Cesium笔记(3):基本控件简介—ImageryProvider地图瓦片地图配

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cesiumjs中可定制多种图层，可以使用互联网上很多地图提供商的图层数据，也可以使用自己的地图数据。Cesium支持多种标准化格式的GIS瓦片服务，可以把栅格图层绘制到地球的表面——cesiumjs的地图图层本质上是一些瓦片数据，这些图层的亮度、对比度、色相均可以动态调整。

对于地图瓦片数据，OGC(Open Geospatial Consortium开放地理联盟)有很多标准，如TMS、WMTS、各个商业公司也有自己的内部标准。推荐阅读：《OGC标准WMTS服务概念与地图商的瓦片编号流派-web地图切片加载 》

cesiumjs支持的图层格式

  • wms
  • TMS
  • WMTS (with time dynamic imagery)
  • ArcGIS
  • Bing Maps
  • Google Earth
  • Mapbox
  • OpenStreetMap

默认地，Cesium使用Bing Maps作为默认的图层。这个图层被打包进Viewer中用于演示。Cesium需要您自己创建ion account然后生成一个access key用于访问图层数据。

Cesium ion

Cesium ion是一个提供瓦片图和3D地理空间数据的平台，Cesium ion支持把数据添加到用户自己的CesiumJS应用中。下面我们将使用Sentinal-2二维贴图和Cesium世界地形，二者都需要ion的支持。

如果我们在使用Cesium的过程中，没有申请ion，同时没有自己的数据源用而是使用cesium提供的数据源，viewer的底部常常会提示一行小的英文字母。大意就是需要申请access token。

在创建Cesium Viewer的时候，将access token填为自己的access token即可。

Cesium.Ion.defaultAccessToken = '<YOUR ACCESS TOKEN HERE>';

具体官方已经说的很清楚：https://cesium.com/docs/tutorials/getting-started/

使用Cesium的数据源，需要配置IonImageryProvider（去Cesium ion页面，将相关的案例数据 Add to my assets，此时将在个人的app中图层数据源变得可用）

代码语言：javascript
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let imageryProvider= new Cesium.IonImageryProvider({
  assetId: 3812,
  accessToken: 'eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJqdGkiOiJhMTg2Mzk0My02NWJmLTQ1ODgtOWRiMy0wODM1ZTkwNGM1NTYiLCJpZCI6MjM0NzYsInNjb3BlcyI6WyJhc2wiLCJhc3IiLCJhc3ciLCJnYyJdLCJpYXQiOjE1ODM0NjEyMDN9.qXnJKCaIHS7JkIPRySJmmbdHvyj1ihQ2CI3itKy9MvY'
})

要是自定义配置，可以使用ImageryProvider

影像服务综述

Cesium中提供了多种ImageryProvider方式，Cesium目前支持的影像服务类型有：

  • ArcGisMapServerImageryProvider 支持ArcGIS Online和Server的相关服务
  • BingMapsImageryProvider Bing地图影像，可以指定mapStyle，详见BingMapsStyle类
  • createOpenStreetMapImageryProvider OSM影像服务，根据不同的url选择不同的风格
  • createTileMapServiceImageryProvider 看文档是根据MapTiler规范，貌似是可以自己下载瓦片，发布服务，类似ArcGIS影像服务的过程
  • GoogleEarthImageryProvider 企业级服务，没有用过
  • ImageryProvider 基类，所有的影像服务最终都基于此类，如果你需要扩展新的Provider也会继承该类
  • MapboxImageryProvider Mapbox影像服务，根据mapId指定地图风格
  • SingleTileImageryProvider 单张图片的影像服务，适合离线数据或对影像数据要求并不高的场景下
  • UrlTemplateImageryProvider 指定url的format模版，方便用户实现自己的Provider，比如国内的高德，腾讯等影像服务，url都是一个固定的规范，都可以通过该Provider轻松实现。而OSM也是通过该类实现的。
  • WebMapServiceImageryProvider 符合WMS规范的影像服务都可以通过该类封装，指定具体参数实现
  • WebMapTileServiceImageryProvider 服务WMTS1.0.0规范的影像服务，都可以通过该类实现，比如国内的天地图
  • TileCoordinatesImageryProvider 渲染每一个瓦片的围，方便调试
  • GridImageryProvider 渲染每一个瓦片内部的格网，了解每个瓦片的精细度

配置影像服务

比如使用bing地图服务：查看官方服务文档，https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/，找到BingMapsImageryProvider，查看具体参数使用

https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/BingMapsImageryProvider.html

代码语言：javascript
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var bing = new Cesium.BingMapsImageryProvider({
    url : 'https://dev.virtualearth.net',
    key : 'get-yours-at-https://www.bingmapsportal.com/',
    mapStyle : Cesium.BingMapsStyle.AERIAL});
var viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
    shouldAnimate : true，
    ImageryProvider：bing,
    baseLayerPicker : false,//关闭图层选择器，不然还怎么指定呢
});

扩展影像服务

如果需要自己提供地图图层数据，就需要自己实现一个imageryProvider并赋予viewer的imageryProvider属性。

天地图影像服务

      以国内数据的范畴来看，个人认为最佳，一来是数据内容和完整性，二来是不用许可无偏移，三来浏览速度还是很不错，国内其他影像服务能够满足这三点的并不多。

      天地图影像服务都是全球范围，分为墨卡托投影和经纬度两种坐标系，后者标识的是CGCS2000坐标系，对我这样的非专业人士，我等同于WGS84。另外，天地图提供了中英文的注记，也是很不错的。

      首先我们看一下墨卡托投影的全球影像图，遵循WMTS规范，服务URL如下：http://t0.tianditu.com/img_w/wmts

  首先，通过天地图的GetCapabilities信息，获取其相关的参数，重要信息如下：

天地图WMTS规范 GetCapabilities信息

  通过红框处，我们可以知道，该WMTS服务的url，Layer的Name，Style，Format以及TileMatrixSet等关键属性的值。有了这些属性，我们就可以通过WebMapTileServiceImageryProvider构造出天地图的Provider

代码语言：javascript
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var imageryProvider = new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({
    url : 'http://t0.tianditu.com/img_w/wmts?',
    layer : 'img',
    style : 'default',
    format : 'tiles',
    tileMatrixSetID : 'w',
    // tileMatrixLabels : ['default028mm:0', 'default028mm:1', 'default028mm:2' ...],
    maximumLevel: 18,
    credit : new Cesium.Credit('天地图')
});
viewer.imageryLayers.addImageryProvider(imageryProvider);
//全球影像中文注记服务
viewer.imageryLayers.addImageryProvider(new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({
    url: "http://t0.tianditu.com/cia_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=cia&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default.jpg",
    layer: "tdtAnnoLayer",
    style: "default",
    format: "image/jpeg",
    tileMatrixSetID: "GoogleMapsCompatible",
    show: false
}));

配置可参看：https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/WebMapTileServiceImageryProvider.html

创建天地图不麻烦，但如何更好的创建呢？

比如轮询机制，我们知道天地图提供了't0','t1','t2','t3','t4','t5','t6','t7'8个域名，服务端TCP最大链接数是有限制的，轮询机制下瓦片下载的速度更有保证，很可惜，尽管Cesium提供了subdomains的属性，但需要把url按照format的方式来指定参数 ，所以我们需要稍微调整一下构建过程，把我们需要的参数都format到url中

Cesium大多也是默认Provider是按照墨卡托投影的，但天地图也提供了经纬度的影像服务,创建经纬度的天地图需要注意两个地方，一个是tilingScheme，指定为经纬度，另一个就是tileMatrixLabels，因为level是从1开始（而不是0），所以需要指定每一层级的索引号。

地图地图叠加——添加多个Provider

一个Provider满足用户的业务要求，比如有一个全球影像，但同时有一副全美人口密度专题图，是否能够叠加上去？

看似简单，其实里面涉及到很多细节问题，叠加顺序涉及到渲染队列的优先级，两幅影像的投影不一致怎么办？如果全美人口密度专题图不是全球范围，只是美国范围，这样叠加是否能够准确？

Cesium很好的解决了这些实际中的问题，简单说每一个Provider都对应一个tilingScheme，支持经纬度和墨卡托两种投影方式，默认是全球范围，用户也可以指定其范围，Cesium内部会根据这些参数来实现叠加效果。可以指定每一个ImagerLayer的Style。

代码语言：javascript
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//初始化一个查看器，并且提供一个栅格图层
var viewer = new Cesium.Viewer( 'cesiumContainer', {
    imageryProvider : new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider( {
        url : 'http://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Street_Map/MapServer'
    } ),
    baseLayerPicker : false
} );
//添加另外一个图层
var layers = viewer.scene.imageryLayers;
var blackMarble = layers.addImageryProvider( new Cesium.TileMapServiceImageryProvider( {
    url : '//cesiumjs.org/tilesets/imagery/blackmarble',
    maximumLevel : 8,
    credit : 'Black Marble imagery courtesy NASA Earth Observatory'
} ) );
//设置图层的透明度
blackMarble.alpha = 0.5;
//设置图层的亮度
blackMarble.brightness = 2.0;
//添加一个图层，在特定位置绘制一个图片
layers.addImageryProvider(new Cesium.SingleTileImageryProvider({
    url : '../images/Cesium_Logo_overlay.png',
    rectangle : Cesium.Rectangle.fromDegrees(-75.0, 28.0, -67.0, 29.75)
}));

ImageryLayerCollection类是一个图层管理器，可以调整多个图层之间的顺序，添加和删除等。详细内容可以查看Cesium接口文档或本章的MultiProvider.html范例：https://cesium.com/docs/cesiumjs-ref-doc/ImageryLayerCollection.html

多种图层能够被添加、移除、排序和适应到Cesium中。

Cesium提供了一系列方法用于处理图层，比如颜色自适应，图层叠加融合。一些样例代码如下：

  • Adding basic imagery添加基本图层
  • Adjusting imagery colors自适应图层颜色
  • Manipulating and ordering imagery layers控制调整图层顺序
  • Splitting imagery layers切割图层

自定义的，推荐阅读：cesiumjs开发实践 (三)，https://blog.csdn.net/happyduoduo1/article/details/51942830

ImageryProvider添加图形标记

如果需要做一些标记怎么办？除了用entry实体添加外，其实用图层也是可以的

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var layers = viewer.scene.imageryLayers;
layers.addImageryProvider(new Cesium.SingleTileImageryProvider({
    url : '../Apps/Sandcastle/images/Cesium_Logo_overlay.png',
    rectangle : Cesium.Rectangle.fromDegrees(-75.0, 28.0, -67.0, 29.75)
}));

不过我是基本不用此法

Cesium投影系统选择

Cesium支持经纬度和墨卡托两种方式，而且效率都很不错，那我们该如何选择呢？当然是有什么就用什么了，但相比而言，经纬度的效率要快一些。可惜墨卡托的影像更丰富一些。为什么经纬度的效率高，这要牵扯到地形数据，以及动态投影的计算，后面在介绍Cesium地形原理时，会详细的阐述，这里我们只需要知道这个性能考虑因素就可以了。

参考文章

Cesium应用篇：2影像服务（下） https://www.cnblogs.com/fuckgiser/p/5647457.html

Cesium (五) 栅格图层 https://blog.csdn.net/happyduoduo1/article/details/51868091?locationNum=13&fps=1

Cesium入门6 - Adding Imagery - 添加图层 https://www.cnblogs.com/cesiumjs/p/9982997.html

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