21世纪,在计算机软硬件性能、大数据、云计算以及互联网技术高速发展环境下智慧城市应运而生。智慧城市以可视化平台方式展示城市各方面信息,可视化平台是智慧城市建设成果和价值的集中体现。“地理信息+”提出,将会是建设智慧城市的助力。Web虚拟地球作为目前主流3D GIS可视化平台之一,满足智慧城市可视化要求,符合互联网2.0时代知识与信息共享的主题。Web虚拟地球可视化平台可作为智慧城市信息展示基础,结合GIS技术手段在Web端集成多种服务与应用,如LBS服务,数字城市管理、城市规划与设计、实景导览、三维分析服务等,具有非常高的研究价值。论文在已有研究基础上,分析目前市场众多三维可视化平台的发展现状、优点与不足,选择开源Web虚拟地球框架Cesium为载体加载空间模型数据,实现3D GIS平台基础的三维分析功能、场景漫游、路径规划等功能。同时在Web端集成全景虚拟场景与WebGL室内场景进行室内外导航与浏览。论文提出将三种场景模型集成于同一个Web系统中,针对不同层级,不同维度的场景使用不同的建模方式以弥补各自模型的不足。该Web系统实现空间可视范围维度从近地表空间数据扩展至室内空间,时间范围扩展至动态时间维度。室外城市级场景利用倾斜摄影技术以及全景虚拟技术建模,室内小场景利用全景虚拟技术、WebGL二三维建模技术建模。论文实现从数据获取、数据预处理、场景模型建设与模型修整等系列工作流程,完成了室内外全景虚拟场景、室内WebGL场景与倾斜摄影三维模型的构建。使用先进前端技术,基于开源Web虚拟地球框架Cesium,对数据三维可视化分析进行深入研究,实现场景漫游、量测、三维分析、路径规划、粒子模拟等服务的集成。设计并实现集“显示分析一体化”、“服务一体化”、“多元场景模型一体化”的WebGIS三维导览系统,不仅能满足多数据形式的多维度展现需求,同时为用户提供多种分析功能服务。论文研究及完成的内容主要有以下几点:(1)研究倾斜摄影、全景虚拟以及WebGL三种建模方法技术理论基础。获取研究区域与研究对象建模所需数据,对数据进行处理。利用三种建模手段实现室外三维倾斜模型、室内外全景虚拟模型以及室内WebGL模型的三种模型的建模,并对模型进行精细化修整。分析三种建模方式以及模型的优劣性,为Web导览系统提供空间数据模型。(2)选择Cesium作为Web虚拟地球可视化平台,研究开源库Cesium。制作Cesium基础影像瓦片数据,实现本地离线地图调用。对Cesium数据可视化算法、三维分析可视化算法进行研究,在Web导览系统的Cesium模块实现基本的数据加载、三维分析、粒子模拟、路径规划等分析功能。(3)使用ArcGIS 10.3软件制作室内、外场景的路径矢量图,通过ArcGIS Server发布地图服务及网络分析服务,实现室外Cesium场景与室内WebGL场景的路径导航与规划。在Cesium场景下获得的路径结果,并在Web虚拟地球上进行动态效果展示。(4)研究三种模型场景的切换方法,设计并完善Web系统其他相关功能,开发出一个功能完善、操作稳定、人机交互良好、界面美观的Web导览系统。