三维地图开发攻略 —— 详解“GeoJSON”技术和应用场景

Posted 2022-09-03 葡萄城技术团队

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。

GeoJSON数据结构图

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

贴地点图

飞线

热力图

点图

立体面图

海量点图标

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：

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。

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

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/solutions/wyn/demo