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Convertit le point de latitude / longitude en un pixel (x, y) sur la projection de mercator

J'essaie de convertir un point lat/long en un point 2d afin de pouvoir l'afficher sur une image du monde, qui est une projection de mercator.

J'ai découvert différentes manières de procéder ainsi que quelques questions sur le dépassement de pile. J'ai essayé différents extraits de code et, même si la longitude correcte est pixel par pixel, la latitude est toujours décalée.

J'ai besoin de la formule pour prendre en compte la taille de l'image, sa largeur, etc.

J'ai essayé ce morceau de code:

double minLat = -85.05112878;
double minLong = -180;
double maxLat = 85.05112878;
double maxLong = 180;

// Map image size (in points)
double mapHeight = 768.0;
double mapWidth = 991.0;

// Determine the map scale (points per degree)
double xScale = mapWidth/ (maxLong - minLong);
double yScale = mapHeight / (maxLat - minLat);

// position of map image for point
double x = (lon - minLong) * xScale;
double y = - (lat + minLat) * yScale;

System.out.println("final coords: " + x + " " + y);

La latitude semble être décalée d'environ 30px dans l'exemple que j'essaie. Toute aide ou conseil?

Mettre à jour

Sur la base de cette question: lat/long à xy

J'ai essayé d'utiliser le code fourni, mais la conversion de latitude pose toujours quelques problèmes. La longitude convient.

int mapWidth = 991;
int mapHeight = 768;

double mapLonLeft = -180;
double mapLonRight = 180;
double mapLonDelta = mapLonRight - mapLonLeft;

double mapLatBottom = -85.05112878;
double mapLatBottomDegree = mapLatBottom * Math.PI / 180;
double worldMapWidth = ((mapWidth / mapLonDelta) * 360) / (2 * Math.PI);
double mapOffsetY = (worldMapWidth / 2 * Math.log((1 + Math.sin(mapLatBottomDegree)) / (1 - Math.sin(mapLatBottomDegree))));

double x = (lon - mapLonLeft) * (mapWidth / mapLonDelta);
double y = 0.1;
if (lat < 0) {
    lat = lat * Math.PI / 180;
    y = mapHeight - ((worldMapWidth / 2 * Math.log((1 + Math.sin(lat)) / (1 - Math.sin(lat)))) - mapOffsetY);
} else if (lat > 0) {
    lat = lat * Math.PI / 180;
    lat = lat * -1;
    y = mapHeight - ((worldMapWidth / 2 * Math.log((1 + Math.sin(lat)) / (1 - Math.sin(lat)))) - mapOffsetY);
    System.out.println("y before minus: " + y);
    y = mapHeight - y;
} else {
    y = mapHeight / 2;
}
System.out.println(x);
System.out.println(y);

Lors de l'utilisation du code d'origine si la valeur de latitude est positive, elle a renvoyé un point négatif. Je l'ai donc légèrement modifiée et testée avec les latitudes extrêmes (les points 0 et 766 devraient fonctionner correctement). Cependant, lorsque j'essaie une valeur de latitude différente, ex: 58.07 (juste au nord du Royaume-Uni), elle s'affiche au nord de l'Espagne.

javamathmaps2dmercator
64
drunkmonkey

La projection cartographique de Mercator est un cas particulier de la projection cartographique conforme de Lambert Conic avec l’équateur comme parallèle unique standard. Tous les autres parallèles de latitude sont des lignes droites et les méridiens sont également des lignes droites perpendiculaires à l'équateur, à égale distance. C'est la base des formes transversales et obliques de la projection. Il est peu utilisé à des fins de cartographie terrestre, mais il est presque universellement utilisé pour les cartes de navigation. En plus d'être conforme, il a la propriété particulière que les lignes droites tracées sur celle-ci sont des lignes à relèvement constant. Ainsi, les navigateurs peuvent tirer leur route de l’angle que fait la ligne droite avec les méridiens. [1.]

Mercator projection

Les formules permettant de calculer les coordonnées d'est et d'ordonnée projetées à partir de la latitude sphérique et de la longitude λ sont les suivantes:

E = FE + R (λ – λₒ)
N = FN + R ln[tan(π/4 + φ/2)]

où λO est la longitude d'origine naturelle et FE et FN sont fausses est et fausses nord. Dans Mercator sphérique, ces valeurs ne sont en réalité pas utilisées. Vous pouvez donc simplifier la formule.

derivation of the mercator projection (wikipedia)

Exemple de pseudo-code, cela peut donc être adapté à tous les langages de programmation.

latitude    = 41.145556; // (φ)
longitude   = -73.995;   // (λ)

mapWidth    = 200;
mapHeight   = 100;

// get x value
x = (longitude+180)*(mapWidth/360)

// convert from degrees to radians
latRad = latitude*PI/180;

// get y value
mercN = ln(tan((PI/4)+(latRad/2)));
y     = (mapHeight/2)-(mapWidth*mercN/(2*PI));

Sources:

  1. Comité de géomatique OGP, note d'orientation numéro 7, partie 2: conversions et transformations de coordonnées
  2. Dérivation de la projection de Mercator
  3. Atlas national: Projections cartographiques
  4. Projection cartographique Mercator

[~ # ~] edit [~ # ~] Créé un exemple de travail dans PHP (parce que je suis nul en Java) )

https://github.com/mfeldheim/mapStuff.git

EDIT2

Belle animation de la projection de Mercator https://amp-reddit-com.cdn.ampproject.org/v/s/amp.reddit.com/r/educationalgifs/comments/5lhk8y/how_the_mercator_projection_distorts_the_poles/? usqp = mq331AQJCAEoAVgBgAEB & amp_js_v = 0.1

121
Michel Feldheim

Version Java de l'original API Google Maps JavaScript v Java est le suivant, il fonctionne sans problème

public final class GoogleMapsProjection2 
{
    private final int TILE_SIZE = 256;
    private PointF _pixelOrigin;
    private double _pixelsPerLonDegree;
    private double _pixelsPerLonRadian;

    public GoogleMapsProjection2()
    {
        this._pixelOrigin = new PointF(TILE_SIZE / 2.0,TILE_SIZE / 2.0);
        this._pixelsPerLonDegree = TILE_SIZE / 360.0;
        this._pixelsPerLonRadian = TILE_SIZE / (2 * Math.PI);
    }

    double bound(double val, double valMin, double valMax)
    {
        double res;
        res = Math.max(val, valMin);
        res = Math.min(res, valMax);
        return res;
    }

    double degreesToRadians(double deg) 
    {
        return deg * (Math.PI / 180);
    }

    double radiansToDegrees(double rad) 
    {
        return rad / (Math.PI / 180);
    }

    PointF fromLatLngToPoint(double lat, double lng, int zoom)
    {
        PointF point = new PointF(0, 0);

        point.x = _pixelOrigin.x + lng * _pixelsPerLonDegree;       

        // Truncating to 0.9999 effectively limits latitude to 89.189. This is
        // about a third of a tile past the Edge of the world tile.
        double siny = bound(Math.sin(degreesToRadians(lat)), -0.9999,0.9999);
        point.y = _pixelOrigin.y + 0.5 * Math.log((1 + siny) / (1 - siny)) *- _pixelsPerLonRadian;

        int numTiles = 1 << zoom;
        point.x = point.x * numTiles;
        point.y = point.y * numTiles;
        return point;
     }

    PointF fromPointToLatLng(PointF point, int zoom)
    {
        int numTiles = 1 << zoom;
        point.x = point.x / numTiles;
        point.y = point.y / numTiles;       

        double lng = (point.x - _pixelOrigin.x) / _pixelsPerLonDegree;
        double latRadians = (point.y - _pixelOrigin.y) / - _pixelsPerLonRadian;
        double lat = radiansToDegrees(2 * Math.atan(Math.exp(latRadians)) - Math.PI / 2);
        return new PointF(lat, lng);
    }

    public static void main(String []args) 
    {
        GoogleMapsProjection2 gmap2 = new GoogleMapsProjection2();

        PointF point1 = gmap2.fromLatLngToPoint(41.850033, -87.6500523, 15);
        System.out.println(point1.x+"   "+point1.y);
        PointF point2 = gmap2.fromPointToLatLng(point1,15);
        System.out.println(point2.x+"   "+point2.y);
    }
}

public final class PointF 
{
    public double x;
    public double y;

    public PointF(double x, double y)
    {
        this.x = x;
        this.y = y;
    }
}
10
nik

Vous ne pouvez pas simplement transposer de longitude/latitude en x/y comme ça parce que le monde n’est pas plat. Avez-vous regardé ce post? Conversion de longitude/latitude en coordonnée X/Y

UPDATE - 1/18/13

J'ai décidé de tenter le coup, et voici comment je le fais: -

public class MapService {
    // CHANGE THIS: the output path of the image to be created
    private static final String IMAGE_FILE_PATH = "/some/user/path/map.png";

    // CHANGE THIS: image width in pixel
    private static final int IMAGE_WIDTH_IN_PX = 300;

    // CHANGE THIS: image height in pixel
    private static final int IMAGE_HEIGHT_IN_PX = 500;

    // CHANGE THIS: minimum padding in pixel
    private static final int MINIMUM_IMAGE_PADDING_IN_PX = 50;

    // formula for quarter PI
    private final static double QUARTERPI = Math.PI / 4.0;

    // some service that provides the county boundaries data in longitude and latitude
    private CountyService countyService;

    public void run() throws Exception {
        // configuring the buffered image and graphics to draw the map
        BufferedImage bufferedImage = new BufferedImage(IMAGE_WIDTH_IN_PX,
                                                        IMAGE_HEIGHT_IN_PX,
                                                        BufferedImage.TYPE_INT_RGB);

        Graphics2D g = bufferedImage.createGraphics();
        Map<RenderingHints.Key, Object> map = new HashMap<RenderingHints.Key, Object>();
        map.put(RenderingHints.KEY_INTERPOLATION, RenderingHints.VALUE_INTERPOLATION_BICUBIC);
        map.put(RenderingHints.KEY_RENDERING, RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);
        map.put(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING, RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        RenderingHints renderHints = new RenderingHints(map);
        g.setRenderingHints(renderHints);

        // min and max coordinates, used in the computation below
        Point2D.Double minXY = new Point2D.Double(-1, -1);
        Point2D.Double maxXY = new Point2D.Double(-1, -1);

        // a list of counties where each county contains a list of coordinates that form the county boundary
        Collection<Collection<Point2D.Double>> countyBoundaries = new ArrayList<Collection<Point2D.Double>>();

        // for every county, convert the longitude/latitude to X/Y using Mercator projection formula
        for (County county : countyService.getAllCounties()) {
            Collection<Point2D.Double> lonLat = new ArrayList<Point2D.Double>();

            for (CountyBoundary countyBoundary : county.getCountyBoundaries()) {
                // convert to radian
                double longitude = countyBoundary.getLongitude() * Math.PI / 180;
                double latitude = countyBoundary.getLatitude() * Math.PI / 180;

                Point2D.Double xy = new Point2D.Double();
                xy.x = longitude;
                xy.y = Math.log(Math.tan(QUARTERPI + 0.5 * latitude));

                // The reason we need to determine the min X and Y values is because in order to draw the map,
                // we need to offset the position so that there will be no negative X and Y values
                minXY.x = (minXY.x == -1) ? xy.x : Math.min(minXY.x, xy.x);
                minXY.y = (minXY.y == -1) ? xy.y : Math.min(minXY.y, xy.y);

                lonLat.add(xy);
            }

            countyBoundaries.add(lonLat);
        }

        // readjust coordinate to ensure there are no negative values
        for (Collection<Point2D.Double> points : countyBoundaries) {
            for (Point2D.Double point : points) {
                point.x = point.x - minXY.x;
                point.y = point.y - minXY.y;

                // now, we need to keep track the max X and Y values
                maxXY.x = (maxXY.x == -1) ? point.x : Math.max(maxXY.x, point.x);
                maxXY.y = (maxXY.y == -1) ? point.y : Math.max(maxXY.y, point.y);
            }
        }

        int paddingBothSides = MINIMUM_IMAGE_PADDING_IN_PX * 2;

        // the actual drawing space for the map on the image
        int mapWidth = IMAGE_WIDTH_IN_PX - paddingBothSides;
        int mapHeight = IMAGE_HEIGHT_IN_PX - paddingBothSides;

        // determine the width and height ratio because we need to magnify the map to fit into the given image dimension
        double mapWidthRatio = mapWidth / maxXY.x;
        double mapHeightRatio = mapHeight / maxXY.y;

        // using different ratios for width and height will cause the map to be stretched. So, we have to determine
        // the global ratio that will perfectly fit into the given image dimension
        double globalRatio = Math.min(mapWidthRatio, mapHeightRatio);

        // now we need to readjust the padding to ensure the map is always drawn on the center of the given image dimension
        double heightPadding = (IMAGE_HEIGHT_IN_PX - (globalRatio * maxXY.y)) / 2;
        double widthPadding = (IMAGE_WIDTH_IN_PX - (globalRatio * maxXY.x)) / 2;

        // for each country, draw the boundary using polygon
        for (Collection<Point2D.Double> points : countyBoundaries) {
            Polygon polygon = new Polygon();

            for (Point2D.Double point : points) {
                int adjustedX = (int) (widthPadding + (point.getX() * globalRatio));

                // need to invert the Y since 0,0 starts at top left
                int adjustedY = (int) (IMAGE_HEIGHT_IN_PX - heightPadding - (point.getY() * globalRatio));

                polygon.addPoint(adjustedX, adjustedY);
            }

            g.drawPolygon(polygon);
        }

        // create the image file
        ImageIO.write(bufferedImage, "PNG", new File(IMAGE_FILE_PATH));
    }
}

RÉSULTAT: Largeur de l'image = 600px, Hauteur de l'image = 600px, Remplissage de l'image = 50px

enter image description here

RÉSULTAT: largeur de l'image = 300 pixels, hauteur de l'image = 500 pixels, remplissage de l'image = 50 pixels

enter image description here

9
limc

Je voudrais faire remarquer que le code dans les limites de la procédure devrait se lire

double bound(double val, double valMin, double valMax)
{
    double res;
    res = Math.max(val, valMin);
    res = Math.min(res, valMax);
    return res;
}
3
Jeremy C