[1]经纬度坐标与瓦片坐标的转换
- 选定转换的经纬度坐标与瓦片坐标(这里选4326地理坐标与谷歌XYZ规范的瓦片坐标:Z表示缩放层级,从0开始;
XY
的原点在左上角,X
从左向右,Y
从上向下) - 将地理坐标系转为投影坐标系(单位:经纬度=>米)例如将4326=>web墨卡托3857,该坐标系的范围(米为单位)
x[-20037508.3427892, 20037508.3427892]
,范围y同样是[-20037508.3427892, 20037508.3427892]
// 地球半径
const r = 6378137
// 4326转3857
const lngLatMercator = (lng, lat) => {
//注意先转为为弧度制,弧度=角度*Math.PI/180,弧长=弧度*半径
let x = lng * (Math.PI / 180) * r;
let rad = lat * (Math.PI / 180)
let sin = Math.sin(rad)
let y = r / 2 * Math.log((1 + sin) / (1 - sin))
return [x, y]
}
- 计算任意层级下的分辨率(分辨率:一个像素宽所代表的实际长度,这里假设每张瓦片的大小为)
// 地球周长
const C = 2 * Math.PI * 6378137
// 瓦片像素
const titleSize = 256
// 获取某一层级下的分辨率(X,Y方向适)
const getResolution = (n) => {
const tileNums = Math.pow(2, n)
const tileTotalPx = tileNums * titleSize
return C / tileTotalPx
}
- 计算像素/屏幕坐标(以为web墨卡托默坐标原点在经纬度为0的地方,而屏幕坐标原点位于屏幕左上角,所以这里需要先进行转换)
- 计算瓦片坐标(行列号)
// 根据像素坐标及缩放层级计算瓦片行列号
const getTileRowAndCol = (x, y, z) =>
\\因为3857与4326坐标原点位于经纬度为零的地方,而瓦片坐标原点位于左上角,所以需要将3857坐标原点转到左上角
x += C / 2
y = C / 2 - y
let resolutionX = getResolution(z)//获取某一层级z下的分辨率
let row = Math.floor(x / resolutionX / tileSize)
let col = Math.floor(y / resolutionY / tileSize)
return [row, col]
}
- 根据上面的推导可得出经纬度坐标互转瓦片坐标总公式:
一些切片工具的工作原理也大致如此,输入你需要切片的数据及要切片的参数(如切片最大、最小层级,瓦片大小等),输出相应目录规范的XYZ切片数据,以供直接调用。
[2]瓦片服务准备
完成经纬度坐标转为瓦片坐标后便可以使用一些切片工具(geoserver等)切一些瓦片然后发布为服务或直接调用在线瓦片服务,在或者直接调用离线瓦片(注意命名规范)
[3]前端瓦片拼接显示
对于生成的栅格瓦片服务或离线瓦片,可以根据瓦片采用的规则以及切片的参数,采用canvas渲染拼接或采用基于canvas的地图库渲染即可。
可采用leaflet和opnelayers来调用瓦片服务并再前端渲染(openlayers不需要写经纬度坐标转瓦片坐标等代码实现,直接调用即可),不过为了学习的话可以使用canvas来实现瓦片地图的加载。但是使用canvas来渲染的话还会遇到许多需要优化东西:比如瓦片的加载顺序(怎么实现先加载屏幕中间的瓦片),缩放时瓦片的更新方式,平滑移动效果,瓦片的缓存机制等