Page 198 - 测绘与空间地理信息研究

Surveying and Mapping and Spatial Geographic Information Research
测绘与空间地理信息研究

表 6-7 模型加载帧率变化
模型数量 0 个 1 个 100 个 200 个 1000 个 2000 个
精细模型 30~33FPS 23~25 FPS 12~15 FPS 0~4 FPS 0 FPS 0 FPS
简化模型 30~33FPS 27~28 FPS 22~24 FPS 16~18 FPS 12~14 FPS 0~3 FPS
（二）Cesium 加载 3DTiles 场景可视化
建筑物模型是诸多复杂地物类型中最常见和容易获得的模型数据。随着近年

来建设信息化建筑的潮流，通过计算机仿真建模辅助建筑设计的技术日益成熟。
建筑信息模型（BIM）作为构建城市建筑模型的主要数据源，产生了数量巨大可
用于 GIS 系统的建筑实体模型，为数字城市的构建提供了有利的数据支撑；点云
模型采集技术也在不断丰富和发展，产生了大量的建筑物模型。目前倾斜摄影自

动建模技术的日益成熟更是极大地丰富了三维实景模型数据源。通过这些方法可
以构建一个复杂逼真的三维虚拟场景，但在现实世界中，除了各种独特的标志性
建筑外，还有大量普通的如住宅、市场、办公楼等建筑物。在 Web 的三维虚拟
城市平台的构建中，若所有建筑都使用实体模型表示，必然会因为建模的巨大成

本、浏览器较低绘图能力和有限的网络带宽，影响实际使用。但作为一个数字城
市，如果它只包含稀疏的地标，将严重影响实际的客户体验。
因此构建网络虚拟城市，既要有精细逼真的标志性建筑，也要满足一定的城
市建筑群规模。解决上述矛盾的一个方法是利用简单几何结构快速生成大量普通

建筑物。在以往传统的二维 GIS 中，通常使用空间数据库存储代表建筑信息的
建筑物外部轮廓矢量图和高程信息列表表示建筑信息，成本要远远低于三维建筑
模型网络传输。其次，普通建筑结构相对单一，由丰富逼真的纹理集中表现。因
此本论文主要研究将大规模二维建筑轮廓矢量图的非实体模型建筑群转换为带有

LOD 的 3DTiles 模型数据，方便 Cesium 对其快速渲染。
本书获取的是包含高度字段的芝加哥市当前建筑物轮廓矢量图 GeoJson 文
件，共计 820606 个矢量面要素，数据量十分庞大。直接通过上节的矢量数据
加载可视化方法绘制缓慢且绘制数量有限，容易导致浏览器直接崩溃，因此

首先需将大数据量的 GeoJson 进行分级分块转换成瓦片数据格式加载。本书
将其转换为适合 Web 大规模三维场景传输渲染的 3DTiles。这里推荐一个转换
工具 CesiumLab，使用它可以快速地将 shp、GeoJson 等格式的矢量数据文件
转换为 3DTiles。数据转换完成后通过 viewer.scene.primitives.add（newCesium.

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