第26周 | i3dm切片模型读写功能的开发

以工业4.0研究院胡权院长所著《数字孪生体》一书为指引，数字孪生城市实验室加强“数字孪生基础设施”建设，落实“数字孪生+”战略在城市治理中的应用。目前已经构建了智能杆、无人驾驶和能源系统等多个要素，形成了立体化的数字孪生城市生态。

上周（2021.6.14-2021.6.19）继续进行Cesium 3D Tiles 格式数据文件读写功能的开发，主要进行四叉树算法、切片模型位置计算、i3dm切片模型读写功能的开发。

3D Tiles使用层次细节结构(HLOD)的方式组织数据，tileset是一颗树，从root开始，所有子切片是递归的，创建一片区域的3D Tiles数据还有一个切片细化问题，每个切片可以用四个均匀细分的子切片（使用中心纬度和经度）进行细化，为了组织数据，可以通过创建四叉树来表示。

空间数据组织后很多种，规范中列举了四叉树、八叉树、KD树、网格等，其中四叉树是一个相对简单数据结构，数字孪生城市就使用四叉树来组织数据。

项目使用Web墨卡托投影，将球面坐标转换为平面坐标，然后用四叉树将平面递归分割，从而实现球面的空间分割。

经过对比试验b3dm和i3dm在智能杆模型的应用，最终选择了i3dm格式，因为其切片模型更适合外观一致，只有位置有变化的模型。因此项目最终采用了i3dm格式的读写功能。

目前项目已完成了i3dm文件JSON头的解析与输出，根据规范定义，二进制体部分是可以不使用的，可以把数据保存在JSON头中，只是切片模型会比较大，不过对于测试使用已经满足了。

四叉树是GIS中常用的空间索引。其基本思想是将地理空间递归划分为不同层次的树结构。它将已知范围的空间等分成四个相等的子空间，一个正方形切割成四等分，得到的依然是正方形，这就是为什么Web墨卡托投影要把地图搞成正方形的原因。

下面分享一份技术资料，介绍四叉树算法，供大家学习。

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