在Cesium中实现与CAD的DWG图叠加显示分析

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已于 2022-08-02 07:30:57 修改 · 4.2k 阅读

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#gis #cad #dwg #web #javascript

于 2022-08-01 20:01:18 首次发布

本文详细介绍了如何在Cesium中实现CAD DWG图层的加载，以及解决不同坐标系导致的瓦片错位问题。首先，传统方案涉及DWG转DXF再转SHP，然后通过GIS服务发布，但数据可能丢失。为解决此问题，唯杰地图(VJMap)支持直接将DWG发布为WMS图层。在Cesium中加载WMS图层时，由于坐标系差异，出现瓦片错开现象。通过四参数转换，将CAD坐标与Web Mercator 3857坐标进行线性转换，解决了错位问题。文章提供了完整代码示例，并展示了最终实现效果。

前言

Cesium是一个非常优秀的三维地球GIS引擎（开源且免费, 能够加载各种符合标准的地图图层，瓦片图、矢量图等都支持。而AutoCAD是为微型计算机上应用CAD技术而开发的绘图程序，它有很强的图形编辑能力，非常适合绘制工程图纸，绘图的精确性和绘图方法的丰富性使得它在机械、电子、建筑、航空航天等领域有着广泛的应用,常见的一些工程图纸基本上都是AutoCAD绘制的DWG格式的图纸；在实际中经常会遇到需要将CAD的图纸叠加到cesium上面，与地表地形叠加显示查看。那如何实现在Cesium中实现与CAD的DWG图叠加显示分析呢？

技术分析

业内一般的做法步骤为:

(1) 在AutoCAD中把DWG图导出为DXF明码格式文件
(2) 利用第三方工具如GDAL，把dxf转为shp等GIS数据格式
(3) 利用开源的gis服务，如geoserver或mapserver把shp文件发布成gis服务
(4) 在cesium中加载gis服务的瓦片图层

上面的方案的优点很明显，基本上利用开源的方案能把流程跑通。但在实际项目中缺点也很明显，主要是在步骤 (1)(2), 因为dwg是私有格式，通过dwg转出成dxf再转化成shp文件时，会丢失图中的很多数据，CAD数据类型较为丰富，支持点、块符号、线、面、多段线、椭圆、块、文字等多种数据类型，而转换到GIS中，只转换为点、线、面、注记等类型，这使得CAD图形数据不能很好的满足GIS的要求，如：CAD中的Text数据类型，直接转换后只转换为GIS中的Point。通过这种转换去绘制，会导致和原始CAD图形绘制不太一样，同时CAD里面有线型、字体也会导致绘制上的差异性。

唯杰地图vjmap完全兼容AutoCAD格式的DWG文件，无需通过转换可直接发布成gis的WMS格式，可有效解决上面问题。实现步骤为:

(1) 上传DWG图形，利用唯杰地图发布为WMS图层
(2) 在cesium中加载wms瓦片图层

实现

先上效果图，（红色的线为cad图层)

具体步骤:

确定CAD图的坐标系

在打开的CAD图中，随便找了图中的一个点坐标，坐标为”614802.89177, 3257472.36997”

那怎么确定这个坐标是哪个坐标系呢？如果已经知道坐标能不能倒推坐标系呢？

可以，但是得分情况。这里我们只讨论高斯克吕格投影。

假设已经知道数据的投影是高斯克吕格，怎样判定是6°带还是3°带？怎样判定中央经线是多少呢？

如果坐标范围是6位，我们可以判定坐标系不带带号的。如果Y值范围在333000m~667000m，可能是3°分带法；如果Y值范围在166 000m~834000m，一定是6°分带法。如果取值范围重合的部分有可能3°分带法也可能在6°分带法。

如果坐标范围是8位，我们可以判定坐标系是以带号命名，并且根据带号可以知道是3°带还是6°带。我们国家的经度范围大致在73°33′E_{105°05′E，所以如果是以带号命名，带号在13}23带之间的，说明是6°分带法；带号在25~45带之间的，说明是3°分带法。

在这个图中，坐标为”614802“为6位，大概率能确定为省去了带系的3°分带坐标。并且根据图中图框中坐标系写的为2000坐标系，同时地点为重庆附近。而重庆的经度差不多是以106开头。我们去epsg官网查询得知，该坐标系应该是"EPSG:4544".
上传打开CAD图

如果在Web网页端展示CAD图形(唯杰地图云端图纸管理平台 https://vjmap.com/app/cloud),这个在前面的博文中已讲过，这里不再重复，有需要的朋友可下载工程源代码研究下。

在cesium增加cad图层

let imageryProvider= new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({
     
     
			url: "http://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts?tk=3346bb6ad29b5013c5952cf1117b80e9",
			layer: "img",
			style: "default",
			tileMatrixSetID: "w",
			format: "tiles",
			maximumLevel: 14,
		});

		let viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
     
     
			imageryProvider: imageryProvider,
			contextOptions: {
     
     
				webgl: {
     
     
					alpha: true
				}
			},
			selectionIndicator: false,
			animation: false, //是否显示动画控件
			baseLayerPicker: false, //是否显示图层选择控件
			geocoder: false, //是否显示地名查找控件
			timeline: false, //是否显示时间线控件