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道路设施是交通安全、路面养护、交通运营、道路资产管理的管理对象和物质基础。随着建筑行业Web-BIM理念的提出及其代表技术WebGL的发展,使得道路设施模型信息的有效共享和轻量化表达成为可能。基于WebGL技术和前沿的三维瓦片理论,可以使道路设施模型脱离软硬件平台及繁琐插件的束缚,实现基于Web浏览器的实时互动和信息交互,为基于Web的轻量级服务如道路交通安全评价、道路资产管理奠定基础。
本文在对比WebGL主流第三方框架的情况下,选取Cesium作为二次开发框架,以三维瓦片为理论基础,根据道路设施各类不同对象的特点,设计了面向Web的道路设施三维瓦片。三维瓦片包含两类空间数据模型:B3DM(Batched 3D Model)和I3DM(Instanced 3D Model),本文以I3DM模型描述和表达Web端点阵状路灯对象,以B3DM模型描述和表达其余几何连续型道路设施对象。在研究三维拾取原理的基础上,实现了道路设施三维瓦片对象拾取的射线求交算法,为实现与模型的信息交互提供可能。
道路设施构成的道路场景是一种大规模带状地理信息要素。基于Web的模型加载和渲染对计算机计算性能、显卡处理效率、网络带宽传输速率要求较高,容易产生浏览器崩溃现象。本文在各道路对象三维瓦片的基础上,借鉴四叉树和八叉树等数据结构,提出了Web端道路设施对象树概念,对道路场景及对象进行分段分级,并通过确定合理的几何体误差和屏幕误差阈值来实现各类道路对象的层级化渐近加载,用瓦片集文件描述上述拓扑关系,从而构建完整的调度策略。
在前述道路设施三维瓦片有序调度的基础上,本文给出了轻量化道路场景的基础接口调用方法,并设计了面向道路交通服务类接口。并以道路设施布设特征与驾驶行为的关系为例(港湾式路肩间距与驾驶行为),探索了本服务技术的应用流程。未来随着道路交通服务类接口的完善,可以将本轻量级服务技术应用于更多的道路交通场景,如道路三维视距动态检查、道路横\纵断面剖切分析、道路资产管理等等。
本文在对比WebGL主流第三方框架的情况下,选取Cesium作为二次开发框架,以三维瓦片为理论基础,根据道路设施各类不同对象的特点,设计了面向Web的道路设施三维瓦片。三维瓦片包含两类空间数据模型:B3DM(Batched 3D Model)和I3DM(Instanced 3D Model),本文以I3DM模型描述和表达Web端点阵状路灯对象,以B3DM模型描述和表达其余几何连续型道路设施对象。在研究三维拾取原理的基础上,实现了道路设施三维瓦片对象拾取的射线求交算法,为实现与模型的信息交互提供可能。
道路设施构成的道路场景是一种大规模带状地理信息要素。基于Web的模型加载和渲染对计算机计算性能、显卡处理效率、网络带宽传输速率要求较高,容易产生浏览器崩溃现象。本文在各道路对象三维瓦片的基础上,借鉴四叉树和八叉树等数据结构,提出了Web端道路设施对象树概念,对道路场景及对象进行分段分级,并通过确定合理的几何体误差和屏幕误差阈值来实现各类道路对象的层级化渐近加载,用瓦片集文件描述上述拓扑关系,从而构建完整的调度策略。
在前述道路设施三维瓦片有序调度的基础上,本文给出了轻量化道路场景的基础接口调用方法,并设计了面向道路交通服务类接口。并以道路设施布设特征与驾驶行为的关系为例(港湾式路肩间距与驾驶行为),探索了本服务技术的应用流程。未来随着道路交通服务类接口的完善,可以将本轻量级服务技术应用于更多的道路交通场景,如道路三维视距动态检查、道路横\纵断面剖切分析、道路资产管理等等。