osgearth開發：使用osgearth實現地圖應用

一、osgearth簡介

osgearth是一個基於OSG（OpenSceneGraph）的開源地球渲染工具，它不僅僅支持二維和三維地球可視化，還提供了一些前端的地理信息工具，比如地圖瓦片載入、地球興趣點繪製等。作為其它平台的一個插件，osgearth可以很容易地嵌入到現有的應用程序中，以便於更好的利用和分享數據。

osgearth的主要特點如下：

• 支持基於二維、三維和時態數據集的地球可視化；
• 構建在開源的開放場景圖（OpenSceneGraph）之上，具有良好的平台兼容性；
• 提供多種文件格式的地圖、影像、分析和矢量數據；
• 提供靈活、高效的地圖渲染和場景管理機制；
• 提供開箱即用的地理信息功能，比如地圖瓦片載入、地球興趣點繪製等；
• 提供多種編程語言的API和完整的文檔支持。

二、osgearth的安裝和配置

osgearth的安裝步驟如下：

mkdir osgearth-build
cd osgearth-build
cmake ../osgearth
make -j8
sudo make install

安裝完成後，可以配置osgearth的環境變數：

export OSG_FILE_PATH="/usr/local/share/osgOcean:/usr/local/share/osgearth"

進行環境變數配置後，就可以嘗試運行osgearth的示常式序了。

三、osgearth的基本使用

1. 地圖圖層添加

osgearth的最基本元素是地圖圖層，我們可以像下面這樣添加圖層：

osgEarth::Map* map = new osgEarth::Map();
osgEarth::Drivers::TMSOptions options;
options.url() = "http://readymap.org/readymap/tiles/1.0.0/7/";   // 地圖服務地址
osgEarth::Drivers::TMSDriver driver(options);
osgEarth::Layer* layer = driver.createLayer();
map->addLayer(layer);

以上代碼片段首先初始化一個osgEarth::Map對象，在通過osgEarth::Drivers::TMSOptions指定一個地圖服務地址，然後通過osgEarth::Drivers::TMSDriver創建圖層，最後將該圖層添加到map對象當中。

2. 地球覆蓋物添加

osgearth提供了多種地球覆蓋物，比如圖標、標識、注釋等，添加方法如下：

osgEarth::Annotation::Site* site = new osgEarth::Annotation::Site();
osgEarth::Annotation::LabelNode* label = new osgEarth::Annotation::LabelNode(site);
label->setText("Eiffel Tower");
label->setPosition(osgEarth::SpatialReference::create("epsg:4326"), osg::Vec3d(2.293,-48.858,0));
mapNode->addChild(label);

以上代碼片段首先初始化一個osgEarth::Annotation::Site對象，然後利用該對象添加一個標籤，並設置該標籤的文本和位置，最後將該標籤添加到MapNode當中。

3. 分層渲染和光照效果

osgearth支持多層次渲染和不同層次的光照效果，代碼示例如下：

osgEarth::MapNode* mapNode = osgEarth::MapNode::create(map);
osgEarth::Util::SkyNode* skyNode = new osgEarth::Util::SkyNode();
skyNode->attach(mapNode);
osgEarth::Util::Controls::Control* controller = new osgEarth::Util::EarthManipulator();
osgViewer::Viewer viewer;
osg::Group* root = new osg::Group();
root->addChild(skyNode);
root->addChild(mapNode);
root->addChild(controller);
viewer.setSceneData(root);

以上代碼片段首先創建一個MapNode對象，然後通過osgEarth::Util::SkyNode創建一個天空的效果，並將mapNode對象附加到天空節點當中，接著利用osgEarth::Util::Controls::Control創建一個地球操控器，最後將這些元素都添加到一個根節點中，然後呈現在屏幕上。

4. 大氣層渲染

osgearth支持大氣層的渲染，以此來營造更加真實的場景效果，代碼示例如下：

osgEarth::MapNode* mapNode = osgEarth::MapNode::create(map);
osgEarth::Util::SkyNode* skyNode = new osgEarth::Util::SkyNode();
osgEarth::Util::AtmosphereNode* atmosNode = new osgEarth::Util::AtmosphereNode();
atmosNode->attach(skyNode);
skyNode->attach(mapNode);
osgEarth::Util::Controls::Control* controller = new osgEarth::Util::EarthManipulator();
osgViewer::Viewer viewer;
osg::Group* root = new osg::Group();
root->addChild(atmosNode);
root->addChild(mapNode);
root->addChild(controller);
viewer.setSceneData(root);

以上代碼片段首先創建一個MapNode對象，然後通過osgEarth::Util::SkyNode創建一個天空的效果，並通過osgEarth::Util::AtmosphereNode創建一個大氣層效果，並將天空節點和地圖節點都附加到大氣節點當中，接著利用osgEarth::Util::Controls::Control創建一個地球操控器，最後將這些元素都添加到一個根節點中，然後呈現在屏幕上。

四、osgearth的應用實例

osgearth可以用於多種 GIS 和地圖應用，包括但不限於：

• 基於矢量和柵格數據的地圖展示和交互；
• 地理信息可視化和分析，比如水文分析、地質分析等；
• 無人機和機器人領域的應用，比如機器人足跡可視化、機器人避障路徑規劃等；
• 基於OpenGL和三維圖形學的圖像處理和渲染。

osgearth提供豐富的API和示例，可以自由地進行定製開發，以滿足不同的應用需求。

五、結論

本文通過對osgearth的介紹和示例，探討了osgearth在GIS和地圖領域的應用價值和使用方法。osgearth作為一個基於OSG的開源地球渲染工具，提供了多層次的地圖可視化和前端地理信息工具，可以廣泛地應用於不同的地圖應用場景。同時，osgearth還提供多種編程語言的API和完整的文檔支持，為開發者提供了豐富的開發資源和支持。期望本文能夠為讀者深入了解和掌握osgearth的應用提供一些幫助。