(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011120397.X
成都体育学院学报(22)申请日 2020.10.19
(71)申请人 湖北泰跃卫星技术发展股份有限公
司
地址 430000 湖北省武汉市洪山区野芷湖
西路16号武汉创意天地高层办公楼3
号楼7层
(72)发明人 张磊 王书旺 杨红兵 何苗
曹仁中 张杰
(74)专利代理机构 湖北维思德律师事务所
42260
代理人 马英迪 云波
(51)Int.Cl.
G06F 16/26(2019.01)
G06F 16/28(2019.01)
G06F 16/29(2019.01)G06T 17/05(2011.01)
(54)发明名称基于WebGL的三维可视化展现系统及数据可视化方法(57)摘要本发明实施例提供一种基于WebGL的三维可视化展现系统及数据可视化方法，其中三维可视化展现系统包括数据处理及工具模 块、3DGIS引擎模块和可视化引擎模块；3DGIS引擎模块用于获取地理空间数据，基于地理空间数据生成3DGIS地图；可视化引擎模块用于获取3DGIS地图和图表及各类统计分析后数值参数信息，以3DGIS地图为底图，融合各图表及各类统计分析后数值参数信息，将各图表及各类统计分析后数值参数信息叠加到底图上，以三维的形态进行可视化展示。本发明实现了三维GIS可视化系统，为
相关应用提供了一套有效的解决方案。权利要求书2页 说明书9页 附图2页CN 112256790 A 2021.01.22
C N 112256790
A
1.一种基于WebGL的三维可视化展现系统，其特征在于，包括数据处理及工具模块、3DGIS引擎模块和可视化引擎模块；
所述数据处理及工具模块，用于将获取到的原始数据进行预处理和整理分类，并在数据整理分类后抽取其中目标数据进行存储；所述目标数据至少包括地理空间数据和图表及各类统计分析后数值参数信息；
所述3DGIS引擎模块，用于获取地理空间数据，基于地理空间数据生成3DGIS地图；
所述可视化引擎模块，用于获取3DGIS地图和图表及各类统计分析后数值参数信息，以3DGIS地图为底图，融合各图表及各类统计分析后数值参数信息，将各图表及各类统计分析后数值参数信息叠加到底图上，以三维的形态进行可视化展示。
2.根据权利要求1所述的三维可视化展现系统，其特征在于，所述三维可视化展现系统还包括系统UI及管理模块，所述系统UI及管理模块用于提供可视化UI交互界面，以供用户实现对可视化界面的管理、数据管理及用户权限管理。
3.根据权利要求2所述的三维可视化展现系统，其特征在于，所述三维可视化展现系统还包括屏幕显示模块，用于展示可视化界面。
4.根据权利要求1所述的三维可视化展现系统，其特征在于，所述数据处理及工具模块进一步包括：数据处理单元和转换工具单元；
所述数据处理单元用于将获取到的原始数据数据按照需求处理成标准数据类型，以供可视化图表读取转换；
所述转换工具单元用于将用户输入的交互查询操作转换成后台数据库的标准查询语句，以供该三维可视化展现系统进行数据查询操作；进一步，所述转换工具单元还集成有至少一种类型业务数据转换程序，以供其他系统平台与该三维可视化展现系统之间的数据互通。
赛内加尔5.根据权利要求1所述的三维可视化展现系统，其特征在于，所述3DGIS引擎模块进一步包括：三维空间浏览单元、空间数据管理单元及空间分析算法单元；
三维空间浏览单元用于实现对三维空间场景任意角度实时浏览、放大、缩小、旋转和拖拽操作；
空间数据管理单元用于实现多维数据分层管理、多种三维浏览模式、基于实景三维模型及虚拟三维模型的路网、建筑的可视化功能，支持二三维一体化融合展示；
空间分析算法用于实现基于三维场景的量测、定位查询、视域分析和通视分析析功能。
6.根据权利要求1所述的三维可视化展现系统，其特征在于，所述可视化引擎模块，包含资源可视化管控单元、图表可视化显示单元及数据分析算法单元；
资源可视化管控单元用于实现对包含三维模型、二维矢量和POI的空间数据的图层化管理，控制其在三维空间场景中的可视化显示；
图表可视化显示单元包含数据图表展示功能，用于基于系统数据分析算法实现以二维、三维图表的方式对后台数据的进行可视化展示，同时支持开源可视化图表库，提供常规折线图、柱状图、饼图、K线图，以及用于地理数据可视化的地图、线图；
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数据分析算法单元用于提供对业务数据进行专业计算分析的算法逻辑和程序，同时还提供基于三维GIS地图的可视化数据分析功能，能够对接谷歌、百度等互联网地图产品，并结合上传的经纬度信息、轨迹、标签和图表效果，进一步提高系统可视化精准度。
7.根据权利要求2所述的三维可视化展现系统，其特征在于，所述系统UI及管理模块，包含图形化人机交互处理单元、可视化页面管控单元及权限管理单元；
图形化人机交互处理单元包含功能菜单、可视化图表收展功能，实现以图形化的方式显示系统操作界面，并对用户的操作结果进行反馈，反馈的结果以图形化方式呈现给用户；
可视化页面管控单元包含页面控制功能，实现可视化图表的整体收展显示、2D/3D场景切换、视角初始化、页面风格切换、多场景页面切换；
权限管理单元提供系统登录界面及登录验证，实现对用户登录的控制、用户账户管理、用户登录权限管理、日志信息查询功能。
8.一种数据可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：
将获取到的原始数据进行预处理和整理分类，并在数据整理分类后抽取其中目标数据进行存储；所述目标数据至少包括地理空间数据和图表及各类统计分析后数值参数信息；
获取地理空间数据，基于地理空间数据生成3DGIS地图；
获取3DGIS地图和图表及各类统计分析后数值参数信息，以3DGIS地图为底图，融合各图表及各类统计分析后数值参数信息，将各图表及各类统计分析后数值参数信息叠加到底图上，以三维的形态进行可视化展示。
9.一种服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述数据可视化方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述数据可视化方法的步骤。
基于WebGL的三维可视化展现系统及数据可视化方法
技术领域
[0001]本发明涉及大数据分析技术领域，尤其涉及一种基于WebGL的三维可视化展现系统及数据可视化方法。
背景技术
[0002]随着当前信息技术的快速发展，各行业领域中的数据信息已从单一转向多维。尤其在大数据时代，海量数据中蕴含着复杂的多维信息，而多维信息的可视化通常通过数据转换为易于理解的二维或三维图形来实现。但是传统单一的二维图形的统计方式己很难满足实际需要，用户无法直观的获取对多维信息的准确认知。因此，能够通过图层叠加展现更多维度信息的三维可视化技术受到各行业的广泛关注。同时，研究表明，彩、动态三维图形图像更可以引起视觉反应，从而达到数据可视化进行信息传递的主要目的。
建行网络学习系统[0003]在三维可视化发展过程中，各种3D技术层出不穷。传统的Web3D技术包括：VRML、Java3D和O3d。传统的Web3D技术具有以下缺点：(1)需要安装浏览器插件或引入第三方组件。(2)平台兼容性差，开发效率低。(3)不支持硬件加速，难以胜任大规模复杂3D场景的渲染。
[0004]目前地理空间信息的表达方式仍是以二维为主，数据信息的传递较为抽象，不利于数据信息的传播。以三维的方式对空间地理对象进行可视化，更贴合空间地理对象的实际情况，有利于信息的高效传递。目前国内外很多软件供应商早已开始布局三维GIS，有大量功能丰富的产品，但是在行业应用深度和可扩展性方面还不足。
发明内容
[0005]本发明实施例提供一种基于WebGL的三维可视化展现系统及数据可视化方法，用以解决上述至
少一个技术问题。
[0006]本发明实施例提供一种基于WebGL的三维可视化展现系统，包括数据处理及工具模块、3DGIS引擎模块和可视化引擎模块；
[0007]所述数据处理及工具模块，用于将获取到的原始数据进行预处理和整理分类，并在数据整理分类后抽取其中目标数据进行存储；所述目标数据至少包括地理空间数据和图表及各类统计分析后数值参数信息；
[0008]所述3DGIS引擎模块，用于获取地理空间数据，基于地理空间数据生成3DGIS地图；[0009]所述可视化引擎模块，用于获取3DGIS地图和图表及各类统计分析后数值参数信息，以3DGIS地图为底图，融合各图表及各类统计分析后数值参数信息，将各图表及各类统计分析后数值参数信息叠加到底图上，以三维的形态进行可视化展示。
[0010]进一步地，三维可视化展现系统，其特征在于，还包括系统UI及管理模块，所述系统UI及管理模块用于提供可视化UI交互界面，以供用户实现对可视化界面的管理、数据管理及用户权限管理。
[0011]进一步地，三维可视化展现系统，其特征在于，还包括屏幕显示模块，用于展示可
视化界面。
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[0012]进一步地，所述数据处理及工具模块进一步包括：数据处理单元和转换工具单元；[0013]所述数据处理单元用于将获取到的原始数据数据按照需求处理成标准数据类型，以供可视化图表读取转换；
[0014]所述转换工具单元用于将用户输入的交互查询操作转换成后台数据库的标准查询语句，以供该三维可视化展现系统进行数据查询操作；进一步，所述转换工具单元还集成有至少一种类型业务数据转换程序，以供其他系统平台与该三维可视化展现系统之间的数据互通。
[0015]进一步地，所述3DGIS引擎模块进一步包括：三维空间浏览单元、空间数据管理单元及空间分析算法单元；
[0016]三维空间浏览单元用于实现对三维空间场景任意角度实时浏览、放大、缩小、旋转和拖拽操作；
[0017]空间数据管理单元用于实现多维数据分层管理、多种三维浏览模式、基于实景三维模型及虚拟三维模型的路网、建筑的可视化功能，支持二三维一体化融合展示；[0018]空间分析算法用于实现基于三维场景的量测、定位查询、视域分析和通视分析析功能。
[0019]进一步地，所述可视化引擎模块，包含资源可视化管控单元、图表可视化显示单元及数据分析算法单元；
[0020]资源可视化管控单元用于实现对包含三维模型、二维矢量和POI的空间数据的图层化管理，控制其在三维空间场景中的可视化显示；
[0021]图表可视化显示单元包含数据图表展示功能，用于基于系统数据分析算法实现以二维、三维图表的方式对后台数据的进行可视化展示，同时支持开源可视化图表库，提供常规折线图、柱状图、饼图、K线图，以及用于地理数据可视化的地图、线图；
[0022]数据分析算法单元用于提供对业务数据进行专业计算分析的算法逻辑和程序，同时还提供基于三维GIS地图的可视化数据分析功能，能够对接谷歌、百度等互联网地图产品，并结合上传的经纬度信息、轨迹、标签和图表效果，进一步提高系统可视化精准度。[0023]进一步地，所述系统UI及管理模块，包含图形化人机交互处理单元、可视化页面管控单元及权限管理单元；
[0024]图形化人机交互处理单元包含功能菜单、可视化图表收展功能，实现以图形化的方式显示系统操作界面，并对用户的操作结果进行反馈，反馈的结果以图形化方式呈现给用户；
2000导航[0025]可视化页面管控单元包含页面控制功能，实现可视化图表的整体收展显示、2D/3D 场景切换、视角初始化、页面风格切换、多场景页面切换；
[0026]权限管理单元提供系统登录界面及登录验证，实现对用户登录的控制、用户账户管理、用户登录权限管理、日志信息查询功能。
[0027]本发明实施例另一个方面，提供一种数据可视化方法，包括以下步骤：
[0028]将获取到的原始数据进行预处理和整理分类，并在数据整理分类后抽取其中目标数据进行存储；所述目标数据至少包括地理空间数据和图表及各类统计分析后数值参数信息；
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