谷歌地圖解析及ArcEngine加載谷歌地圖方法

• 前言
• 1.簡介
• 2.擷取切片位址
• 3.經緯度與切片的互相轉換
• 4.縮放級别Z的計算
• • 4.1 比例尺比較法
  • 4.2 最大切片數量法
• 5.結束語

前言

上一章介紹了ArcGIS加載天地圖的方法。然後谷歌地圖确是ArcGIS目前沒有支援的，網上也有一些工具可以添加到ArcMap的toolbox中進而實作加載谷歌地圖。那麼在ArcEngine開發中，該如何實作谷歌地圖的加載呢？具體代碼下載下傳，各位看官可戳這裡

接下來将從實作原理展開介紹

1.簡介

谷歌地圖采用的是web墨卡托投影，坐标系為WGS84坐标系，為了友善忽略了兩極變形較大的地區，把世界地圖做成了一個邊長等于赤道周長的正方形（赤道半徑為6378137米），原點在正方形中心，即經緯度為（0,0）處。Web墨卡托投影的X，Y坐标取值範圍為：[-20037508.3427892,20037508.3427892]，對應的經度取值範圍為[-180,180]，對應的緯度範圍則為[-85.05112877980659，85.05112877980659]

參考自：Google 地圖切片URL位址解析_GIS 随筆-CSDN部落格

2.擷取切片位址

打開谷歌地圖，位址：http://www.rivermap.cn/google_view.html

點選F12，通過變化地圖，可在後側NetWork——All中檢測到剛剛的操作通路到的網址，選擇其中一個網址（也可直接輕按兩下打開），在右側PreView可進行切片預覽，點選Header，可獲得該網址的具體資訊（如下所示），其中Request URL即為我們需要下載下傳的切片的位址。

衆所周知，谷歌系列産品在國内向來不太友好，是以谷歌地圖的切片位址也是有可能變化的，但是萬變不離其中，類型标簽與切片計算方法是基本不變的。

m：路線圖

t：地形圖

p：帶标簽的地形圖

s：衛星圖

y：帶标簽的衛星圖

h：标簽層（路名、地名等）

2020年12月份左右，谷歌地圖的各類位址規則如下

switch (type)
{
    case "地形":
        uri = new Uri($"http://mt3.google.cn/vt/[email protected],[email protected]&hl=zh-CN&gl=cn&x={x}&y={y}&z={z}&s=Galile");
        break;
    case "高程":
        //谷歌電子地圖
        uri = new Uri($"http://mt3.google.cn/vt/[email protected]&hl=zh-CN&gl=CN&src=app&x={x}&y={y}&z={z}&s=Galile");
        break;
    case "影像":
    default:
        uri = new Uri($"http://mt3.google.cn/vt/[email protected]&hl=zh-CN&gl=cn&src=app&s=G&x={x}&y={y}&z={z}");
        break;
}
           

其中，x代表切片的橫坐标，y代表切片的縱坐标，z代表縮放級别，mt3代表切片存儲的伺服器，我嘗試過換成mt0,mt1,mt2結果其實都是一緻的，隻是不同伺服器上的相同切片罷了，猜測谷歌地圖采用的是一種并發通路機制。

然而，到了2021年，在寫這篇博文時發現由于某些原因，谷歌地圖貌似被禁了，通路慢不說（當然也不排除我的網速問題），切片請求位址也發生了變化，但是從下面兩張圖也可以發現，谷歌地圖的通路位址是非常相似的，切換type标簽基本上就夠了，如果切換标簽也無法擷取切片，那麼方法和上述一樣，通路該類型的地圖，用F12擷取切片位址規律

3.經緯度與切片的互相轉換

class GoogleTile
{
     public double x { get; set; }
     public double y { get; set; }
     public int z { get; set; }
     /// <summary>
     /// 經緯度轉切片
     /// </summary>
     /// <param name="x"></param>
     /// <param name="y"></param>
     /// <param name="z"></param>
     /// <returns></returns>
     public static GoogleTile XyToTile(double x, double y, int z)
     {
         return new GoogleTile()
         {
             x = LonToX(x, z),
             y = LatToY(y, z),
             z = z
         };
     }
     /// <summary>
     /// 緯度轉切片y
     /// </summary>
     /// <param name="lat"></param>
     /// <param name="zoom"></param>
     /// <returns></returns>
     public static double LatToY(double lat, int zoom)
     {
         return Convert.ToDouble(Math.Floor((1 - Math.Log(Math.Tan(lat * Math.PI / 180) + 1 / Math.Cos(lat * Math.PI / 180)) / Math.PI) / 2 * Math.Pow(2, zoom)));
     }
     /// <summary>
     /// 經度轉切片x
     /// </summary>
     /// <param name="lon"></param>
     /// <param name="zoom"></param>
     /// <returns></returns>
     public static double LonToX(double lon, int zoom)
     {
         return Convert.ToDouble(Math.Floor((lon + 180) / 360 * Math.Pow(2, zoom)));
     }
     /// <summary>
     /// 切片x轉經度
     /// </summary>
     /// <param name="x"></param>
     /// <param name="zoom"></param>
     /// <returns></returns>
     public static double XToLon(double x, int zoom)
     {
         return Convert.ToDouble(x / Math.Pow(2, zoom) * 360 - 180);
     }
     /// <summary>
     /// 切片y轉緯度
     /// </summary>
     /// <param name="y"></param>
     /// <param name="zoom"></param>
     /// <returns></returns>
     public static double YToLat(double y, int zoom)
     {
         return Convert.ToDouble((Math.Atan(Math.Pow(Math.E, (1 - 2 * y / Math.Pow(2, zoom)) * Math.PI)) - Math.PI / 4) * 2 * 180 / Math.PI);

     }
 }
           

4.縮放級别Z的計算

4.1 比例尺比較法

20 : 1128.497220
19 : 2256.994440
18 : 4513.988880
17 : 9027.977761
16 : 18055.955520
15 : 36111.911040
14 : 72223.822090
13 : 144447.644200
12 : 288895.288400
11 : 577790.576700
10 : 1155581.153000
9  : 2311162.307000
8  : 4622324.614000
7  : 9244649.227000
6  : 18489298.450000
5  : 36978596.910000
4  : 73957193.820000
3  : 147914387.600000
2  : 295828775.300000
1  : 591657550.500000
           

上述為arcgis官網提供的谷歌地圖縮放級别與比例尺的關系

參考連結

可通過求目前比例尺與上述數組的內插補點，取最小內插補點對應的縮放級别

4.2 最大切片數量法

采用比例尺比較的方法，确實可以選出合适的切片，實作縮放效果，但是可能會導緻需要加載的切片數量過多，加載緩慢，是以可以通過限制最大切片數量的方法進行加載，具體代碼如下：

private void CalculateZ(ref GoogleTile pmin, ref GoogleTile pmax)
{
    var env = MapControl.ActiveView.Extent;
    //確定是比較的wgs84坐标系的環境
    if (MapControl.SpatialReference.Name != WgsRefer.Name)
    {
        var ref2 = CoorCalculate.GetRefByWkid(4326, true);
        env.Project(ref2);
    }
    for (var i = 22; i >= 0; i--)
    {
        pmin = GoogleTile.XyToTile(env.XMin, env.YMax, (int)i);
        pmax = GoogleTile.XyToTile(env.XMax, env.YMin, (int)i);
        //切片數量不大于3
        if (pmax.y - pmin.y < 3)
            break;
    }
}
           

5.結束語

由于某些原因，谷歌地圖在國内的環境确實不算友好，經常出現無法通路的情況，是以，若是在項目中使用線上地圖，還是建議大家支援國産的地圖，如天地圖，百度地圖等。