制作自己的电子地图

电子地图一般可以使用Baidu api等,优点功能强大,但缺点是需要连接官方服务器,且难以定制自己的内容.

现在开发简单的电子地图,不再依赖其他API.

1选择开发语言as3

2地图投影

为了电子地图影像无缝拼接起来,整个地球必须使用一个投影.一般选择墨卡托投影(Mercator projection),下图:



在墨卡托投影下,比例和面积明显扭曲了 (特别是在两极附近的地区).
为了简化计算,我们使用球面投影的形式,而不是椭圆形的形式。由于投影是仅用于地图显示,而不是显示数字坐标,我们不需要额外的椭圆投影的精度。使用球面投影的原因大约有0.33%规模扭曲在Y轴方向,视觉上不明显

地面分辨率和地图比例尺

除了投影, 渲染地图还需要地面分辨率或地图比例尺。最低水平的缩放级别(1级),地图是512 x 512像素。在每个连续的缩放级别,地图宽度和高度增长的因素2:缩放级别 2级是1024 x 1024像素,三级为2048 x 2048像素,4级是4096 x 4096像素,等等。一般来说,地图的宽度和高度(以像素为单位)可以计算为:
地图宽度=地图高度= 256 * 2水平像素
地面分辨率:地图上一个像素表示的地面距离。例如,在地面分辨率10米/像素,每个像素代表一个地面10米的距离。地面分辨率取决于缩放级别和它的纬度。使用一个地球半径6378137米,地面分辨率(米/像素)可以计算为:
地面分辨率= cos(纬度* pi / 180)*地球周长/地图宽度
=(cos(纬度* pi / 180)* 2 * pi * 6378137米)/(256 * 2水平像素)
地图比例尺:在相同的单位下,地图距离和地面距离之间的比率。例如,地图比例尺为1:100000,地图上的每一英寸代表一个地面100000英寸的距离。类似地面分辨率,地图比例尺取决于纬度和缩放级别,它可以通过地面分辨率计算出来,比如给点每英寸的屏幕分辨率,通常96 dpi:
地图比例尺= 1:地面分辨率*屏幕dpi / 0.0254米/英寸
= 1:(cos(纬度* pi / 180)* 2 * pi * 6378137 *屏幕dpi)/(256 * 2 * 0.0254)

下表列出每个缩放级别(在赤道来衡量)。(注意,地面分辨率和地图比例尺也取决于纬度,上述方程所示,但不包括下表所示。)

缩放级别	地图宽度和高度(象素)	地面分辨率 (米 / 象素)	地图比例尺(96 dpi)
1	512	78,271.5170	1 : 295,829,355.45
2	1,024	39,135.7585	1 : 147,914,677.73
3	2,048	19,567.8792	1 : 73,957,338.86
4	4,096	9,783.9396	1 : 36,978,669.43
5	8,192	4,891.9698	1 : 18,489,334.72
6	16,384	2,445.9849	1 : 9,244,667.36
7	32,768	1,222.9925	1 : 4,622,333.68
8	65,536	611.4962	1 : 2,311,166.84
9	131,072	305.7481	1 : 1,155,583.42
10	262,144	152.8741	1 : 577,791.71
11	524,288	76.4370	1 : 288,895.85
12	1,048,576	38.2185	1 : 144,447.93
13	2,097,152	19.1093	1 : 72,223.96
14	4,194,304	9.5546	1 : 36,111.98
15	8,388,608	4.7773	1 : 18,055.99
16	16,777,216	2.3887	1 : 9,028.00
17	33,554,432	1.1943	1 : 4,514.00
18	67,108,864	0.5972	1 : 2,257.00
19	134,217,728	0.2986	1 : 1,128.50
20	268,435,456	0.1493	1 : 564.25
21	536,870,912	0.0746	1 : 282.12
22	1,073,741,824	0.0373	1 : 141.06
23	2,147,483,648	0.0187	1 : 70.53

像素坐标
已经在每个缩放级别的细节有了投影和比例尺,我们可以将地理坐标转换成像素坐标。由于地图宽度和高度是在不同的缩放级别,像素坐标也是如此。像素在地图的左上角像素坐标总是 (0,0)。像素在地图右下角的像素坐标是(width-1 height-1),或在前面的小节方程(256 * 2level–1, 256 * 2level–1)。例如,在3级,像素坐标范围从(0,0)到(2047、2047),如下:



有了经度,纬度和缩放级别,像素XY坐标可以如下计算:
sinLatitude = sin(latitude * pi/180)
pixelX = ((longitude + 180) / 360) * 256 * 2 level
pixelY = (0.5 – log((1 + sinLatitude) / (1 – sinLatitude)) / (4 * pi)) * 256 * 2 level
纬度和经度使用WGS 84坐标系。虽然地图使用球面投影,重要的是将所有的地理坐标转换成一个共同的坐标系,都转成WGS 84坐标系。假设经度范围从-180 到 180度,纬度范围必须裁剪,从-85.05112878到85.05112878。 这避免了在两极出现异常,使投影地图为矩形。

Tile坐标和Quadkeys
为优化地图的检索和显示性能,地图每Tile被分割成256 x 256像素的块。像素的数量在每个缩放级别下都不同,瓷砖的数量:
地图宽度=地图高度= 2 level tiles
每个Tile的XY坐标系范围从左上角(0,0),到右下角(2level–1, 2level–1)。例如,在第三级的Tile坐标范围从(0,0)到(7,7)如下:



给出一对像素XY坐标,可以很容易地确定TileY坐标:
tileX = floor(pixelX / 256)
tileY = floor(pixelY / 256)
为了优化Tiles的索引和存储, 组合二维TileXY坐标系进入一维的字符串被称为四叉树Key,或简称为“quadkeys”。在每个缩放级别,每个quadkey唯一标识一个tile。给定一个在缩放级别为3级的TileXY坐标系(3,5),quadkey确定如下:
tileX = 3 = 011 2
tileY = 5 = 101 2
quadkey = 100111 2 = 213 4 = " 213 "



3,下载地图数据

测试数据可从google地图下载。

4、显示结果如下



5,应用显示GPS坐标

导入地名坐标数据入库，建webservice，查询结果如下



6,应用，地形图划分，浏览。