OpenLayers之加载多源数据四：万能瓦片地图加载秘籍

目录

    加载简单的瓦片地图

瓦片地图之高德地图

瓦片地图之百度地图

重新定义OpenLayers3的瓦片坐标系

分析瓦片地图坐标系

解密瓦片url

加载微软Bing中文地图

Google地图加载

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其实加载瓦片地图基本是大同小异，你可能会觉得很惊讶，因为网上在线的地图服务，看起来都不一样，本节即将为你解开这层神秘的面纱。此处用一张图来直观地认识一下瓦片结构：

    从上图可知，大家常用的瓦片地图是一个三维的概念，我们通常使用xyz这样的坐标来精确定位一张瓦片。通常z用于表示地图层级，而xy表示某个层级内的瓦片平面，x为横坐标，y为纵坐标，类似于数学上常见的笛卡尔坐标系。在这个瓦片平面上的每一个瓦片在横轴和纵轴上都有对应的坐标：x和y。

    加载简单的瓦片地图

    虽然现在大多数网页地图都使用的是瓦片地图，但还是有必要先介绍一下如何识别它。在浏览器中打开任意一个在线的网页地图，然后打开浏览器的开发者工具，再随意拖动、放大、缩小地图。之后在开发者工具里查看新发起的请求，是否有一些图片请求，查看请求返回的图片，是否为正在浏览的地图的一部分。如果是，则基本为瓦片地图。下面以百度地图为例，说明一下在线瓦片地图请求信息：

    在请求的url中，我们可以很明显地看到xyz这三个参数，这进一步说明了百度地图就是用了瓦片地图。如果你多分析一下现有的在线网页地图，基本都是瓦片地图。正因为如此，OpenLayers提供了ol.source.XYZ这种通用的Sourcel来适应广大的在线瓦片地图数据源，具备很好的适用性。通常情况下，开发者想要加载不同的在线瓦片地图源，则只需要更改ol.source.XYZ的构造参数中url就可以了。

比如我们就可以不用ol.source.OSM，而用ol.source.XYZ来加载Open Street Map地图，结果一样：

    除了Open Street Map可以这样加载外，还有很多其他的在线瓦片地图源也可以，比如高德地图：

// 高德地图层
var gaodeMapLayer = new ol.layer.Tile({
    source: new ol.source.XYZ({
        url:'http://webst0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=7&x={x}&y={y}&z={z}'
    })
});

    比如Yahoo地图：

// yahoo地图层
var yahooMapLayer = new ol.layer.Tile({
    source: new ol.source.XYZ({
        tileSize: 512,
        url:'https://{0-3}.base.maps.api.here.com/maptile/2.1/maptile/newest/normal.day/{z}/{x}/{y}/512/png8?lg=ENG&ppi=250&token=TrLJuXVK62IQk0vuXFzaig%3D%3D&requestid=yahoo.prod&app_id=eAdkWGYRoc4RfxVo0Z4B'
    })
});

    大同小异，非常简单。上面的三个例子，只有Yahoo地图的代码有点不一样：多了tileSize参数的设置。

    默认情况下，tileSize为256，这也是现在绝大多数瓦片采用的大小。但Yahoo地图使用的是512，所以我们需要显示指定。

瓦片地图之高德地图

    目前通过高德地图官方网站的影像切换，可以看到高德的瓦片地址有如下两种：

    http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=1&style=7和

    http://webst0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?style=7&x={x}&y={y}&z={z}

    前者是高德的新版地址，后者是老版地址。

    高德新版的参数：

    lang可以通过zh_cn设置中文，en设置英文；

    size基本无作用；

    scl设置标注还是底图，scl=1代表注记，scl=2代表底图（矢量或者影像）；

    style设置影像和路网，style=6为影像图，style=7为矢量路网，style=8为影像路网。

    总结之：

    http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=1&style=7 为矢量图（含路网、含注记）

    http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=2&style=7 为矢量图（含路网，不含注记）

    http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=1&style=6 为影像底图（不含路网，不含注记）

    http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=2&style=6 为影像底图（不含路网、不含注记）

    http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=1&style=8 为影像路图（含路网，含注记）

   http://wprd0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?x={x}&y={y}&z={z}&lang=zh_cn&size=1&scl=2&style=8 为影像路网（含路网，不含注记）

    高德旧版可以通过style设置影像、矢量、路网。

    总结之：

    http://webst0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?style=6&x={x}&y={y}&z={z} 为影像底图（不含路网，不含注记）

    http://webst0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?style=7&x={x}&y={y}&z={z} 为矢量地图（含路网，含注记）

    http://webst0{1-4}.is.autonavi.com/appmaptile?style=8&x={x}&y={y}&z={z} 为影像路网（含路网，含注记）

瓦片地图之百度地图

    通过上面的示例我们已经发现，其实可以非常轻松地加载多种不同来源的在线瓦片地图。但遗憾地是，上面这种简单方法并不适用于所有的在线瓦片地图，总有一些是特殊的，比如百度地图，上面这种方式就不生效了。

    此时，我们需要回过头来思考一下瓦片地图加载的整个过程：

    瓦片地图加载的关键在于找对瓦片，但要找对瓦片，就得知道瓦片的坐标，而坐标又需要明确的坐标系。我们在坐标里说过，任何坐标都得有坐标系才有意义。在OpenLayer中，默认使用的瓦片地图的坐标系是如何定义的？

    经分析可知，OpenLayer的瓦片坐标系的原点在左上角，向上为y轴正方向。具体到地图上来讲，地球经过投影，投影到一个平面上，平面最左边对应地球最西边，平面最上边对应地球最北边。原点就处于整个平面的左上角，即地球的西北角，从北向南为y轴负方向，从西向东为x轴正方向。理解这一点非常重要，因为并不是所有在线的瓦片地图都是采用这样的坐标系。用OpenLayers加载它们的时候，如果坐标系不同，计算出来的瓦片地址就获取不到对应的瓦片，为解决这个问题，我们必须要先对瓦片坐标进行转换。那么，具体该怎么实现转换？最详细明了的方式还是看实例，下面我们看一下加载百度地图的一种实现方式：

    和前面几个加载在线瓦片地图的例子不一样的地方在于，我们没有设置url，而是设置了tileUrlFunction，这是一个获取瓦片url的函数，如果自定义这个函数，就可以实现不同坐标系之间的转换，从而返回在线地图服务对应瓦片的url。通过代码可以看到，函数入参是一个瓦片坐标，然后进行一系列的转换，得到百度在线地图的瓦片地址。

    tileUrlFunction这个自定义函数的代码实现有可能看不懂，虽然知道在进行坐标转换，但并不知道为什么要这样实现。为了彻底弄明白代码，我们必须得把之前遗漏的一个重要环节补上：弄明白待加载的在线瓦片地图的坐标系。对百度在线瓦片坐标系进行简单分析发现，它是以某一个位置为原点，向右为x正方向，向上为y正方向的坐标系。进一步分析发现，原点应该在中心位置，为此，我们假设百度地图是以经纬度[0,0]为原点，在此基础上编写函数tileUrlFunction的实现。halfTileNum表示的是在当前缩放层级之下，总的瓦片个数的一半，意味着它就是中心位置。对于baiduX小于0的情况，百度使用了M来表示负号，所以要特殊处理一下。想必这下应该更加理解代码实现了。不同的在线瓦片地图的转换代码可能不同，需要根据对应的坐标系来确定。

    但上面这个地图并不完美，因为我们设定的地图中心为成都，然而实际上显示的地图中心并不在成都。虽然无缝拼接，但位置偏差有点远。由此基本可以排除坐标转换的问题，看起来应该是OpenLayers的分辨率和百度在线瓦片地图使用的分辨率对不上。经过分析发现，确实如此，在网上也有很多分析文章可以查询。那么我们是否可以重新定义分辨率呢？答案是肯定的，我们可以使用ol.source.XYZ的父类来解决问题。

重新定义OpenLayers的瓦片坐标系

    ol.source.TileImage作为ol.source.XYZ的父类，除了可以转换坐标之外，还具备更加强大的功能，修改分辨率（分辨率指屏幕上一个像素代表实际多少距离）。下面我们使用它来加载百度地图，这次是正确的，对应的代码：

     这个代码同上面的代码相比，引入了ol.tilegrid.TileGrid，由名字可见，这是定义瓦片网格，其实就是瓦片坐标系，构造时需要设定原点，紧接着设置分辨率，其作用在于设定每一图层级的分辨率。

     我们是否遗漏了坐标系的正向和负向的设定？默认情况下，从左向右为x正方向，从下向上为y轴正方向。这和我们数学上通常定义的笛卡尔坐标系是一样的，这一点需要大家记住。如代码所示，就可以重新定义OpenLayers的瓦片地图坐标系，这种方式的代码比上一种方式更加的可读和简洁。如果用通用的方法解决不了，请别忘记还有这一强大灵活的处理方式。

分析瓦片地图坐标系

    如何分析不同在线瓦片地图的坐标系呢？非常重要的一点是，先从特例触发，找简单的情况分析，比如选择z为2或者3进行分析，这种情况下，瓦片的数量比较少，可以查看整个地球范围内的地图的瓦片请求，注意分析其请求的url参数。上述的所有地图都可以以这样的方式入手来分析，包括百度地图，可以自行尝试该方法。

解密瓦片url

    瓦片的url解析对于想直接使用在线瓦片服务的开发者而言，是一项经常要做的事。根据难度，大致可以分为三种情况：

        第一种情况最简单，请求瓦片的url明确有xyz参数，比如高德地图和百度地图。

        第二种稍微难一点，xyz作为路径直接存在url里面，没有明确的参数表明哪些是xyz，比如Open Street Map和Yahoo地图，这种情况下，地图服务器收到请求后，就直接在服务器按照这个路径获取图片，按照这个逻辑，一般第一个参数表示是z，第二个参数为x，第三个参数为y。要想确认是否真是这样，可以写一个小程序来验证一下，如果还有问题，建议按照上面分析地图坐标系中的方法，从z比较小的情况入手来分析x、y、z的位置。

        第三种则最难，地图服务提供商为了防止大家直接非法使用瓦片地图，对瓦片的url进行了加密，比如现在的微软Bing中文地图和Google地图，这种情况下只有知道如何解密才能使用。

加载微软Bing中文地图

    前面两种url的实例已经有了，此处分享一下第三种情况的url解密，以微软Bing中文地图为例：

    图中显示的瓦片地图请求的url，没有明显的xyz参数，最有可能的存放xyz参数的地方在于url前面那一串数字，真实情况确实是这样的，经过分析和解码，最终实现了加载Bing中文地图：

    需要注意的是地图数据是非常昂贵的，如果使用某一个在线地图服务，请先核实对方的版权和数据使用申明，不要侵犯对方的权益，按照要求合法使用地图。几乎所有的在线地图服务都提供了响应的服务接口，强烈建议在商用项目中使用这些接口。对于这些接口的使用，服务商都有详细的说明，在此不赘述。

Google地图加载

    有许多人都在问google地图加载的问题，因为地图url是加密的，通过分析url，可以采用下面的方式来加载：

    代码如下：

    至此，关于通用瓦片地图加载的秘籍就介绍完毕。