作者：kele
背景
前段时间看到一篇构建隧道的文章（https://blog.csdn.net/supermapsupport/article/details/128453116），突然想到一个使用场景：隧道通常是建在山体下面，是否可以通过这种方式构建出一条贯穿山体的隧道，来模拟实际的施工方案？答案是可以，效果图如下:
一、实现思路
1、生成隧道模型
2、地形挖洞
3、把隧道模型放在洞口中
该方案的难点在于，如何根据隧道的截面坐标，将地形挖洞，使洞口与隧道模型完全吻合
由于地形服务无法做布尔运算，这里采用地形开挖方式实现，并不展示开挖底面与侧面，这样就相当于给地形裁剪一个口子，关键接口：
二、实现过程
1、构建管道模型
用鼠标绘制一条折线代表隧道的走向
然后使用iServer放样分析，输入隧道截面坐标，分析出一条带管壁厚度的隧道
var s3mInstanceColc = new Cesium.S3MInstanceCollection(scene._context);
scene.primitives.add(s3mInstanceColc);
var sqlParameter = {
"loftRegion":{"type":"REGION" , "parts":[8,8], "points":[{ x: -2.5, y: 7.5},
{ x: -6.5, y: 5.5 },
{ x: -10.5, y: 0 },
{ x: -10.5, y: -10.5 }, //隧道截面坐标，单位为米
{ x: 10.5, y: -10.5 },
{ x:10.5, y: 0},
{ x: 6.5, y: 5.5 },
{ x: 2.5, y: 7.5},
{ x: -1.5, y: 6.5},
{ x: 1.5, y: 6.5},
{ x: 5.5, y: 4.5 },
{ x: 9.5, y: 0},
{ x: 9.5, y: -9.5 },
{ x: -9.5, y: -9.5 },
{ x: -9.5, y: 0 },
{ x: -5.5, y: 4.5 }]},
"loftLine":{"type":"LINE3D", "parts":[2], "points":posArray},
"chamfer":"5",
"lonlat":"TRUE"
};
var url = "http://10.10.4.82:8090/iserver/services/spatialAnalysis-test/restjsr/spatialanalyst/geometry/3d/loft.json?returnContent=true";
var queryData = JSON.stringify(sqlParameter);
$.ajax({
type: "post",
url: url,
data: queryData,
success: function (result) {
var geometry = result.geometry;
if (!geometry) {
return;
}
var buffer = new Uint8Array(geometry.model).buffer;
var position = geometry.position;
var color = Cesium.Color.GRAY;
s3mInstanceColc.add('visibleBody', {
position: Cesium.Cartesian3.fromDegrees(position.x, position.y, position.z+10),
color: color,
attributes: 'test'
}, buffer);
viewer.flyTo(s3mInstanceColc);
},
error: function (msg) {
console.log(msg);
},
})
2、根据隧道给地形挖洞
2.1、去除挖洞封边效果，去除侧面与底面贴图
scene.globe.showExcavationSide = false;
scene.globe.excavationBottomTextureUrl = null;
scene.globe.excavationSideTextureUrl = null;
2.2、开挖方案
从图中可以看出，隧道口被堵死，我们需要拿到隧道与地形相交部分的节点坐标，然后将地形挖开。所以关键步骤就是如何得到相交坐标，如下图所示：
第一步获取隧道截面坐标（红色点），第二步利用隧道方向向量，绘制出基于截面坐标且平行与隧道的线段（通视分析），第三步得到线段与地形的交点（蓝色点），第四步用得到的交点坐标将地形挖开
2.3、获取截面坐标点（红色点）
①在构建隧道模型时，我们可以根据传入的平面坐标，计算每个端点与中心点的距离
②在绘制隧道走向时，我们根据绘制坐标计算出隧道的方向向量，从而获取线的角度，在这个角度基础上±90°，得到隧道垂直方向，方向+距离即可计算出目标点的世界坐标。利用不同距离得到多个点坐标，再给各个点设置高度，即可得到所有的隧道截面世界坐标。向量与角度的计算可以参考这篇文章：Cesium计算向量、角度、距离
关键代码：
this.getPointByDirectionAndLen = function (position, angle, len) {
let matrix = Cesium.Transforms.eastNorthUpToFixedFrame(position);
let mz = Cesium.Matrix3.fromRotationZ(Cesium.Math.toRadians(angle));
let rotationZ = Cesium.Matrix4.fromRotationTranslation(mz);
Cesium.Matrix4.multiply(matrix, rotationZ, matrix);
let result;
result = Cesium.Matrix4.multiplyByPoint(
matrix,
new Cesium.Cartesian3(0, len, 0),
new Cesium.Cartesian3()
);
return result;
};
2.4、获取开挖点（蓝色点）
经过上面的步骤，我们已经得到隧道截面坐标（下图中C坐标）、隧道线向量（AB）。根据公式：D坐标-C坐标 = 向量AB
可以得到D坐标
得到C、D坐标后，使用通视分析（sightline）得到观察点C到目标点D，之间与地形的障碍点；依次对每个截面坐标做以上操作，即可得到所有障碍点
关键代码：
this.getBarrierArray = function (LonLatArr,sightline) {
let pointA = new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(posArray[0].x,posArray[0].y,posArray[0].z);
let pointB = new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(posArray[1].x,posArray[1].y,posArray[1].z);
let index = 0;
//向量AB
const positionvector = Cesium.Cartesian3.subtract(pointB, pointA, new Cesium.Cartesian3());
myfun(index);
let BarrierArray = [];
function myfun(index){
if(index < LonLatArr.length){
let cart = new Cesium.Cartesian3.fromDegrees(LonLatArr[index][0], LonLatArr[index][1], LonLatArr[index][2]);
let posD = {
x: cart.x + positionvector.x,
y: cart.y + positionvector.y,
z: cart.z + positionvector.z
};
let thisArray = [];
thisArray.push(cart);
thisArray.push(posD);
var name = "point" + index;
sightline.viewPosition = Cartesian2toDegrees(thisArray[0]);
sightline.addTargetPoint({
position: Cartesian2toDegrees(thisArray[1]),
name: name
});
setTimeout(()=>{
let barrp = sightline.getBarrierPoint(name);
console.log(barrp);
if(!barrp.isViewer){
BarrierArray.push(barrp.position.longitude * (180/Math.PI));
BarrierArray.push(barrp.position.latitude * (180/Math.PI));
BarrierArray.push(barrp.position.height);
}
sightline.removeAllTargetPoint();
},30);
index++;
setTimeout(()=>{
myfun(index)
},40)
}
}
function Cartesian2toDegrees(position) {
var cartographic = Cesium.Cartographic.fromCartesian(position);
var longitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.longitude);
var latitude = Cesium.Math.toDegrees(cartographic.latitude);
var height = cartographic.height;
return [longitude, latitude, height];
}
return BarrierArray
};
2.5、地形开挖
得到所有障碍点后，通过这些点进行地形开挖文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-427221.html
viewer.scene.globe.addExcavationRegion({
name: 'ggg',
position: brruipos,
height: dep,
transparent: false
});
范例：
链接：https://pan.baidu.com/s/1sDwfmI6hBFIS3eCt7tBGug
提取码：6655文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-427221.html
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