在Canvas中绘制Geojson数据

需求分析

在做地图开发的时候遇到一个需求，是在 canvas 中绘制 Geojson 数据

数据格式为 EPSG:4326 的 Polygon：

• 三维数组
• 每一项都是由经纬度组成的
• 第一个点和最后一个点相同，表示 Polygon 是闭合的

[
  [
    [109.54420471485196, 35.76192112844663],
    [109.54423617129702, 35.76132766033574],
    [109.54539219590997, 35.76155739029704],
    [109.54521918540507, 35.76241249100947],
    [109.54420471485196, 35.76192112844663],
  ],
];

需求分析：

1. 显示在 canvas 的中间

2. 地图 y 轴和屏幕的 y 轴是相反的，绘制出来的 Polygon 不能和实际反过来

   • 屏幕的原点在左上角，地图的原点在左下角

数据处理

width 和 height 是 canvas 的宽高

将经度和纬度单独拆分出来

const getLongitudesAndLatitudes = (coordinates: number[][][]) => {
  return coordinates[0].reduce(
    (pre, cur) => {
      pre.longitudes.push(cur[0]);
      pre.latitudes.push(cur[1]);
      return pre;
    },
    { longitudes: [] as number[], latitudes: [] as number[] }
  );
};

得到的结果是：

const longitudes = [
  109.54420471485196, 109.54423617129702, 109.54539219590997,
  109.54521918540507, 109.54420471485196,
];
const latitudes = [
  35.76192112844663, 35.76132766033574, 35.76155739029704, 35.76241249100947,
  35.76192112844663,
];

计算缩放比例

用 width / (Math.max(longitudes) - Math.min(longitudes)) 的作用计算 Polygon 的 x 轴缩放比例 xScale = 67369.49567346855

height 同理，计算出 y 轴的缩放比例 yScale = 12905.23981205731

总的缩放比例 scale 采用 xScale、yScale 谁小用谁，为 scale = 12905.23981205731，因为用小的缩放比例，才能在有限的空间下显示全

const calcScale = ({
  longitudes,
  latitudes,
}: {
  longitudes: number[];
  latitudes: number[];
}) => {
  const xScale =
    width / Math.abs(Math.max(...longitudes) - Math.min(...longitudes));
  const yScale =
    height / Math.abs(Math.max(...latitudes) - Math.min(...latitudes));
  return xScale < yScale ? xScale : yScale;
};

计算偏移度

(Math.max(longitudes) - Math.min(longitudes)) * scale 作用是将经度按照 scale 进行缩放，纬度也是同理

在用 width 和 height 去减，分别得到要 x 轴和 y 轴需要偏移的空间

这些空间要分布在两边，也就是说要分布 Polygon的周围，所以左后需要除 2，最终得到 xOffset = 32.33763608704606，yOffset = -8.881784197001252e-16

const calcOffset = (
  { longitudes, latitudes }: { longitudes: number[]; latitudes: number[] },
  scale: number
) => {
  const xOffset =
    (width -
      Math.abs(Math.max(...longitudes) - Math.min(...longitudes)) * scale) /
    2;
  const yOffset =
    (height -
      Math.abs(Math.max(...latitudes) - Math.min(...latitudes)) * scale) /
    2;
  return { xOffset, yOffset };
};

将 Coordinates 进行缩放

对 coordinates 缩放一共分为 3 步

比较难理解的是第一步，为什么要将每个点去减它的最小值 item[0] - Math.min(...longitudes)

这样做的目的是为了那个点无限接近于原点，接近原点后，再通过乘以缩放比例和加上偏移度，得到最终的的缩放值

在需求分析时说了，屏幕的原点在左上角，地图的原点在左下角，所以 y 轴是刚好是相反，y 轴就用 Math.max(...latitudes) - item[1]

const scaleCoordinates = (
  coordinates: number[][][],
  scale: number,
  offset: ReturnType<typeof calcOffset>,
  { longitudes, latitudes }: { longitudes: number[]; latitudes: number[] }
) => {
  return coordinates[0]
    .map((item) => {
      item[0] = item[0] - Math.min(...longitudes);
      item[1] = Math.max(...latitudes) - item[1];
      return item;
    })
    .map((item) => {
      item[0] = item[0] * scale;
      item[1] = item[1] * scale;
      return item;
    })
    .map((item) => {
      item[0] = item[0] + offset.xOffset;
      item[1] = item[1] + offset.yOffset;
      return item;
    });
};

使用 Canvas 进行绘制

const canvas = document.getElementById("canvas");
if (!canvas.getContext) return;
const ctx = canvas!.getContext("2d")!;

ctx.fillStyle = "rgba(32, 210, 255, 0.3)";
ctx.strokeStyle = "rgba(32, 210, 255, 1)";
ctx.beginPath();
ctx.moveTo(coordinates[0][0], coordinates[0][1]);
for (let i = 1; i < coordinates.length; i++) {
  ctx.lineTo(coordinates[i][0], coordinates[i][1]);
}
ctx.closePath();
ctx.stroke();
ctx.fill();

存在问题

无法区分 Polygon 大小，所以这个方案适用于绘制缩略图