CN113689562B - 地图瓦片转化方法、系统、设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供地图瓦片转化方法、系统、设备和存储介质，方法包括：根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；根据在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围；根据所有空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与其对应的瓦片；将所确定的对应的瓦片中的图像数据拷贝至空白数据载体中；所有已拷贝图像数据的空白数据载体构成与转化后在墨卡托投影下的地图瓦片。方法无需具备WGS坐标系的矢量数据，无需对WGS84坐标系的矢量数据转化为墨卡托坐标系的矢量数据并进行重新分层切块和切图。

Description

地图瓦片转化方法、系统、设备和存储介质

技术领域

本发明涉及地图瓦片数据处理领域，更具体地，涉及地图瓦片转化方法、系统、设备和存储介质。

背景技术

在地图应用中，地图瓦片是常见的地图数据之一，它是将矢量数据或者栅格数据，按照某种坐标系进行切图，产生的多层级图像数据。其中，WGS84坐标系和墨卡托投影是两种最常用的坐标系，WGS84(World Geodetic System 1984)是一种国际上采用的地心坐标系，其坐标原点为地球质心，其地心空间直角坐标系的Z轴指向BIH(国际时间服务机构)1984.0定义的协议地球极(CTP)方向，X轴指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交点，Y轴与Z轴、X轴垂直构成右手坐标系，称为1984年世界大地坐标系统。墨卡托投影是指正轴等角圆柱投影，假想一个与地轴方向一致的圆柱切或割于地球，按等角条件，将经纬网投影到圆柱面上，将圆柱面展为平面后，即得到墨卡托投影。

在实际应用中，某些渲染引擎或者软件经常需要用到投影坐标，比如墨卡托投影，而在只有WGS84的地图瓦片数据的情况下，该数据无法提供给渲染引擎使用。现有的处理方法是对原始WGS84坐标系的矢量数据进行坐标转化后或者对原始栅格数据进行配准，再重新将数据进行分层分块切图，以形成新的墨卡托投影数据，工作量很大，且过程繁琐。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供地图瓦片转化方法、系统、设备和存储介质，用于解决当前将WGS84坐标系的瓦片数据转化为墨卡托投影的方法工作量大，且过程繁琐的问题。

本发明采用的技术方案包括：

一种地图瓦片转化方法，包括：根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围；根据所有所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有所述空白数据载体对应的瓦片；将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中；所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与所述在WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片。

本发明提供的地图瓦片转化方法，根据在WGS84坐标系中的每一级地图瓦片的经纬度范围，根据WGS84坐标系与墨卡托投影的坐标转化关系，确定WGS84坐标系中的每一级瓦片对应在墨卡托投影中每一级瓦片的每一张瓦片的排布，为墨卡托投影中的每一张瓦片创建一个具有对应关系的空白数据载体，用以装载WGS84坐标系的地图瓦片数据，根据每张瓦片的排布确定对应瓦片的空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围，根据空白数据载体的XY坐标范围确定每一张瓦片在WGS84坐标下的地图瓦片中对应的数据范围，也就是对应的瓦片有哪些，从而确定对应的瓦片的图像数据，将所确定的对应的瓦片的图像数据对应拷贝至每一张空白数据载体中，则拷贝后的所有空白数据载体构成了转化后的在墨卡托投影下的地图瓦片。本发明提供的地图瓦片转化方法通过预先为在墨卡托投影下的每一张瓦片创建一张空白数据载体，再将转化前的地图瓦片的数据对应拷贝至空白数据载体，即可得到转化后的墨卡托投影的地图瓦片，整个方法无需对转化前的地图瓦片进行重新分层切块和切图，且不需要原始的WGS84的矢量数据。

进一步，根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布，具体为：根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围，确定每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围；根据所述每一级瓦片在墨卡托投影中的经纬度范围确定在墨卡托投影中每一级瓦片中每一张瓦片的排布。

根据WGS84坐标系与墨卡托投影的坐标转化关系，将在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围转化为每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围，根据该经纬度范围可确定每一级瓦片所分布的瓦片的数量和排列情况，以作为其排布。

进一步，根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围，具体为：根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布、所述在墨卡托投影中的每一级瓦片的分辨率，以及所述空白数据载体的尺寸大小，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围。

由于所创建的空白数据载体是用于装载WGS84坐标系的地图瓦片数据的，所以空白数据载体相当于是转化后的墨卡托投影的一张空白瓦片，则空白数据载体的尺寸大小应与每一张对应的瓦片的分辨率对应，则根据每一张瓦片的排布、空白数据载体的尺寸大小，可计算得到空白数据载体在对应每一张瓦片时在墨卡托投影中的XY坐标范围。

进一步，方法还包括：在将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体之前，将每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为若干个子XY坐标范围；将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中，具体为：根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据，将所述与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据按顺序拷贝至对应的所述空白数据载体中。

在将WGS84坐标系中的瓦片的图像数据拷贝至空白数据载体之前，先将每一张空白载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为若干个子XY坐标范围，具体在将图像数据进行拷贝时，对于每一张空白数据载体来说，在确定了总的XY坐标范围在WGS84坐标系中的地图瓦片的对应瓦片后，再确定每一个子XY坐标范围在所确定的对应瓦片中的图像数据，再按照每个子XY坐标范围的划分的方式按顺序将每个子XY坐标范围对应的图像数据拷贝至空白数据载体。如不分为若干个子XY坐标范围直接拷贝图像数据，在确定需要拷贝的图像数据的边界时容易出现较大的偏移，而通过前述方式拷贝的图像数据由于是根据每一个子XY坐标范围确定的，XY坐标范围跨度不大，因此拷贝的图像数据的边界会确定得更加精准，所拷贝的图像数据也就更加精准，也提高了整体转化过程的精度。

进一步，根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中每一个子XY坐标范围，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据，具体为：根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围、所确定的所述对应的瓦片在WGS84坐标系中的经纬度范围，以及所述WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的分辨率，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸和瓦片的图像像素位置；根据与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸和瓦片的图像像素位置，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据。

具体在确定每一个子XY坐标范围与所述对应的瓦片之间的图像数据的对应关系时，首先是根据WGS84坐标系与墨卡托投影之间的坐标转化关系，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的若干个子XY坐标范围在WGS84坐标系中的经纬度范围，再根据WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的分辨率，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸，即确定了需要拷贝的图像数据的尺寸范围，以及瓦片的图像像素位置，即确定了需要拷贝的图像数据的像素范围，从而准确地确定了需要拷贝至这一张空白数据载体的子XY坐标范围中的整体图像数据。

进一步，每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的经纬度范围分为m个子XY坐标范围，m的取值范围在32～128之间。

如果m的取值太大，虽然转化的数据精度会更高，但转化速度较慢，如取值太小，转化的数据精度就不高，因此m的取值范围在32～128之间，既能保持较高的数据精度，又不会使转化速度过慢。

进一步，所述每一张瓦片的排布为所述每一张瓦片的行列号信息。

一种地图瓦片转化系统，包括：坐标经纬度转化模块，用于根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；空白载体创建模块，用于为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；空白载体数据处理模块，用于根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中XY坐标范围；根据所有所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有所述空白数据载体对应的瓦片；将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中；所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与所述在WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述地图瓦片转化方法。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述地图瓦片转化方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的地图瓦片转化方法通过预先为在墨卡托投影下的每一张瓦片创建一张空白数据载体，再将转化前的地图瓦片的数据对应拷贝至空白数据载体，即可得到转化后的墨卡托投影的地图瓦片，整个方法无需对转化前的地图瓦片进行重新分层切块和切图。

(2)本发明提供的地图瓦片转化方法在将在WGS84坐标系中的地图瓦片的数据拷贝至空白数据载体时，会将空白载体数据在墨卡托投影下的XY坐标范围分为若干个子XY坐标范围，由于子经纬度范围的跨度没有总体的经纬度范围大，因此拷贝的图像数据的边界会确定得更加精准，所拷贝的图像数据也就更加精准，也提高了整体转化过程的精度。

附图说明

图1为本发明的实施例一提供的方法步骤S1～S5的流程示意图。

图2为本发明的实施例一提供的方法步骤S11～S12的流程示意图。

图3为本发明的实施例一中在墨卡托投影中的第n级瓦片的瓦片排布示意图。

图4为本发明的实施例一提供的方法步骤S41～S42的流程示意图。

图5为本发明的实施例一提供的方法步骤S51～S54的流程示意图。

图6为本发明的实施例一中其中一张大图片的组成示意图。

图7为本发明的实施例一中将其中一个空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围划分若干个子XY坐标范围的示意图。

图8为本发明的实施例一提供的方法步骤T1～T10的流程示意图

图9为本发明的实施例二提供的系统的模块组成示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实施例提供一种地图瓦片的转化方法，应用于WGS84坐标系的地图瓦片与墨卡托投影的地图瓦片之间的转化。

如图1所示，本实施例提供的方法的步骤包括S1～S5：

S1：根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；

在WGS84坐标系在的地图瓦片为原始数据，即转化前的数据，本实施例提供的方法的目的就是为了将在WGS84坐标系中的地图瓦片转化为在墨卡托投影中的地图瓦片。

在WGS84坐标系中的地图瓦片具有若干级，一般可以用0～n(n≥0)级来表示地图瓦片的层数，具体地，在本实施例中，可以将WGS84坐标系中每一级瓦片的经纬度范围表示为WGS84_E_n，其中n为级数，例如WGS84_E_0表示WGS84坐标系中第0级瓦片的经纬度范围。WGS84_E_n的组成部分包括有第n级瓦片整体的左上角经度、整体左上角纬度、整体右下角经度以及整体右下角纬度，可以表示为WGS84_E_n＝{left_top_lon,left_top_lat,right_bottom_lon,right_bottom_lat}，括号中的参数分别对应第n级瓦片整体的左上角的经度、整体左上角的纬度、整体右下角的经度以及整体右下角的纬度。

具体地，在本实施例中，可以将WGS84坐标系中每一级瓦片的数据分辨率表示为WGS84_Rn，其中n为级数，例如WGS84_R0表示WGS84坐标系中第0级瓦片的分辨率，一般来说，按照WGS84坐标系的标准，WGS84_Rn可以通过计算公式WGS84_Rn＝0.703125*0.5ⁿ计算得到。

墨卡托投影下的地图瓦片也具有若干级，一般也可以用0～n(n≥0)级来表示地图瓦片的层数，与WGS84坐标系相似，在本实施例中，可以将墨卡托投影中每一级瓦片的XY坐标范围表示为MERCATOR_E_n，其中n为级数，例如MERCATOR_E_0表示墨卡托投影中第0级瓦片的XY坐标范围。在本实施例中，MERCATOR_E_n的组成部分包括有第n级瓦片整体的左上角X、整体左上角Y、整体右下角X以及整体右下角Y，可以表示为MERCATOR_E_n＝{left_top_x,left_top_y,right_bottom_x,right_bottom_y}，括号中的参数分别对应第n级瓦片整体的左上角X、整体左上角Y、整体右下角X以及整体右下角Y。

具体地，在本实施例中，墨卡托投影中每一级瓦片的数据分辨率可以表示为MERCATOR_Rn，其中n为级数，例如MERCATOR_R0表示墨卡托投影中第0级瓦片的分辨率，一般来说，按照墨卡托投影的标准，MERCATOR_Rn可以通过计算公式MERCATOR_Rn＝156543.034*0.5ⁿ计算得到。

墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布是指每一级的所有瓦片在该级中的顺序、行列排列情况。

如图2所示，在步骤S1中，根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布时，具体的确定过程为：

S11：根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围，基于WGS84坐标系与墨卡托投影之间坐标的转化关系，确定每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围；

具体地，根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围即WGS84_E_n，且基于WGS84坐标系与墨卡托投影之间坐标的转化关系，确定得到每一级瓦片在墨卡托投影中的XY范围即MERCATOR_E_n，即确定得到每一级瓦片在墨卡托投影中的整体的左上角的X left_top_x、整体左上角的Y left_top_y、整体右下角的X right_bottom_x以及整体右下角的Y right_bottom_y。

具体地，WGS84坐标系与墨卡托投影之间坐标的转化关系为过程如下：

假设一个在WGS84坐标系下的位置的经度为L_n、纬度为L_a，则投影为墨卡托投影的XY轴时，在墨卡托投影下的XY坐标为：

其中，每一个XY坐标范围会对应会存在一个经纬度范围，因此WGS84坐标系下的位置的经度Ln也指该位置在WGS84坐标系的XY坐标范围中的X坐标，纬度La也指该位置在WGS84坐标系的XY坐标范围中的Y坐标；R_E表示地球半径，

S12：根据每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在墨卡托投影中每一级瓦片中每一张瓦片的排布；

在本实施例中，墨卡托投影中每一级瓦片中每一张瓦片的排布可以通过每一张瓦片的行列号体现，则可以先根据每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围即MERCATOR_E_n确定墨卡托投影中每一级瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号。

具体地，以墨卡托投影中的第n级瓦片为例，计算的过程为：

基于已经确定的MERCATOR_E_n＝{left_top_x,left_top_y,right_bottom_x,right_bottom_y}，假设在墨卡托投影下每张瓦片的分辨率为A*A，一般来说，在墨卡托投影下每张瓦片的分辨率为256*256，则墨卡托投影中第n级瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号为：

墨卡托投影下第n级瓦片的最大行号max_row＝(20037508.34-right_bottom_y)/MERCATOR_Rn/A；

墨卡托投影下第n级瓦片的最小行号min_row＝(20037508.34-left_top_y)/MERCATOR_Rn/A；

墨卡托投影下第n级瓦片的最大列号max_col＝(right_bottom_x+20037508.34)/MERCATOR_Rn/A；

墨卡托投影下第n级瓦片的最小列号min_col＝(left_bottom_x+20037508.34)/MERCATOR_Rn/A；

由此可知，根据在WGS84坐标系中的地图瓦片转化得到的墨卡托投影的地图瓦片，在第n级将会有(max_row-min_row+1)*(max_col-min_col+1)张瓦片，如图3所示，每张瓦片的排布可以通过其行号和列号体现。对MERCATOR_E_n中的每一级瓦片重复此计算过程得到在墨卡托投影下每一级瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号，由此得到每一级瓦片的每一张瓦片的排布。

S2：为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；

具体地，空白数据载体是指用于装载数据的载体，且目前没有装载任何数据，因此是空白的。具体地，空白数据载体是用于装载在WGS84坐标系中的地图瓦片的数据的，由于地图瓦片的数据为图像数据，因此空白数据载体装载的是图像数据，图像数据的载体一般为一张图片，则空白数据载体可以是一张透明图片。

具体地，为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体，所述对应是指该空白数据载体在装载数据后能够作为一张墨卡托投影中的地图瓦片，因此空白数据载体应与其对应的墨卡托投影的瓦片至少在大小、分辨率上保持相同，即空白数据载体的分辨率与墨卡托投影中的对应的瓦片的分辨率相同。

S3：根据在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围；

具体地，步骤S3中根据在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布确定所述空白数据载体的XY坐标范围时，具体是根据在墨卡托投影中每一张瓦片的行号和列号确定的，则步骤S3的具体的执行过程为：

根据在墨卡托投影中的每一张瓦片的行号和列号、在墨卡托投影中的每一级瓦片的尺寸大小，以及空白数据载体的分辨率，确定每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围。

由于空白数据载体与墨卡托投影中的每一张瓦片是相对应的，因此计算空白数据载体在墨卡托投影的经纬度范围，实际上是在计算墨卡托投影中对应的每一片瓦片在墨卡托投影的经纬度范围。

具体地，以墨卡托投影中的第n级瓦片的其中一张瓦片为例，假设在第n级瓦片中的其中一张瓦片的行号为mc，列号为mr，空白数据载体的尺寸大小与其对应的该墨卡托投影下的每张瓦片的尺寸大小相同，为A*A。该空白数据载体在墨卡托投影的XY坐标范围用TILE_MERCATOR_E_n表示，其中n表示级数，该XY坐标范围TILE_MERCATOR_E_n包括左上角X、左上角Y、右下角X和右下角Y，表示为TILE_MERCATOR_E_n＝{left_top_x_n,left_top_y_n,right_bottom_x_n,right_bottom_y_n}，括号中的参数分别为该空白数据载体在墨卡托投影的左上角X、左上角Y、右下角X以及右下角Y。

基于第n级的其中一张瓦片的行号mc、列号mr、与其对应的空白数据载体的尺寸大小A*A，以及在墨卡托投影中的第n级瓦片的分辨率MERCATOR_Rn，计算TILE_MERCATOR_E_n：

TILE_MERCATOR_E_n中的Left_top_x_1＝(-20037508.34+mc*A*MERCATOR_Rn)；

TILE_MERCATOR_E_n中的Left_top_y_1＝(20037508.34-mc*A*MERCATOR_Rn)；

TILE_MERCATOR_E_n中的Right_bottom_x_1＝(Left_top_x_1+A*MERCATOR_Rn)；

TILE_MERCATOR_E_n中的Right_bottom_y_1＝(Left_top_y_1-A*MERCATOR_Rn)；

由此可知TILE_MERCATOR_E_n即该空白数据载体在墨卡托投影中的XY范围。对墨卡托投影中的每一张瓦片对应的空白数据载体重复此计算过程，由此得到每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围。

S4：根据所有空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有空白数据载体对应的瓦片；

如图4所示，在步骤S4中，具体的确定过程为：

S41：基于WGS84坐标系与墨卡托投影之间坐标的转化关系，根据所有空白数据载体在墨卡托投影中的XY范围，确定所有空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围；

具体地，以墨卡托投影中的第n级瓦片的同一张瓦片为例，该瓦片对应的空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围可以表示为TILE_WGS84_E_n，其中n为级数，该经纬度范围TILE_WGS84_E_n包括左上角经度、左上角纬度、右下角经度和右下角纬度，表示为TILE_WGS84_E_n＝{left_top_lon_n,left_top_lat_n,right_bottom_lon_n,right_bottom_lat_n}，括号中的参数分别为该空白数据载体在WGS84坐标系的左上角经度、左上角纬度、右下角经度以及右下角纬度。

S42：根据该空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围、空白数据载体的尺寸大小以及WGS84坐标系中每一级瓦片的分辨率，确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片。

具体地，所确定的所述对应的瓦片有哪些具体可以通过瓦片的排布体现，更具体地，可以通过瓦片的行列号体现，则在步骤S42中，根据空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围、空白数据载体的尺寸大小以及WGS84坐标系中每一级瓦片的分辨率，可以先确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号，以确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中对应的瓦片有哪些。

以墨卡托投影中的第n级的一张瓦片为例，其对应的空白数据载体的尺寸大小为A*A，在WGS84坐标中的经纬度范围为TILE_WGS84_E_n，WGS84坐标系中每一级瓦片的分辨率为WGS84_Rn，则确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片的过程中，在WGS84坐标系中的地图瓦片的第n级中与该空白数据载体对应的瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号为：

WGS84坐标系的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片的最大行号wgs84_max_row＝int((90-right_bottom_y)/WGS84_Rn/A)；

WGS84坐标系的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片的最小行号wgs84_min_row＝int((90-left_top_y)/WGS84_Rn/A)；

WGS84坐标系的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片的最大列号wgs84_max_col＝int((180+right_bottom_y)/WGS84_Rn/A)；

WGS84坐标系的地图瓦片中与该空白数据载体对应的瓦片的最小列号wgs84_min_col＝int((180+left_bottom_x)/WGS84_Rn/A)；

其中，int(x)是将x向下取整为最接近的整数的函数。具体地，right_bottom_y、left_top_y、right_bottom_y和left_bottom_x分别为该空白数据载体在WGS84坐标中的右下角纬度坐标、左上角纬度坐标、右下角纬度坐标和左下角经度坐标，均是基于该空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围进一步确定的。

由此可知，在WGS84坐标系的地图瓦片中，在第n级将会有(wgs84_max_row-wgs84_min_row+1)*(wgs84_max_col-wgs84_min_col+1)张瓦片与第n级在墨卡托投影的其中一张瓦片对应的空白数据载体相对应。对墨卡托投影中的每一张瓦片都重复此计算过程能够得到在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有空白数据载体对应的瓦片的排布，由此确定了对应的瓦片有哪些。

S5：将所确定的所述对应的瓦片的图像数据拷贝至空白数据载体；

所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片。

如图5所示，在一种优选的实施方式中，步骤S5的具体执行过程为：

S51：将每一张空白数据载体在WGS84坐标系中的地图瓦片中的对应的瓦片都拼接成一张对应的大图片；

具体地，以每一张大图片都是按照行列顺序将每一张空白数据载体在WGS84坐标系中的地图瓦片中的对应的瓦片拼接而成的。

根据所确定的所述对应的瓦片所在级的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号、所述空白数据载体的尺寸，以及WGS84坐标系在每一级瓦片的分辨率，可确定每一张大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围。

具体地，以其中一张大图片为例，该大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围表示为BP_E，包括有左上角经度、左上角纬度、右下角经度和右下角纬度，表示为BP_E＝{BP_E_left_top_lon,BP_E_left_top_lat,BP_E_right_bottom_lon,BP_E_right_bottom_lat}，括号中的参数分别为该大图片在WGS84坐标系的左上角经度、左上角纬度、右下角经度以及右下角纬度。

以在墨卡托投影中的第n级的同一张瓦片为例，该瓦片对应的空白数据载体在所述对应的瓦片中对应的若干张瓦片拼接而成的大图片如图6所示，该大图片的BP_E的计算过程为：

基于已经确定的所述对应的瓦片所在级的最大行号wgs84_max_row、最大列号wgs84_max_col、最小行号wgs84_min_row和最小列号wgs84_min_col、WGS84坐标系在第n级瓦片的分辨率WGS84_Rn，以及空白数据载体的尺寸A*A；

该大图片的左上角经度BP_E_left_top_lon＝wgs84_min_col*A*WGS84_Rn-180；

该大图片的左上角纬度BP_E_left_top_lat＝90-wgs84_min_row*A*WGS84_Rn；

该大图片的右上角经度BP_E_right_bottom_lon＝wgs84_max_col*A*WGS84_Rn-180；

该大图片的右上角纬度BP_E_right_bottom_lat＝90-wgs84_max_row*256*WGS84_Rn；

由此得到该大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围BP_E，对每一张空白数据载体对应的瓦片拼接而成的大图片都重复此计算过程，得到所有大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围。

至此，需要转化的墨卡托投影下的每一张瓦片所需要的所有的图像数据都分别存储在对应的大图片中，后续将是从该对应的大图中提取相应的图像数据并拷贝至每一张空白数据载体中。

S52：将每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为若干个子XY坐标范围；

在拷贝图像数据之前，将每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为若干个子XY范围，则在确定需要拷贝的图像数据的边界时，由于是根据每一个子XY范围确定的，XY坐标范围跨度不大，因此所确定的边界不容易现较大的偏移，以使所拷贝的图像数据也就更加精准，也提高了整体转化过程的精度。

在一种优选的实施方式中，在将每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY范围分为若干个子XY范围时，如图7所示，是在纵向方向上将该XY范围分为m个子XY范围，由于空白数据载体的尺寸为A*A，则m的取值范围在1～A之间。更优选地，在将每一张空白数据载体在墨卡托投影中的经纬度范围分为m个子XY范围时，是在纵向方向上将该XY范围等分为m个子XY范围。

基于上述说明可知，m的值越大，转化的数据精度会更高，但相应地，数据转化的速度较慢；m的值越小，转化的数据精度就越低，当A＝256时，m的取值范围优选在32～128之间，既能保持较高的数据精度，又不会使转化速度过慢，m的最优取值为64。

具体地，以墨卡托投影中第n级的同一张瓦片为例，瓦片对应的空白数据载体在墨卡托投影中的XY范围为TILE_MERCATOR_E_n，将其划分为m个子XY范围后的其中第h个子XY范围的计算方式是：

将该空白数据载体在墨卡托投影中的第h个子XY范围表示为Tile_MERCATOR_h，包括左上角XY坐标和右下角XY坐标，表示为Tile_MERCATOR_h＝{left_top_x_h,left_top_y_h–offsetY*(m-1),right_bottom_x_h,left_top_y_h–offsetY*m}，其中，offsetY表示每一等分的子XY范围的纵向跨度，offsetY＝(left_top_y_h-right_bottom_y_h)/m。

S53：根据每一个空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY范围、所述大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围，以及所述WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的分辨率，确定在所述大图片中对应每一个子XY范围的瓦片的尺寸，以及对应每一个子XY范围的瓦片的图像像素位置；根据所述瓦片的尺寸，以及所述瓦片的图像像素位置，确定在所述大图片中与每一个子XY范围对应的图像数据。

具体地，先根据WGS84坐标系与墨卡托投影之间的坐标转化关系，将每一个空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY范围转化为在WGS84坐标系中的每一个子经纬度范围，以墨卡托投影中第n级的同一张瓦片为例，瓦片对应的空白数据载体在墨卡托投影中的第h个子XY范围为Tile_MERCATOR_h，经过转化后，其对应在WGS84坐标系中的子经纬度范围表示为Tile_MERCATOR_h_Wgs84，包括左上角经度、左上角纬度、右下角经度和右下角纬度，Tile_MERCATOR_h_Wgs84＝{partn_left_top_lon,partn_left_top_lat,partn_right_bottom_lon,partn_right_bottom_lat}，括号中的各个参数分别代表该第h个子经纬范围在WGS84坐标系中的左上角经度、左上角纬度、右下角经度和右下角纬度。

基于以上条件，确定在所述大图片中对应每一个子经纬度范围的尺寸，以及对应每一个子经纬度范围的图像像素位置，具体的计算过程是：

以墨卡托投影中第n级的同一张瓦片为例，瓦片对应的空白数据载体在墨卡托投影中的第h个子XY坐标范围在WGS84坐标系中的子经纬度范围为Tile_MERCATOR_h_Wgs84；所述大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围为BP_E；所述WGS84坐标系中的地图瓦片的第n级瓦片的分辨率为WGS84_Rn。

在所述大图片中对应所述第n个子经纬度范围在x轴方向上的图像像素位置s_x＝(partn_left_top_lon-BP_E_left_top_lon)/WGS84_Rn；

在所述大图片中对应所述第n个子经纬度范围在y轴方向上的图像像素位置s_y＝(BP_E_left_top_lat-partn_left_top_lat)/WGS84_Rn；

在所述大图片中对应所述第n个子经纬度范围的尺寸的宽度w＝(partn_right_bottom_lon-partn_left_top_lon)/WGS84_Rn；

在所述大图片中对应所述第n个子经纬度范围的尺寸的高度h＝(partn_left_top_lat-partn_right_bottom_lat)/WGS84_Rn；

由此确定了在所述大图片中对应该第n个子经纬度范围的尺寸的宽度、高度，以及对应第n个子经纬度范围在x轴方向上和在y轴方向上的图像像素位置，作为对应该第n个子经纬度范围在大图片中的图像数据。对在墨卡托投影中的每一张瓦片对应的空白数据载体的每一个子XY坐标范围都重复此计算过程能够得到所有空白数据载体的每一个子XY坐标范围在所述大图片中对应的图像数据。

S54：将在所述大图片中与每一个子XY坐标范围对应的图像数据按顺序拷贝至对应的所述空白数据载体中。

具体地，对于一张瓦片对应的空白数据载体来说，在将在所述大图片中每一个子经纬度范围对应的图像数据拷贝前，先将图像数据缩放为A*A/m的大小，按先后顺序从上往下将每一个子经纬度范围对应的图像数据复制到对应的空白数据载体中，由此，空白数据载体装载了具有实际像素的图像数据。

所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片。

在一种优选的实施方式中，如图8所示，本实施例提供的方法的整体执行流程为：

T1：根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围，基于WGS84坐标系与墨卡托投影之间坐标的转化关系，确定每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围；

T2：根据每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在墨卡托投影中每一级瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号；

基于在墨卡托投影中每一级瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号，可以确定每一级瓦片中每一张瓦片的排布；

T3：为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；

T4：根据在墨卡托投影中的每一张瓦片的行号和列号、在墨卡托投影中的每一级瓦片的分辨率，以及空白数据载体的尺寸大小，确定每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围；

T5：基于WGS84坐标系与墨卡托投影之间坐标的转化关系，根据所有空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围，确定所有空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围；

T6：根据所有空白数据载体在WGS84坐标中的经纬度范围、空白数据载体的尺寸以及WGS84坐标系中每一级瓦片的分辨率，确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有空白数据载体对应的瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号；

基于在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有空白数据载体对应的瓦片的最大行号、最大列号、最小行号和最小列号，可以确定所对应的瓦片有哪些。

T7：将每一张空白数据载体在WGS84坐标系中的地图瓦片中的对应的瓦片都拼接成一张对应的大图片；

T8：将每一张空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围在纵向方向上等分为m个子XY坐标范围；

如墨卡托投影下的每一张瓦片的尺寸大小为A*A，则m的取值范围为1～A，如A＝256，则m的取值范围为1～256，更优选的取值范围为32～128，最优选的取值为64。

T9：根据每一个空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围、所述大图片在WGS84坐标系中的经纬度范围，以及所述WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的分辨率，确定在所述大图片中对应每一个子XY坐标范围的瓦片的尺寸，以及对应每一个子XY坐标范围的瓦片的图像像素位置；根据所述瓦片的尺寸，以及所述瓦片的图像像素位置，确定在所述大图片中与每一个子XY坐标范围对应的图像数据；

T10：将在所述大图片中与每一个子XY坐标范围对应的图像数据按顺序拷贝至对应的所述空白数据载体中。

所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片。

本发明提供的地图瓦片转化方法通过预先为在墨卡托投影下的每一张瓦片创建一张空白数据载体，再将转化前的地图瓦片的数据对应拷贝至空白数据载体，即可得到转化后的墨卡托投影的地图瓦片，整个方法无需对转化前的地图瓦片进行重新分层切块和切图，且能够保留原始数据。

实施例二

基于与实施例一提供的地图瓦片转化方法的相同构思，如图9所示，本实施例提供一种地图瓦片转化系统，包括：

经纬度转化模块100，用于根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；

空白载体创建模块200，用于为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；

空白载体数据处理模块300，用于根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中XY坐标范围；根据所有所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有所述空白数据载体对应的瓦片；将所确定的所述对应的瓦片的图像数据拷贝至所述空白数据载体中；

所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与所述在WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片。

具体地，经纬度转化模块100包括：

第一经纬度转化子模块110，用于根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围，确定每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围；

第二经纬度转化子模块120，用于根据所述每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在墨卡托投影中每一级瓦片中每一张瓦片的排布。

具体地，空白载体数据处理模块300包括：

第一空白载体数据处理子模块310，用于根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布、所述在墨卡托投影中的每一级瓦片的分辨率，以及所述空白数据载体的尺寸大小，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围；

第二空白载体数据处理子模块320，用于根据所有所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有所述空白数据载体对应的瓦片；

第三空白载体数据处理子模块330，用于将所确定的所述对应的瓦片的图像数据拷贝至所述空白数据载体中。

具体地，系统还包括：经纬度划分模块400，用于在第三空白载体数据处理子模块330将所确定的所述对应的瓦片的图像数据拷贝至所述空白数据载体之前，将每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为若干个子XY坐标范围。

第三空白载体数据处理子模块330包括：

第一处理单元331，用于根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据；

第二处理单元332，用于将在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据按顺序拷贝至对应的所述空白数据载体中。

具体地，第一处理单元331具体用于根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围、所确定的所述对应的瓦片在WGS84坐标系中的经纬度范围，以及所述WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的分辨率，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸和瓦片的图像像素位置；根据与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸和瓦片的图像像素位置，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据。

优选地，每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为m个子XY坐标范围，m的取值范围在32～128之间。

优选地，所述每一张瓦片的排布为所述每一张瓦片的行列号信息。

上述的地图瓦片转化系统的实施方式中，各功能模块的逻辑划分仅作为举例说明，实际应用中可根据需要，例如出于硬件的配置要求或软件的实现的考虑，将上述功能分配由不同的功能模块完成，即可对地图瓦片转化系统的内部结构划分为与上述内容不同的功能模块，但能够完成以上描述的全部功能。其次，上述示例的地图瓦片转化系统的模块的执行过程等内容，由于与本实施例前述的地图瓦片转化方法基于同一构思，其原理和所带来的技术效果与前述的地图瓦片转化方法相同，具体内容可参见方法实施方式的叙述，此处不再赘述。

实施例三

基于与前述实施例相同的思想，本实施例还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一所述地图瓦片转化方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例四

基于与前述实施例相同的思想，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例一所述地图瓦片转化方法，具备相应的功能和有益效果。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地图瓦片转化方法，其特征在于，包括：

根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；

为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围；

根据所有所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有所述空白数据载体对应的瓦片；

将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中；

所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与所述在WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片；

将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中，具体为：将每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为若干个子范围；根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据，将所述与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据按顺序拷贝至对应的所述空白数据载体中。

2.根据权利要求1所述的地图瓦片转化方法，其特征在于，

根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布，具体为：

根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围，确定每一级瓦片在墨卡托投影中的XY坐标范围；根据所述每一级瓦片在墨卡托投影中的坐标范围确定在墨卡托投影中每一级瓦片中每一张瓦片的排布。

3.根据权利要求1所述的地图瓦片转化方法，其特征在于，

根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围，具体为：

根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布、所述在墨卡托投影中的每一级瓦片的分辨率，以及所述空白数据载体的尺寸大小，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围。

4.根据权利要求1所述的地图瓦片转化方法，其特征在于，

根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中每一个子XY坐标范围，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据，具体为：

根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围、所确定的所述对应的瓦片在WGS84坐标系中的经纬度范围，以及所述WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的分辨率，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸和瓦片的图像像素位置；

根据与每一个所述子XY坐标范围对应的瓦片的尺寸和瓦片的图像像素位置，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据。

5.根据权利要求1或4所述的地图瓦片转化方法，其特征在于，每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围分为m个子XY坐标范围，m的取值范围在32~128之间。

6.根据权利要求1~4任一项所述的地图瓦片转化方法，其特征在于，所述每一张瓦片的排布为所述每一张瓦片的行列号信息。

7.一种地图瓦片转化系统，其特征在于，包括：

经纬度转化模块，用于根据在WGS84坐标系中的地图瓦片的每一级瓦片的经纬度范围确定在墨卡托投影中的每一级瓦片中每一张瓦片的排布；

空白载体创建模块，用于为在墨卡托投影中的每一张瓦片创建一张与其对应的空白数据载体；

空白载体数据处理模块，用于根据所述在墨卡托投影中的每一张瓦片的排布，确定每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中XY坐标范围；根据所有所述空白数据载体在墨卡托投影中的XY坐标范围确定在WGS84坐标系中的地图瓦片中与所有所述空白数据载体对应的瓦片；将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中；

所有已拷贝所述图像数据的空白数据载体构成与所述在WGS84坐标系中的地图瓦片对应的在墨卡托投影下的地图瓦片；

将所确定的所述对应的瓦片中的图像数据拷贝至所述空白数据载体中，具体为：根据每一张所述空白数据载体在墨卡托投影中的每一个子XY坐标范围，确定在所述对应的瓦片中与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据，将所述与每一个所述子XY坐标范围对应的图像数据按顺序拷贝至对应的所述空白数据载体中。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1~6任一项所述地图瓦片转化方法。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1~6任一项所述地图瓦片转化方法。