Cesium加载ArcGIS Server4490且orgin -400 400的切片服务

Cesium在使用加载Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider加载切片服务时，默认只支持wgs84的4326坐标系，不支持CGCS2000的4490坐标系。

如果是ArcGIS发布的4490坐标系的切片服务，如果原点在orgin X: -180.0Y: 90.0的情况下，我们可以通过WebMapTileServiceImageryProvider按照WMTS的方式加载（需符合OGC标准的WMTS类型）。

但是对于ArcGIS发布4490坐标系的切片服务，如果原点在orgin X: -400.0Y: 400.0的情况下，我们无法实现加载，本文通过示例演示实现Cesium加载ArcGIS Server4490且orgin -400 400的切片服务。

本文使用：

Cesium源码版本：1.94

另外，本文的一些解释需要对切片原理有一定了解（想进一步了解的话可以去看看相关文档说明，不想了解的话按步骤修改就行了）。

为了能够调试源码，打包的时候使用命令：npm run combine

一、通过修改源码实现ArcGIS的切片服务，需要修改的源码文件包括：

• ArcGisMapServerImageryProvider
• GeographicTilingScheme

• Ellipsoid

1、修改ArcGisMapServerImageryProvider类

通过查看ArcGisMapServerImageryProvider（\Source\Scene\ArcGisMapServerImageryProvider.js）源码，我们发现它不支持CGCS2000的4490坐标系（仅支持wgs84的4326坐标系）：

找到metadataSuccess方法，进行以下修改：

（1）读取切片元数据时增加支持wkid 4490坐标系的判断，同时将切片信息也传入，目的是为了后面在获取行列号xy时，可以通过读取切片信息，使用自定义方法改写行列号的获取方式。

else if (data.tileInfo.spatialReference.wkid === 4490) {
        that._tilingScheme = new GeographicTilingScheme({
          ellipsoid: options.ellipsoid,
          tileInfo: data.tileInfo,
          rectangle: that._rectangle,
          numberOfLevelZeroTilesX: options.numberOfLevelZeroTilesX,
          numberOfLevelZeroTilesY: options.numberOfLevelZeroTilesY
        });
        
        that._tilingScheme._tileInfo = data.tileInfo;//附加自定义属性
      }

 具体位置如图所示：

（2）fullExtent范围增加wkid 4490坐标系判断。

else if (data.fullExtent.spatialReference.wkid === 4326 || data.fullExtent.spatialReference.wkid === 4490) {
            that._rectangle = Rectangle.fromDegrees(
              data.fullExtent.xmin,
              data.fullExtent.ymin,
              data.fullExtent.xmax,
              data.fullExtent.ymax
            );
          }

 代码位置：

 2、修改GeographicTilingScheme类

GeographicTilingScheme类的位置是：\Source\Core\GeographicTilingScheme.js

通过增加4490坐标系的椭球、矩阵范围等定义，4490坐标系默认椭球为CGCS2000，矩阵范围为（-180，-90，180，90），开放矩阵范围的目的就是为了支持自定义的origin原点。

if (defined(options.tileInfo)
    && defined(options.tileInfo.spatialReference)
    && defined(options.tileInfo.spatialReference.wkid)
    && options.tileInfo.spatialReference.wkid == 4490) {
    this._tileInfo = options.tileInfo;
    this._ellipsoid = defaultValue(options.ellipsoid, Ellipsoid.CGCS2000);
    this._rectangle = defaultValue(options.rectangle, Rectangle.fromDegrees(-180, -90, 180, 90));
    this._numberOfLevelZeroTilesX = defaultValue(options.numberOfLevelZeroTilesX, 4);
    this._numberOfLevelZeroTilesY = defaultValue(options.numberOfLevelZeroTilesY, 2);
  }
  else {
    this._ellipsoid = defaultValue(options.ellipsoid, Ellipsoid.WGS84);
    this._rectangle = defaultValue(options.rectangle, Rectangle.MAX_VALUE);
    this._numberOfLevelZeroTilesX = defaultValue(options.numberOfLevelZeroTilesX, 2);
    this._numberOfLevelZeroTilesY = defaultValue(options.numberOfLevelZeroTilesY, 1);
  }
  this._projection = new GeographicProjection(this._ellipsoid);

代码位置： 

 （2）修改切片矩阵计算获取行列号数量xy值的原型方法getNumberOfXTilesAtLevel和getNumberOfYTilesAtLeve

/**
 * Gets the total number of tiles in the X direction at a specified level-of-detail.
 *
 * @param {Number} level The level-of-detail.
 * @returns {Number} The number of tiles in the X direction at the given level.
 */
GeographicTilingScheme.prototype.getNumberOfXTilesAtLevel = function (level) {
  // return this._numberOfLevelZeroTilesX << level;
  if (!defined(this._tileInfo)) {
    return this._numberOfLevelZeroTilesX << level
  } else { // 使用切片矩阵计算
    var currentMatrix = this._tileInfo.lods.filter(function (item) {
      return item.level === level
    })
    var currentResolution = currentMatrix[0].resolution
    // return Math.round(360 / (this._tileInfo.rows * currentResolution))
    return Math.round(CesiumMath.toDegrees(CesiumMath.TWO_PI * 2) / (this._tileInfo.rows * currentResolution));
  }
};

/**
 * Gets the total number of tiles in the Y direction at a specified level-of-detail.
 *
 * @param {Number} level The level-of-detail.
 * @returns {Number} The number of tiles in the Y direction at the given level.
 */
GeographicTilingScheme.prototype.getNumberOfYTilesAtLevel = function (level) {
  // return this._numberOfLevelZeroTilesY << level;
  if (!defined(this._tileInfo)) {
    return this._numberOfLevelZeroTilesY << level
  } else { // 使用切片矩阵计算
    var currentMatrix = this._tileInfo.lods.filter(function (item) {
      return item.level === level
    })
    var currentResolution = currentMatrix[0].resolution
    // return Math.round(180 / (this._tileInfo.cols * currentResolution))
    return Math.round(CesiumMath.toDegrees(CesiumMath.TWO_PI * 2) / (this._tileInfo.cols * currentResolution));
  }
};

代码位置：

这段代码和参考文章的代码存在一定出入，在文末会做详细说明。

3、修改Ellipsoid类，定义2000椭球参数

Ellipsoid类位置：\Source\Core\Ion.js

 定义2000椭球参数：

/**
 * An Ellipsoid instance initialized to the CGCS2000 standard.
 *
 * @type {Ellipsoid}
 * @constant
 */
Ellipsoid.CGCS2000 = Object.freeze(
  new Ellipsoid(6378137.0, 6378137.0, 6356752.31414035585)
);

 代码位置：

二、代码调用

源码修改后，为了能够调试源码，使用npm run combine打包下代码，并在调用地方修改下引用，

测试用html页面（做测试的页面，有一些其他代码，可以忽略，留意本文需要的代码部分）：

1、定义椭球体部分：

 var cgs2000Ellipsolid = Cesium.Ellipsoid.CGCS2000
    var cgs2000GeographicProj = new Cesium.GeographicProjection(cgs2000Ellipsolid)

2、初始化Cesium.Viewer时，增加2000的mapProjection

let viewer = new Cesium.Viewer('cesiumContainer', {
        // baseLayerPicker: false,
        timeline: true,
        homeButton: true,
        fullscreenButton: true,
        infoBox: true,
        animation: true,
        shouldAnimate: true,
        mapProjection: cgs2000GeographicProj
        //imageryProvider: layer, //设置默认底图
    });

3、调用关键代码，加载图层

var world4490 = new Cesium.ArcGisMapServerImageryProvider({
        url: 'http://10.1.88.200:6080/arcgis/rest/services/test/global4490ori400/MapServer',
        //tilingScheme: myGeographicTilingScheme,
        rectangle: Cesium.Rectangle.fromDegrees(-400, -320, 320, 400),
        ellipsoid:cgs2000Ellipsolid,
        numberOfLevelZeroTilesX: 4,
        numberOfLevelZeroTilesY: 4
    });
    viewer.imageryLayers.addImageryProvider(world4490);

说明：

（1）服务说明，发布了一个全球影像4490坐标系-400,400起点的数据（切片方案保证其他参数与-180,90一致，可从本文文末获取切片方案xml文件用来切片测试）

 （2）在新建ArcGisMapServerImageryProvider时，可以不设置tilingScheme。发现ArcGisMapServerImageryProvider里有新建tilingScheme，如果设置了tilingScheme，发现这里的行列数参数没有起作用，故直接在新建ArcGisMapServerImageryProvider传入行列数参数，并在类中新建切片方案的时候读取。

rectangle切片范围：发现用(-400, -400, 400, 400)带入整个地图偏移了：

对切片的原理进一步了解后：

针对-400,400起点切片，为了保证和-180,90按照0级两列一行的大小，如上图，按照格网一样90°大小，划分成4行4列，切片范围应该是(-400, -320, 320, 400),请求的切片应该6块，行列是（行在前列在后）：（1,1），（1,2），（1,3），（2,1），（2,2），（2,3）

按照这样设置，此时再次运行后，能够正常加载-400,400起点切片了：

以上是展开的效果，球体的效果：

注：

本文参考文章：Cesium 之加载ArcGIS Server 4490切片服务（含orgin -400 400）_cesium加载arcgis面切片失败_xizhjxust_GIS的博客-CSDN博客

关于getNumberOfXTilesAtLevel和getNumberOfYTilesAtLeve这段代码和上述参考的文档存在一定出入做进一步说明。

但是因为直接拷贝后发现不能正常加载，通过切片原理判断得出，计算的行列式数量不对，改成了2π*2：

 

这里0级的话，-400,400起点切片获取的xy切片数量应该是4行4列，通过反推应该是4π，如果是-180,90起点的话，是2行1列，则x应该用2π，y应该用π，原文章应该是针对-180,90起点的计算方式。

这段代码的写法只支持-400,400起点，因为只是为了测试能够把-400,400起点的切片数据，偷懒直接这么写了。如果要同时支持两种起点，这里的写法应该要改成公式：（右顶点X-左顶点X）/(256*分辨率)；（上顶点Y-下顶点Y）/(256*分辨率)

如：

-180,90起点：[180-（-180）]/(256*分辨率)      范围右顶点经度-左顶点经度，256是因为切片大小是256*256,当0级时候，分辨率为0.7031250000026057

-400,400起点：[320-（-400）]/(256*分辨率)      范围右顶点经度-左顶点经度，256是因为切片大小是256*256,当0级时候，分辨率为0.7031250000026057