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1web三維電子地圖引擎設計

Web三維電子地圖引擎分為兩大塊，前端地圖展示和服務器數據分析，服務端部分和以往的MapServer無過多區別，包括空間數據庫、統計分析、地理分析等一些常用的服務端分析功能，支持WMS、WFS等和WPS任務處理標準等。額外的工作值需要支持一些如websocket的html5的新特性。三維電子地圖設計的重點在于web地圖展現部分，包含以下幾個部分：

1.1地理服務部分：地理服務部分包含地圖引擎的一系列組件，主要有：a.空間數據類型，按照GeoJson格式定義空間數據類型，有點、線、面、多點、多線、多面。b.要素(Feautre)類型和元素(Element)類型,要素代表地理要素，是有實際地理意義的實體，比如在特定比例尺地圖上，一座橋可以繪制成一條線段，可以稱為一個線狀要素。而元素是標識在地圖上的一個圖形，只需要是幾何對象即可。c.地圖投影和坐標系系，地圖投影確定了矢量要素/元素的真實地理坐標，通過這個坐標可以將矢量轉換到顯示器屏幕中顯示。d.地圖符號庫，地圖符號是電子地圖很重要的一部分，電子地圖渲染后，對特殊的標注需要有特殊的符號顯示，比如醫院、學校就是特定的點狀符號，鐵路、國道、省道分別是特定的現狀符號等。e.地圖控件集，包含地圖制圖的控件，有比例尺、指北針、圖例、地理編碼搜索工具等，增加地圖的實用性和美觀性，基礎地圖必備工具。

1.2地圖渲染器（Renderer）三維場景的渲染包括以下幾個部分：a.視角相機，默認采用俯視視角。b.光源，模擬真實世界的光源，在三維場景里會有反射、漫反射等效果。c.材質，三維地圖里的地圖底圖采用柵格瓦片作為貼圖材質，三維物體比如樓房墻面可以采用GLSL預定義文件做通用的材質，以減少數據傳輸。d.場景和形狀(Shape)，這是三維地圖的基礎，構將一個三維場景后，通過往場景里動態的添加減少物形狀(Shape)，豐富三維場景內容，形狀(Shape)包含一個幾何體幾何，對應地理服務里的空間數據類型，如點，線，面，體。除此之外還有構建好的模型加載器，用以加載特殊的三維模型。

2Web三維電子地圖引擎的實現

Web三維電子地圖引擎采用了webgl、websokcet等新技術，開發語言為Javascript。基礎類（BaseType），包含了邊界、要素、元素、格網（用于構建矢量金字塔）、經緯度坐標、投影坐標、屏幕像素坐標這些類。核心（Core），提供了Javascript語言常用的一些擴展，包括自定義繼承類等。幾何（Geometry)、json數據（JsonMap)、圖層(Layer)、瓦片(Tile),工具集(Tools)是對地理服務器的實現，包含地圖底圖加載，矢量數據分析等。繪圖（Graphic）庫提供地圖的渲染功能，包含矢量和柵格地圖的渲染。標繪（Plot）工具箱是提供額外的地圖繪制功能，如行軍路線，雙箭頭等。

3結果展現與總結

圖1是三維地圖效果，引擎只是初步實現了web地圖三維可視化顯示，還有諾多的工作和細節上的調整，同時，隨著電子地圖的進一步發展，web地圖引擎也將亦步亦趨的往前發展。

作者：黃奎單位：湖北大學資源環境學院