将long/lat转换为给定图片上的像素x/y

Question

我有莫斯科的城市地图.我们使用一些艺术元素修改了Google地图图像,但GPS坐标和像素之间的关系保持不变.

问题:如何将GPS坐标从我们拥有的各种数据点转换为图像中的像素坐标？

理想情况下,我可以在Javascript中执行此操作,但PHP可以.

---

我知道在小尺度上(例如在城市尺度上)它可以做得足够简单(有必要了解哪个地理坐标有一个图像角点,然后在轴上的图片上学习地理坐标中一个像素的"价格" OX和OY分开).

但是在大尺度(国家规模)上,一个像素的"价格"将不是常数,并且将足够强烈地变化并且不能应用上述方法.

如何解决国家规模的问题？

---

更新:

我不使用API​​谷歌地图,我只有:对象的地理坐标(它们来自谷歌地图),我仍然在我的网站上有一个简单的图片*.gif,我必须在其中绘制一个相应的地理坐标点.

Answer 1

所有这一切的关键是理解地图预测.正如其他人所指出的那样,失真的原因是球形(或更准确地说是椭球形)地球被投射到一个平面上.

为了实现您的目标,您首先必须了解有关数据的两件事:

1. 地图所在的投影.如果它们纯粹来自谷歌地图,那么他们很可能正在使用球形墨卡托投影.
2. 纬度/经度坐标正在使用的地理坐标系.这可能会有所不同,因为在地球上有不同的方式来定位纬度/长度.在大多数网络地图应用程序和GPS中使用的最常见的GCS是WGS84.

我假设你的数据在这些坐标系中.

球形墨卡托投影定义了一个以米为单位的坐标对,用于地球表面.这意味着,对于每个纬度/经度坐标,存在匹配的仪表/仪表坐标.这使您可以使用以下过程进行转换:

1. 找到WGS84纬度/长度的图像角.
2. 将WGS纬度/长度转换为球形墨卡托投影.有转换工具,我最喜欢的是使用作为PROJ4项目一部分的cs2cs工具.
3. 您可以安全地进行简单的线性变换,以在图像上的点和球形墨卡托投影中的地球上的点之间进行转换,然后再返回.

为了从WGS84点到图像上的像素,现在的过程如下:

1. 项目lat/lon到球形墨卡托.这可以使用proj4js库完成.
2. 使用上面发现的线性关系将球面墨卡托坐标转换为图像像素坐标.

您可以像这样使用proj4js库:

// include the library
<script src="lib/proj4js-combined.js"></script>  //adjust the path for your server
                                                 //or else use the compressed version
// creating source and destination Proj4js objects
// once initialized, these may be re-used as often as needed
var source = new Proj4js.Proj('EPSG:4326');    //source coordinates will be in Longitude/Latitude, WGS84
var dest = new Proj4js.Proj('EPSG:3785');     //destination coordinates in meters, global spherical mercators projection, see http://spatialreference.org/ref/epsg/3785/


// transforming point coordinates
var p = new Proj4js.Point(-76.0,45.0);   //any object will do as long as it has 'x' and 'y' properties
Proj4js.transform(source, dest, p);      //do the transformation.  x and y are modified in place

//p.x and p.y are now EPSG:3785 in meters

Answer 2

您必须以您的语言实施Google Maps API投影.我有这个C#源代码:

public class GoogleMapsAPIProjection
{
    private readonly double PixelTileSize = 256d;
    private readonly double DegreesToRadiansRatio = 180d / Math.PI;
    private readonly double RadiansToDegreesRatio = Math.PI / 180d;
    private readonly PointF PixelGlobeCenter;
    private readonly double XPixelsToDegreesRatio;
    private readonly double YPixelsToRadiansRatio;

    public GoogleMapsAPIProjection(double zoomLevel)
    {
        var pixelGlobeSize = this.PixelTileSize * Math.Pow(2d, zoomLevel);
        this.XPixelsToDegreesRatio = pixelGlobeSize / 360d;
        this.YPixelsToRadiansRatio = pixelGlobeSize / (2d * Math.PI);
        var halfPixelGlobeSize = Convert.ToSingle(pixelGlobeSize / 2d);
        this.PixelGlobeCenter = new PointF(
            halfPixelGlobeSize, halfPixelGlobeSize);
    }

    public PointF FromCoordinatesToPixel(PointF coordinates)
    {
        var x = Math.Round(this.PixelGlobeCenter.X
            + (coordinates.X * this.XPixelsToDegreesRatio));
        var f = Math.Min(
            Math.Max(
                 Math.Sin(coordinates.Y * RadiansToDegreesRatio),
                -0.9999d),
            0.9999d);
        var y = Math.Round(this.PixelGlobeCenter.Y + .5d * 
            Math.Log((1d + f) / (1d - f)) * -this.YPixelsToRadiansRatio);
        return new PointF(Convert.ToSingle(x), Convert.ToSingle(y));
    }

    public PointF FromPixelToCoordinates(PointF pixel)
    {
        var longitude = (pixel.X - this.PixelGlobeCenter.X) /
            this.XPixelsToDegreesRatio;
        var latitude = (2 * Math.Atan(Math.Exp(
            (pixel.Y - this.PixelGlobeCenter.Y) / -this.YPixelsToRadiansRatio))
            - Math.PI / 2) * DegreesToRadiansRatio;
        return new PointF(
            Convert.ToSingle(latitude),
            Convert.ToSingle(longitude));
    }
}

资源:

http://code.google.com/p/geographical-dot-net/source/browse/trunk/GeographicalDotNet/GeographicalDotNet/Projection/GoogleMapsAPIProjection.cs

Answer 3

那么你想要获取纬度/经度坐标并找出该位置图像上的像素坐标？

主GMap2类提供与显示的地图上的像素的转换和纬度/经度坐标:

Gmap2.fromLatLngToContainerPixel(latlng)

例如:

var gmap2 = new GMap2(document.getElementById("map_canvas"));
var geocoder = new GClientGeocoder();

geocoder.getLatLng( "1600 Pennsylvania Avenue NW Washington, D.C. 20500",
    function( latlng ) {
        var pixel_coords = gmap2.fromLatLngToContainerPixel(latlng);

        window.alert( "The White House is at pixel coordinates (" + 
            pixel_coodrs.x + ", " + pixel_coords.y + ") on the " +
            "map image shown on this page." );
    }
);

因此,假设您的地图图像是Google地图显示的屏幕抓取,那么这将为您提供纬度/经度坐标图像上的正确像素坐标.

如果您正在抓取平铺图像并将它们自己拼接在一起,那么事情会变得更加棘手,因为完整平铺集的区域将位于显示的地图区域之外.

在这种情况下,您需要使用左上角图像拼贴的左侧和顶部值作为fromLatLngToContainerPixel(latlng:GLatLng)给出的坐标的偏移量,从x坐标和顶部的坐标减去左边坐标. y坐标.因此,如果左上角的图像位于(-50,-122)(左侧,顶部),而且fromLatLngToContainerPixel()告诉您lat/long位于像素坐标(150,320),则将图像拼接在一起瓦片,坐标的真实位置是(150 - ( - 50),320 - ( - 122)),即(200,442).

也可能有类似的GMap2坐标转换功能:

GMap2.fromLatLngToDivPixel(latlng:GLatLng)

将为您提供正确的纬度/长度到像素平移的情况 - 我没有对此进行测试,也没有从API文档中100%清楚.

有关详情,请参阅此处:http: //code.google.com/apis/maps/documentation/reference.html#GMap2.Methods.Coordinate-Transformations

Answer 4

您可以查看gheat上使用的代码,它从js移植到python.

Answer 5

您要解决的翻译与Map Projection有关,Map Projection是我们世界的球面转换为二维渲染的方式.在二维曲面上渲染世界有多种方式(投影).

如果您的地图仅使用特定投影(墨卡托很流行),您应该能够找到方程,一些示例代码和/或某些库(例如,一个墨卡托解决方案 - 将纬度/长度转换为X/Y坐标)如果不这样做,我相信你可以找到其他样品 - https://stackoverflow.com/search?q=mercator.如果你的图像不是使用墨卡托投影的地图,你'我需要确定它用于找到正确的平移方程的投影.

如果你试图支持多个地图投影(你想支持许多使用不同投影的不同地图),那么你肯定想要使用像PROJ.4这样的库,但我又不知道你会发现什么是Javascript或PHP.