WebGIS開發過程中會遇到這樣一種情況：需要使用OpenLayers加載一個未校準的CAD導出的位圖；並且還需要通過經緯度座標數據在這個位圖上做一些標記，還需要能通過在OpenLayers取得的圖上要素的像素座標獲知實際的經緯度。
總結起來就是兩個需求：
- 加載位圖
- 經緯度座標與像素座標互轉
分析：
由於從CAD導出的位圖並不帶有定位信息，所以需要通過仿射變換將圖上的像素座標轉換到地理座標。
即：（左邊爲某廠的衛星地圖，右邊爲該廠的CAD導出位圖，最終實現效果就是用OpenLayers加載位圖，並實現座標轉換）
關於求解仿射變換的過程請見這裏。主要的算法思想如下：
Arcgis中就帶有了仿射變換的計算模塊，OpenLayers沒有仿射變換計算的能力，所以使用math.js這個數學庫來進行實現。
代碼：
算法在上面的截圖已經有了，直接用相應的API實現就好：
//定義仿射變換函數
function affineTransform(point, from, to) {
if (from.length != to.length) return;
//根據參數構造仿射變換所需的矩陣
var X = [];
var Y = [];
var I = [];
var U = [];
var V = [];
from.forEach((item, index) => {
X.push(item[0]);
Y.push(item[1]);
I.push(1);
U.push([to[index][0]])
V.push([to[index][1]])
})
//開始最小二乘法的計算過程
var XYIt = [X, Y, I];
var resultINV = math.inv(math.multiply(XYIt, math.transpose(XYIt)))
var resultMulti = math.multiply(resultINV, XYIt);
var vec1 = math.multiply(resultMulti, U)
var vec2 = math.multiply(resultMulti, V)
//使用vec1和vec2計算轉換後的座標
return [vec1[0][0] * point[0] + point[1] * vec1[1][0] + vec1[2][0], vec2[0][0] * point[0] + point[1] * vec2[1][0] + vec2[2][0]]
}
CAD導出的位圖直接使用ImageStatic加載，並自定義一個像素座標系：
//定義地圖的像素座標四至
var extent = [0, 0, 4000, 2000];
//定義地圖的投影座標系，像素座標
var projection = new ol.proj.Projection({
code: 'factory-image',
units: 'pixels',
extent: extent
});
//初始化地圖
var map = new ol.Map({
layers: [
new ol.layer.Image({
source: new ol.source.ImageStatic({
url: './data/10-9.png',
projection: projection,
imageExtent: extent
})
})
],
target: 'map',
view: new ol.View({
projection: projection,
center: ol.extent.getCenter(extent),
zoom: 2,
maxZoom: 8
})
});
概略分別獲取圖上廠區四角的座標，圖片像素座標是用potoshop量取的，經緯度座標是在google地圖上拾取的：
var upperLeft = [119.071450, 39.309006];
var lowerLeft = [119.074536, 39.305893];
var upperRight = [119.075858, 39.311641];
var lowerRight = [119.078934, 39.308527];
var upperLeftPixel = [959, 1897];
var lowerLeftPixel = [959, 112];
var upperRightPixel = [2924, 1897];
var lowerRightPixel = [2924, 112];
包括使用旗杆座標打點測試的完整代碼：
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>廠區地圖計算</title>
<link rel="stylesheet" href="https://openlayers.org/en/v3.20.1/css/ol.css" type="text/css">
<script src="https://unpkg.com/[email protected]/dist/math.js"></script>
<script src="https://openlayers.org/en/v3.20.1/build/ol.js"></script>
</head>
<style>
</style>
<body>
<div id="map" class="map"></div>
<script>
//定義仿射變換函數
function affineTransform(point, from, to) {
if (from.length != to.length) return;
var X = [];
var Y = [];
var I = [];
var U = [];
var V = [];
from.forEach((item, index) => {
X.push(item[0]);
Y.push(item[1]);
I.push(1);
U.push([to[index][0]])
V.push([to[index][1]])
})
var XYIt = [X, Y, I];
var resultINV = math.inv(math.multiply(XYIt, math.transpose(XYIt)))
var resultMulti = math.multiply(resultINV, XYIt);
var vec1 = math.multiply(resultMulti, U)
var vec2 = math.multiply(resultMulti, V)
return [vec1[0][0] * point[0] + point[1] * vec1[1][0] + vec1[2][0], vec2[0][0] * point[0] + point[1] * vec2[1][0] + vec2[2][0]]
}
//Google座標
var upperLeft = [119.071450, 39.309006];
var lowerLeft = [119.074536, 39.305893];
var upperRight = [119.075858, 39.311641];
var lowerRight = [119.078934, 39.308527];
var upperLeftPixel = [959, 1897];
var lowerLeftPixel = [959, 112];
var upperRightPixel = [2924, 1897];
var lowerRightPixel = [2924, 112];
//定義地圖的像素座標四至
var extent = [0, 0, 4000, 2000];
//定義地圖的投影座標系，像素座標
var projection = new ol.proj.Projection({
code: 'factory-image',
units: 'pixels',
extent: extent
});
//初始化地圖
var map = new ol.Map({
layers: [
new ol.layer.Image({
source: new ol.source.ImageStatic({
url: './data/10-9.png',
projection: projection,
imageExtent: extent
})
})
],
target: 'map',
view: new ol.View({
projection: projection,
center: ol.extent.getCenter(extent),
zoom: 2,
maxZoom: 8
})
});
//這裏用旗杆的座標演示座標轉換的使用
var flagPole = [119.077710, 39.309195];
var flagPolePixel = affineTransform(
flagPole,
[upperLeft, lowerLeft, upperRight, lowerRight],
[upperLeftPixel, lowerLeftPixel, upperRightPixel, lowerRightPixel]
)
var p=affineTransform(
flagPolePixel, [upperLeftPixel, lowerLeftPixel, upperRightPixel, lowerRightPixel],
[upperLeft, lowerLeft, upperRight, lowerRight]
)
console.log(flagPole);
console.log(p);
var f = new ol.Feature(new ol.geom.Point(flagPolePixel));
var vSource = new ol.source.Vector();
var vLayer = new ol.layer.Vector({
source: vSource
})
vSource.addFeature(f);
f.setStyle(
new ol.style.Style({
image: new ol.style.Icon({
src: './data/icon.png',
anchor: [0.5, 1],
scale: 0.3
}),
})
)
map.addLayer(vLayer);
map.getView().fit(extent, map.getSize())
map.render()
</script>
</body>
</html>
這裏使用旗杆的座標進行了轉換和逆轉換，並在console裏輸出，結果如下：
使用圖上像素座標轉換的經緯度，在Google地圖上標記旗杆的位置如下：
經過多次計算和實地對比，精度差距大約在1米以內，比較符合實際需要。
我在企鵝家的課堂和CSDN學院都開通了《OpenLayers實例詳解》課程，歡迎報名學習。搜索關鍵字OpenLayers就能看到。