摘 要

目前，三维建模及其可视化乃至数字城市渐渐呈现在公众眼前，成为未来城市发展不可缺少的一大助力。OpenGL是一个功能强大，调用方便的底层3D图形库，可用于实现三维数据可视化，但考虑到信息共享，跨平台等问题，采用WebGL来实现三维数据可视化。

Cesium网站是基于Javascript的开源库，此次毕业设计将选择Cesium网站来作为三维数据可视化的平台，本论文将主要讲述Javascript的一些基本理论，三维模型的制作与获取，Cesium的一些相关知识以及基于Cesium的三维数据可视化。

关键词：Cesium，Javascript，数字城市，三维建模及其可视化，WebGL

The visualization of 3d data based on OpenGL

Abstract

Currently,Three-dimensional modeling and visualization and digital city are gradually appearing in the public's eyes, which is an indispensable help for the future urban development.OpenGL is a powerful, easy to call low-level 3D graphics library that can be used to visualize 3D data.However, considering information sharing, cross-platform and other issues, WebGL is adopted to realize 3d data visualization.

The Cesium website is an open source library based on Javascript. The graduate design will select the Cesium website as a platform for 3D data visualization.This paper will focus on some basic theories of Javascript, the production and acquisition of three-dimensional models, some related knowledge of Cesium, and three-dimensional data visualization based on Cesium.

Key Words:Cesium;Javascript;digital city;3D Visualization;Web

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 2

1.1研究背景 3

1.2 研究的意义和目的 3

1.3 国内外发展概括 4

1.3.1 数据可视化发展现状 4

1.4 论文构成 5

第二章 基本理论 7

2.1 Javascript基础理论 7

2.1.1 Javascript 特点 7

2.1.2 Javascript与Java的区别 7

2.2 模型数据的获取与制作 8

2.2.1 三维建模的方法 8

2.2.2 模型数据制作规范 10

第三章 基于WebGL的三维数据可视化 12

3.1 三维可视化平台 12

3.1.1 Cesium网站简介 12

3.1.2 平台比较 14

3.2 Cesium开发环境配置及运行 14

3.3 地形数据的加载 15

3.4 三维模型的加载 17

第四章 总结与展望 20

附录程序（卫星模型加载） 21

参考文献 24

致谢 25

第一章 绪论

1.1研究背景

当今时代,信息技术的发展逐渐渗透到我们的城市生活中,对我们生活的各个方面都产生了深刻的影响,抨击着传统的以手工操作与技术经验为主的城市规划与管理,随着旅游,建设等的需求,数字城市即采用计算机来进行城市三维建模及其可视化成为未来发展的主流方向。

所谓数字城市即使用3S技术,遥测等先进技术将现代城市的数据信息进行收集,整理,归纳,分析,在合适的地理坐标系中建立三维空间模型,通过网络使公众得知城市的过去以及现在,并预测未来的发展，并使其数据信息达到更高的价值以及更高的利用率，而且保证数据的时效性，对城市的农业，工业，服务业等行业都是一次巨大的抨击与变革。数字城市将应用于城市规划，是城市变得更加智能化，更好的为人们创造舒适的生活环境。

三维表达即三维可视化可以说是数字城市及空间信息应用的一个至关重要的部分。所谓可视化即将原始模拟数据通过一系列的变换将其转换为图像及图形在屏幕上显示出来，在这个过程中需要将3D模型与纹理，高程数据等进行编辑校准从而实现三维可视化，而为了增强交互性与跨平台性，Web3D无疑是更好的选择。使用WebGL可以免除插件，通过书写网页代码来实现三维模型可视化，成为本次设计的选择。

1.2 研究的意义和目的

本文研究的目标即探索一种高效组织和管理三维空间数据的方式，之后利用这些数据来构建易于交互的三维空间模型并进行可视化，这也同样是三维GIS进行成功应用的关键，三维GIS慢慢称为GIS未来的重要发展方向，而伴随着计算机软硬件与空间测量等的发展，三维GIS必将在不久之后成为现实。

谈到三维GIS，它的实现离不开可视化，所谓可视化，即将现实景象进行数字化并进行直观化的表示，以使其更加客观且更具说服力，而地图就是可视化的一个重要工具。但是对于大部分地图来说，其二维表示与三维现实之间存在很大的区别，因此近年来诸多学者都在研究地形图的三维表示，尝试着寻找一种既能满足人们的生理习惯，又能真实的描述现实世界的方法。但是随着需求的发展，如今的可视化形式已经逐渐满足不了需求，地学领域在探求更加高级的可视化形式。因此如何可视化表达一个三维空间模型已经成为数字城市至关重要也是迫在眉睫的一步。

地理信息系统( GIS )是用于收集、管理和分析数据的框架。GIS植根于地理学，集成了多种类型的数据。它分析空间位置并使用地图和3D场景将信息层组织成可视化。凭借这一独特功能，GIS可以更深入地了解数据，如模式、关系和情况，从而帮助用户做出更明智的决策，三维可视化是三维GIS的研究的重点方向之一。实现三维可视化的平台有很多，此次我将选择WebGL作为数据可视化的平台，WebGL是将OpenGL搭建在B/S架构下，是一个被认可的三维图形标准API。

本次研究即将三维模型在合适的webgl平台进行渲染单体显示，顺应了HTML高速发展的时代，从而达到高效使用空间数据，满足用户的交互性需求与多维性需求，对所研究区域进行规划建设决策进行辅助分析，在GIS可视化及辅助决策上具有很强的研究意义。

1.3 国内外发展概括

1.3.1 数据可视化发展现状

可视化技术最早出现在计算机科学中，其刚开始主要应用于科学数据，是将数据以直观的图像进行显示，也能将随时间和空间变化的物理现象与物理量进行呈现，方便进行使用。

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