<think>我们正在
Cesium中实现H3网格热力图。需要结合h3
-js库和
Cesium的图形能力。步骤：1.引入必要的库：
Cesium和h3
-js。2.创建
Cesium Viewer。3.定义目标区域（多边形）和H3分辨率。4.使用h3.polyfill生成覆盖该区域的六边形索引数组。5.将每个六边形索引转换为地理边界（经纬度点数组）。6.在
Cesium中绘制每个六边形（作为多边形图元）。7.对于热力图，我们需要数据聚合：将点数据聚合到每个六边形中，然后根据聚合值设置颜色。注意：
Cesium中绘制多边形需要使用PolygonGeometry或Entity.polygon。具体实现：第一步：环境设置在Vue项目中安装
cesium和h3
-js。第
二步：初始化
CesiumViewer在Vue组件中初始化
Cesium Viewer。第三步：生成H3网格
-定义区域（例如一个矩形）
-选择合适的分辨率
-使用h3.polyfill生成六边形索引数组第四步：绘制网格（无数据）
-遍历每个六边形索引，获取其边界坐标（h3.h3ToGeoBoundary）
-将边界坐标转换为
Cesium.Cartesian3数组（注意：h3返回的是[lat, lng]数组，而
Cesium需要经度在前，纬度在后，且需要将高度设为0）
-使用
Cesium.PolygonGeometry（或Entity）绘制每个六边形第五步：热力图数据聚合
-假设我们有一组点数据（每个点有经纬度和值）
-遍历每个点，使用h3.geoToH3将其转换到对应的六边形索引
-对每个六边形索引内的值进行累加（或平均等）第六步：根据聚合值设置颜色
-计算所有六边形聚合值的最大值（用于归一化）
-定义颜色梯度函数（如从蓝色到红色）
-绘制每个六边形时，根据其聚合值设置颜色第七步：性能优化
-对于大量六边形，使用Primitive而不是Entity（性能更好）
-使用InstanceGeometry（如果颜色固定，可以合并几何体）但每个六边形颜色不同，可能需要单独绘制代码示例：1.安装依赖：npm installh3
-js
cesium2. Vue组件示例（部分代码）：
```vue<template><div id="
cesiumContainer"></div>
</template><script>import *as
Cesium from'
cesium';import *as h3 from'h3
-js';export default{name: '
CesiumH3Heatmap',mounted
() {this.initViewer
();this.drawH3Heatmap
();},methods: {initViewer
() {//初始化
CesiumViewerthis.viewer= new
Cesium.Viewer
('
cesiumContainer', {terrainProvider:
Cesium.createWorldTerrain
()}
);//定位到旧金山this.viewer.camera.flyTo
({destination:
Cesium.Cartesian3.fromDegrees
(-122.43,37.77,5000
)}
);},asyncdrawH3Heatmap
(){//定义多边形区域（旧金山矩形）constpolygon =[[37.77,
-122.43],[37.91,
-122.43],[37.91,
-122.23],[37.77,
-122.23]];//注意：h3.polyfill要求的多边形格式是[[lat, lng],...]，且要求闭合（最后一个点与第一个点相同？）但这里没有闭合，所以我们在函数中设置true表示GeoJson格式（闭合环）const resolution=9;consthexagons =h3.polyfill
(polygon, resolution, true
);//生成模拟点数据（用于热力图）constpoints =this.generateMockPoints
(1000, polygon
);//聚合数据到六边形consthexData= {};points.forEach
(point=> {consthexId= h3.geoToH3
(point.lat,point.lng,resolution
);if
(hexagons.includes
(hexId
)){ //只统计在区域内的点hexData[hexId]=
(hexData[hexId]||0
)+ point.value;}}
);//计算最大值const maxValue =Math.max
(...Object.values
(hexData
));//遍历每个六边形，绘制constentities= [];hexagons.forEach
(hexId=> {constvalue= hexData[hexId] ||0;//获取六边形边界（返回的是[[lat,lng], ...]）constcoordinates= h3.h3ToGeoBoundary
(hexId, true
); //true表示GeoJson格式（[lng,lat]？注意：h3ToGeoBoundary返回的是[lat,lng]数组，但GeoJson格式应该是[lng,lat]？实际上，h3ToGeoBoundary返回的是[lat,lng]数组，无论第
二个参数是什么，第
二个参数true表示返回的坐标是[[lng,lat],...]还是[lat,lng]？实际上，文档：https://h3geo.org/docs/api/indexing#h3togeoboundary//第
二个参数（geoJson）设为true时，返回的是[[lng, lat], [lng, lat], ...]的数组，且第一个点和最后一个点相同（闭合）//所以我们需要将其转换为
Cesium的Cartesian3数组（经度，纬度，高度）constpositions =coordinates.map
(coord=>
Cesium.Cartesian3.fromDegrees
(coord[1], coord[0],0
));//创建多边形实体constcolor= this.getColor
(value,maxValue
);constentity =this.viewer.entities.add
({polygon:{hierarchy:new
Cesium.PolygonHierarchy
(positions
),material:color,height:0,//可以设置高度，如果在地面以上extrudedHeight:0, //设置为0表示不挤压outline:false}}
);entities.push
(entity
);}
);},generateMockPoints
(count, polygon
) {//生成在polygon范围内的随机点const[minLat, maxLat]= [Math.min
(...polygon.map
(p=> p[0]
)), Math.max
(...polygon.map
(p=> p[0]
))];const [minLng,maxLng]= [Math.min
(...polygon.map
(p =>p[1]
)), Math.max
(...polygon.map
(p=> p[1]
))];constpoints =[];for
(let i=0;i <count;i++
){constlat =minLat+ Math.random
()*
(maxLat
- minLat
);constlng= minLng+ Math.random
()*
(maxLng
-minLng
);points.push
({lat,lng,value:Math.random
() *100}
);}return points;},getColor
(value,maxValue
) {//根据归一化的值返回颜色constratio =value /maxValue;const r= Math.floor
(255 *ratio
);constb =Math.floor
(255*
(1
-ratio
));returnnew
Cesium.Color
(r/255,0, b/255,0.7
);}}
};</script>
<stylescoped>#
cesiumContainer{width:100%;height:100vh;}
</style>```注意：
-上述代码使用Entity API，对于大量六边形（比如上万个）可能会影响性能。如果性能有问题，可以改用Primitive API。
-使用Primitive API绘制多边形示例：const instance= new
Cesium.GeometryInstance
({geometry:new
Cesium.PolygonGeometry
({polygonHierarchy: new
Cesium.PolygonHierarchy
(positions
)}
),attributes: {color:
Cesium.ColorGeometryInstanceAttribute.fromColor
(color
)}}
);this.viewer.scene.primitives.add
(new
Cesium.Primitive
({geometryInstances: [instance],appearance: new
Cesium.PerInstanceColorAppearance
({flat: true,translucent:true}
)}
));但是，由于每个六边形颜色不同，我们需要为每个六边形创建一个GeometryInstance。这样同样会创建很多个Primitive（实际上我们可以将所有六边形放在一个Primitive中，但每个实例可以有自己的颜色属性）。我们可以使用一个Primitive包含多个GeometryInstance，每个实例有自己的颜色属性。修改绘制部分（使用Primitive）：
```javascript//创建一个Primitive，包含所有六边形实例const instances= [];hexagons.forEach
(hexId=> {constvalue =hexData[hexId]||0;constcoordinates =h3.h3ToGeoBoundary
(hexId,true
);//返回[[lng, lat],...]（因为第
二个参数为true）constpositions =coordinates.map
(coord=>
Cesium.Cartesian3.fromDegrees
(coord[0], coord[1],0
));//注意：这里coord[0]是经度，coord[1]是纬度constcolor =this.getColor
(value, maxValue
);//创建实例instances.push
(new
Cesium.GeometryInstance
({geometry: new
Cesium.PolygonGeometry
({polygonHierarchy:new
Cesium.PolygonHierarchy
(positions
),height:0}
),attributes: {color:
Cesium.ColorGeometryInstanceAttribute.fromColor
(color
)}}
));}
);//添加Primitivethis.viewer.scene.primitives.add
(new
Cesium.Primitive
({geometryInstances:instances,appearance: new
Cesium.PerInstanceColorAppearance
({flat: true,translucent:true}
)}
));```注意：使用Primitive时，坐标转换：h3ToGeoBoundary
(hexId, true
)返回的是[[lng, lat], [lng, lat], ...]的数组，所以直接使用coord[0]为经度，coord[1]为纬度。但是，注意：h3ToGeoBoundary的第
二个参数（geoJson）设置为true时，返回的是[ [lng, lat], [lng, lat], ...]，且第一个点和最后一个点相同（形成闭合环）。所以我们在创建PolygonHierarchy时，不需要再额外添加闭合点。性能对比：使用Primitive（合并成一个）比使用多个Entity性能更好。另外，如果区域很大，六边形数量很多，可能需要考虑分批次加载或使用WebWorker生成网格。引用：在
Cesium中加载网格地图的相关内容可参考专栏中的示例[^1]。相关问题：1.如何优化
Cesium中大量H3六边形的渲染性能？2.如何动态更新H3热力图的数据？3.在
Cesium中如何实现H3六边形的点击事件？4.如何将H3网格与
Cesium的地形高程结合？5.如何实现不同分辨率H3网格的切换？</think>### 在
Cesium中结合H3
-JS实现网格热力图
下面是在
Cesium中实现H3六边形网格热力图的完整解决方案，结合了`h3
-js`的地理空间索引能力和
Cesium的三维可视化能力：
#### 核心实现步骤
1. **环境准备**
```bash
npm install
cesium h3
-js
```
2. **基础代码结构**
```javascript
import * as
Cesium from '
cesium';
import * as h3 from 'h3
-js';
export default class H3Heatmap {
constructor
(viewer
) {
this.viewer = viewer;
this.resolution = 9; // H3网格分辨率
(0
-15
)
this.dataPoints = []; // 存储热力数据点
}
// 添加测试数据点
addMockData
(count = 1000
) {
for
(let i = 0; i < count; i++
) {
const lat = 37.77 +
(Math.random
() - 0.5
) * 0.2;
const lon =
-122.43 +
(Math.random
() - 0.5
) * 0.2;
this.dataPoints.push
({
position:
Cesium.Cartesian3.fromDegrees
(lon, lat
),
value: Math.floor
(Math.random
() * 100
)
}
);
}
}
// 生成热力图
generateHeatmap
() {
// 步骤3
-6的代码将放在这里
}
}
```
3. **数据聚合到H3六边形**
```javascript
// 在generateHeatmap方法中:
const hexData = {};
// 将点数据聚合到H3六边形
this.dataPoints.forEach
(point => {
const cartographic =
Cesium.Cartographic.fromCartesian
(point.position
);
const hexId = h3.geoToH3
(
Cesium.Math.toDegrees
(cartographic.latitude
),
Cesium.Math.toDegrees
(cartographic.longitude
),
this.resolution
);
if
(!hexData[hexId]
) {
hexData[hexId] = {
count: 0,
sum: 0,
hexId: hexId
};
}
hexData[hexId].count++;
hexData[hexId].sum += point.value;
}
);
```
4. **创建六边形几何体**
```javascript
// 创建Primitive集合
const hexagonPrimitives = new
Cesium.PrimitiveCollection
();
Object.values
(hexData
).forEach
(data => {
const avgValue = data.sum / data.count;
const boundary = h3.h3ToGeoBoundary
(data.hexId, true
);
// 将H3边界转换为
Cesium坐标
const positions = boundary.map
(coord =>
Cesium.Cartesian3.fromDegrees
(coord[0], coord[1]
)
);
// 创建多边形实例
const instance = new
Cesium.GeometryInstance
({
geometry: new
Cesium.PolygonGeometry
({
polygonHierarchy: new
Cesium.PolygonHierarchy
(positions
),
height: 0,
perPositionHeight: false
}
),
attributes: {
color:
Cesium.ColorGeometryInstanceAttribute.fromColor
(
this.getColorForValue
(avgValue
)
)
}
}
);
hexagonPrimitives.add
(new
Cesium.Primitive
({
geometryInstances: instance,
appearance: new
Cesium.PerInstanceColorAppearance
({
translucent: true,
closed: true
}
)
}
));
}
);
this.viewer.scene.primitives.add
(hexagonPrimitives
);
```
5. **颜色映射函数**
```javascript
// 根据值获取颜色
getColorForValue
(value
) {
const maxValue = 100; // 根据实际数据调整
const ratio = Math.min
(value / maxValue, 1
);
// 蓝
-> 黄
-> 红 渐变
return new
Cesium.Color
(
ratio, // 红色分量
ratio * 0.5, // 绿色分量
1
- ratio, // 蓝色分量
0.7 // 透明度
);
}
```
6. **在Vue组件中使用**
```vue
<template>
<div id="
cesium-container"></div>
</template>
<script>
import { onMounted } from 'vue';
import
Cesium from '
cesium';
import H3Heatmap from './H3Heatmap';
export default {
setup
() {
let viewer;
let heatmap;
onMounted
(() => {
// 初始化
Cesium Viewer
viewer = new
Cesium.Viewer
('
cesium-container', {
terrainProvider:
Cesium.createWorldTerrain
()
}
);
// 定位到旧金山
viewer.camera.flyTo
({
destination:
Cesium.Cartesian3.fromDegrees
(-122.43, 37.77, 5000
)
}
);
// 初始化热力图
heatmap = new H3Heatmap
(viewer
);
heatmap.addMockData
(5000
);
heatmap.generateHeatmap
();
}
);
}
};
</script>
```
#### 性能优化技巧
1. **合并几何体渲染**
```javascript
// 使用单个Primitive渲染所有六边形
const instances = Object.values
(hexData
).map
(data => {
// ...创建GeometryInstance
}
);
const primitive = new
Cesium.Primitive
({
geometryInstances: instances,
appearance: new
Cesium.PerInstanceColorAppearance
({
translucent: true,
closed: true
}
),
asynchronous: false // 关闭异步加载提升性能
}
);
this.viewer.scene.primitives.add
(primitive
);
```
2. **动态分辨率调整**
```javascript
// 根据视图高度自动调整分辨率
this.viewer.camera.changed.addEventListener
(() => {
const height = this.viewer.camera.positionCartographic.height;
const newRes = height > 100000 ? 7 : height > 50000 ? 8 : 9;
if
(newRes !== this.resolution
) {
this.resolution = newRes;
this.generateHeatmap
(); // 重新生成热力图
}
}
);
```
3. **Web Worker数据处理**
```javascript
// 在worker.js中处理数据聚合
addEventListener
('message',
(event
) => {
const { points, resolution } = event.data;
const hexData = {};
// 聚合逻辑...
postMessage
(hexData
);
}
);
// 主线程中
const worker = new Worker
('h3
-worker.js'
);
worker.postMessage
({ points: this.dataPoints, resolution: this.resolution }
);
worker.onmessage =
(event
) => {
this.renderHexagons
(event.data
); // 使用返回的数据渲染
};
```
#### 交互功能实现
1. **添加点击事件**
```javascript
// 在generateHeatmap方法中
this.viewer.screenSpaceEventHandler.setInputAction
((click
) => {
const picked = this.viewer.scene.pick
(click.position
);
if
(picked && picked.primitive
) {
const hexId = picked.primitive.id;
const hexData = this.hexData[hexId];
// 显示信息框
this.viewer.selectedEntity = new
Cesium.Entity
({
position: positions[0],
label: {
text: `H3: ${hexId}\n值: ${hexData.avgValue.toFixed
(2
)}`,
font: '14px sans
-serif'
}
}
);
}
},
Cesium.ScreenSpaceEventType.LEFT_CLICK
);
```
2. **动态更新热力图**
```javascript
// 更新数据并刷新热力图
updateHeatmap
(newData
) {
this.dataPoints = newData;
this.viewer.scene.primitives.remove
(this.heatmapPrimitive
);
this.generateHeatmap
();
}
```
#### 完整示例项目
建议参考
Cesium官方示例：
- [
Cesium + H3可视化示例]
(https://sandcastle.
cesium.com/?src=Custom%20
本文深入探讨了Cesium中网格划分的实现细节，包括四叉树构建、LOD原理及Tile可见性判断等关键技术。
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