在Web客户端中基于Proj4实现坐标转换

当鼠标滑过地图，我们会扫一眼鼠标的地理位置，至少要能看到经纬度，好确认当前的范围和地物是否处在正常的位置。这对于C/S应用来说，是最为常见的辅助功能，即使是在B/S中，这似乎也不是难事，比如谷歌地图等都能提供这个功能，但是我们也知道，这些地图数据是固定投影的，获取经纬度坐标的途径是单一的，而这也不是本文要考虑的内容。

在系统应用中，B/S结构的GIS系统会发布具有不同投影类型的地图数据，而在客户端系统中为了显示鼠标的当前地理位置信息，通常我们会有三种解决办法：第一种，直接将鼠标的屏幕坐标转换为经纬度坐标并显示——仅限于发布的地图采用了经纬度坐标系；第二种，鼠标MouseMove过程中与服务器进行实时通信，将鼠标坐标转换为经纬度后返回给客户端显示——这要取决于网络是否稳定；第三种，则是在客户端进行坐标投影转换，相对来说，前两种解决办法都有一定的限制，而第三种解决办法则相对通用，也就是本文所讨论的话题。

       当然，在开始讨论前，先明确一下有关的背景知识。坐标投影转换的资料，参考LionGG的文章http://hi.baidu.com/liongg/blog/item/81d7b48f8bdfb0ebf01f36fd.html，内容很详尽。有关Proj4http://trac.osgeo.org/proj/，是著名的开源C语言投影库，现在也包括了Javascript版（proj4js），ActionScript版（proj4as）等语言的实现。有关各种投影的参数定义，可参考http://spatialreference.org，如果已经有定义，例如EPSG:2334：Xian 1980，可以搜索并查看其定义，我们能看到投影信息的多种表述，如proj4类型的表述为http://spatialreference.org/ref/epsg/2334/proj4/）。

 (http://www.proj4js.org/坐标转换图)

       本文主要针对客户端坐标投影转换的实现，通过实践SuperMap iClient for Flex与Openscales-proj4as，整理该流程如下：

1、获取openscales-proj4as-1.2.1.swc，当然现在以后会有更新版本，或者直接获取openscales的整个库——有API文档和源码，本文中直接使用源代码进行调试；

2、获取SuperMap iClient for Flex，当然也要有配套的SuperMap iServer，为了配合本次实践，这里发布了一个China400的地图，采用了Lambert Conformal Conic投影，中央经线104°，第一标准纬线24°，第二标准纬线40°，单位米； 

 <supermap:Map id="myMap">

     <supermap1:TiledDynamicRESTLayer id="layer" url="http://localhost:8090/iserver/services/LCC/rest/maps/LCC" />

 </supermap:Map>

 <s:Label id="coordInfo"  width="400" height="100" top="10" left="350" text="" />

效果如下图

 

 3、现在利用Label显示鼠标的坐标位置看看效果。

  1 private function init():void

 2 {

 3     this.myMap.addEventListener(MouseEvent.MOUSE_MOVE, mouseMoveHandler);

 4 }

 5 private function mouseMoveHandler(event:MouseEvent):void

 6 {

 7     var point:Point = new Point(event.stageX, event.stageY);

 8     var point2D:Point2D = this.myMap.screenToMap(point);

 9     this.coordInfo.text = point2D.x + "  " + point2D.y;

 }

 效果如图

这个坐标的单位是米，对于我们来说这个坐标没能带来实际意义，我们还是要靠经纬度坐标来判断地理位置的。

4、现在我们使用openscales-proj4as来实现坐标转换的工作。想要熟悉openscales-proj4as的接口不是那么容易，API接口文档轻描淡写，如果不是GIS或测绘专业的人，是较难理解其含义的。现有的两个Package中，org.openscales.proj4as是主要的投影基础类定义，而org.openscales.proj4as.proj则是一些预定义的投影，见下表：

Package	Class	Description
org.openscales.proj4as	Datum	大地基准面，例如北京54
	Proj4as	主类，提供静态方法做投影转换，transform方法是将一种投影类型的坐标转换为另一种投影类型的坐标值
	ProjConstants	常量，其中有一些很实用
	ProjPoint	坐标点
	ProjProjection	投影类，任何投影的定义都可以继承该类，defs静态常量可以通过键值定义投影类型，forward方法是将经纬度坐标转换为投影坐标，inverse方法是将投影坐标转换为经纬度坐标
org.openscales.proj4as.proj	ProjParams	投影参数类，用于初始化各种预定义的投影
	ProjLcc	预定义的兰伯特投影类
	…	其他投影类

 基于上表的描述就可以定义投影了，这里定义兰伯特投影的方式有两种，如下

  private static var projLcc:Object;

  1 /**

 2  * 通过投影参数定义北京54兰伯特投影

 3  * */

 4 private function defsProjLcc1():void

 5 {

 6     if(!projLcc)

 7     {

 8         //使用系统常量的定义Datum（大地基准面），Krassovsky 1942

 9         var krass:Object                    = ProjConstants.Ellipsoid["krass"];

         var projLccData:ProjParams          = new ProjParams();

         //椭球长半轴

         projLccData.a                       = krass.a;

         //扁率

         projLccData.rf                      = krass.rf;

         //椭球长半轴，这里必须设置b，究其原因是功能接口没有利用a、b、rf关系做相互计算

         projLccData.b                       = projLccData.a*(1- 1/projLccData.rf);

         //投影坐标系单位

         projLccData.units                   = "m";

         //投影原点纬线

         projLccData.lat0                    = 0.00000000;

         //投影中央经线

         projLccData.long0                   = 104 * Math.PI/180;

         //第一标准纬线

         projLccData.lat1                    = 24 * Math.PI/180;

         //第二标准纬线

         projLccData.lat2                    = 40 * Math.PI/180;

         //水平偏移量

         projLccData.x0                      = 0.000;

         //垂直偏移量

         projLccData.y0                      = 0.000;

         //使用投影参数实例化投影对象

         projLcc                             = new ProjLcc(projLccData);

         //初始化投影参数，必须执行该接口

         projLcc.init();

     }

 }

  1 /**

 2  * 定义北京54兰伯特投影，

 3  * ProjProjection.defs[]静态常量定义键值对，

 4  * 10010为自定义的EPSG值

 5  * 键值内容参考投影参数

 6  * */

 7 private function defsProjLcc2():void

 8 {

 9     if(!projLcc) 

     {

         if(!ProjProjection.getProjProjection("10010"))

         {

             ProjProjection.defs["10010"]    = "+title=Beijing1954 +proj=lcc +towgs84=0.0000,0.0000,0.0000 +a=6378245.0000 +rf=298.3 +lat_0=0.00000000 +lon_0=104.000000000 +lat_1=24.000000000 +lat_2=40.000000000 +x_0=0.000 +y_0=0.000 +units=m +no_defs";

         }

         projLcc = ProjProjection.getProjProjection("10010");

     }

 }

 接着获取鼠标的当前坐标信息，并转换为地理坐标，并采用投影转换的方法进行坐标转换，如下

 private function mouseMoveHandler(event:MouseEvent):void

{

    var point:Point = new Point(event.stageX, event.stageY);

    var point2D:Point2D = this.myMap.screenToMap(point);

    var sourceP:GeoPoint = new GeoPoint(point2D.x,point2D.y);

    var destP:GeoPoint = coordTransform(sourceP);

    this.coordInfo.text = destP.x.toPrecision(8) + "  " + destP.y.toPrecision(8);

}

 1 private function coordTransform(sourceP:GeoPoint):GeoPoint

 2 {

 3     if(sourceP&&projLcc)

 4     {

 5         var sourceP2:ProjPoint                 = new ProjPoint(sourceP.x, sourceP.y);

 6         var destP:ProjPoint                     = projLcc.inverse(sourceP2);

 7         var rp:GeoPoint                         = new GeoPoint(destP.x * 180/Math.PI,destP.y * 180/Math.PI);

 8         return rp; 

 9     }

     

     return null;

 } 

转换后的效果如下图

 

 5、至此，本文就完成了基本的坐标转换，同时经过简单的测试，发现连续转换10000000对坐标点（兰伯托投影）共耗时17.689s，1000对则耗时2ms，性能适中，可以考虑做客户端地图动态投影。

结束之前，插上一句，不论是投影之间的坐标转换实现动态投影，还是投影的经纬度转换，都有应用价值，也希望各种客户端应用系统都能结合Proj4实现坐标转换。