Qt编写地图综合应用59-经纬度坐标纠偏

一、前言

地图应用中都涉及到一个问题就是坐标纠偏的问题，这个问题的是因为根据地方规则保密性要求不允许地图厂商使用标准的GPS坐标，而是要用国家定义的偏移标准，或者在此基础上再做算法运算，所以这就出现了三种常规的坐标标准：GPS坐标（WGS-84，国际标准，谷歌地球软件，硬件GPS模块等）、中国坐标偏移标准（GCJ-02，谷歌地图、腾讯地图、高德地图等）、百度坐标偏移标准（BD-09，仅仅百度地图采用）。由于不允许其他坐标转换成GPS坐标，所以三种坐标互换就剩4种常用转换：GPS转百度、GPS转其他、百度转其他、其他转百度，其他就是中国坐标偏移标准，目前谷歌地图、腾讯地图、高德地图都采用这个标准。

在线百度地图提供了Convertor类专门负责这个转换，只需要调用对应translate方法传入参数即可，这个转换出来的结果比较理想，缺点就是必须在线使用，毕竟算法是存储在服务器上的保密的，但是很多应用场景是离线使用的，这就需要找一个比较准确的算法做这个转换，网上流传的主要是java、c#、python等语言的版本，于是特意将其改写成了c++ Qt的版本，亲测和在线版本的运算结果基本一致，据说赤道附近可能偏差很大，但是在中国地图上偏差很小。

二、功能特点

1 省市区域地图封装类功能特点

同时支持闪烁点图、迁徙图、区域地图、世界地图、仪表盘等。
可以设置标题、提示信息、背景颜色、文字颜色、线条颜色、区域颜色等各种颜色。
可设置城市的名称、值、经纬度集合。
可设置地图的放大倍数、是否允许鼠标滚轮缩放。
内置世界地图、全国地图、省份地图、地区地图，可以精确到县，所有地图全部离线使用。
内置了各省市json数据文件转js文件功能，如有数据更新自行转换即可，支持单个文件转换和一键转换所有文件。
内置了从json文件或者js文件获取该区域的所有名称和经纬度信息集合的功能，可以通过该方法获取到信息用来显示。
依赖浏览器组件显示地图，提供的demo支持webkit/webengine/miniblink/ie 多种方式加载网页。
采用miniblink浏览器内核打通了Qt5.6及后续版本+mingw编译器缺少浏览器模块的遗憾，使得整个项目支持所有Qt版本，亲测4.7到6.2等任意版本。
闪烁点迁徙图等设置的点支持单独设置颜色。
提供接口直接获取点击的点相关信息，方便程序联动处理。
拓展性极强，可以依葫芦画瓢自行增加各种精美的echarts组件，做出牛逼的效果。
内置的仪表盘组件提供交互功能，demo演示中包含了对应的代码。
函数接口友好和统一，使用简单方便，就一个类。
支持任意Qt版本、任意系统、任意编译器。

2 百度地图封装类功能特点

同时支持在线地图和离线地图两种模式。
同时支持webkit内核、webengine内核、miniblink内核、IE内核。
支持设置多个标注点，信息包括名称、地址、经纬度。
可设置地图是否可单击、拖动、鼠标滚轮缩放。
可设置协议版本、秘钥、主题样式、中心坐标、中心城市、地理编码位置等。
可设置地图缩放比例和级别，缩略图、比例尺、路况信息等控件的可见。
支持地图交互，比如鼠标按下获取对应位置的经纬度。
支持查询路线，可设置起点位置、终点位置、路线模式、路线方式、路线方案（最少时间、最少换乘、最少步行、不乘地铁、最短距离、避开高速）。
可显示点线面工具，可直接在地图上划线、点、矩形、圆形等。
可设置行政区划，指定某个城市区域绘制图层，在线地图自动输出行政区划边界点集合到js文件给离线地图使用。
可静态或者动态添加多个覆盖物。支持点、折线、多边形、矩形、圆形、弧线、点聚合等。
提供函数接口处理经纬度解析成地址和地址解析成经纬度坐标。
提供的demo直接可以单独选点执行对应的处理比如路线查询。
可以拿到路线查询到的点坐标信息集合，比如用于机器人坐标导航等。
封装了丰富的函数比如删除指定点和所有点，删除指定覆盖物和所有覆盖物等。
标注点弹框信息可以自定义内容，标准html格式。
标注点单击事件可选 0-不处理 1-自己弹框 2-发送信号。
标注点可设置动画效果 0-不处理 1-跳动 2-坠落
标注点可设置本地图片文件等。
函数接口友好和统一，使用简单方便，就一个类。
支持js动态交互添加点、删除点、清空点、重置点，不需要刷新页面。
支持任意Qt版本、任意系统、任意编译器。

3 离线地图下载类功能特点

多线程同步下载多级别瓦片地图，不卡界面。
内置多个离线地图下载请求地址，自动随机选择一个发送请求。
下载地图类型同时支持街道图和卫星图。
自动计算可视区域或者行政区域的下载瓦片数量。
下载的级别可以自定义范围和选择。
每个瓦片下载完成都发送信号通知，参数包括下载用时。
可设置下载最大超时时间，超过了则丢弃跳到下一个下载任务。
实时显示下载进度，以及当前级别已经下载的瓦片数和总瓦片数。
下载过程中可以停止下载，下载完成自动统计总用时。
内置经纬度和屏幕坐标互相转换函数。
目前支持百度地图，其他地图比如谷歌地图、腾讯地图、高德地图可以定制。
函数接口友好和统一，使用简单方便，就一个类。
支持任意Qt版本、任意系统、任意编译器。

4 省市轮廓下载类功能特点

定时器排队下载省市轮廓图点坐标集合存储到JS文件。
支持一个行政区域多个不规则区域下载。
自动计算行政区域的下载轮廓数量。
可精确选择省份、市区、县城，也可直接输入行政区域的名称。
可以设置下载间隔、随时开始下载和停止下载。
提供编辑边界功能，可以直接在地图上编辑好不规则区域的点集合，然后获取边界点集合数据，这个可以用来自己绘制区域拿到数据，比如某个乡镇甚至某个小区的行政区域数据，很牛逼。

三、体验地址

体验地址：https://pan.baidu.com/s/1ZxG-oyUKe286LPMPxOrO2A 提取码：o05q 文件名：bin_map.zip
国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
个人主页：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun
知乎主页：https://www.zhihu.com/people/feiyangqingyun/

四、效果图

五、相关代码

//常用转换就4种: GPS转百度、GPS转其他、百度转其他、其他转百度

//WGS-84: 国际标准，GPS坐标（Google Earth使用、或者GPS模块）

//GCJ-02: 中国坐标偏移标准，Google Map、高德、腾讯使用

//BD-09:  百度坐标偏移标准，Baidu Map使用

static QPointF gcj2bd(const QPointF &point);

static QPointF bd2gcj(const QPointF &point);

static double transformLng(double lng, double lat);

static double transformLat(double lng, double lat);

static QPointF wgs2gcj(const QPointF &point);

static QPointF wgs2bd(const QPointF &point);

//圆周率转换量

double x_pi = M_PI * 3000.0 / 180.0;

QPointF MapHelper::gcj2bd(const QPointF &point)

{

    double x = point.x();

    double y = point.y();

    double z = qSqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * qSin(y * x_pi);

    double theta = qAtan2(y, x) + 0.000003 * qCos(x * x_pi);

    double lng = z * qCos(theta) + 0.0065;

    double lat = z * qSin(theta) + 0.006;

    return QPointF(lng, lat);

}

QPointF MapHelper::bd2gcj(const QPointF &point)

{

    double x = point.x() - 0.0065;

    double y = point.y() - 0.006;

    double z = qSqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * qSin(y * x_pi);

    double theta = qAtan2(y, x) - 0.000003 * qCos(x * x_pi);

    double lng = z * qCos(theta);

    double lat = z * qSin(theta);

    return QPointF(lng, lat);

}

double MapHelper::transformLng(double lng, double lat)

{

    double ret = 300.0 + lat + 2.0 * lng + 0.1 * lat * lat + 0.1 * lat * lng + 0.1 * qSqrt(qAbs(lat));

    ret += (20.0 * qSin(6.0 * lat * M_PI) + 20.0 * qSin(2.0 * lat * M_PI)) * 2.0 / 3.0;

    ret += (20.0 * qSin(lat * M_PI) + 40.0 * qSin(lat / 3.0 * M_PI)) * 2.0 / 3.0;

    ret += (150.0 * qSin(lat / 12.0 * M_PI) + 300.0 * qSin(lat / 30.0 * M_PI)) * 2.0 / 3.0;

    return ret;

}

double MapHelper::transformLat(double lng, double lat)

{

    double ret = -100.0 + 2.0 * lat + 3.0 * lng + 0.2 * lng * lng + 0.1 * lat * lng + 0.2 * qSqrt(qAbs(lat));

    ret += (20.0 * qSin(6.0 * lat * M_PI) + 20.0 * qSin(2.0 * lat * M_PI)) * 2.0 / 3.0;

    ret += (20.0 * qSin(lng * M_PI) + 40.0 * qSin(lng / 3.0 * M_PI)) * 2.0 / 3.0;

    ret += (160.0 * qSin(lng / 12.0 * M_PI) + 320 * qSin(lng * M_PI / 30.0)) * 2.0 / 3.0;

    return ret;

}

//卫星椭球坐标投影到平面地图坐标系的投影因子

double a = 6378245.0;

//椭球的偏心率

double ee = 0.00669342162296594323;

QPointF MapHelper::wgs2gcj(const QPointF &point)

{

    double x = point.x();

    double y = point.y();

    double lng = transformLng(y - 35.0, x - 105.0);

    double lat = transformLat(y - 35.0, x - 105.0);

    double rad = y / 180.0 * M_PI;

    double magic = qSin(rad);

    magic = 1 - ee * magic * magic;

    double sqrtMagic = qSqrt(magic);

    lng = x + (lng * 180.0) / (a / sqrtMagic * qCos(rad) * M_PI);

    lat = y + (lat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * M_PI);

    return QPointF(lng, lat);

}

QPointF MapHelper::wgs2bd(const QPointF &point)

{

    //GPS转百度要经过两重转换

    return gcj2bd(wgs2gcj(point));

}