基于WebGIS的网络地理信息资源获取与坐标投影转换技术研究：以天地图为例

2015-12-26左伟,王俊友,赵海云等

测绘通报 2015年4期

引文格式：左伟，王俊友，赵海云，等. 基于WebGIS的网络地理信息资源获取与坐标投影转换技术研究[J].测绘通报，2015(4)：122-124.DOI:10.13474/j.cnki.11-2246.2015.0127

基于WebGIS的网络地理信息资源获取与坐标投影转换技术研究——以天地图为例

左伟1，2，王俊友2，赵海云3，刘晓曼4，王晓艳1

(1. 测绘出版社，北京 100045； 2. 中国地图出版社，北京 100054； 3. 江西师范

大学城市建设学院，江西南昌 330022； 4. 环境保护部卫星环境应用中心，北京 100000)

On Network Geoinformation Resources Acquisition and Coordinate Projection

Transformation Technology Based on WebGIS

——Taking Tianditu as an Example

ZUO Wei，WANG Junyou，ZHAO Haiyun，LIU Xiaoman，WANG Xiaoyan

摘要：以丰富的网络地理信息资源为参考，利用WebGIS无参数投影转换技术，通过模拟—试验—再模拟—再试验，较好地解决了网络地理信息资源无参数地图投影转换这一难题，实现了网络地理信息的叠加解读，为大数据时代在多源数据集成条件下获取有用的海量地理信息提供了强有力的技术支持。

关键词：WebGIS；网络地理信息资源；无参数地图投影转换；多源数据集成

中图分类号：P208

收稿日期：2014-03-02

作者简介：左伟(1963—)，男，博士，编审，研究方向为地图学理论与实践、3S技术应用。E-mail：zuowei@sinomaps.com

一、引言

随着我国地理信息产业的迅猛发展，网络地理信息资源越来越丰富，为社会各领域提供着精准、实用、便捷的服务。但在地理信息的专业领域，各相关的从业部门、企事业单位不仅需要基于WebGIS的浏览、查询操作，更需要获取带有空间地理信息的数据或其他资源，以便更好地服务于社会。然而，WebGIS的开发商往往为了自身利益的最大化，一般不向同行业的机构开放其带有空间地理信息的数据资源，只是提供简单浏览和查询服务，这在一定程度上制约着整个行业的快速发展。本文以天地图WebGIS浏览器为例，通过制定网络地理信息算法、测算大地坐标信息、试验投影参数等一系列研究，并利用Java开发出一套基于WebGIS浏览器获取地理信息多源数据的系统(以下简称WebGIS资源获取器)。在天地图范围内，利用WebGIS资源获取器可以获取任何位置、任意比例尺，且带有投影参数的图片地理信息资源，包括地图资源、影像资源、地形资源、实时地理信息资源等。

二、网络地理信息资源获取

天地图是国家测绘地理信息局主导建设的国家地理信息公共服务平台，是“数字中国”的重要组成部分。各类用户可以通过天地图的门户网站进行基于地理位置的信息浏览、查询、搜索、量算，以及路线规划等各类应用；也可以利用服务接口调用天地图的地理信息服务，并利用编程接口将天地图的服务资源嵌入到已有的各类应用系统(网站)中，以天地图的服务为支撑开展各类增值服务与应用，从而有效缓解地理信息资源开发利用中技术难度大、建设成本高、动态更新难等突出问题。天地图WebGIS浏览器是基于互联网浏览器使用的，无可参考的具体投影参数，如图1所示。

图1　天地图Web界面

三、WebGIS资源获取器程序开发

以笔者主持《国家级自然保护区遥感监测图集》的编制实践为例，图集中的自然保护区都是大比例尺的区域，要加入相应的基础地理信息(如居民地、道路、河流、地理单元注记等)，则需要大比例尺的地图数据。但如此大的区域目前无法得到相应的大比例尺地图数据，即使花费高额的成本来购买，某些数据也无法买到。为了解决这一难题，在过去已有Web地图技术研究的基础上，笔者开发了一个网络获取大比例尺地图的程序，可以实现GIS投影转换和自动匹配功能，既解决了图集的基础地理信息数据源问题，也大大减少了工作量。其步骤如下：

1) 此程序应用Java设计。

2) Java Web应用程序中加入动态的交互式地图功能，以天地图和Google Maps API实现Web接口，以Ajax提供与服务器端的实时交互。

3) 网络地图运营商服务器取图截屏的部分JavaScript代码如下：

!DOCTYPE HTML PUBLIC "-∥W3C∥DTD HTML 4.01

id="map" style="width: 420px; height: 420px">

四、基于WebGIS资源获取器的网络地理信息资源获取技术分析

使用WebGIS资源获取器，首先应明确软件的功能定位。大幅面截取天地图上的地图、卫星影像、地形图，拼接并存储为TIF格式的图像，同时赋予精确的投影与坐标，并且无幅面大小限制、海量下载、无缝拼接，拼出的图像坐标精度很高，可满足专业需求。经多次试验查询得知，天地图等网络地图所使用的地图投影被称作Web Mercator，它与常规墨卡托投影的主要区别就是把地球模拟为球体而非椭球体，因此椭球扁率需要设置为0,坐标系为WGS-84坐标系。

天地图所采用的投影是编号为EPSG:3785 的投影，该投影类似于Web Mercator投影。经过笔者多次试验和分析，其代码内容如下：

PROJCS["Popular Visualisation CRS/Mercator",GEOGCS["Popular Visualisation CRS",DATUM；

["D_Popular_Visualisation_Datum",SPHEROID["Popular_Visualisation_Sphere",6378137,0]],PRIMEM["Greenwich",0],UNIT；

["Degree",0.017453292519943295]],PROJECTION["Mercator"],PARAMETER["central_meridian",0],PARAMETER["scale_factor",1],PARAMETER；

["false_easting",0],PARAMETER["false_northing",0],UNIT["Meter",1]

WebGIS资源获取器就是利用以上程序开发的网络地图实时获取软件，利用此软件获取大比例尺的综合地理要素，并可以任意改变投影和数学基础，极其方便出版应用。

1) 设定截取地图的级别，共计20个级别，级别越高，地图信息越详细，如图2所示。

图2　WebGIS资源获取器截取网络地图(带投影信息，设定级别 6)

2) 设定截取的范围，有两种方法：一种是输入经纬度值，另一种是在屏幕上拾取地图范围。

3) 开始截取和拼接工作(如果设定级别较大，则时间会较长)。

4) 生成GeoTIFF文件和投影文件，默认为Web Mercator投影。

5) 在ArcGIS中加载GeoTIFF文件，可根据实际需要进行任意投影变换，如图3所示。

6) 在ArcGIS中加载SHP格式数据，如图4所示，说明WebGIS资源获取器截取的网络地图与现有的带有坐标信息的SHP格式数据可完全匹配。

五、结论与讨论

本文利用WebGIS 无参数投影转换技术，通过模拟—试验—再模拟—再试验，较好地解决了网络地理信息资源无参数地图投影转换这一难题，实现了网络地理信息资源带有投影信息的获取，研究成果在行业内有着广泛的应用前景。

图3　ArcGIS中对GeoTIFF文件进行投影变换

图4　ArcGIS中对加载SHP数据后的叠加显示

本文以天地图WebGIS浏览器为基础，通过测算大地坐标信息、试验投影参数等一系列研究，利用Java开发出WebGIS资源获取器，可以获取任何位置、任意比例尺，且带有投影参数的网络地理信息资源，为大数据时代在多源数据集成条件下获取有用的海量地理信息提供了强有力的技术支持。

在地理信息行业内，由于多种因素，存在很多广泛使用的无参数地图投影，需要与现代GIS技术及数据作整合使用。本文在此方面的研究属于试验性的，有一定的推广意义，有待于理论上作进一步的提升。

参考文献：

[1]国家测绘地理信息局.天地图[EB/OL].[2013-12-01]. http:∥www.tianditu.cn/map/index.html.

[2]左伟，王俊友，蒋卫国，等. 基于GIS的无参数地图投影转换技术研究[J]．测绘通报，2012(4)：27-29,49．

[3]杨元喜.北斗卫星导航系统的进展、贡献与挑战[J]．测绘学报，2010，39(1)：1-6.

[4]王家耀. 地图制图学与地理信息工程学科发展趋势[J]．测绘学报，2010，39(2)：115-119,128.

[5]左伟，张桂兰，万必文，等.中尺度生态评价研究中格网空间尺度的选择与确定[J]．测绘学报，2003，32(3)：267-271.

[6]胡毓，龚剑文. 地图投影图集[M].3版.北京:测绘出版社， 2006.

[7]杨启和. 地图投影变换原理和方法[M]. 北京:解放军出版社， 1989.

[8]李汝昌，王祖英. 地图投影[M]. 武汉:中国地质大学出版社， 1992.

基于WebGIS的网络地理信息资源获取与坐标投影转换技术研究：以天地图为例

杂志排行

测绘通报的其它文章