C++(Qt)-GIS开发-QGraphicsView显示瓦片地图简单示例2

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1、概述

1. 支持多线程加载显示本地离线瓦片地图(墨卡托投影)；
2. 瓦片切片规则以左上角为原点（谷歌、高德、ArcGis等），不支持百度瓦片规则；
3. 支持显示瓦片网格、编号信息。
4. 支持鼠标滚轮缩放切换地图层级。
5. 支持鼠标拖拽。
6. 采用z/x/y层级瓦片存储格式。
7. 在单文件中实现所有主要功能，简单便于理解。
8. 以北纬85.05，西经-180为坐标原点【绝对像素坐标】。

开发环境说明

• 系统：Windows11、Ubuntu20.04
• Qt版本：Qt 5.14.2
• 编译器：MSVC2017-64、GCC/G++64

2、实现效果

使用瓦片地图工具下载z/x/y存储格式的瓦片地图进行显示。

3、主要代码

• bingformula.h

  #ifndef BINGFORMULA_H
  #define BINGFORMULA_H
  #include <QPoint>
  #include <QtGlobal>namespace Bing {
  qreal clip(qreal n, qreal min, qreal max);
  qreal clipLon(qreal lon);   // 裁剪经度范围
  qreal clipLat(qreal lat);   // 裁剪纬度范围uint mapSize(int level);                        // 根据地图级别计算世界地图总宽高(以像素为单位)
  qreal groundResolution(qreal lat, int level);   // 计算地面分辨率
  qreal mapScale(qreal lat, int level, int screenDpi);   // 计算比例尺QPoint latLongToPixelXY(qreal lon, qreal lat, int level);               // 经纬度转像素 XY坐标
  void pixelXYToLatLong(QPoint pos, int level, qreal& lon, qreal& lat);   // 像素坐标转WGS-84墨卡托坐标QPoint pixelXYToTileXY(QPoint pos);    // 像素坐标转瓦片编号
  QPoint tileXYToPixelXY(QPoint tile);   // 瓦片编号转像素坐标QPoint latLongToTileXY(qreal lon, qreal lat, int level);   // 经纬度转瓦片编号
  QPointF tileXYToLatLong(QPoint tile, int level);           // 瓦片编号转经纬度QString tileXYToQuadKey(QPoint tile, int level);                             // 瓦片编号转QuadKey
  void quadKeyToTileXY(QString quadKey, int& tileX, int& tileY, int& level);   // QuadKey转瓦片编号、级别
  }   // namespace Bing
  #endif   // BINGFORMULA_H

• bingformula.cpp

  /********************************************************************* 文件名： bingformula.cpp* 时间：   2024-04-05 21:36:16* 开发者：  mhf* 邮箱：   1603291350@qq.com* 说明：   适用于Bing瓦片地图的算法* ******************************************************************/
  #include "bingformula.h"
  #include <qstring.h>
  #include <QtMath>static const qreal g_EarthRadius = 6'378'137;   // 赤道半径/*** @brief      限定最小值，最大值范围* @param n    需要限定的值* @param min* @param max* @return*/
  qreal Bing::clip(qreal n, qreal min, qreal max)
  {n = qMax(n, min);n = qMin(n, max);return n;
  }/*** @brief      限定经度范围值，防止超限，经度范围[-180, 180]* @param lon  输入的经度* @return     裁剪后的经度*/
  qreal Bing::clipLon(qreal lon)
  {return clip(lon, -180.0, 180);
  }/*** @brief      限定纬度范围值，防止超限，经度范围[-85.05112878, 85.05112878]* @param lat  输入的纬度* @return     裁剪后的纬度*/
  qreal Bing::clipLat(qreal lat)
  {return clip(lat, -85.05112878, 85.05112878);
  }/*** @brief       根据输入的瓦片级别计算全地图总宽高，适用于墨卡托投影* @param level 1-23（bing地图没有0级别，最低级别为1，由4块瓦片组成）* @return      以像素为单位的地图宽度和高度。*/
  uint Bing::mapSize(int level)
  {uint w = 256;   // 第0级别为256*256return (w << level);
  }/*** @brief        计算指定纬度、级别的地面分辨率（不同纬度分辨率不同）* @param lat    纬度* @param level  地图级别 1-23（bing地图没有0级别，最低级别为1，由4块瓦片组成）* @return       地面分辨率 单位（米/像素）*/
  qreal Bing::groundResolution(qreal lat, int level)
  {lat = clipLat(lat);return qCos(lat * M_PI / 180) * 2 * M_PI * g_EarthRadius / mapSize(level);
  }/*** @brief           计算地图比例尺，地面分辨率和地图比例尺也随纬度而变化* @param lat       纬度* @param level     地图级别 1-23（bing地图没有0级别，最低级别为1，由4块瓦片组成）* @param screenDpi 屏幕分辨率，单位为点/英寸  通常为 96 dpi* @return          地图比例尺 1:N（地图上1厘米表示实际N厘米）*/
  qreal Bing::mapScale(qreal lat, int level, int screenDpi)
  {return groundResolution(lat, level) * screenDpi / 0.0254;   // 1英寸等于0.0254米
  }/*** @brief         将一个点从纬度/经度WGS-84墨卡托坐标(以度为单位)转换为指定细节级别的像素XY坐标。* @param lon     经度* @param lat     纬度* @param level   地图级别* @return        像素坐标*/
  QPoint Bing::latLongToPixelXY(qreal lon, qreal lat, int level)
  {lon = clipLon(lon);lat = clipLat(lat);qreal x = (lon + 180) / 360;qreal sinLat = qSin(lat * M_PI / 180);qreal y = 0.5 - qLn((1 + sinLat) / (1 - sinLat)) / (4 * M_PI);uint size = mapSize(level);qreal pixelX = x * size + 0.5;pixelX = clip(pixelX, 0, size - 1);qreal pixelY = y * size + 0.5;pixelY = clip(pixelY, 0, size - 1);return QPoint(pixelX, pixelY);
  }/*** @brief         将像素从指定细节级别的像素XY坐标转换为经纬度WGS-84坐标(以度为单位)* @param pos    像素坐标* @param level* @param lon* @param lat*/
  void Bing::pixelXYToLatLong(QPoint pos, int level, qreal& lon, qreal& lat)
  {uint size = mapSize(level);qreal x = (clip(pos.x(), 0, size - 1) / size) - 0.5;qreal y = 0.5 - (clip(pos.y(), 0, size - 1) / size);lon = x * 360;lat = 90 - (360 * qAtan(qExp(-y * 2 * M_PI)) / M_PI);
  }/*** @brief     像素坐标转瓦片编号* @param pos  像素坐标* @return    瓦片编号*/
  QPoint Bing::pixelXYToTileXY(QPoint pos)
  {int x = pos.x() / 256;int y = pos.y() / 256;return QPoint(x, y);
  }/*** @brief       瓦片编号转像素坐标* @param tile  瓦片编号* @return      像素坐标*/
  QPoint Bing::tileXYToPixelXY(QPoint tile)
  {int x = tile.x() * 256;int y = tile.y() * 256;return QPoint(x, y);
  }/*** @brief       经纬度转瓦片编号* @param lon* @param lat* @param level* @return*/
  QPoint Bing::latLongToTileXY(qreal lon, qreal lat, int level)
  {return pixelXYToTileXY(latLongToPixelXY(lon, lat, level));
  }/*** @brief         瓦片编号转经纬度* @param tile* @param level* @return       经纬度 x:经度  y纬度*/
  QPointF Bing::tileXYToLatLong(QPoint tile, int level)
  {qreal lon = 0;qreal lat = 0;QPoint pos = tileXYToPixelXY(tile);pixelXYToLatLong(pos, level, lon, lat);return QPointF(lon, lat);
  }/*** @brief         瓦片编号转 bing请求的QuadKey* @param tile   瓦片编号* @param level  瓦片级别* @return*/
  QString Bing::tileXYToQuadKey(QPoint tile, int level)
  {QString key;for (int i = level; i > 0; i--){char digit = '0';int mask = 1 << (i - 1);if ((tile.x() & mask) != 0){digit++;}if ((tile.y() & mask) != 0){digit += 2;}key.append(digit);}return key;
  }/*** @brief            将一个QuadKey转换为瓦片XY坐标。* @param quadKey* @param tileX      返回瓦片X编号* @param tileY      返回瓦片Y编号* @param level      返回瓦片等级*/
  void Bing::quadKeyToTileXY(QString quadKey, int& tileX, int& tileY, int& level)
  {tileX = 0;tileY = 0;level = quadKey.count();QByteArray buf = quadKey.toUtf8();for (int i = level; i > 0; i--){int mask = 1 << (i - 1);switch (buf.at(i - 1)){case '0':break;case '1':tileX |= mask;break;case '2':tileY |= mask;break;case '3':tileX |= mask;tileY |= mask;break;default:break;}}
  }

• mapgraphicsview.h文件

  #ifndef MAPGRAPHICSVIEW_H
  #define MAPGRAPHICSVIEW_H#include "mapStruct.h"
  #include <QGraphicsView>class MapGraphicsView : public QGraphicsView
  {Q_OBJECT
  public:explicit MapGraphicsView(QWidget* parent = nullptr);~MapGraphicsView() override;void setRect(QRect rect);void drawImg(const ImageInfo& info);void clear();signals:void updateImage(const ImageInfo& info);   // 添加瓦片图void zoom(bool flag);                      // 缩放 true：放大void showRect(QRect rect);void mousePos(QPoint pos);protected:void mouseMoveEvent(QMouseEvent* event) override;void wheelEvent(QWheelEvent* event) override;private:void getShowRect();   // 获取显示范围private:QGraphicsScene* m_scene = nullptr;QPointF m_pos;QPointF m_scenePos;
  };#endif   // MAPGRAPHICSVIEW_H

• mapgraphicsview.cpp文件

  #include "mapgraphicsview.h"#include "bingformula.h"
  #include <QDebug>
  #include <QGraphicsItem>
  #include <QMouseEvent>
  #include <QScrollBar>
  #include <QWheelEvent>MapGraphicsView::MapGraphicsView(QWidget* parent): QGraphicsView(parent)
  {m_scene = new QGraphicsScene();this->setScene(m_scene);this->setDragMode(QGraphicsView::ScrollHandDrag);   // 鼠标拖拽this->setMouseTracking(true);                       // 开启鼠标追踪connect(this, &MapGraphicsView::updateImage, this, &MapGraphicsView::drawImg);
  }MapGraphicsView::~MapGraphicsView() {}/*** @brief       缩放后设置场景大小范围* @param rect*/
  void MapGraphicsView::setRect(QRect rect)
  {m_scene->setSceneRect(rect);// 将显示位置移动到缩放之前的位置this->horizontalScrollBar()->setValue(qRound(m_scenePos.x() - m_pos.x()));this->verticalScrollBar()->setValue(qRound(m_scenePos.y() - m_pos.y()));getShowRect();
  }/*** @brief       绘制瓦片图* @param info*/
  void MapGraphicsView::drawImg(const ImageInfo& info)
  {// 绘制瓦片图auto item = m_scene->addPixmap(info.img);QPoint pos = Bing::tileXYToPixelXY(QPoint(info.x, info.y));item->setPos(pos);// 绘制边框auto itemR = m_scene->addRect(0, 0, 255, 255, QPen(Qt::red));itemR->setPos(pos);
  }/*** @brief 清空所有瓦片*/
  void MapGraphicsView::clear()
  {m_scene->clear();
  }/*** @brief        获取鼠标移动坐标* @param event*/
  void MapGraphicsView::mouseMoveEvent(QMouseEvent* event)
  {QGraphicsView::mouseMoveEvent(event);emit mousePos(this->mapToScene(event->pos()).toPoint());getShowRect();
  }/*** @brief        鼠标滚轮缩放* @param event*/
  void MapGraphicsView::wheelEvent(QWheelEvent* event)
  {m_pos = event->pos();                          // 鼠标相对于窗口左上角的坐标m_scenePos = this->mapToScene(event->pos());   // 鼠标在场景中的坐标if (event->angleDelta().y() > 0){m_scenePos = m_scenePos * 2;   // 放大emit this->zoom(true);}else{m_scenePos = m_scenePos / 2;   // 缩小emit this->zoom(false);}
  }/*** @brief 获取当前场景的显示范围（场景坐标系）*/
  void MapGraphicsView::getShowRect()
  {QRect rect;rect.setTopLeft(this->mapToScene(0, 0).toPoint());rect.setBottomRight(this->mapToScene(this->width(), this->height()).toPoint());emit this->showRect(rect);
  }

4、源码地址

• github
• gitee