一：打点，在地图绘制点，可一次绘制多个点点击点ICON，可进行多次点击，右键结束绘制选中某一个点按住可以拖拽移动位置点击属性工具，在打点的同时可以填写带id的属性信息点击转换代码按钮可以复制代码GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能二：绘线，在地图绘制线（不封闭），一次绘制一条线点击线ICON，进行多次点击，右键结束绘制选中某一个点按住可以拖拽移动位置，在一条线的中点有虚拟点，点击可以加入一个点点击属性工具，在绘制完成一条线的同时可以填写带id的属性信息点击转换代码按钮可以复制代码GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能三：在地图绘制封闭多边形，一次绘制一个多边形点击多边形ICON，在地图进行多次点击，右键结束绘制选中某一个点按住可以拖拽移动位置，在一条线的中点有虚拟点，点击可以加入一个点点击属性工具，在绘制完成一个多边形的同时可以填写带id的属性信息点击转换代码按钮可以复制代码GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能四：删除，删除点、线、多边形（需选中相应的点、线、多边形）GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能五：角度，点击后，绘制线、面时线条方向限制在水平、垂直方向GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能六：属性默认不打开，采集点位信息后，直接返回id+经纬度信息。打开后，每完成一个点/线/面的采集，弹出编辑属性弹框，可在弹框中对id和其他字段进行数据录入，点击【+】按钮可以添加一行字段，以录入更多的属性。GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能七：转换代码在绘制完成后，点代码按钮生成点、线、面代码。可将相应的坐标数据复制转换给其他组件使用。绘制点的数据在points里绘制线的数据在lines里绘制面的数据在polygons里GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：4、如何拾取场景坐标功能八：清除点击清除按钮可以清除所有的点/线/面以及代码框中的数据信息分批次取点时，建议使用清除按钮GIS开发步骤矢量数据：L5产品级：5、如何进行视角切换同一个场景，在不同位置观察形成的不同画面，也就形成了不同的视角。用户可以保存不同视角，设置初始进入视角，用时可以动态切换视角。可以以第一人称视角在场景内行走或者飞行，可以通过鼠标或者键盘控制来控