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[分享] 在线CAD和在线GIS结合集成示例代码说明

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发表于 2023-11-28 16:17:53 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 ywl0224 于 2023-11-28 16:45 编辑


说明
mapbox-gl.js是通过webgl渲染交互式地图的js库 利用mapbox提供的自定义图层实现渲染mxdraw中的CAD图纸(three.js 场景)。
点击演示示例查看效果,点击下载示例源码
如果不了解mapbox-gl.js可以参考中文官方文档/ 国际站

关于mxdraw:
mxdraw是基于three.js进行二次开发实现在线CAD图纸的预览,所以本质上我们还是是以mapbox-gl为主,将three.js中的物体对象显示在mapbox-gl的一个自定义图层中。
下面代码是mapbox和mxdraw结合使用的示例代码,先安装对应的依赖包:
npm install mapbox-gl mxdraw three@0.113.2
<div id="map"></div>


import mapboxgl from "mapbox-gl";
import Mx from "mxdraw"
import * as THREE from "three"


// token需要自己在mapbox官网申请
mapboxgl.accessToken = "pk.eyJ1IjoibWFvcmV5IiwiYSI6ImNqNWhrenIwcDFvbXUyd3I2bTJxYzZ4em8ifQ.KHZIehQuWW9AsMaGtATdwA"


// 北京位置的经纬度
const center = [116.391305, 39.90553]


const map = new mapboxgl.Map({
// Mapbox GL JS 进行地图渲染的 HTML 元素,或该元素的字符串 id 。该指定元素不能有子元素。
container: 'map',
// 地图位置
center,
// 地图样式
style: 'mapbox://styles/mapbox/streets-v11',
zoom: 16
})


// 图纸或者模型的高度
const modelAltitude = 100;


// 将 LngLat 投影转换为 墨卡托投影坐标
const point = mapboxgl.MercatorCoordinate.fromLngLat(
center,
modelAltitude
);
// 返回在此纬度上以墨卡托坐标单位表示的1米距离。
// 对于现实世界中使用米单位的坐标,这自然提供了转换为墨卡托投影坐标的比例尺
const lDistForM = point.meterInMercatorCoordinateUnits();


// 当前决定该cad图纸在现实中的范围是1公里
const lCADArea = 1000 * lDistForM * 1;


// 提供一些必要的mapbox信息,并且赋予了一些mxdraw提供的核心方法
let mxMap = {
// mapbox生成的canvas元素
canvas: null,
// 自定义图层提供的gl上下文
gl: void 0,
// cad图纸的位置1
cadLocation1: new THREE.Vector3(),
// cad图纸的位置2
cadLocation2: new THREE.Vector3(),
// 海拔高度
elevation: 0,
// 自定义图层信息
customLayer: {},
// cad图纸控件对象
mxObj: null,
// 坐标系转换的矩阵1
matCadToMap: new THREE.Matrix4(),
// 坐标系转换的矩阵1
matMapToCad: new THREE.Matrix4(),
// 自定义图层的矩阵
matrix: void 0,
// 渲染函数
render(gl, matrix){


},
/** 坐标系相互转换的方法 */
cadToMercatorCoord(pt) {
pt.applyMatrix4(this.matCadToMap);
return new mapboxgl.MercatorCoordinate(pt.x,pt.y,pt.z);
},


mercatorCoordToCad(pt){
let ptRet = new THREE.Vector3(pt.x,pt.y,pt.z);
ptRet.applyMatrix4(this.matMapToCad);
return ptRet;
},


cadLongToMercatorCoord(len){
let pt1 = new THREE.Vector3(0,0,0);
let pt2 = new THREE.Vector3(len,0,0);
pt1.applyMatrix4(this.matCadToMap);
pt2.applyMatrix4(this.matCadToMap);
return pt1.distanceTo(pt2);
}


}
// 通过以上信息从而确定cad图上的具体位置
mxMap.cadLocation1 = new THREE.Vector3(point.x - lCADArea / 2, point.y - lCADArea, point.z);
mxMap.cadLocation2 = new THREE.Vector3(point.x + lCADArea, point.y + lCADArea / 2, point.z);


// 新增一个mapbox自定义图层
const customLayer = {
id: "3d-model", // 任意不重复的ID
type: "custom",
renderingMode: "3d",
async onAdd(map, gl) {
// 同步加载mxdraw核心库
await Mx.loadCoreCode()
// 拿到mapbox的canvas元素
mxMap.canvas = map.getCanvas();
// 以及webgl上下文
mxMap.gl = gl
// 创建图纸控件对象
Mx.MxFun.createMxObject({
// mapBox 提供 mapbox的一些必要参数
mapBox: mxMap,
// 要打开的图纸
cadFile: "../../demo/buf/$hhhh.dwg",
callback: (mxObj) => {
mxMap.mxObj = mxObj;
mxObj.addEvent("loadComplete", () => {
// 更新mapbox
map.triggerRepaint()
});
}
});


},
render(gl, matrix) {


// 赋值矩阵信息
mxMap.matrix = matrix
// 在创建图纸后会提供一个渲染函数,用于更新图纸
mxMap.render(gl, matrix);


// 刷新mapbox
map.triggerRepaint()
}
};
// 赋值这个自定义图层的信息
mxMap.customLayer = customLayer
// 添加自定义图层


map.on('style.load', ()=> {
// 添加自定义图层
map.addLayer(customLayer)
})

Mapbox集成更多其他GIS库的能力
Mapbox 与 L7框架
我们可以在mapbox基础上扩展 L7框架的能力,使mapbox的功能更加强大
L7是由蚂蚁金服 AntV 数据可视化团队推出的基于 WebGL 的开源大规模地理空间数据可视分析开发框架
点击[AntV L7 官方文档]查看使用L7提供的功能
以下是简单的L7结合mapbox的集成代码:
<div id="map"></div>

import { Scene, Mapbox } from "@antv/l7"
import mapboxgl from "mapbox-gl";
// 首先创建mapbox地图
mapboxgl.accessToken = "pk.eyJ1IjoibWFvcmV5IiwiYSI6ImNqNWhrenIwcDFvbXUyd3I2bTJxYzZ4em8ifQ.KHZIehQuWW9AsMaGtATdwA"
const map = new mapboxgl.Map({
    container: 'map',
    center,
    style: 'mapbox://styles/mapbox/streets-v11',
    zoom: 16
})
// 实例化L7提供的场景
const l7Scene = new Scene({
    id: 'map',
    logoVisible: false,
    // 这里提供mapbox的地图
    map: new Mapbox({
        mapInstance: map
    })
})
按照上述代码,在
mapbox地图上就可以使用L7提供的能力了。
更加详细的代码请参考源码示例中  src/L7 文件夹的代码,点击查看:[github]/ [gitee]


mapbox 与 deck.gl
deck.gl是一个webgl支持的框架,用于对大型数据集进行可视化探索性数据分析。
点击 [deck.gl文档]查看使用说明
deck.gl 可以做到与mapbox无缝衔接,集成方法可以看[@deck.gl/mapbox模块的使用文档]
也可以通过查看示例源码中的src/deckgl文件夹 查看deck.gl是如何在mapbox-gl 中使用的(每一个TS文件代表一个单独的示例),前往[github]/  [gitee]查看源码。


mapbox 与 three.js
因为mxdraw库是基于three@0.113.2进行二次开发的(因为对源代码进行了一些修改,建议只使用three@0.113.2这个版本)。
添加的CAD图纸本质上是由three.js的物体对象构成的,所有我们也可以添加其他的three.js的物体对象。
点击 [three.js中文文档] 或者 [three.js官方文档] 查看具体API使用说明
在示例源码中的src/mxthree 文件夹中也提供了一些写好的物体对象加载到mapbox地图中的示例代码
可以通过在 [github]或者 [gitee] 查阅具体的代码实现

VueMapboxMxdraw示例源码的详细说明
概述
首先,示例源码是基于Vue3和mapbox-gl实现的一个交互式地图示例展现页面,比如上述与各其他由webgl封装的各种可以和mapbox-gl集成的前端库的使用示例,以及CAD图纸展现在mapbox-gl地图中的示例,我们可以理解为mxdraw是专注处理CAD图纸的渲染,而mapbox-gl 是地图的渲染,其他展示的库也都是围绕mapbox-gl展开的。
初始化
整个初始化流程是: Vue-> mapbox-gl -> mxdraw -> 示例入口函数
所有的初始化函数都叫 init
1. 首先可以我们应该找到src/components 文件夹中的HelloWorld.vue 在其中就可以找到 init 方法, 就是执行mapbox的初始化工作。
2. mapbox-gl 的初始化就包含了mxdraw 的初始化工作,我们可以在 src/mapbox/init.ts 中找到init 方法 在地图样式加载完成的事件中可以找到如下代码,其中mxDrawInit就是 mxdraw 的初始化 (该函数可以在src/mxdraw/init 方法中找到)

// ...
map.on("style.load", async () => {
    // ...
    let kilometers = param.kilometers ? param.kilometers: 1;
    // 初始化图纸显示
    mxMap = await mxDrawInit(map, ptCADOrigin,kilometers, cadFile);
    // ...
});

3. 在mxdraw的初始化中, cmdInit通过命令模式注册,各种示例的入口函数. 在src/mxdraw/cmdInit.ts 可以看见所有的示例入口函数,可以根据文件引入位置查看对应的示例代码文件,如下代码所示:

import { addMinMpaContorl } from "@/mapbox/control/addMinMpaContorl"
// ...
MxFun.addCommand('addMinMpaContorl', addMinMpaContorl)
// ...

示例切换
示例切换就是执行对应的在初始化时注册的命令, src/components/MyMenu.vue  中可以看到每个菜单按钮数据都有个cmd属性,就表示其对应的命令。
每次执行一个命令前都会删掉当前mapbox-gl 的Map对象 重新初始化mapbox, 在整个删除过程中会涉及到mxdraw绘制three的资源没有得到释放的问题, 可以在 src/mxdraw/init.ts  中找到如下代码:
map.on('remove',()=> {
    // 地图删除触发对图纸的销毁函数
    beforeDestroy()
})
可以在 src/mxdraw/ResourceTracker.ts 中就专门为three的资源释放和追踪提供的方法类, 这样在删除地图,资源得到释放后,就不会造成页面卡顿现象了。

其他目录(mapbox为主)文件简要说明:
* src/mapbox/Map 是对mapbox-gl中的Map类的一次封装, 重构或者新增了一些方法, 在如给标记点设置高度、线段3D拉伸等地方可能会用到这些方法。
* src/animate.ts 利用了"d3-ease"提供的线性插值的能力封装了对应的方法, 提供了创建线性动画的方法以及添加动画等。
* src/mapbox/graphics 是对mapbox 使用图层展示 geojson数据的一个封装,可以创建一个自由操作的不同类型的不同形状的图形,以及基于这个去图形类去实现更多图形的示例。
* src/mapbox/draw 主要是对mapbox-gl-draw 提供的绘制能力进行了封装,其中主要是绘制工具条和绘制能力的封装, 展示了如何扩展mapbox-gl-draw的绘制功能, 对杂乱且不兼容的各种扩展的绘制能力进行了一定程度的整合兼容。
* src/mapbox/animate 是一些动画效果的示例。
* src/mapbox/calculate 是结合 turf 这个库 使用geojson数据参与计算的示例。
* src/mapbox/control 是mapbox 的各种控件使用示例,如上说的mapbox-gl-draw就是一个控件。  
* src/mapbox/demo 是mapbox的一些demo示例,如mapbox加载three.js的3D城市、地图中加载对应位置的CAD图纸等等。
* src/mapbox/layer 是mapbox的一些常见使用图层的示例。
* src/mapbox/plugins 是一些常见的插件, 如city 就是加载3d城市,InternetMap就是加载各种第三方地图...
* src/mapbox/pointTag 就是实现各种点标记的效果的示例。
* src/mapbox/style 提供了各种mapbox的地图样式的配置信息。
* patches文件夹中是修改node_modules 中一些依赖包的记录, 都是一些小改动,主要是解决一些整合功能出现的兼容性问题。


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