World Wind Java开发之十——AnalyticSurface栅格渲染

冷不防 2022-08-06 12:10 5阅读 0赞

## 1、AnalyticSurfaceDemo ##

ArcGIS下对栅格的各种分级渲染效果是非常好的，可以做出很漂亮的图，现在在WW下也可以做出同样的效果了，看到这里是不是有点小兴奋呢。先看下WW自带的AnalyticSurfaceDemo的运行效果图：

![Center][]

通过看源代码可以知道给出了三种渲染示例，其中两种是动态的，这里我需要的是对dem数据或者是单波段影像的渲染，也就是左上方的渲染效果。

## 2、AnalyticSurface类 ##

下面来看下主要用到的类：

![20150122125217298][]

主要用到的方法：

// 创建AnalyticSurface并设置其属性
    		final AnalyticSurface surface = new AnalyticSurface();
    		surface.setSector(raster.getSector());
    		surface.setDimensions(raster.getWidth(), raster.getHeight());
    		surface.setValues(AnalyticSurface.createColorGradientValues(
    				raster.getBuffer(), raster.getTransparentValue(), extremes[0],
    				extremes[1], minHue, maxHue));
    		// surface.setVerticalScale(5e3);
    		// 设置表面渲染方式为 CLAMP_TO_GROUND
    		surface.setAltitudeMode(WorldWind.CLAMP_TO_GROUND);

根据自己的需要可以查阅开发文档设置其他属性。

## 3、DEM渲染实例 ##

将demo中的代码稍加修改封装为AnalyticSurfaceUtil类以供后面所有栅格数据的渲染使用，目前比较简单，后面陆续扩充该类。

WW下渲染效果：

![Center 1][]

ArcMap下渲染效果：

![Center 2][]

可以看到WW下渲染的效果丝毫不逊色，图是不是很漂亮呢。

## 4、洪涝模拟渲染 ##

这是对之前洪涝模拟的改进，对洪涝模拟输出的范围图和深度图进行渲染。

（1）范围图

![Center 3][]

（2）深度图

![Center 4][]

这幅渲染的深度图是不是有种火山喷发的感觉，很有艺术美感，非常喜欢这个渲染的效果。改一下配色再看下另一种渲染效果：

![Center 5][]

## 5、源码。 ##

下面是自己封装的AnalyticSurfaceUtil类，供大家参考：

/**
     * @Copyright 2014-2020 @刘硕
     **/
    
    package edu.whu.vge.util;
    
    import gov.nasa.worldwind.WorldWind;
    import gov.nasa.worldwind.avlist.AVKey;
    import gov.nasa.worldwind.avlist.AVList;
    import gov.nasa.worldwind.data.BufferWrapperRaster;
    import gov.nasa.worldwind.data.DataRaster;
    import gov.nasa.worldwind.data.DataRasterReader;
    import gov.nasa.worldwind.data.DataRasterReaderFactory;
    import gov.nasa.worldwind.exception.WWRuntimeException;
    import gov.nasa.worldwind.geom.Extent;
    import gov.nasa.worldwind.geom.Sector;
    import gov.nasa.worldwind.layers.RenderableLayer;
    import gov.nasa.worldwind.render.DrawContext;
    import gov.nasa.worldwind.render.Renderable;
    import gov.nasa.worldwind.util.Logging;
    import gov.nasa.worldwind.util.WWBufferUtil;
    import gov.nasa.worldwind.util.WWIO;
    import gov.nasa.worldwind.util.WWMath;
    import gov.nasa.worldwindx.examples.analytics.AnalyticSurface;
    import gov.nasa.worldwindx.examples.analytics.AnalyticSurfaceAttributes;
    import gov.nasa.worldwindx.examples.analytics.AnalyticSurfaceLegend;
    import gov.nasa.worldwindx.examples.util.ExampleUtil;
    
    import java.awt.Point;
    import java.io.File;
    import java.text.DecimalFormat;
    import java.text.FieldPosition;
    import java.text.Format;
    
    import javax.swing.SwingUtilities;
    
    /**
     * @项目名称：SmartScope
     * @类名称：AnalyticSurfaceUtil
     * @类描述：
     * @创建人：刘硕
     * @创建时间：2015-1-21 下午3:40:54
     * @修改备注：
     * @版本：
     */
    
    public class AnalyticSurfaceUtil
    {
    
    	/**
    	 * 创建一个新的实例 AnalyticSurfaceUtil.
    	 * 
    	 */
    	public AnalyticSurfaceUtil()
    	{
    		// TODO Auto-generated constructor stub
    	}
    
    	public static void createPrecipitationSurface(double minHue, double maxHue,
    			final RenderableLayer outLayer)
    	{
    		String DATA_PATH = "J:/data/wwj/FloodDepth.tif";
    		BufferWrapperRaster raster = loadRasterElevations(DATA_PATH);
    		if (raster == null)
    			return;
    
    		// 获取像元最大值与最小值
    		double[] extremes = WWBufferUtil.computeExtremeValues(
    				raster.getBuffer(), raster.getTransparentValue());
    		if (extremes == null)
    			return;
    
    		// 创建AnalyticSurface并设置其属性
    		final AnalyticSurface surface = new AnalyticSurface();
    		surface.setSector(raster.getSector());
    		surface.setDimensions(raster.getWidth(), raster.getHeight());
    		surface.setValues(AnalyticSurface.createColorGradientValues(
    				raster.getBuffer(), raster.getTransparentValue(), extremes[0],
    				extremes[1], minHue, maxHue));
    		// surface.setVerticalScale(5e3);
    		// 设置表面渲染方式为 CLAMP_TO_GROUND
    		surface.setAltitudeMode(WorldWind.CLAMP_TO_GROUND);
    		AnalyticSurfaceAttributes attr = new AnalyticSurfaceAttributes();
    		attr.setDrawOutline(false);
    		attr.setDrawShadow(false);
    		attr.setInteriorOpacity(0.6);
    		surface.setSurfaceAttributes(attr);
    
    		// 设置图例样式
    		Format legendLabelFormat = new DecimalFormat("# m")
    		{
    			public StringBuffer format(double number, StringBuffer result,
    					FieldPosition fieldPosition)
    			{
    				double valueInFeet = number;
    				return super.format(valueInFeet, result, fieldPosition);
    			}
    		};
    
    		// 创建图例
    		final AnalyticSurfaceLegend legend = AnalyticSurfaceLegend.fromColorGradient(
    				extremes[0], extremes[1], minHue, maxHue,
    				AnalyticSurfaceLegend.createDefaultColorGradientLabels(
    						extremes[0], extremes[1], legendLabelFormat),
    				AnalyticSurfaceLegend.createDefaultTitle("Legend"));
    		legend.setOpacity(0.8);
    		legend.setScreenLocation(new Point(100, 300));
    
    		SwingUtilities.invokeLater(new Runnable()
    		{
    			public void run()
    			{
    				surface.setClientLayer(outLayer);
    				outLayer.addRenderable(surface);
    				outLayer.addRenderable(createLegendRenderable(surface, 600,
    						legend));
    			}
    		});
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @方法名称: loadRasterElevations ；
    	 * @方法描述: 读取数据（单波段） ；
    	 * @参数 ：@param path
    	 * @参数 ：@return
    	 * @返回类型: BufferWrapperRaster ；
    	 * @创建人：刘硕;
    	 * @创建时间：2015-1-22 上午11:25:40；
    	 * @throws
    	 */
    	public static BufferWrapperRaster loadRasterElevations(String path)
    	{
    		// Download the data and save it in a temp file.
    		File file = ExampleUtil.saveResourceToTempFile(path,
    				"." + WWIO.getSuffix(path));
    
    		// Create a raster reader for the file type.
    		DataRasterReaderFactory readerFactory = (DataRasterReaderFactory) WorldWind.createConfigurationComponent(AVKey.DATA_RASTER_READER_FACTORY_CLASS_NAME);
    		DataRasterReader reader = readerFactory.findReaderFor(file, null);
    
    		try
    		{
    			// Before reading the raster, verify that the file contains
    			// elevations.
    			AVList metadata = reader.readMetadata(file, null);
    			if (metadata == null
    					|| !AVKey.ELEVATION.equals(metadata.getStringValue(AVKey.PIXEL_FORMAT)))
    			{
    				String msg = Logging.getMessage(
    						"ElevationModel.SourceNotElevations",
    						file.getAbsolutePath());
    				Logging.logger().severe(msg);
    				throw new IllegalArgumentException(msg);
    			}
    
    			// Read the file into the raster.
    			DataRaster[] rasters = reader.read(file, null);
    			if (rasters == null || rasters.length == 0)
    			{
    				String msg = Logging.getMessage(
    						"ElevationModel.CannotReadElevations",
    						file.getAbsolutePath());
    				Logging.logger().severe(msg);
    				throw new WWRuntimeException(msg);
    			}
    
    			// Determine the sector covered by the elevations. This
    			// information
    			// is in the GeoTIFF file or auxiliary
    			// files associated with the elevations file.
    			Sector sector = (Sector) rasters[0].getValue(AVKey.SECTOR);
    			if (sector == null)
    			{
    				String msg = Logging.getMessage("DataRaster.MissingMetadata",
    						AVKey.SECTOR);
    				Logging.logger().severe(msg);
    				throw new IllegalArgumentException(msg);
    			}
    
    			// Request a sub-raster that contains the whole file. This step
    			// is
    			// necessary because only sub-rasters
    			// are reprojected (if necessary); primary rasters are not.
    			int width = rasters[0].getWidth();
    			int height = rasters[0].getHeight();
    
    			DataRaster subRaster = rasters[0].getSubRaster(width, height,
    					sector, rasters[0]);
    
    			// Verify that the sub-raster can create a ByteBuffer, then
    			// create
    			// one.
    			if (!(subRaster instanceof BufferWrapperRaster))
    			{
    				String msg = Logging.getMessage(
    						"ElevationModel.CannotCreateElevationBuffer", path);
    				Logging.logger().severe(msg);
    				throw new WWRuntimeException(msg);
    			}
    
    			return (BufferWrapperRaster) subRaster;
    		}
    		catch (Exception e)
    		{
    			e.printStackTrace();
    			return null;
    		}
    	}
    
    	/**
    	 * 
    	 * @方法名称: createLegendRenderable ；
    	 * @方法描述: 创建图例 ；
    	 * @参数 ：@param surface
    	 * @参数 ：@param surfaceMinScreenSize
    	 * @参数 ：@param legend
    	 * @参数 ：@return
    	 * @返回类型: Renderable ；
    	 * @创建人：刘硕;
    	 * @创建时间：2015-1-22 上午11:26:07；
    	 * @throws
    	 */
    	protected static Renderable createLegendRenderable(
    			final AnalyticSurface surface, final double surfaceMinScreenSize,
    			final AnalyticSurfaceLegend legend)
    	{
    		return new Renderable()
    		{
    			public void render(DrawContext dc)
    			{
    				Extent extent = surface.getExtent(dc);
    				if (!extent.intersects(dc.getView().getFrustumInModelCoordinates()))
    					return;
    
    				if (WWMath.computeSizeInWindowCoordinates(dc, extent) < surfaceMinScreenSize)
    					return;
    
    				legend.render(dc);
    			}
    		};
    	}
    
    }

目前还很不完善，后面有需要的话打算做一个类似于ArcGIS的分级渲染工具，对于降雨量蒸散发量等数据都可以很方便的进行渲染。

[Center]: /images/20220806/7d42353f0f8a412db9c08bfb11bce9e1.png
[20150122125217298]: /images/20220806/0e80e20b5d834206ac991aca50992dbf.png
[Center 1]: /images/20220806/e48d581eeb0b44448d1ec17238d257ea.png
[Center 2]: /images/20220806/1ed750a401f24899ac47edcc1bf2511d.png
[Center 3]: /images/20220806/886e757c9fce42c8ba2d5639ee218ee2.png
[Center 4]: /images/20220806/7a1a8efd85654a0cbe17ce75bdc64b0c.png
[Center 5]: /images/20220806/4189aac52a1f4176b74c4c20950a5d06.png