通视分析与 Cesium 的应用
通视分析（Line of Sight Analysis）是地理信息系统（GIS）中的一种常见应用，主要用于评估地形中某一点能否直视到另一点。它在城市规划、通信、军事和环境科学领域都有广泛的应用。例如，在通信网络的布局中，我们需要确定信号塔是否能覆盖某个区域，或者在建筑规划中评估新建建筑是否会遮挡视线。
在现代技术环境下，Cesium.js 是一个强大的开源 JavaScript 库，用于在网页上创建 3D 地球和 3D 地图。通过 Cesium，可以将通视分析直观地展示在三维环境中。
Cesium 的基本设置
在使用 Cesium 进行通视分析之前，我们需要设置 Cesium 的基本环境。以下代码展示了如何在 HTML 文件中引入 Cesium，并初始化一个简单的 3D 地球。
<!DOCTYPE html>
<html lang="zh-CN">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Cesium 通视分析示例</title>
<link href="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.99/Build/Cesium/Widgets/widgets.css" rel="stylesheet">
<script src="https://cesium.com/downloads/cesiumjs/releases/1.99/Build/Cesium/Cesium.js"></script>
<style>
html, body, #cesiumContainer {
width: 100%; height: 100%; margin: 0; padding: 0; overflow: hidden;
}
</style>
</head>
<body>
<div id="cesiumContainer"></div>
<script>
const viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer');
// 设置初始视角
viewer.camera.setView({
destination : Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.4074, 39.9042, 50000) // 北京
});
</script>
</body>
</html>
通视分析实现
在初始化 Cesium 之后，我们需要定义两个观察点，计算它们的通视情况。如果两个点之间的视线未被地形遮挡，则视线是畅通的；反之，则被遮挡。我们将使用 Cesium 的 Entity 类来表示这两个点，并通过地形数据进行遮挡分析。
下面是一个简单的通视分析示例：
// 定义观察点 A 和 B
const pointA = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.4074, 39.9042); // 北京
const pointB = Cesium.Cartesian3.fromDegrees(116.3, 39.9); // 较近点
// 在 Cesium 中添加观察点
viewer.entities.add({
position: pointA,
point: {
pixelSize: 10,
color: Cesium.Color.RED,
}
});
viewer.entities.add({
position: pointB,
point: {
pixelSize: 10,
color: Cesium.Color.BLUE,
}
});
// 进行通视分析
function checkLineOfSight(start, end) {
const positions = [start, end];
// 绘制一条线段
viewer.entities.add({
polyline: {
positions: positions,
width: 2,
material: Cesium.Color.GREEN.withAlpha(0.5),
}
});
// 获取该线段的高度
const rays = viewer.scene.globe.ellipsoid.geodeticSurfaceNormal(start);
const height = rays.z;
// 检测是否被地形遮挡
const terrainHeightStart = viewer.scene.globe.getHeight(Cesium.Cartographic.fromCartesian(start));
const terrainHeightEnd = viewer.scene.globe.getHeight(Cesium.Cartographic.fromCartesian(end));
return (terrainHeightStart <= height && terrainHeightEnd <= height);
}
// 执行通视检测
const isVisible = checkLineOfSight(pointA, pointB);
console.log('通视状态:', isVisible ? '可视' : '不可视');
结论
通过上面的示例代码，我们可以看到如何使用 Cesium.js 进行基本的通视分析。这种方式不仅直观易用，而且能够在三维环境中更好地展示地形特征和通视关系。随着 Cesium 的不断发展，其在通视分析和其他地理信息应用中的潜力也越来越大，值得研究与探索。
