【WebGIS】Cesium：GeoJSON加载
GeoJSON 是一种常用的地理空间数据格式，它用于表示简单的地理要素及其属性，而且被广泛应用于 Web 地图和 GIS 系统中。在 Cesium 中，GeoJSON 文件可以很方便地加载到三维场景中展示，而且可以添加样式和变乱处理。本文将为你提供详细的渐进式学习教程，资助你逐步掌握如安在 Cesium 中加载和利用 GeoJSON 数据。初识 GeoJSON
GeoJSON 是一种基于 JSON（JavaScript Object Notation）的格式，用于表示地理要素，它支持点、线、面（Polygon）、多点、多线和多面等多少对象。GeoJSON 的数据布局包括以下根本部门：
[*]Feature：一个地理要素。
[*]FeatureCollection：多个 Feature 的集合。
[*]多少类型：Point（点）、LineString（线）、Polygon（面）等。
GeoJSON 示例
一个简单的 GeoJSON 文件大概像这样：
{
"type": "FeatureCollection",
"features": [
{
"type": "Feature",
"geometry": {
"type": "Point",
"coordinates":
},
"properties": {
"name": "Sample Point"
}
}
]
}
Cesium 中加载 GeoJSON
在 Cesium 中，加载 GeoJSON 非常简单。Cesium 提供了 GeoJsonDataSource 类，用于解析和加载 GeoJSON 数据。通过该类，你可以轻松地将 GeoJSON 文件加载到场景中。
底子用法
以下是加载一个简单 GeoJSON 文件的代码示例：
const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 加载 GeoJSON 文件
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/your/geojson-file.geojson')
.then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
viewer.flyTo(dataSource);// 自动飞到数据范围
})
.catch(function(error) {
console.error(error);
});
这段代码演示了如何利用 GeoJsonDataSource.load() 方法加载一个 GeoJSON 文件并将其添加到 Cesium 场景中。如果加载乐成，Cesium 将会自动将视角飞到加载的 GeoJSON 数据的范围。
本地加载与远程加载
除了加载本地的 GeoJSON 文件外，GeoJsonDataSource 也支持从远程服务器加载 GeoJSON 文件。例如：
Cesium.GeoJsonDataSource.load('https://example.com/your/geojson.geojson')
.then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
});
GeoJSON 的样式自定义
加载 GeoJSON 后，Cesium 允许你自定义要素的样式，比如点的颜色、线条的宽度和多边形的填充颜色等。样式通过 GeoJsonDataSource.clampToGround、GeoJsonDataSource.stroke 等属性来设置。
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/your/geojson-file.geojson', {
stroke: Cesium.Color.RED, // 线条颜色
fill: Cesium.Color.YELLOW.withAlpha(0.6),// 多边形填充颜色
strokeWidth: 3, // 线条宽度
markerSymbol: '?', // 标记符号
markerSize: 12, // 标记大小
markerColor: Cesium.Color.BLUE// 标记颜色
}).then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
});
在这个例子中，GeoJSON 中的点、线和多边形的样式都被自定义了。你可以根据需求进一步调整这些样式以满足项目的需求。
GeoJSON 数据的动态更新
Cesium 还允许你动态更新或添加 GeoJSON 数据。你可以通过更新 GeoJsonDataSource 来实现这一点。例如，你可以实时地从服务器获取最新的 GeoJSON 数据并更新体现。
const dataSource = new Cesium.GeoJsonDataSource();
viewer.dataSources.add(dataSource);
// 定期更新 GeoJSON 数据
setInterval(function() {
dataSource.load('https://example.com/updated/geojson-file.geojson');
}, 10000);// 每 10 秒刷新一次数据
在这个例子中，我们通过定时器每 10 秒从服务器加载新的 GeoJSON 数据，更新 Cesium 场景中的体现。
GeoJSON 的变乱处理
Cesium 支持对 GeoJSON 中加载的每个要素（如点、线、面）添加鼠标点击、悬停等交互变乱处理器。这可以极大地增强用户与地图的互动体验。
添加点击变乱
以下示例展示了如何为 GeoJSON 数据中的要素添加鼠标点击变乱：
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/your/geojson-file.geojson')
.then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
const entities = dataSource.entities.values;
for (let i = 0; i < entities.length; i++) {
const entity = entities;
entity.description = `Name: ${entity.properties.name.getValue()}`;
// 添加点击事件
viewer.screenSpaceEventHandler.setInputAction(function(click) {
const pickedObject = viewer.scene.pick(click.position);
if (Cesium.defined(pickedObject) && pickedObject.id === entity) {
alert('Clicked on ' + entity.name);
}
}, Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK);
}
});
该代码为每个 GeoJSON 要素添加了点击变乱。当用户点击某个要素时，弹出一个对话框体现该要素的名称。
贴附到地形
在 Cesium 场景中，GeoJSON 的多少体默认是悬浮在空中的。如果必要将这些多少体贴附到地形上（例如体现在真实的地形外貌上），可以利用 clampToGround 选项。
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/your/geojson-file.geojson', {
clampToGround: true // 将几何体贴附到地形上
}).then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
});
这段代码将加载的 GeoJSON 数据贴地体现，使得其更加符合地形的实际形状，尤其是当你利用了真实的 Cesium 天下地形时，这样的体现效果更加天然。
GeoJSON 数据的性能优化
在处理大型 GeoJSON 文件时，大概会碰到性能问题。为了进步性能，Cesium 提供了多种方法进行优化，例如：
[*]利用 simplify 参数来淘汰多少体的复杂度。
[*]利用服务器端对 GeoJSON 进行预处理，淘汰数据量。
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/large-geojson-file.geojson', {
clampToGround: true,
simplify: true // 简化几何体
}).then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
});
通过属性加载样式
在 Cesium 中，可以通过 GeoJSON 数据中的属性字段来自定义多少体的高度、颜色等属性。这些属性通常存储在 GeoJSON 的 properties 中，而 Cesium 提供了灵活的 API，可以根据这些属性字段动态设置多少体的外观和行为。
以下是详细的步骤，逐步讲解如何利用 GeoJSON 属性字段来自定义多少体的高度和颜色等属性。
准备 GeoJSON 文件
起首，确保你的 GeoJSON 文件包罗有你想用来设置多少体属性的字段。例如，下面是一个包罗高度（height）和颜色（color）的 GeoJSON 示例：
{
"type": "FeatureCollection",
"features": [
{
"type": "Feature",
"geometry": {
"type": "Polygon",
"coordinates": [
[
[
102.0,
0.0
],
[
103.0,
0.0
],
[
103.0,
1.0
],
[
102.0,
1.0
],
[
102.0,
0.0
]
]
]
},
"properties": {
"height": 3000,
"color": "#ff0000"
}
},
{
"type": "Feature",
"geometry": {
"type": "Point",
"coordinates": [
101.5,
0.5
]
},
"properties": {
"height": 10000,
"color": "#00ff00"
}
}
]
}
这个 GeoJSON 文件包罗两个要素：一个多边形和一个点，它们都有各自的高度和颜色属性。
加载 GeoJSON 数据
利用 Cesium 的 GeoJsonDataSource 来加载这个 GeoJSON 文件，并通过 entities API 来访问并修改每个多少体的外观和高度。下面是加载的根本代码：
const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/your/geojson-file.geojson')
.then(function(dataSource) {
viewer.dataSources.add(dataSource);
const entities = dataSource.entities.values;
// 遍历所有实体，基于 GeoJSON 中的属性字段来设置高度和颜色
for (let i = 0; i < entities.length; i++) {
const entity = entities;
// 访问每个实体的 properties
const height = entity.properties.height.getValue();
const color = Cesium.Color.fromCssColorString(entity.properties.color.getValue());
// 设置多边形或点的高度和颜色
if (entity.polygon) {
entity.polygon.extrudedHeight = height;// 设置多边形的高度
entity.polygon.material = color; // 设置多边形的颜色
} else if (entity.point) {
entity.point.pixelSize = 10; // 设置点的大小
entity.point.color = color; // 设置点的颜色
entity.position = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(
entity.position.getValue(Cesium.JulianDate.now()).longitude,
entity.position.getValue(Cesium.JulianDate.now()).latitude,
height // 设置点的高度
);
}
}
})
.catch(function(error) {
console.error(error);
});
[*]访问 properties 字段：entity.properties 包罗了 GeoJSON 中的自定义属性字段。通过 entity.properties.fieldName.getValue() 可以获取相应的值。
[*]设置高度：对于 polygon，可以通过 entity.polygon.extrudedHeight 来设置其拉伸高度。对于 point，可以通过 entity.position 设置其在三维空间中的位置，高度值包罗在第三个参数中。
[*]设置颜色：可以通过 Cesium.Color.fromCssColorString() 方法，将 GeoJSON 属性中的颜色字符串转换为 Cesium 中的颜色对象，并应用到 polygon.material 或 point.color 中。
通过属性加载多边形
Cesium Viewer 初始化
const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
timeline: false,
animation: false,
infoBox: false,
imageryProvider: new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({
url: "http://t0.tianditu.gov.cn/vec_w/wmts?tk=" + MAP_KEY,
layer: "vec",
style: "default",
tileMatrixSetID: "w",
format: "tiles",
maximumLevel: 18
})
});
[*]创建一个 Cesium.Viewer 实例，并设置根本设置选项，例如关闭时间轴和动画控件，同时利用天地图作为底图。
加载 GeoJSON 文件
Cesium.GeoJsonDataSource.load('path/to/your/geojson-file.geojson', {
clampToGround: true
}).then(function(dataSource) {
// 处理加载成功的逻辑
});
[*]利用 Cesium.GeoJsonDataSource.load 方法加载 GeoJSON 文件，并利用 clampToGround: true 选项确保多少贴合地面。
遍历和渲染实体
const entities = dataSource.entities.values;
for (let i = 0; i < entities.length; i++) {
const entity = entities;
if (entity.polygon) {
const properties = entity.properties;
const height = properties.height ? properties.height.getValue() : 0;
const colorValue = properties.color ? properties.color.getValue() : '#ffffff';
entity.polygon.extrudedHeight = height;
entity.polygon.material = Cesium.Color.fromCssColorString(colorValue);
entity.polygon.outline = false;
}
}
[*]遍历 dataSource.entities.values，该数组包罗所有加载的实体。
[*]通过 properties 对象获取每个多边形的 height 和 color 属性，并分别用于设置 extrudedHeight（拉伸高度）和 material（颜色）。
[*]利用 Cesium.Color.fromCssColorString 将颜色字符串转换为 Cesium 的颜色对象。
调整视角
viewer.zoomTo(dataSource);
[*]利用 viewer.zoomTo 方法自动调整视角，使加载的所有实体都在视野范围内。
结语
通过本文，你已经相识了如安在 Cesium 中加载、展示和交互 GeoJSON 数据。Cesium 提供了强盛的 API 来自定义样式、处理变乱、动态更新数据，而且可以高效地加载大型数据集。在实际项目中，你可以结合 Cesium 的其他功能，如 3D Tiles、地形和影像图层，构建出复杂的三维可视化应用。
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