1. 什么是XYZ瓦片
XYZ瓦片是一种在线地图数据格式，常见的地图底图如Google、OpenStreetMap 等互联网的瓦片地图服务，都是XYZ瓦片，严格来说是ZXY规范的地图瓦片
ZXY规范的地图瓦片规则如下：将地图全幅显示时的图片从左上角开始，往下和往右进行切割，切割的大小默认为 256*256 像素，左上角的格网行号为 0，列号为 0，往下和往右依次递增，如下图所示：
从整体来说，XYZ瓦片数据结构是一种影像金字塔，如下图所示：
- 图片来源：瓦片底图：在线地图的下载和使用 | Mars3D开发教程，此图仅供参考，图中的行列号和ZXY规范的地图瓦片的行列号编码存在差异
对于用户端的软件来说，所谓浏览XYZ格式的地图，就是根据当前的缩放等级和屏幕显示的地理范围，去服务端加载对应的XYZ瓦片（通常是PNG图片）
2. XYZ瓦片与经纬度的计算以及原理
首先给出经纬度与XYZ行列号之间的计算公式：
现在解释一下原理
下面是一张OpenStreetMap在zoom等级为2时的瓦片示意图
z 是当前的瓦片等级，就是缩放等级，由上面的图可以看出：z 等级时，共有2z个瓦片，x范围为0-2z−1，y范围也是0-2z−1
首先 x 的计算很简单：
- 目的：将经度从-180度到180度，映射到0到2z之间的整数列号上
- 过程：先将经度加180度,使其从0到360度,然后除以360（归一化）再乘以2z得到行号，最后向下取整数部分，得到最终的行号
y 的计算就复杂多了：
-
目的：将纬度从-90度到90度，映射到0到2z之间的整数行号上
-
存在的问题：纬度分布不均匀，XYZ瓦片试图将地图展开为一个正方形（参考上图，本质上就是Web墨卡托投影），然而纬度是中间（赤道）长两极短，如果只是像 x 一样简单的映射，会导致两极的紧凑，赤道附近稀疏
-
解决方案：将纬度通过一种映射，使其能均匀一点，然后就采用了下面的函数
y=(1−ln(tan(x)+1/cos(x))/π)2这个函数图像如下图所示：
- 过程：在采取上面的这个纬度的映射函数以后（归一化），再乘以2z，最后向下取整数部分，得到最终的列号
3. 在浏览器端实现XYZ瓦片的加载示例
3.1 计算公式实现
根据上面的公式，很容易就把根据经纬度算行列号的函数写出来
function lon2tile(lon, zoom) { return (Math.floor((lon + 180) / 360 * Math.pow(2, zoom))) } function lat2tile(lat, zoom) { return (Math.floor((1 - Math.log(Math.tan(lat * Math.PI / 180) + 1 / Math.cos(lat * Math.PI / 180)) / Math.PI) / 2 * Math.pow(2, zoom))) }
事实上，这个网站已经给出了这个公式的各种编程语言的实现：Slippy map tilenames - OpenStreetMap Wiki
3.2 核心代码
根据经纬度计算XYZ瓦片的URL，并加载到浏览器上，核心代码如下
function lon2tile(lon, zoom) { return (Math.floor((lon + 180) / 360 * Math.pow(2, zoom))); } function lat2tile(lat, zoom) { return (Math.floor((1 - Math.log(Math.tan(lat * Math.PI / 180) + 1 / Math.cos(lat * Math.PI / 180)) / Math.PI) / 2 * Math.pow(2, zoom))); } const loadMapByBounds = (minLon, minLat, maxLon, maxLat, zoom) => { const minTileX = lon2tile(minLon, zoom); const minTileY = lat2tile(maxLat, zoom); // Y轴是反的，自上而下 const maxTileX = lon2tile(maxLon, zoom); const maxTileY = lat2tile(minLat, zoom); for (let x = minTileX; x <= maxTileX; x++) { for (let y = minTileY; y <= maxTileY; y++) { loadTile(x, y, zoom); // 加载瓦片 } } }
3.3 完整实现
为了简单，这里使用img标签来加载瓦片图，并根据瓦片编号排列，设置对应的偏移值
为了能拖动以浏览全图实现简单的交互，这里还设置了根据鼠标按压后拖动的偏移值来添加对应的偏移值
实现效果如下：
完整代码如下：
html> <html lang="en"> <head> <meta charset="UTF-8"> <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0"> <title>Documenttitle> <style> img { width: 256px; height: 256px; } html, body { margin: 0; padding: 0; overflow: hidden; height: 100%; width: 100%; } #map { position: absolute; height: 100%; width: 100%; overflow: hidden; border: 1px solid #000; } style> head> <body> <div id="map">div> <script> function lon2tile(lon, zoom) { return (Math.floor((lon + 180) / 360 * Math.pow(2, zoom))); } function lat2tile(lat, zoom) { return (Math.floor((1 - Math.log(Math.tan(lat * Math.PI / 180) + 1 / Math.cos(lat * Math.PI / 180)) / Math.PI) / 2 * Math.pow(2, zoom))); } // 根据鼠标滚轮缩放地图 let zoom = 2; document.body.onwheel = (e) => { if (e.deltaY > 0) { zoom--; } else { zoom++; } if (zoom < 0) { zoom = 0; return; } document.querySelector('#map').innerHTML = ""; // EPSG:3857（Web墨卡托投影） 对应的 WGS84范围：-180.0 ，-85.06，180.0， 85.06，不在这个经纬度范围内，地图会显示异常（没有这个瓦片） const x1 = lon2tile(-179, zoom); const y2 = lat2tile(-80, zoom); const x2 = lon2tile(179, zoom); const y1 = lat2tile(80, zoom); const centerX = (x1 + x2) / 2; const centerY = (y1 + y2) / 2; for (let y = y1; y <= y2; y++) { for (let x = x1; x <= x2; x++) { const img = document.createElement("img"); img.src = `https://a.tile.openstreetmap.org/${zoom}/${x}/${y}.png`; img.alt = `${zoom}-${x}-${y}`; img.style.position = "absolute"; img.draggable = false; // img.style.left = `${(x - x1) * 256}px`; // img.style.top = `${(y - y1) * 256}px`; img.style.left = `${(x - centerX) * 256 + 256}px`; img.style.top = `${(y - centerY) * 256 + 256}px`; document.querySelector('#map').appendChild(img); } } } const event = new Event("wheel") document.body.dispatchEvent(event); document.body.onmousedown = (e) => { document.body.style.cursor = "grabbing"; document.querySelector('#map').onmousemove = (e) => { // 移动地图 const x = e.movementX; const y = e.movementY; const map = document.querySelector('#map'); map.childNodes.forEach((img) => { img.style.left = `${parseInt(img.style.left) + x}px`; img.style.top = `${parseInt(img.style.top) + y}px`; }); } } document.body.onmouseup = (e) => { document.body.style.cursor = "default"; document.querySelector('#map').onmousemove = null; } script> body> html>