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メルカトル図法で緯度/経度ポイントをピクセル（x、y）に変換する

緯度/経度ポイントを2Dポイントに変換して、メルカトル図法である世界の画像に表示できるようにしています。

私はこれを行うさまざまな方法とスタックオーバーフローに関するいくつかの質問を見てきました-異なるコードスニペットを試しましたが、ピクセルに正しい経度を取得していますが、緯度は常に合理的であるように見えます。

画像のサイズ、幅などを考慮する数式が必要です。

私はこのコードを試しました：

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);

私が試みている例では、緯度は約30ピクセルずれているようです。何か助けやアドバイスはありますか？

更新

この質問に基づいて： Lat/lon to xy

提供されたコードを使用しようとしましたが、緯度の変換にまだ問題があります。経度は問題ありません。

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);

緯度の値が正の場合に元のコードを使用すると、負のポイントが返されたため、それをわずかに変更して、極端な緯度でテストしました。ただし、別の緯度値を試すと、例：58.07（イギリスのすぐ北）スペインの北として表示されます。

javamathmaps2dmercator
64
drunkmonkey

メルカトル図法は、赤道を単一の標準緯線とするランベルト円錐正角図法の特別な制限ケースです。緯度の他のすべての緯線は直線であり、子午線も赤道に対して直角で等間隔の直線です。これは、投影の横および斜めの形式の基礎です。土地のマッピングにはほとんど使用されませんが、ナビゲーションチャートにはほぼ普遍的に使用されます。共形であるだけでなく、その上に描かれた直線が一定の方位の線であるという特定の特性があります。したがって、ナビゲーターは、直線のコースラインが子午線となす角度からコースを導き出すことができます。 [1.]

Mercator projection

球面緯度φと経度λから投影された東座標と北座標を導出する公式は次のとおりです。

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

ここで、λO は自然なOriginの経度であり、FEおよびFNはfalse eastingおよびfalse northingです。球状メルカトル図法では、これらの値は実際には使用されないため、式を単純化して

derivation of the mercator projection (wikipedia)

擬似コードの例。これは、すべてのプログラミング言語に適合させることができます。

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));

ソース：

  1. OGP Geomatics Committee、ガイダンスノート7、パート2：座標変換と変換
  2. メルカトル図法の導出
  3. National Atlas：マップ投影
  4. メルカトル図法投影法

EDITPHPに実用例を作成しました（Javaが苦手なので）

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

EDIT2

メルカトル図法 の素敵なアニメーションusqp = mq331AQJCAEoAVgBgAEB＆amp_js_v = 0.1

121
Michel Feldheim

オリジナルのJavaバージョン Google Maps JavaScript API v Javaスクリプトコードは次のとおりで、問題なく動作します

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

世界が平坦ではないため、そのように経度/緯度からx/yに単純に置き換えることはできません。この投稿を見ましたか？ 経度/緯度をX/Y座標に変換する

UPDATE-1/18/13

私はこれを突き刺すことにしました、そして、ここに私がそれをする方法があります：-

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));
    }
}

結果：画像の幅= 600px、画像の高さ= 600px、画像のパディング= 50px

enter image description here

結果：画像の幅= 300px、画像の高さ= 500px、画像のパディング= 50px

enter image description here

9
limc

プロシージャの境界内のコードは次のようになります。

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