Google瓦片地图算法解析

基本概念：

• 地图瓦片地址：http://mt2.google.cn/vt/lyrs=m@167000000&hl=zh-CN&gl=cn&x=420&y=193&z=9&s=Galil

现在就是要将一张张这类的地图瓦片，在客户端拼接成一幅完整的地图。

瓦片大小为：256×256。

url中关键参数解析：

参数	描述
mt2.google.cn	Google瓦片服务服务器，可以尝试mt1.google.cn依然有效。Google提供多台瓦片服务器，减轻服务器负载，提高网络访问效率。
x	瓦片的横向索引，起始位置为最左边，数值为0，向右+1递增。
y	瓦片的纵向索引，起始位置为最上面，数值为0，向下+1递增。
z	地图的级别，以Google为例，最上一级为0，向下依次递增。

• 地图投影：Web墨卡托——互联网地图通用的地图投影方式，将椭圆形地图投影成平面上的正文形，欲了解详情请baidu之，如无特殊说明本文所指均为Web墨卡托投影下。
• Bounds(地图范围)：[ -20037508.3427892, -20037508.3427892, 20037508.3427892, 20037508.3427892]，单位为米，20037508.3427892表示地图周长的一半，以地图中心点做为（0，0）坐标。
• Levels：地图的级别，例如：0……22。
• Resolutions：分辨率数组，与级别相对应，即一个级别对应一个分辨率，分辨率表示当前级别下单个像素代表的地理长度。

Resolutions[n] = 20037508.3427892 * 2 / 256 / (2^n)

• Center：地图显示中心点。
• Level：地图显示级别。
• viewSize：地图控件窗口的大小。

根据已知地图中心点、显示级别可以将地图显示范围计算出来:

viewBounds = [Center.x - Resolutions[l]*viewSize.width/2, Center.y - Resolutions[l]*viewSize.height/2, Center.x + Resolutions[l].viewSize.width/w, Center.y + Resolutions[l].viewSize.height/h]

地图切图方式：

一幅地图由4^n个256的正方形组成，n为级别

例如：第0级为4^0个，即世界地图由一个256图片表示。

第1级世界地图应由4^1（4）个256图片组成，也就是将世界地图（上一级的单个图片）等分成4块256图片。

往下每一级依此类推……

拼图算法剖析：

　1、计算瓦片url

要想出图就发须知道地图控件可视范围起始点瓦片索引、末尾瓦片索引，中间区域的瓦片索引循环遍历即可得出。

下面看看如果计算出起始点、末尾瓦片url索引：

已知：l(缩放级别)、bounds(地图范围——[ -20037508.3427892, -20037508.3427892, 20037508.3427892, 20037508.3427892])、viewBounds(地图控件可视范围)、分辨率（Resolutions[l]）、瓦片像素宽高（256）。

未知：startX（视图起始瓦片X方向索引）、startY（视图起始瓦片Y方向索引）、endX（视图未尾瓦片x方向索引）、endY（视图未尾瓦片y方向索引）。

求解：

startX = floor(((viewBounds.leftBottom.x - bounds.leftBottom.x) / Resolutions[l]) / 256);
startY = floor(((viewBounds.leftBottom.y - bounds.leftBottom.y) / Resolutions[l]) / 256);
endX = floor(((viewBounds.rightTop.x - bounds.rightTop.x) / Resolutions[l]) / 256);
endY = floor(((viewBounds.rightTop.y - bounds.rightTop.y) / Resolutions[l]) / 256);

firstTileUrl(起始瓦片Url) = http://**********?x=startX&y=startY&z=l;

endTileUrl(末尾瓦片Url) = http://**********?x=endX&y=startY&z=l;

中间部分的url循环遍历即可得出。

好啦！组成视图所有瓦片的url都已得出。下面就是要解决将这些瓦片放到哪的问题。

　2、计算瓦片放在地图控件上的位置

先分析一下：其实只要将起始位置的瓦片像素位置算出来就可以了，由于瓦片像素大小为256，后面的各瓦片位置也就明了了。

所以这里只探讨一下起始瓦片的像素位置。

已知：startX（视图起始瓦片X方向索引）、startY（视图起始瓦片Y方向索引）、分辨率（Resolutions[l]）、瓦片像素宽高（256）、bounds(地图范围——[ -20037508.3427892, -20037508.3427892, 20037508.3427892, 20037508.3427892])、viewBounds(地图控件可视范围)。

未知：startTileX（起始瓦片左上角X方向地理坐标）、startTileY（起始瓦片左上角Y方向地理坐标）、distanceX（瓦片左边与地图控件左边相距的像素距离）、distanceY（瓦片上边与地图控件上边相距的像素距离）。

求解：

startTileX = bounds.leftBottom.x + (startX * 256 * Resolutions[l]);
startTileY = bounds.rightTop.y - (startY * 256 * Resolutions[l]);
distanceX = (viewBounds.leftBottom.x - startTileX) / Resolutions[l];
distanceY = (startTileY - viewBounds.rightTop.y) / Resolutions[l]

公式不是最简，以方便理解，相信看官此时已经知道起始瓦片在地图控件中的摆放位置了——设地图控件起始像素位置为（0，0），那么此瓦片的像素的位置就是（-distanceX、-distanceY）。其它瓦片依据256像素宽高的关系依次而出。

到此已经算出了各瓦片的url以及它们应该摆放的位置，准备工作已完成，直接帖图即可完成出图工作。

算法可应用于Google、Baidu、Yahoo、Bing等web墨卡托投影的地图瓦片。