OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系

目录

一、OpenLayers中定义瓦片坐标系的接口

二、通过自定义OpenLayers的瓦片坐标系来加载百度地图

三、分析瓦片地图的瓦片坐标系

3.1、加载微软Bing中文地图

3.2、加载Google中文地图


    前面的文章已经简单介绍了瓦片坐标系是瓦片地图的组织框架,现在我们来详细探讨OpenLayers中的瓦片坐标系,从而让我们在加载各种瓦片地图的过程中能得心应手。

一、OpenLayers中定义瓦片坐标系的接口

    前面的文章介绍了使用ol.source.TileDebug类可以让我们清晰的看到每一个瓦片的坐标,我们来看一下TileDebug这个类的API文档:

OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系_第1张图片

    可以看到实例化类的参数中有一个tileGrid参数,这个参数就是用于指定ol.source.TileDebug的瓦片坐标系,而ol.tilegrid.TileGrid类就是瓦片坐标系的抽象表示,即在OpenLayers中就是用这个类来定义瓦片坐标系。

    那我们就来看看ol.tilegrid.TileGrid类的API:

OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系_第2张图片

    上面各个初始化类的参数分别表示:

  • extent    ——    请求加载的瓦片的范围,不在这个范围内的瓦片不会被请求并加载。默认是全球范围
  • minZoom    ——    瓦片坐标系的最小层级,比minZoom更小层级的瓦片不会被请求并加载。
  • origin    ——    瓦片坐标系水平方向上的起始点(原点)。默认的原点为extent的左上角(top-left)。其中,瓦片坐标在x方向从左到右递增,在y方向从下到上递增。
  • origins    ——    瓦片坐标系各个层级的水平方向上的起始点(原点),即每个层级可以指定不同的水平方向上的原点。
  • resolutions    ——    瓦片坐标系各个层级的瓦片分辨率,即不同层级的瓦片的分辨率可以不同。
  • tileSize    ——    瓦片的大小。
  • tileSizes    ——    瓦片坐标系各个层级的瓦片大小,即不同层级的瓦片的大小可以不同。

二、通过自定义OpenLayers的瓦片坐标系来加载百度地图

    前面一篇文章讲到可以使用XYZ的方式非常简单的加载瓦片地图,但遗憾地是,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。

    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,而瓦片坐标又需要明确的瓦片坐标系。

    通过前面的API文档,我们可以知道OpenLayer的默认瓦片坐标系的原点在左上角,从左到右为x轴正方向,从下到上为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瓦片坐标系。用OpenLayers加载它们的时候,如果瓦片坐标系不同,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:

OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系_第3张图片

    loadBaidu.html:




    
    
    
    加载百度地图
    
    


    

    首先我们需要理解一下tilePixelRatio参数,它表示瓦片服务使用的像素比,例如,如果瓦片服务发布256px * 256px的瓦片,但是实际发送的却是512px * 512px的图像,则tilePixelRatio需要设置为2。百度地图这个例子就是这个情况。

    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,就可以实现不同瓦片坐标系之间的转换,从而返回在线地图服务对应的url。通过代码可以看到,函数参数是一个瓦片坐标,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正方向的瓦片坐标系。进一步分析发现,原点应该在中心位置,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,x方向或y方向的瓦片个数的一半,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,需要根据对应的瓦片坐标系来确定。

    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。

    我们可以通过自定义瓦片坐标系来修改分辨率:

OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系_第4张图片

    loadBaidu2.html:




    
    
    
    加载百度地图
    
    


    

    由于将瓦片坐标系的原点设置成百度瓦片坐标系一致,所以tileUrlFunction里就不需要对针对原点进行瓦片坐标的转换操作了。

三、分析瓦片地图的瓦片坐标系

    如何分析不同在线瓦片地图的瓦片坐标系呢?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。

    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。

    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:

3.1、加载微软Bing中文地图

    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:

OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系_第5张图片

    loadBingMap_XYZ.html:




    
    
    
    加载微软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。

3.2、加载Google中文地图

OpenLayers教程十三:多源数据加载之详解OpenLayers的瓦片坐标系_第6张图片

    loadGoogle.html:




    
    
    
    加载微软Bing中文地图
    
    


    

 

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