目录
引言一、功能设计1. 主体功能2. 细节问题 二、代码实现1. 树形控件2. 全局状态准备3. 创建图层控制方法3.1 加载、卸载方法编写3.2 统一对外暴露入口3.3 提供图层类别的可拓展性3.1 完整代码 4. hooks函数使用方法 三、总结
引言
本教程主要是围绕Cesium这一开源三维框架开展的可视化项目教程。总结一下相关从业经验，如果有什么疑问或更好的见解，欢迎评论、私聊探讨，共同进步。教程依托于vue3前端框架，参考初始化内容：【WebGis开发 - Cesium】三维可视化项目教程—初始化场景
本篇主要讨论如何管理二三维图层，仅以wmts和3dtiles做图层管理示例。我会在接下来的教程里专门针对其他各类图层加载方式做详细介绍。
二三维图层管理是三维可视化项目里重要的组成部分，通过树结构管理图层，根据模块设计加载对应二三维数据。
先看效果：
一、功能设计
1. 主体功能
设计图层数据结构，使用任意树形结构插件或是自行开发图层树。编写图层分类加载、卸载方法，暴露统一接口，配合图层数据进行图层操作。存储数据至全局状态，方便管理。2. 细节问题
图层数据大致上可以分为二维图层和三维图层
在三维引擎中针对这两者的表达方式有所不同
二维图层没有高度，按照加载先后顺序重叠在一起。如果内容存在遮挡，则只显示最后加载的图层。（好比一摞画册）三维图层具备高度，没有加载先后顺序重叠遮挡一说，只会根据三维模型的实际物理尺寸决定遮挡关系。所以在开发图层树的时候，要注意区分二三维图层。二、代码实现
1. 树形控件
树形控件采用 element-plus 组件库的 tree 组件。细节查阅：Tree 树形控件
几个需要注意的点：
根据需求设置check-on-click-node ，我希望不论点击选择框或是点击树节点内容，都可以触发选中节点。根据需求设置 :expand-on-click-node="false" ，我不希望在点击包含有子节点的节点时，一边加载子节点图层内容，一边把树折叠起来。或是反过来卸载子节点图层内容，同时把树伸展开。点击事件我选择 check-change ，只有这一个点击事件返回的数据符合我的需求。根据不同的设计理念，可以查阅组件库文档，选择适合自己项目的点选事件。图层管理核心在图层加载、卸载和全局数据管理，图层树可以根据自己喜好选择任意UI框架的树形结构，或是自行开发。满足展示树形图层以及选中、取消功能即可。 html部分
<div class="layerManager"> <div>图层管理</div> <el-tree :data="dataSource" show-checkbox node-key="id" default-expand-all check-on-click-node @check-change="checkChange" :expand-on-click-node="false" > </el-tree> </div>数据部分
二维数据使用天地图影像、矢量、注记三种。三维数据使用本地3dtiles数据（有在线数据替换一下）。
天地图wmts图层引用示例可以参考：天地图服务 ，在页面最下方有请求示例。
树节点数据主要包含几个内容
只有叶子节点存在url属性，实际控制图层的加载、卸载。其父级节点只作为文件夹管理功能，不实际控制图层。type属性，表面当前图层属于哪种类型，根据类型分类后，调用指定方法加载、卸载图层。id属性，值必须唯一。用于检索全局状态中存储的图层重要信息。label属性，图层树显示名称。const dataSource = ref([ { id: "1", label: "二维地图", children: [ { id: "1-1", label: "天地图影像", type: "wmts", url: "https://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=img&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default&format=tiles&tk=你申请的天地图key", }, { id: "1-2", label: "天地图矢量", type: "wmts", url: "https://t0.tianditu.gov.cn/vec_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=vec&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default&format=tiles&tk=你申请的天地图key", }, { id: "1-3", label: "天地图矢量注记", type: "wmts", url: "https://t0.tianditu.gov.cn/cva_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=cva&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default&format=tiles&tk=你申请的天地图key", }, ], }, { id: "2", label: "三维地图", children: [ { id: "2-1", label: "测试3dtiles模型", type: "3dtiles", // 我这里准备一份本地3dtiles数据在 `public/3dtiles/` 目录下 url: "/3dtiles/test/tileset.json", }, ], },]);2. 全局状态准备
使用 pinia 来管理全局状态
pinia的安装引入操作不过多赘述，自行查阅。
在 src/stores/ 目录下创建文件 layer.js
根据cesium提供的加载图层方法，可以发现
常规二维图层都是以imageryLayers 形式存储在全局变量 viewer 的 imageryLayers 属性中。3dtiles图层是以 primitive 形式存储在 viewer.scene 的 primitives 属性中。 所以我们创建两个全局状态数组 imageryLayers 和 primitiveLayers ，分别存储二维图层和三维图层。同时对应创建添加和查询两个action方法，用于保存和查询图层的重要信息（不需要把所有信息都存起来，只要存储特征值可以确保能在viewer中查询到对应图层即可）
import { defineStore } from "pinia";export const useLayerStore = defineStore("LayerStore", { state: () => ({ imageryLayers: [], primitiveLayers: [] }), actions: { addImageryLayer(data) { this.imageryLayers.push(data); }, getImageryLayer(id) { return this.imageryLayers.find((item) => item.id === id); }, addPrimitiveLayer(data) { this.primitiveLayers.push(data); }, getPrimitiveLayer(id) { return this.primitiveLayers.find((item) => item.id === id); }, },});3. 创建图层控制方法
出于功能的可复用性考虑，将图层管理的方法封装为hooks函数
主要包含几个内容：
编写各类图层的加载和卸载方法。集成加载和卸载的入口方法，对外暴露行为统一。提供hooks函数的可拓展性。3.1 加载、卸载方法编写
这里不深究对应图层加载api的使用方法，我会在之后的文章里详细介绍各图层加载方法的api使用方法以及常用属性填写。
描述一下我的编写逻辑：
id 到全局状态中查询图层信息是否已经存在。如果已经加载过了，就通过保存的特殊标识查询到对应图层数据，将 show 属性改写为 true 即可。如果没有加载过，则调用对应api加载图层，加载完成后返回对应图层数据。创建图层特殊标识，用于查询到指定图层，将特殊标识添加到返回图层数据的自定义属性中，我这里设置的是layerId，确保标识值唯一。将 layerId 以及树节点信息保存至全局状态中。 卸载方法 先通过树节点 id 到全局状态中查询图层信息是否已经存在。如果存在，就通过保存的特殊标识查询到对应图层数据，将 show 属性改写为 false 即可。不存在则不进行操作。 import { useLayerStore } from "@/stores/layer.js"; import { GenerateId } from "@/utils/cesium/common.js"; const layerStore = useLayerStore(); /** * @description: 添加wmts图层 * @param {*} data * @return {*} */ const addWmtsLayer = (data) => { // 先查询是否已经加载图层 const layerData = layerStore.getImageryLayer(data.id); // 存在图层数据直接显示图层, 并返回 if (layerData) { const layer = viewer.imageryLayers._layers.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = true; layerData.show = true; return; } // 不存在图层数据则重新加载图层 const imageMap = new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({ url: data.url }); // 添加图层 const layer = viewer.imageryLayers.addImageryProvider(imageMap); // 添加图层标识 layer.layerId = GenerateId(18); // 向全局状态输入图层数据 layerStore.addImageryLayer({ ...data, show: true, layerId: layer.layerId }); }; /** * @description: 移除wmts图层 * @param {*} data * @return {*} */ const removeWmtsLayer = (data) => { const layerData = layerStore.getImageryLayer(data.id); if (layerData) { // 获取图层数据并设置显示为false const layer = viewer.imageryLayers._layers.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = false; layerData.show = false; } }; /** * @description: 添加3dtiles图层 * @param {*} data * @return {*} */ const add3dtilesLayer = async (data) => { // 先查询是否已经加载图层 const layerData = layerStore.getPrimitiveLayer(data.id); // 存在图层数据直接显示图层, 并返回 if (layerData) { const layer = viewer.scene.primitives._primitives.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = true; layerData.show = true; return; } const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl(data.url); // 添加图层标识 tileset.layerId = GenerateId(18); viewer.scene.primitives.add(tileset); // 向全局状态输入图层数据 layerStore.addPrimitiveLayer({ ...data, show: true, layerId: tileset.layerId, }); viewer.flyTo(tileset); }; /** * @description: 移除3dtiles图层 * @param {*} data * @return {*} */ const remove3dtilesLayer = (data) => { const layerData = layerStore.getPrimitiveLayer(data.id); if (layerData) { const layer = viewer.scene.primitives._primitives.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = false; layerData.show = false; } };3.2 统一对外暴露入口
继续在3.1编写的hooks函数内添加子方法及变量。
将不同类型的方法按照加载和卸载分为两类，以图层类别和方法作为 键值对 存储起来。
编写统一加载、卸载入口，通过图层类别去选择指定方法对图层进行加载和卸载操作。
/** * @description: 添加图层方法map，用于存储不同图层加载方法 * @return {*} */ const addLayerFunctions = { "wmts": addWmtsLayer, "3dtiles": add3dtilesLayer, // 其他类型对应的类别和方法 // ... }; /** * @description: 移除图层方法map，用于存储不同图层卸载方法 * @return {*} */ const removeLayerFunctions = { "wmts": removeWmtsLayer, "3dtiles": remove3dtilesLayer, // 其他类型对应的类别和方法 // ... }; /** * @description: 添加图层入口函数，根据图层类型，分配对应加载函数 * @param {*} data * @return {*} */ const addLayer = (data) => { return addLayerFunctions[data.type](data); }; /** * @description: 移除图层入口函数，根据图层类型，分配对应卸载函数 * @param {*} data * @return {*} */ const removeLayer = (data) => { return removeLayerFunctions[data.type](data); };3.3 提供图层类别的可拓展性
继续在3.1编写的hooks函数内添加子方法及变量。
提供查询和注入两个方法
通过查询方法获取已经支持的图层类别。通过注入方法，可以自定义类别和加载、卸载方法，将自定义内容按照统一格式注入addLayerFunctions 和 removeLayerFunctions 这样做的好处是保证了hooks函数的封闭性同时可拓展，遵循了封装函数的开闭原则。
/** * @description: 获取已有的图层加载类型 * @return {*} */ const getAvialableLayerTypes = () => { return Object.keys(addLayerFunctions); }; /** * @description: 手动添加特殊图层加载、卸载方法以及图层类别 * @param {*} type * @param {*} addFunc * @param {*} removeFunc * @return {*} */ const addLayerType = (type, addFunc, removeFunc) => { if (addLayerFunctions[type]) { console.warn("图层方法已存在: " + type); return; } addLayerFunctions[type] = addFunc; removeLayerFunctions[type] = removeFunc; };3.1 完整代码
import { useLayerStore } from "@/stores/layer.js";import { GenerateId } from "@/utils/cesium/common.js";export const useLayerManager = () => { const layerStore = useLayerStore(); /** * @description: 添加wmts图层 * @param {*} data * @return {*} */ const addWmtsLayer = (data) => { // 先查询是否已经加载图层 const layerData = layerStore.getImageryLayer(data.id); // 存在图层数据直接显示图层, 并返回 if (layerData) { const layer = viewer.imageryLayers._layers.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = true; layerData.show = true; return; } // 不存在图层数据则重新加载图层 const imageMap = new Cesium.WebMapTileServiceImageryProvider({ url: data.url }); // 添加图层 const layer = viewer.imageryLayers.addImageryProvider(imageMap); layer.layerId = GenerateId(18); // 向全局状态输入图层数据 layerStore.addImageryLayer({ ...data, show: true, layerId: layer.layerId }); }; /** * @description: 移除wmts图层 * @param {*} data * @return {*} */ const removeWmtsLayer = (data) => { const layerData = layerStore.getImageryLayer(data.id); if (layerData) { // 获取图层数据并设置显示为false const layer = viewer.imageryLayers._layers.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = false; layerData.show = false; } }; /** * @description: 添加3dtiles图层 * @param {*} data * @return {*} */ const add3dtilesLayer = async (data) => { // 先查询是否已经加载图层 const layerData = layerStore.getPrimitiveLayer(data.id); // 存在图层数据直接显示图层, 并返回 if (layerData) { // 获取图层数据并设置显示为false const layer = viewer.scene.primitives._primitives.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = true; layerData.show = true; return; } const tileset = await Cesium.Cesium3DTileset.fromUrl(data.url); // 添加标识 tileset.layerId = GenerateId(18); viewer.scene.primitives.add(tileset); // 向全局状态输入图层数据 layerStore.addPrimitiveLayer({ ...data, show: true, layerId: tileset.layerId, }); viewer.flyTo(tileset); }; /** * @description: 移除3dtiles图层 * @param {*} data * @return {*} */ const remove3dtilesLayer = (data) => { const layerData = layerStore.getPrimitiveLayer(data.id); if (layerData) { const layer = viewer.scene.primitives._primitives.find( (item) => item.layerId === layerData.layerId ); layer.show = false; layerData.show = false; } }; /** * @description: 添加图层方法map，用于存储不同图层加载方法 * @return {*} */ const addLayerFunctions = { "wmts": addWmtsLayer, "3dtiles": add3dtilesLayer, }; /** * @description: 移除图层方法map，用于存储不同图层卸载方法 * @return {*} */ const removeLayerFunctions = { "wmts": removeWmtsLayer, "3dtiles": remove3dtilesLayer, }; /** * @description: 添加图层入口函数，根据图层类型，分配对应加载函数 * @param {*} data * @return {*} */ const addLayer = (data) => { return addLayerFunctions[data.type](data); }; /** * @description: 移除图层入口函数，根据图层类型，分配对应卸载函数 * @param {*} data * @return {*} */ const removeLayer = (data) => { return removeLayerFunctions[data.type](data); }; /** * @description: 获取已有的图层加载类型 * @return {*} */ const getAvialableLayerTypes = () => { return Object.keys(addLayerFunctions); }; /** * @description: 手动添加特殊图层加载、卸载方法以及图层类别 * @param {*} type * @param {*} addFunc * @param {*} removeFunc * @return {*} */ const addLayerType = (type, addFunc, removeFunc) => { if (addLayerFunctions[type]) { console.warn("图层方法已存在: " + type); return; } addLayerFunctions[type] = addFunc; removeLayerFunctions[type] = removeFunc; }; return { addLayer, removeLayer, getAvialableLayerTypes, addLayerType, };};4. hooks函数使用方法
<template> <div id="mapContainer"> <div class="layermanager"> <div>图层管理</div> <el-tree :data="dataSource" show-checkbox node-key="id" default-expand-all check-on-click-node @check-change="checkChange" :expand-on-click-node="false" > </el-tree> </div> </div></template><script setup>import { ref, onMounted } from "vue";import { initCesiumMap } from "@/utils/cesium/index.js";import { useLayerManager } from "@/hooks/useLayerManager.js";const dataSource = ref([ { id: "1", label: "二维地图", children: [ { id: "1-1", label: "天地图影像", type: "wmts", url: "https://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=img&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default&format=tiles&tk=你申请的key", }, { id: "1-2", label: "天地图矢量", type: "wmts", url: "https://t0.tianditu.gov.cn/vec_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=vec&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default&format=tiles&tk=你申请的key", }, { id: "1-3", label: "天地图矢量注记", type: "wmts", url: "https://t0.tianditu.gov.cn/cva_w/wmts?service=wmts&request=GetTile&version=1.0.0&LAYER=cva&tileMatrixSet=w&TileMatrix={TileMatrix}&TileRow={TileRow}&TileCol={TileCol}&style=default&format=tiles&tk=你申请的key", }, ], }, { id: "2", label: "三维地图", children: [ { id: "2-1", label: "测试3dtiles模型", type: "3dtiles", url: "/3dtiles/test/tileset.json", }, ], },]);const { addLayer, removeLayer} = useLayerManager();onMounted(() => { initCesiumMap();});const checkChange = (data, isCheck) => { // 判断是否为叶子节点 if (data?.children && data?.children?.length > 0) { console.log("非子叶节点"); return; } else { if (isCheck) { addLayer(data); } else { removeLayer(data); } }};</script>三、总结
至此图层管理的基础实现脉络已经梳理完毕，但是这些还远远不够，我们仍需关心以下几个问题：
二维图层的互相遮挡问题，需要拓展图层调换顺序功能。图层叠加使用场景，需要拓展图层透明度调整功能。当前场景下图层保存功能，用于场景切换时，关闭及初始化图层树。拓展其他重要图层类型的加载卸载方式。其他。所以说一个完整的模块是亿点点优化而来的。由于篇幅问题，遗留的几个问题我将会在之后的文章中逐步闭环。
再接再厉~