webgis深入实战

投影体系坐标转换

投影体系知识

投影类型

• 投影载体
  分为圆柱形/圆锥形/单面等，
  webgis为圆柱形投影，圆柱罩住整个球体，投影后展开圆柱，为长方形；
  圆锥投影则为南北两个扇面；
  单面，球面直接投影到墙上则为圆。
• 轴方位
  投影载体的轴方位，分为正轴/横轴/斜轴，webgis为正轴投影。
  轴垂直为正轴，水平为横轴，倾斜为斜轴，用于以不同的点为中心，不同轴方位的研究，
• 相等属性
  分为等角/等积/等距，
  等角用于航海、航空等，保证行驶角度确定，而无所谓面积和距离的变化，圆柱投影为等角；
  等积用于计算国土、海洋等面积恒定；
  等距，则是距离恒定。

地球椭球转换

• 大地坐标系
  有北京54/西安80/wgs84坐标系等，wgs84为webgis常用经纬坐标系
• 七参数
  不同坐标系有不同的长短轴，扁率，原点，转换需要XYZ的平移量、旋转量以及坐标系的比例因子七个参数
  其中△X，△Y，△Z是坐标平移量，R（ω）是旋转矩阵，（1+m）是比例因子

二维转换

四参数转换，为原点平移量，x和y的旋转角度和比例因子，webgis基本旋转都为90,180等极易计算的角度

墨卡托投影

为webgis基础投影，正轴等角圆柱投影的一种，假定地球长短半轴相等，都为6378137米，经度和纬度转换成米后范围则都为
[-20037508.3427892, 20037508.3427892]，当纬度趋向90度则无穷大，所以在85度处截止，使整个投影成正方形方便计算。
wgs84与墨卡托，两个坐标系方向相同，也无旋转角度，所以只需要尺度变换即可
wgs84坐标系：

                        90°
                         ∧
                         │
            -180° ───────┼─────────> 180°（单位：度）
                         │
                        -90°

mercator坐标系：

                  20037508.34 m
                       ∧
                       │
 -20037508.34 m ───────┼─────────> 20037508.34 m（单位：米）
                       │
                       V
                    -20037508.34 m

wgs84坐标系转换公式为
X = lon /180*20037508.34
Y = ln(tan(( lat +90°)/2*PI/180))/PI*20037508.34
（lon为经度，lat为纬度）

屏幕坐标

接下来要显示到浏览器中，则米单位还要转换为像素，此时要引入分辨率，单位为米/像素，屏幕坐标以左上角为（0,0），y轴与墨卡托相反：

             -100 pixels
                 │
-100 pixels ─────┼─────────> 1280 pixels
                 │
                 v
              1024 pixels

所以其公式为
pixX = (X -bound.left)/resolution + offset.left
pixY = (bound.top- Y )/resolution + offset.top
（bound为当前视野范围墨卡托坐标，bound.left为左上角x，bound.top为y，resolution为分辨率，通过级别预先设定，offset则为当前地图dom对象所在偏移）

切图算法

为了webgis显示效率，地图厂商将世界地图切割成各个小图，浏览器访问时，只需要加载这个范围那部分图，加快访问速度。
市面上流行的webgis厂商有谷歌、百度等，切图算法大致相同，只是原点有所不同
以下以谷歌为例，谷歌切图原点为左上角，级别1时为一张图，级别2为2张图，级别n为2^(n-1)张图，我们称瓦片。
任一点所在瓦片其编号为
numX = (X+20037508.34)/2^(n-1)
numY = (20037508.34-Y)/2^(n-1)
而百度的原点是经纬度原点附近，具体偏移量各处不同，当numY为负时，转为M（-numY-1）

纠偏

坐标系分类

目前市面上webgis经纬坐标系主要有三种，
wgs84——利用卫星定位的坐标，gps设备上报一般为这个格式，
gcj02——国测局坐标系，国家要求所有地图厂商进入市场的地图都加入国测局加偏算法，所以又被戏称火星坐标系
bd09ll——百度坐标系，在国测局基础上再加了层加偏

纠偏算法

国测局加偏算法，并不是由规律的，而是每个地区不同程度的加偏，所以没有线性公式可以计算，国家又明令禁止不允许暴露算法，
所以虽有民间算法可以反推，但并不准确。也就是说gps只能正向转化为其他坐标系而不能反转。但是一个地区的加偏基本固定，也可以通过统计积累反推，但需要存储大量数据。

路网分析

拟路化

利用百度鹰眼平台，http://lbsyun.baidu.com/index.php?title=yingyan/api/v3/all ，实现绑路
将点位上传到该平台，再获取绑路后的数据即可

空间分析

点到折线最近距离、投影点

折线的每个线段，与目标点形成三角形，在起点或终点为钝角，该点则为投影点，与目标点距离则为最近距离；
为锐角，则为垂线交点，垂直距离为最近距离。

点是否在多边形内

点往左边放出射线，相交点数为奇数则为形内，否则为外

两个经纬度点的距离

转为墨卡托投影，计算距离

专题特效

聚合效果

• 点位过多，密集恐惧
• 缩放范围过大时，清除原点位，新建一个点位，标题写明区域内点位数量的数字
• 聚合区域范围可以将屏幕进行格子分割， 获取视野范围坐标系，将整个世界分割成格子，并给每个格子计算序号，同一序号的点坐标为同一区域的点

热力图