【三维地图】开发攻略 —— 详解“GeoJSON”技术和应用场景

2年前 (2022) 程序员胖胖胖虎阿
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GeoJSON ,一个用于存储地理信息的数据格式。GoeJSON对象可以表示几何、特征或特征集合,支持:点、线、面、多点、多线、多面和几何集合。在基于平面地图,三维地图中都需要用到的一种数据类型。
由于这种格式在三维地图中的优秀属性,使用它我们不仅可以轻松实现地图类功能,更重要的是在3D效果展示上也具有不凡的表现。

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GeoJSON数据结构图

【三维地图】开发攻略 —— 详解“GeoJSON”技术和应用场景

念介绍:

  • GeoJSON是一种对各种地理数据结构进行编码的格式。
  • GeoJSON对象可以表示几何(Geometry)、特征(Feature)或者特征集合(FeatureCollection)。
  • GeoJSON支持下面几何类型:点(Point)、线(LineString)、面(Polygon)多点(MultiPoint)、多线(MultiLineString)、多面(MultiPolygon)和几何集合(GeometryCollection)。
  • GeoJSON里的特征包含一个几何对象和其他属性,特征集合表示一系列特征。

一个完整的GeoJSON数据结构可以称为一个对象。在GeoJSON里,对象由名/值对–也称作成员的集合组成。
了解了概念之后,我们对GeoJSON的神秘面纱更神秘了,它究竟可以做什么?上面我们提到,GeoJSON就是一个地理信息的数据结构,那么这个数据如何记录的?
接下来给大家详细介绍一下,GeoJSON的整个数据结构。

一个标准的GeoJSON结构:

{
  "type": "Feature",
  "geometry": {
    "type": "Point",
    "coordinates": [125.6, 10.1]
  },
  "properties": {
    "name": "Dinagat Islands"
  }
}

最外层:

  • type:"Feature"表示一个特征要素,"FeatureCollection"表示为特征要素的集合
  • geometry:存储该特征要素的实际形状描述
  • properties:存储该要素的属性

geometry:

  • type:存储要素类型(Point(点),LineString,Polygon,MultiPoint(多点),MultiLineString(多线)和MultiPolygon(多面))
  • coordinates:坐标(存储图形坐标)

GeoJSON的基础结构了解清楚,接下来就是如何在实际案例中用的。先看看其中的几个实现效果:
动画镜头

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贴地点图

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飞线

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热力图

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点图

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立体面图

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海量点图标

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通过以上效果,可以看到基于地图实现非常多并且非常酷炫的显示效果。对于GeoJSON的应用领域有了新的了解。而这些特性是基于地图基础之上的。接下来就介绍一下从基础领域到显示领域的技术应用。
GeoJSON的基础应用:地图
GeoJSON的高级应用:webGL

技术应用解决方案

基于我们已经了解的基础知识,GeoJSON是由点线面组成,因此目前高德地图,百度地图等地图类软件也都推出了对应的api,用来解析GeoJSON。做的相对成熟。
这里就以高德地图为例,介绍一下技术人员基于高德地图应用GeoJSON的技术方案。
以上功能基于高德地图的Loca 数据可视化,是一个基于高德地图JS API 2.0的高性能地图数据可视化库。

高级可视化实现

Loca.GeoJSONSource:绑定geojson 格式的数据源,一个数据源可以给多个图层同时提供数据。一个geojson数据源可以同时拥有点、线、面的数据类型,每个图层绘制的时候会自动获取 合适的数据类型进行渲染。
显示效果:

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示例代码:

<script>
        var map =  new AMap.Map('map', {
            zooms: [4, 8],
            zoom: 4.5,
            showLabel: false,
            viewMode: '3D',
            center: [105.425968, 35.882505],
            mapStyle: 'amap://styles/45311ae996a8bea0da10ad5151f72979',
        });

        var loca = new Loca.Container({
            map,
            opacity:0,
        });

        var geo = new Loca.GeoJSONSource({
            url: 'https://a.amap.com/Loca/static/loca-v2/demos/mock_data/cuisine.json',
        });

        var pl = window.pl = new Loca.PointLayer({
            zIndex: 10,
            blend: 'lighter',
        });

        var style = {
            radius: 3.5,
            unit: 'px',
            color: '#3C1FA8',
            borderWidth: 0,
            blurWidth: 3.5,
        }
        pl.setSource(geo);
        pl.setStyle(style);
        loca.add(pl);

        var dat = new Loca.Dat();
        dat.addLayer(pl);
    </script> 

通过示例代码可以看到:解析GeoJson,只需要调用 Loca. GeoJSONSource即可,是需要简单几句代码,就可以实现酷炫效果。已经大大降低了对于底层技术的了解。
接下来再看另一个示例:区域覆盖。

【三维地图】开发攻略 —— 详解“GeoJSON”技术和应用场景

示例代码:

<script type="text/javascript">
    var map = new AMap.Map('container', {
        center: [107.943579, 30.131735],
        zoom: 7
    });
    
    ajax('../chongqing.json', function(err, geoJSON) {
        if (!err) {
            var geojson = new AMap.GeoJSON({
                geoJSON: geoJSON,
                getPolygon: function(geojson, lnglats) {
                    return new AMap.Polygon({
                        path: lnglats,
                        fillOpacity: 1,    
                        strokeColor: 'white',
                        fillColor: 'red'
                    });
                }
            });
            map.add(geojson);
            log.success('GeoJSON 数据加载完成')
        } else {
            log.error('GeoJSON 服务请求失败')
         }
    })
</script>
其中加载GeoJson关键代码部分为:
var geojson = new AMap.GeoJSON({
                geoJSON: geoJSON,
                getPolygon: function(geojson, lnglats) { 
                    return new AMap.Polygon({
                        path: lnglats,
                        fillOpacity: 1,    // 透明度
                        strokeColor: 'white',
                        fillColor: 'red'
                    });
                }
            });
            map.add(geojson);

示例中,已经将代码量降到了最低,只需要了解基础的前端代码,就可以实现。
此案例中所引用的GeoJson代码摘取:

{
    "type": "FeatureCollection",
    "features": [
        {
            "type": "Feature",
            "properties": {
                "id": "500242",
                "name": "酉阳土家族苗族自治县",
                "cp": [
                    108.8196,
                    28.8666
                ],
                "childNum": 1
            },
            "geometry": {
                "type": "Polygon",
                "coordinates": [
                    [
                        [
                            108.3142,
                            28.9984
                        ],
                        [
                            108.3252,
                            29.0039
                        ],
                        [
                            108.3142,
                            28.9984
                        ]………………………
                    ]
                ]
            }
        }
    ]
}

这段代码的自述:我是一段区域代码,其中包括了好几个子项集合,作为顶头上司的我,type为 FeatureCollection ,我的小兄弟都在features 节点中,这里定义着每个人的个性,他们的头标签包括一下几个type为 Feature ,properties 节点中,有他们的身份证,名称,以及位置信息,当然也包括他们有几个手下。基础地图中的GeoJson基本内容就是这么简单。

每个小兄弟的geometry节点,为他们的活动区域, type 为 Polygon ,coordinates 这里就代表着活动区域。
所以按照方法,绑定GeoJson,就可以显示在地图中。
地图,是GeoJson的战场,目前市面上所有的地图都是基于GeoJson的格式来完成的。
通过解析,发现其实GeoJson也不是那么神秘。

前面介绍的,都是基于二维层面的地图,接下来介绍一下GeoJson的高级用法,带有高度的格式如何实现和应用。
3D效果示例
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代码示例:

var geo = new Loca.GeoJSONSource({
            url: 'geo.json',
        });
var pl = new Loca.PolygonLayer({
            zIndex: 120,
            shininess: 10,
            hasSide: true,
            cullface: 'back',
            depth: true,
        });
pl.setSource(geo);


对应GeoJson格式:
{
    "type": "FeatureCollection",
    "name": "sh_building_center",
    "crs": {
        "type": "name",
        "properties": {
            "name": "urn"
        }
    },
    "features": [
        {
            "type": "Feature",
            "properties": {
                "mainKey": 50001,
                "h": 18
            },
            "geometry": {
                "type": "Polygon",
                "coordinates": [
                    [
                        [
                            121.480519,
                            31.250787
                        ],
                        [
                            121.480127,
                            31.250616
                        ],
                        [
                            121.480132,
                            31.25061
                        ],
                        [
                            121.480374,
                            31.25061
                        ],
                        [
                            121.480578,
                            31.250707
                        ],
                        [
                            121.480519,
                            31.250787
                        ]
                    ]
                ]
            }
        }
    ]
}

在features 节点中的properties
看了代码后,发现3D跟平面地图处理过程几乎一致,这也从侧面反应了,其实在目前阶段的GeoJson使用中,都是基于地图所开放的api来实现的。技术的革新,让我们基础开发者,也可以实现高级的地图应用功能。总是一句话,GeoJson的诞生,就是为了让地图应用开发更加简单易用。

应用场景

我们基于GetJSON 开发地图插件往往不是独立的去显示一个地图动效就结束了,而是需要实现“地图可视化”, 将地理数据转换成可视化形态,通过将具有地域特征的数据或者数据分析结果形象地表现在地图上,使得用户可以更加容易理解数据规律和趋势。地图可视化可以将业务数据显示在相关地理数据中,更直白地展现出业务数据。

很多BI 工具解决数据可视化大屏展示的功能,但在地图可视化展示时提供的原生样式会有很多样式,功能的限制,因此也BI工具开放了可视化的插件开发,供开发人员基于插件开发机制,来实现满足项目需求的可视化插件开发。

此外大家如果感兴趣可以尝试体验在线demo:
https://www.grapecity.com.cn/...

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