google

2008-10-31

最近在做的事是关于WMS与google map整合的事，最头疼的还是投影。本来能很好的显示出来，但换个投影地图就不知道跑到哪里去了。就算能显示出来，叠在google map也不知道哪跟哪了。所以还是先研究下google map坐标系。

google map使用的是被定义为EPSG：900913 的Spherical Mercator，他必须以米为单位。墨卡托投影是圆柱投影，投影结果使得两极极度变形，所以google放弃纬度85度以上的部分。经转换后，地球变成了一个正方形，范围计算如下

maxextent = [-20037508.342789244, -20037508.342789244, 20037508.342789244, 20037508.342789244]
20037508.342789244 = 2 * 6378137 / 2.0 （6378137为地球长半径）

使用这投影是为了更好的分割，因为 google map 默认将每个tile切分成 (256 256)，所以整个地图需要是正方形的。那么开始切分了，初始化阶段也就是level为0，整个地图为一张 (256 256) 的图片。那么level为1时，地图扩大一倍变成了 (512 512)，也就是说变成了4张 (256 256) 的图片，以此类推，这样形成四叉树的结构。图片是按照z/x/y.extension的形式存储的，z为缩放级别，xy为坐标，google map的坐标原点是在左上角。

那么有人要说level是怎么确定的呢？其实这就是比例尺，但跟通常意义上的比例尺不同，他称为resolution。比例尺是说实际物体跟地图之间的比例关系。而resolution是指单位像素所代表的单元格（units/pixel）。就像上面所说的初始的比例尺应该是

initialResolution = 20037508.342789244 * 2 / 256 = 156543.03392804062

每个像素代表 156543.03392804062 米。那么每增加一级，resolution 就减一半,level 为1时，resolution 就为 78271.516964020309。

google map除了有tile坐标系还有像素坐标系，他的坐标原点设在地图的左上脚，位于(-180W，85N) 左右。横坐标为X，纵坐标为Y，google map api也有相应的类GPoint。在level0时，像素坐标为 (256 256)，也就是一张tile的像素值。level1时tile扩大一倍，像素坐标也扩大一倍，为(512 512)。

可以参考以下表格

level	tile	pixel	resolution
0	1 1(256 256)	256 * 256	156543.03392804062
1	2 2(256 256)	512 * 512	78271.516964020309
2	4 4(256 256)	1024 * 1024	39135.758482010155
…	…	…	...
n	2^n 2^n(256 256)	256 2^n 256 * 2^n	156543.03392804062/2^n

根据上面的对比，就很容易将pixel和tile进行转换。那么经纬度呢？当然这个也是必须的，google map api提供了经纬度和像素值之间的转换。如果想知道具体怎么转的可以看一下墨卡托投影的细节。如果需要的话可以下载这个python的转换工具