基于Cesium的校园三维GIS信息平台——以石湖校区为例开题报告

1. 研究目的与意义

近年来，随着数据获取手段的多样化，基于无人机进行数据采集的倾斜摄影测量逐渐成为测绘行业中不可替代的一一个新兴发展方向。另一方面，二维GIS发展技术和相关软硬件设施趋于完善，基于三维可视化场景的三维GIS仍存在相互结合并实现在Web端的可视化呈现成为近年来研究的热点。开发技术得到迅速发展:如何将倾斜摄影技术这种数据快速获取手段与三维GIS相互结合并实现在Web端的可视化呈现成为近年来研究的热点。Cesium作为一款性能 良好的三维GIS开发框架，它能够在三维虛拟地球场景中通过叠加丰富的矢量和模型信息实现GIS分析和三维可视化场景的创建，同时，还支持在浏览器端的无插件浏览交互。此次报告基于Cesium开发框架，实现倾斜三维技术与GIS的结合并在Web端实现三维可视化场景的构建，论文所做工作包括以下几个方面:(1)基于倾斜摄影的三维模型快速重构技术，进行三维基础数据场景的构建，并基于该场景对Cesium三维模型的支持格式glTF和3DTile进行数据组织和渲染调用的解析。(2)在三维可视化场景的基础上进行功能模块的实现，对实现的几何信息查询、属性信息查询和全景链接查询等三种可视化查询的实现方式进行说明，查询实现的过程同时完成对系统前端和数据端的调用和整合。(3)基于Cesium框架实现系统需求功能分析，对客户层、服务层和数据存储层三层B/S架构方式的三维可视化场景系统进行构建,并对系统每一层节的设计和功能实现进行阐述和说明。

在此及基础上，本次课题主要是以cesium开源框架，利用无人机倾斜影像来建立一个校园的三维模型为基础的信息平台。三维校园可视化系统的受众群体为学生、校园管理者、校外访客，旨在校园内三维场景的浏览器端展示，其将校园内的建筑物、地理环境、校园资源等信息整合。本系统采用B/S结构体系，经需求分析将系统划分为地图展示模块、BIM信息模块、空间GIS模块与地物对应模块。此次项目结合BIM WebGIS技术构建以本校为原型的三维校园可视化系统，通过将局部的建筑模型信息与宏观的空间地理信息相结合，尽量满足用户对校园环境的充分了解，以及在一些情况下辅助用户及管理者对校园建筑及其他元素的一体化需求。充分运用Java开发平台，以及百度API等技术引用入系统，结合三维可视化、空间分析、信息查询三个方面设计并实现浏览器端三维校园可视化系统，为校内外师生的生活学习提供帮助。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

以苏州科技大学石湖校区无人机倾斜影像，处理成三维模型的地理基础数据和基础cesium开源框架，基于天地图地图服务，使用arcmap10.2制作处理影像，通过cesiumlab来三维制作模型，并使用vue、arcgis api for javascript3.16、echarts等框架进行网站前端的开发。基于java开发平台，进行网站后端的开发，并使用mysql5.7数据库或者pgadimin4管理校园地物信息的数据。主要研究内容有以下几个方面:

（1）了解cesium开源框架模型的建立与发布，基于b/s架构开发出兼备可视化，信息化，及跨平台能力的校园平台。

3. 研究的方法与步骤

1）需求分析

通过查阅大量cesium开源框架建立的信息系统、模拟系统的设计与开发文献，深入了解行业的系统需求和基本功能。同时发现传统系统中的不足之处，挖掘出新的潜在需求和功能。

2）系统架构与功能设计

4. 参考文献

(1)叶娜，等. 基于bim cesium三维可视化校园系统的设计与实现[j].西安建筑科技大学,2021.

(2)石振.基于cesium的城市三维场景实现[j].(北京中科数遥信息技术有限公司,北京100101),2021,1 tp391.41.

(3)郑志煌,章欣欣，何原荣.基于开源cesium的三维webgis场景实现[j].学术研究2019年7月第16卷总第324期.

5. 计划与进度安排

（1）2月12日——2月29日

指导老师进行项目要求和目标解说。

查阅相关国内外研究的文献资料，完成课题开发路线的论证。