深入理解最强桌面地图控件GMAP.NET --- 原理篇

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前几篇介绍了一些国内地图的案例，

深入理解最强桌面地图控件GMAP.NET --- SOSO地图

深入理解最强桌面地图控件GMAP.NET --- 百度地图

我们以Google地图为例,这章介绍下地图加载的原理。

 

投影(Projection)

谷歌地图采用的是墨卡托投影法,这里转载（http://www.cnblogs.com/willwayer/archive/2010/06/11/1756446.html）下墨卡托投影的定义:墨卡托(Mercator)投影，又名“等角正轴圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定，假设地球被围在一个中空的圆柱里，其赤道与圆柱相接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。从球到平面，有个转换公式，这里就不再罗列。

可以看到, 谷歌将整个地图被铺成了一张偌大的正方形，所以只要将这个偌大的正方形按照图层分成若干的小图就可以了。

 

 

 

图层(Zoom)和图片(Tile)

在墨卡托投影法的基础上，整个谷歌地图被分为18层(Zoom)：0~17。每次操作（缩放）谷歌地图的时候，都会将可见区域的图层的图片加载进来，所以，每个图层都是由一张张图片组成的,

下面Chrome浏览器的开发工具就可以看到:

 

每张图片称为Tile, 代码中经常可以看到这个变量，每一图层的图片数量Tiles = 2 pow (2*Zoom)。

那么第一个图层的图片数量为: 2 pow (2*0) = 1

       第2个图层的图片数量为 2 pow(2*1) = 4

       .....

       第17个图层的图片数量为 2 pow (2 * 17) = 17179869184

 

经纬度(Lat,Lng)和网格(Grid)

那么，谷歌是如何根据当前的视图来获取图片的呢？谷歌的做法（其他地图也一样）是将地图根据墨托卡投射法分成若干的网格，每个网格都是一张图片。

那么只要将当前的经纬度转换成网格就可以。具体的公式就不列了，懒得看，这里有段代码，

TileCoordinate locationCoord(double lat, double lon, int zoom) ，lat,lon就是当前经纬度，zoom就是图层，最后就只要知道row和colum就可以了。

public class TileCoordinate {
public TileCoordinate(double row, double column, int zoom) {
this.row = row;
this.column = column;
this.zoom = zoom;
}
public double row;
public double column;
public int zoom;
}
static TileCoordinate locationCoord(double lat, double lon, int zoom) {
　　if (System.Math.Abs(lat) > 85.0511287798066)
　　　　return null;
　　double sin_phi = System.Math.Sin(lat * System.Math.PI / 180);
　　double norm_x = lon / 180;
　　double norm_y = (0.5 * System.Math.Log((1 + sin_phi) / (1 - sin_phi))) / System.Math.PI;
　　double tileRow = System.Math.Pow(2, zoom) * ((1 - norm_y) / 2);
　　double tileColumn = System.Math.Pow(2, zoom) * ((norm_x + 1) / 2);
　　return new TileCoordinate(tileRow, tileColumn, zoom);
}

 

 

好的，拿到这个row和column有什么用呢，我们看一个例子：

http://mt2.google.cn/vt/lyrs=m@205000000&hl=zh-CN&gl=CN&src=app&x=22&y=12&z=5&s=Galile，返回的图片如下:

其中x=22, y=12就是前面提到的row和col,而z=5就是当前的缩放级别(图层)，其他的参数都是表示版本和状态的，相对固定。

上面的原理讲完了，国内的地图或许稍有不同，但大致思路都是一致的。