Openlayers系列关于地图投影的理解

Posted 2020-10-08 月音2010

近期开发以MongoDB为基础的分布式地理数据管理平台系统，被要求做一个简单的demo给客户进行演示。于是笔者便打算向数据库中存储一部分瓦片数据，写一个简单的存取服务器，使用Openlayers客户端加载瓦片进行展示。本来是个挺简单的功能，可是谁曾想，“打了一辈子鹰，却被鹰啄瞎了眼”。在使用Openlayers客户端进行瓦片加载时，出现了加载的瓦片偏移、行列号不正确的问题。

背景

近期开发以MongoDB为基础的分布式地理数据管理平台系统，被要求做一个简单的demo给客户进行演示。于是笔者便打算向数据库中存储一部分瓦片数据，写一个简单的存取服务器，使用Openlayers客户端加载瓦片进行展示。本来是个挺简单的功能，可是谁曾想，“打了一辈子鹰，却被鹰啄瞎了眼”。在使用Openlayers客户端进行瓦片加载时，出现了加载的瓦片偏移、行列号不正确的问题。

问题描述

如图所示，地图出现了上下偏移的问题，并且，这些瓦片的实际行列号与当前Openlayers计算的行列号并不一致。

Arcgis Server切出的行列号分别是

上面一行瓦片是：104/50,105/50,106/50/107/50

下面一行瓦片是：104/49,105/49,106/49/107/49

Openlayers计算得到的行列号分别是

上面一行瓦片是：104/18,108/18,108/18/107/18

下面一行瓦片是：104/19,105/19,106/19/107/19

猜测及思路

看到行列号及瓦片的偏移，笔者的第一反应是切片方案存在问题。经过排查此次使用的ArcGIS Server采用的切片方案时Google切片方案（EPSG3857，web mercator投影坐标系）。而Openlayers默认采用的坐标系也是EPSG3857，正好吻合，按道理说应该毫无问题。可是既然出现了错误，那就要排查问题，修改错误。既然Arcgis Server的切片方案没问题，那就是Openlayers手动设置了不正确的坐标系。仔细观察果然发现，在Layer的source处将数据源的投影坐标设置为了EPSG4326。何其低级的错误，竟然花费了将近一个小时来排查。

解决方案

将Layer的source投影坐标系设置为3857即可。

 

补充说明

（一）出现上述错误的原因是Arcgis Server中发布的切片缓存使用了Google切片方案，该切片方案采用Web Mercator投影坐标系，以[-20037508，20037508]作为坐标原点，瓦片大小是256像素（具体的切片方案描述可以在ArcGIS Server Manager的相应服务中看到详细信息）。而本次出错的前端代码中将数据源的投影设置为EPSG:4326,与所发布服务的投影坐标系不匹配，导致Openlayers在计算行列号时无法计算出正确的结果，所以出现了加载错误。

Openlayers（2/3/4）默认采用EPSG：3857作为数据源的投影坐标系，该参数需要与后端的地图服务所采用的投影坐标系匹配才可正常加载地图，所以当我们采用Google的切片方案时（Web Mercator，也就是EPSG：3857），即使不设置Openlayers数据源的投影坐标系，也可正常加载。

Openlayers3的View中也有一个Projection参数，该参数为显示地图的坐标系，设置EPSG：4326或者EPSG：3857都可以，不影响数据的加载。唯一的不同就是，EPSG4326是WGS84地理坐标系，以经纬度为单位；EPSG3857是Web Mercator投影坐标系，以米为单位。如果将坐标系设置成4326，那么你是用openlayer从地图上获得的坐标数据都是经纬度坐标，向地图添加坐标点时，坐标点的数据也应该是经纬度坐标。如果不幸的你设置了4326坐标系，而手上的数据确是3857的投影坐标系数据，那么你有比较简便的方案解决这个问题：

1、 将View的Projection设置成epsg3857

2、 使用Openlayers提供的ol.proj.transform(coordinate, source, destination)方法，将3857坐标系的数据动态的转换成4326坐标系的数据。

（二）

地图服务的坐标系取决于切片方案里的设置，而非原tiff数据或者shp数据本身的坐标系。Google的切片方案采用的就是EPSG3857的投影，读者也可以自行定义切片方案，把坐标系设置为EPSG4326，或者GCJ2000都可以，只要你正确的设置切片方案的参数即可。