MKMapRect 并显示跨越 180 条子午线的地图叠加层
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【中文标题】MKMapRect 并显示跨越 180 条子午线的地图叠加层【英文标题】：MKMapRect and displaying map overlays that span 180th meridian 【发布时间】：2012-01-26 17:29:56 【问题描述】：我正在处理从 Google Geocoding API 返回的视口和边界。在对给定坐标进行反向地理编码时，服务会返回多个具有不同粒度的结果（国家、行政区域、地区、次地区、路线等）。我想在给定地图当前可见区域的结果上选择最合适的。
我已经确定了比较位置视口、当前地图视口及其交点的区域比率（MKMapPoint²）的算法（使用MKMapRectIntersection 函数）。只要位置视口不跨越 180 度子午线，这就会非常有效。在这种情况下，它们的交点为 0。
我已经开始调查原因，作为调试帮助，我确实在地图上显示 MKPolygon 叠加层，以便为我提供关于正在发生的事情的视觉线索。为了避免我的代码在地理坐标和MKMapRect 之间进行转换时可能引入的错误，我使用来自 Google 结果的原始坐标构建了多边形叠加层，如下所示：
CLLocationCoordinate2D sw, ne, nw, se;
sw = location.viewportSouthWest.coordinate;
ne = location.viewportNorthEast.coordinate;
nw = CLLocationCoordinate2DMake(ne.latitude, sw.longitude);
se = CLLocationCoordinate2DMake(sw.latitude, ne.longitude);
CLLocationCoordinate2D coords[] = nw, ne, se, sw;
MKPolygon *p = [MKPolygon polygonWithCoordinates:coords count:4];
例如有问题的位置，这里是为美国返回的视口，类型为国家的最后一个结果，当geocoding coordinates somewhere in Virginia：
Southwest: 18.9110643, 172.4546967
Northeast: 71.3898880, -66.9453948
请注意位于位置视口左下角的西南坐标是如何跨越 180 度子午线的。在地图上将此位置显示为多边形时，它会错误地显示在美国边界的右侧（棕色大矩形，仅左下角可见）：
同样，显示location viewport for Russia 会显示矩形错误地位于俄罗斯边界的左侧。
当我将位置视口转换为MKMapPoints 和MKMapRect 并发现地图视口（上图中的白色矩形）和位置视口之间没有交集时，这在视觉上确认存在类似的问题。
我计算地图矩形的方式类似于这个 SO 问题中的答案：How to fit a certain bounds consisting of NE and SW coordinates into the visible map view?
...效果很好除非坐标跨越第 180 条子午线。用MKMapRectSpans180thMeridian测试MKMapRect返回false，这样构造方法不正确。
Apple 文档在这方面没有帮助。我发现的唯一提示是MKOverlay.h：
// boundingMapRect should be the smallest rectangle that completely contains
// the overlay.
// For overlays that span the 180th meridian, boundingMapRect should have
// either a negative MinX or a MaxX that is greater than MKMapSizeWorld.width.
@property (nonatomic, readonly) MKMapRect boundingMapRect;
显示跨越 180 条子午线的多边形叠加层的正确方法是什么？
如何正确构造跨越180经线的MKMapRect？
【问题讨论】：
【参考方案1】：由于这方面的记录严重不足，Map Kit Functions Reference 应修改为：
警告：只要您不越过 180 度经线，所有描述的功能都可以正常工作。Here be dragons。您已被警告...
为了解决这个问题，我采用了古老的调查测试。请原谅散文周围的cmets。它们允许您复制和粘贴 以下所有源代码，以便您自己玩。
首先是一个小辅助函数，将MKMapRect的角点转换回坐标空间，这样我们就可以将转换结果与起始坐标进行比较：
NSString* MyStringCoordsFromMapRect(MKMapRect rect)
MKMapPoint pNE = rect.origin, pSW = rect.origin;
pNE.x += rect.size.width;
pSW.y += rect.size.height;
CLLocationCoordinate2D sw, ne;
sw = MKCoordinateForMapPoint(pSW);
ne = MKCoordinateForMapPoint(pNE);
return [NSString stringWithFormat:@"%f, %f, %f, %f",
sw.latitude, sw.longitude, ne.latitude, ne.longitude];
/* 现在，让我们测试一下
如何创建跨越 180 度子午线的 MapRect：
*/
- (void)testHowToCreateMapRectSpanning180thMeridian
/*
我们将使用由 Google Geocoding API 返回的location viewport of Asia，因为它跨越了antimeridian。 东北角已经在西半球——经度范围(-180,0):
*/
CLLocationCoordinate2D sw, ne, nw, se;
sw = CLLocationCoordinate2DMake(-12.9403000, 25.0159000);
ne = CLLocationCoordinate2DMake(81.6691780, -168.3545000);
nw = CLLocationCoordinate2DMake(ne.latitude, sw.longitude);
se = CLLocationCoordinate2DMake(sw.latitude, ne.longitude);
/*
作为参考，这里是整个投影世界的边界，大约 2.68 亿，转换为 MKMapPoints。我们的小辅助函数向我们展示了此处使用的墨卡托投影无法表示±85 度以上的纬度。经度很好地跨越了 -180 到 180 度。
*/
NSLog(@"\nMKMapRectWorld: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(MKMapRectWorld),
MyStringCoordsFromMapRect(MKMapRectWorld));
// MKMapRectWorld: 0.0, 0.0, 268435456.0, 268435456.0
// => -85.051129, -180.000000, 85.051129, 180.000000
/*
为什么使用地理坐标创建的 MKPolygon 叠加层显示在地图上的错误位置？
*/
// MKPolygon bounds
CLLocationCoordinate2D coords[] = nw, ne, se, sw;
MKPolygon *p = [MKPolygon polygonWithCoordinates:coords count:4];
MKMapRect rp = p.boundingMapRect;
STAssertFalse(MKMapRectSpans180thMeridian(rp), nil); // Incorrect!!!
NSLog(@"\n rp: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(rp),
MyStringCoordsFromMapRect(rp));
// rp: 8683514.2, 22298949.6, 144187420.8, 121650857.5
// => -12.940300, -168.354500, 81.669178, 25.015900
/*
看起来经度交换了错误的方式。亚洲是-12, 25, 81, -168。生成的MKMapRect 没有通过使用MKMapRectSpans180thMeridian 函数的测试——我们知道它应该！
虚假尝试
因此，当坐标跨越反子午线时，MKPolygon 无法正确计算 MKMapRect。好的，让我们自己创建地图矩形。以下是How to fit a certain bounds consisting of NE and SW coordinates into the visible map view?的答案中建议的两种方法
... 快速方法是使用 MKMapRectUnion 函数的一个小技巧。从每个坐标创建一个大小为零的 MKMapRect，然后使用以下函数将两个矩形合并为一个大矩形：
*/
// https://***.com/a/8496988/41307
MKMapPoint pNE = MKMapPointForCoordinate(ne);
MKMapPoint pSW = MKMapPointForCoordinate(sw);
MKMapRect ru = MKMapRectUnion(MKMapRectMake(pNE.x, pNE.y, 0, 0),
MKMapRectMake(pSW.x, pSW.y, 0, 0));
STAssertFalse(MKMapRectSpans180thMeridian(ru), nil); // Incorrect!!!
STAssertEquals(ru, rp, nil);
NSLog(@"\n ru: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(ru),
MyStringCoordsFromMapRect(ru));
// ru: 8683514.2, 22298949.6, 144187420.8, 121650857.5
// => -12.940300, -168.354500, 81.669178, 25.015900
/*
奇怪的是，我们得到了和以前一样的结果。无论如何，MKPolygon 应该使用MKRectUnion 计算其边界是有道理的。
现在我自己也完成了下一个。手动计算 MapRect 的原点、宽度和高度，同时尝试花哨而不用担心角落的正确顺序。 */
// https://***.com/a/8500002/41307
MKMapRect ra = MKMapRectMake(MIN(pNE.x, pSW.x), MIN(pNE.y, pSW.y),
ABS(pNE.x - pSW.x), ABS(pNE.y - pSW.y));
STAssertFalse(MKMapRectSpans180thMeridian(ru), nil); // Incorrect!!!
STAssertEquals(ra, ru, nil);
NSLog(@"\n ra: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(ra),
MyStringCoordsFromMapRect(ra));
// ra: 8683514.2, 22298949.6, 144187420.8, 121650857.5
// => -12.940300, -168.354500, 81.669178, 25.015900
/*
嘿！结果和以前一样。当坐标穿过反子午线时，这就是交换纬度的方式。这可能也是MKMapRectUnion 的工作方式。不好...
*/
// Let's put the coordinates manually in proper slots
MKMapRect rb = MKMapRectMake(pSW.x, pNE.y,
(pNE.x - pSW.x), (pSW.y - pNE.y));
STAssertFalse(MKMapRectSpans180thMeridian(rb), nil); // Incorrect!!! Still :-(
NSLog(@"\n rb: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(rb),
MyStringCoordsFromMapRect(rb));
// rb: 152870935.0, 22298949.6, -144187420.8, 121650857.5
// => -12.940300, 25.015900, 81.669178, -168.354500
/*
请记住，亚洲是-12, 25, 81, -168。我们正在取回正确的坐标，但MKMapRect 不跨越根据MKMapRectSpans180thMeridian 的反子午线。什么...？！
解决方案
来自MKOverlay.h的提示说：
对于跨越 180 度子午线的叠加层，boundingMapRect 应该具有大于 MKMapSizeWorld.width 的负 MinX 或 MaxX。
这些条件都不满足。更糟糕的是，rb.size.width 是负 1.44 亿。这绝对是错误的。
当我们通过反子午线时，我们必须纠正矩形值，以便满足其中一个条件： */
// Let's correct for crossing 180th meridian
double antimeridianOveflow =
(ne.longitude > sw.longitude) ? 0 : MKMapSizeWorld.width;
MKMapRect rc = MKMapRectMake(pSW.x, pNE.y,
(pNE.x - pSW.x) + antimeridianOveflow,
(pSW.y - pNE.y));
STAssertTrue(MKMapRectSpans180thMeridian(rc), nil); // YES. FINALLY!
NSLog(@"\n rc: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(rc),
MyStringCoordsFromMapRect(rc));
// rc: 152870935.0, 22298949.6, 124248035.2, 121650857.5
// => -12.940300, 25.015900, 81.669178, 191.645500
/*
最后我们满足了MKMapRectSpans180thMeridian。地图矩形宽度为正。坐标呢？东北经度为191.6455。环绕全球 (-360)，它是 -168.3545。 Q.E.D.
通过满足第二个条件，我们计算出跨越 180 条子午线的正确 MKMapRect：MaxX (rc.origin.x + rc.size.width = 152870935.0 + 124248035.2 = 277118970.2) 大于世界宽度 ( 2.68 亿）。
如果满足第一个条件，负 MinX === origin.x？
*/
// Let's correct for crossing 180th meridian another way
MKMapRect rd = MKMapRectMake(pSW.x - antimeridianOveflow, pNE.y,
(pNE.x - pSW.x) + antimeridianOveflow,
(pSW.y - pNE.y));
STAssertTrue(MKMapRectSpans180thMeridian(rd), nil); // YES. AGAIN!
NSLog(@"\n rd: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(rd),
MyStringCoordsFromMapRect(rd));
// rd: -115564521.0, 22298949.6, 124248035.2, 121650857.5
// => -12.940300, -334.984100, 81.669178, -168.354500
STAssertFalse(MKMapRectEqualToRect(rc, rd), nil);
/*
这也通过了MKMapRectSpans180thMeridian 测试。地理坐标的反向转换给了我们匹配，除了西南经度：-334.9841。但是环游世界（+360），它是25.0159。 Q.E.D.
所以有两种正确的形式来计算跨越 180 条子午线的 MKMapRect。一种具有阳性，一种具有阴性来源。
替代方法
上面演示的负起源方法（rd）对应于Anna Karenina在此问题的另一个答案中建议的替代方法获得的结果：
*/
// https://***.com/a/9023921/41307
MKMapPoint points[4];
if (nw.longitude > ne.longitude)
points[0] = MKMapPointForCoordinate(
CLLocationCoordinate2DMake(nw.latitude, -nw.longitude));
points[0].x = - points[0].x;
else
points[0] = MKMapPointForCoordinate(nw);
points[1] = MKMapPointForCoordinate(ne);
points[2] = MKMapPointForCoordinate(se);
points[3] = MKMapPointForCoordinate(sw);
points[3].x = points[0].x;
MKPolygon *p2 = [MKPolygon polygonWithPoints:points count:4];
MKMapRect rp2 = p2.boundingMapRect;
STAssertTrue(MKMapRectSpans180thMeridian(rp2), nil); // Also GOOD!
NSLog(@"\n rp2: %@\n => %@",
MKStringFromMapRect(rp2),
MyStringCoordsFromMapRect(rp2));
// rp2: -115564521.0, 22298949.6, 124248035.2, 121650857.5
// => -12.940300, -334.984100, 81.669178, -168.354500
/*
因此，如果我们手动转换为MKMapPoints 并捏造负原点，即使MKPolygon 也可以正确计算boundingMapRect。生成的映射 rect 等效于上面的负原点方法 (rd)。
*/
STAssertTrue([MKStringFromMapRect(rp2) isEqualToString:
MKStringFromMapRect(rd)], nil);
/* 或者我应该说几乎等同......因为奇怪的是，以下断言会失败： */
// STAssertEquals(rp2, rd, nil); // Sure, shouldn't compare floats byte-wise!
// STAssertTrue(MKMapRectEqualToRect(rp2, rd), nil);
/* 有人会猜他们知道如何compare floating point numbers，但我离题了... */
测试函数源码到此结束。
显示叠加层
如问题中所述，为了调试问题，我使用MKPolygons 来可视化正在发生的事情。事实证明，跨越反子午线的MKMapRects 的两种形式在地图上叠加时显示不同。当您从西半球接近逆子午线时，只会显示具有负原点的逆子午线。同样，当您从东半球接近 180 度经线时，会显示正原点形式。 MKPolygonView 不为您处理第 180 条子午线的跨度。您需要自己调整多边形点。
这是从地图矩形创建多边形的方法：
- (MKPolygon *)polygonFor:(MKMapRect)r
MKMapPoint p1 = r.origin, p2 = r.origin, p3 = r.origin, p4 = r.origin;
p2.x += r.size.width;
p3.x += r.size.width; p3.y += r.size.height;
p4.y += r.size.height;
MKMapPoint points[] = p1, p2, p3, p4;
return [MKPolygon polygonWithPoints:points count:4];
我只是简单地使用了蛮力并添加了两次多边形——每种形式一个。
for (GGeocodeResult *location in locations)
MKMapRect r = location.mapRect;
[self.debugLocationBounds addObject:[self polygonFor:r]];
if (MKMapRectSpans180thMeridian(r))
r.origin.x -= MKMapSizeWorld.width;
[self.debugLocationBounds addObject:[self polygonFor:r]];
[self.mapView addOverlays:self.debugLocationBounds];
我希望这可以帮助其他徘徊在第 180 条子午线后面的龙之国的灵魂。
【讨论】：
【参考方案2】：根据MKOverlay.h 中的评论，如果将 nw 和 sw 角指定为负 MKMapPoint 值，则应“正确绘制”叠加层。
如果我们试试这个：
//calculation of the nw, ne, se, and sw coordinates goes here
MKMapPoint points[4];
if (nw.longitude > ne.longitude) //does it cross 180th?
//Get the mappoint for equivalent distance on
//the "positive" side of the dateline...
points[0] = MKMapPointForCoordinate(
CLLocationCoordinate2DMake(nw.latitude, -nw.longitude));
//Reset the mappoint to the correct side of the dateline,
//now it will be negative (as per Apple comments)...
points[0].x = - points[0].x;
else
points[0] = MKMapPointForCoordinate(nw);
points[1] = MKMapPointForCoordinate(ne);
points[2] = MKMapPointForCoordinate(se);
points[3] = MKMapPointForCoordinate(sw);
points[3].x = points[0].x; //set to same as NW's whether + or -
MKPolygon *p = [MKPolygon polygonWithPoints:points count:4];
[mapView addOverlay:p];
生成的p.boundingMapRect 确实为MKMapRectSpans180thMeridian 返回YES（但代码已经从坐标中找出了这一点，因为它没有以maprect 开头）。
不幸的是，创建带有负值的 maprect 只能解决一半的问题。现在正确绘制了日期线以东的多边形的一半。但是，日期变更线以西的另一半根本没有被绘制出来。
显然，内置的MKPolygonView 并没有调用MKMapRectSpans180thMeridian 并分两部分绘制多边形。
您可以创建一个自定义叠加视图并自己进行此绘制（您会创建一个叠加层，但视图会绘制两个多边形）。
或者，您可以创建两个 MKPolygon 叠加层，并通过在上述代码后添加以下内容让地图视图绘制它们：
if (MKMapRectSpans180thMeridian(p.boundingMapRect))
MKMapRect remainderRect = MKMapRectRemainder(p.boundingMapRect);
MKMapPoint remPoints[4];
remPoints[0] = remainderRect.origin;
remPoints[1] = MKMapPointMake(remainderRect.origin.x + remainderRect.size.width, remainderRect.origin.y);
remPoints[2] = MKMapPointMake(remainderRect.origin.x + remainderRect.size.width, remainderRect.origin.y + remainderRect.size.height);
remPoints[3] = MKMapPointMake(remainderRect.origin.x, remainderRect.origin.y + remainderRect.size.height);
MKPolygon *remPoly = [MKPolygon polygonWithPoints:remPoints count:4];
[mapView addOverlay:remPoly];
顺便说一句，绘制跨越 +/-180 的 MKPolyline 叠加层也存在类似问题（请参阅 this question）。
【讨论】：
【参考方案3】：简而言之，如果多边形穿过反子午线，请检查 mapPoints。 如果 mapPoint.x 大于 primeMeridian.x，则从 mapPoint.x 中减去世界的宽度。
这会将地图沿本初子午线拆分。 minX 为负，mapSize 小于世界的宽度。 Palimondo 的回答对弄清楚这一点非常有帮助。
我正在使用 geodesicPolylines 并为此花费了几天时间。终于找到答案了！
/// Note: If both the prime meridian and the antimeridian are crossed, an empty polygon will be returned
func makePolygon(lines: [LineAnnotation]) -> MKPolygon
let polylines = lines.map( $0.polyline )
let sum = polylines.reduce(0, $0 + $1.pointCount )
let pointer = UnsafeMutablePointer<MKMapPoint>.allocate(capacity: sum)
var advance = 0
let spans180thMeridian = polylines.contains(where: $0.boundingMapRect.spans180thMeridian )
let primeMeridianMapPoint = MKMapPoint(CLLocationCoordinate2D(latitude: 0, longitude: 0))
let spansPrimeMeridian = polylines.contains(where:
return $0.boundingMapRect.minX <= primeMeridianMapPoint.x && $0.boundingMapRect.maxX >= primeMeridianMapPoint.x
)
guard !(spans180thMeridian && spansPrimeMeridian) else return MKPolygon()
if spans180thMeridian
for polyline in polylines
// initialize the pointer with a copy of the polyline points, adjusted if needed
let points = UnsafeMutablePointer<MKMapPoint>.allocate(capacity: polyline.pointCount)
points.initialize(from: polyline.points(), count: polyline.pointCount)
for i in 0..<polyline.pointCount
let pointPointer = points.advanced(by: i)
if pointPointer.pointee.x > primeMeridianMapPoint.x
pointPointer.pointee.x -= MKMapSize.world.width
pointer.advanced(by: advance).initialize(from: points, count: polyline.pointCount)
advance += polyline.pointCount
points.deinitialize(count: polyline.pointCount)
points.deallocate()
else
// initialize the pointer with the polyline points
for polyline in polylines
pointer.advanced(by: advance).initialize(from: polyline.points(), count: polyline.pointCount)
advance += polyline.pointCount
let polygon = MKPolygon(points: pointer, count: sum)
print(polygon.boundingMapRect)
pointer.deinitialize(count: sum)
pointer.deallocate()
return polygon
【讨论】：
以上是关于MKMapRect 并显示跨越 180 条子午线的地图叠加层的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章
如何创建给出了两个百分点MKMapRect，每一个经度和纬度值规定？