Cesium开发基础篇 | 02加载地形数据

Cesium中的地形图层类

前面我们主要学习了cesium内置接口如何操作影像数据，但是在一些应用场景中我们需要操作地形数据，例如模拟逼真的三维场景、与高程相关的一些空间分析和计算等。Cesium提供了TerrainProvider基类，该Provider负责每一个Tile对应的地形数据的构建，定义了一套地形Provider需要实现的接口和规范，但本身并不会参与其中的操作。基于此类，cesium为我们封装了5个现成的继承类操作地形数据：

不像上一讲介绍的影像图层（有专门的ImageryLayer）那样，Cesium中的地形类是直接通过不同的terrainProvider控制的，然后把某一个实例化的terrainProvider赋值给Viewer.terrainProvider来控制地形数据的显隐。所以，Cesium中的地形图层只能有一个。

Cesium加载不同的地形数据

Cesium支持渐进流式加载和渲染全球高精度地形，并且包含海、湖、河等水面效果。相对2D地图，山峰、山谷等其他地形特征的更适宜在这种3D地球中展示。

Cesium支持两种类型的地形，STK World Terrain和Small Terrain。针对于这两种类型的地形，这里不做过多的介绍，感兴趣的可参考cesiumjs开发实践(四) 地形介绍这篇文章。

地形数据集是巨大的，通常都是GB或者TB级别。在普通3D引擎中，使用底层图形API去高效实现地形数据的可视化需要做很多事情。幸好，Cesium已经完成了这个体力活，而我们只需要写几行代码，这些都是terrainProvider的功劳。下面我们主要介绍Cesium中常用的3个terrainProvider。

EllipsoidTerrainProvider
EllipsoidTerrainProvider是Globe默认采用的地形Provider，该Provider不支持水面，没有法向量，所以即使开启光照，对Tile也是无效的。但是它提供了一个全球范围内高度为0的地形，不需要额外的地形文件，就可以实时的自己来构建这个高度为0的Mesh。对那些没有网络环境，或网络不理想，或不需要地形的应用，EllipsoidTerrainProvider提供了最简单的，无需额外负担的地形数据来构网。

另外，EllipsoidTerrainProvider具有其他terrainProvider不具备的属性tileScheme，该属性是Provider内部地球网格的剖分方式，通常是WGS84坐标，也可以选择墨卡托坐标系。Cesium中目前支持WGS1984和墨卡托投影两种。

Terrain和Imagery分别采用自己的TileScheme，比如目前Terrain默认采用WGS1984的坐标系，这和经纬高的真实数据更接近，而目前Imagery影像服务基本都是墨卡托投影。

鉴于此，为了使数据的加载性能更好，可以让地形的TileScheme和影像的保持一致，都设置成墨卡托投影。

   var ellipsoidProvider = new Cesium.EllipsoidTerrainProvider();viewer.terrainProvider = ellipsoidProvider;

ArcGISTiledElevationTerrainProvider
ArcGIS的地形，这个可以说是一个真实的（凹凸的）高度图，原理和EllipsoidTerrainProvider如出一辙，因此同样的不支持法线，水面，但可以选择TileScheme，与EllipsoidTerrainProvider不一样之处在于每一个切片会根据ArcGIS规范请求一张图片，该图片中的像素对应的值就是该像素对应的高度，真的是名副其实的高度图。

    var terrainProvider = new Cesium.ArcGISTiledElevationTerrainProvider({url:"https://elevation3d.arcgis.com/arcgis/rest/services/WorldElevation3D/Terrain3D/ImageServer",token:"KED1aF_I4UzXOHy3BnhwyBHU4l5oY6rO6walkmHoYqGp4XyIWUd5YZUC1ZrLAzvV40pR6gBXQayh0eFA8m6vPg..",});viewer.terrainProvider = terrainProvider;

CesiumTerrainProvider
Cesium标准地形，在该Provider中支持两种地形格式，一种是高度图（目前Cesium已经废弃），另一种则是TIN网格的STK地形。
Cesium厉害的之处就在于目前采用STK的地形服务，并通过QuantizedMeshTerrainData封装了STK地形数据格式，它的优点是支持水面和法线，同时数据量比较小。

    var terrainProvider = new Cesium.CesiumTerrainProvider({url : Cesium.IonResource.fromAssetId(3956),requestWaterMask: true, requestVertexNormals: true, });viewer.terrainProvider = terrainProvider;