mapboxgl加載tiff

mapboxgl通過添加tiff圖層，解決小網格的fill圖層在地圖縮小時圖層不顯示問題

緣起

近期在項目中遇到這么一個需求，需要在地圖上展示一組格網數據，格網大小為2m*2m，地圖api用的mapboxgl。起初拿到這個需要感覺很easy，在地圖上添加一個fill圖層就好啦。把格網面數據添加到地圖上之后，在大比例尺下顯示正常，但是當地圖層級小于15級時，渲染出的結果會消失。

簡單理一下原因，應該是在地圖縮小后，每個網格所占的像素太小，所以就消失了。

mapboxgl在處理symbol圖層的時候，會遇到點位自動避讓問題，導致部分點位不顯示。解決方法是把layout中的icon-allow-overlap設置為true，這樣就相當于關閉了自動避讓功能，所有點圖標保持可見狀態。但是針對fill圖層卻沒有這么一個屬性。

但是這種情況又需要查看數據，要如何實現呢？

首先分析下數據，我的原始數據是通過模型導出的tiff格式的柵格數據，然后在后臺根據tiff格式數據中每個像素所在行列號以及其灰度值生成帶屬性的格網數據，其中像素的灰度值就是在渲染時需要分類展示的值。既然原始tiff數據的灰度值就是所用的屬性值，那是不是直接添加到地圖就好了。接下來的解決方案就是看是否能直接用mapboxgl直接加載tiff數據，并渲染出自己想要的效果。

mapboxgl加載tiff

查看mapboxgl文檔，可以看到mapboxgl支持image圖層，只需傳入url和coordinates

// 添加至地圖
map.addSource('some id', {
  type: 'image',
  url: 'https://www.mapbox.com/images/foo.png',
  coordinates: [
    [-76.54, 39.18],
    [-76.52, 39.18],
    [-76.52, 39.17],
    [-76.54, 39.17]
]});

可是，當我把地址換成tiff數據時卻報錯了。下面為報錯內容：

Could not load image because of The source image could not be decoded.. Please make sure to use a supported image type such as PNG or JPEG. Note that SVGs are not supported

可以簡單理解為不支持tiff格式。

tiff文件解析

既然mapboxgl的image圖層不支持tiff格式，那是不是可以把tiff數據導出成png呢，于是使用arcmap打開了tiff數據，導出數據格式也支持png，但是在保存時又報錯了。

經過分析，發現是tiff數據波段數量的原因，我的這份數據波段數為1，從網上下載了一份測試數據，波段數為3，可以成功導出。

在查找相關解決方案的時候，看到這么個工具，geotiff.js，可以通過js解析tiff數據并渲染，leaflet有個擴展就是用的這個工具，https://github.com/stuartmatthews/leaflet-geotiff。查看geotiff.js相關文檔，發現其實用起來還是挺方便的，通過簡單的代碼實現的我的需求。

先使用geotiff.js解析tiff數據，再配合使用canvas繪制圖片導出base64格式數據，然后就可以使用添加到mapboxgl圖層了。

核心代碼如下：

async function getData() {
  GeoTIFF.fromUrl(url).then(tiff => {
    console.log(tiff)
    getImage(tiff)
  });
}
async function getImage(tiff) {
  const image = await tiff.getImage();
  let bbox = await image.getBoundingBox();
  let data = await image.readRasters({
    samples: rgbBands // 波段數量，一個波段：[0]，三個波段：[2,1,0]
  });
  let base64Image = getBase64Image(data)
  addToMapboxgl(base64Image)
}
function getBase64Image(data) {
  let thumbnailPixelHeight = data.height
  let thumbnailPixelWidth = data.width
  let canvas = document.createElement('canvas')
  canvas.width = thumbnailPixelWidth
  canvas.height = thumbnailPixelHeight
  let ctx = canvas.getContext("2d")
  let totalPixelCount = 0
  for (let y = 0; y < thumbnailPixelHeight; y++) {
    for (let x = 0; x < thumbnailPixelWidth; x++) {
      let colour = 'rgb(0, 0, 0, 0)' // let the default be no data (transparent)
      // 根據灰度值所在范圍渲染顏色
      if (data[0][totalPixelCount] > 0) {
        if (data[0][totalPixelCount] > 50 && data[0][totalPixelCount] <= 55) {
          colour = `rgb(15, 255, 0, 1)`
        } else if (data[0][totalPixelCount] > 55 && data[0][totalPixelCount] <= 60) {
          colour = `rgb(155, 255, 0, 1)`
        } else if (data[0][totalPixelCount] > 60 && data[0][totalPixelCount] <= 65) {
          colour = `rgb(255, 255, 0, 1)`
        } else {
          colour = `rgb(255, 255, 0, 1)`
        }
      }
      ctx.fillStyle = colour
      ctx.fillRect(x, y, 1, 1)
      totalPixelCount++
    }
  }
  let canvasImage = canvas.toDataURL("image/png")
  return canvasImage
}
// 將圖片添加到地圖
function addToMapboxgl(image) {
  map.addSource('tiff-source', {
    "type": "image",
    "url": image,
    "coordinates": [
      [114.425597191307, 38.1091563484708],
      [114.538187627939, 38.1091563484708],
      [114.538187627939, 37.9627378349512],
      [114.425597191307, 37.9627378349512]
    ]
  });
  map.addLayer({
    id: 'tiff-layer',
    'type': 'raster',
    'source': 'tiff-source',
    'paint': {
      'raster-fade-duration': 0
    }
  });
}

本以為到這里問題已經解決，但是在查看地圖時，發現圖片圖層數據疊加到底圖有不小的偏移。

經過一番對比分析，發現原來是tiff數據的坐標系與地圖坐標系不一致的導致的。我拿到的tiff數據坐標系為西安80的投影坐標系，在展示時配置的為wgs84地理坐標系，所以會有偏差。既然是坐標系問題，那就通過工具對tiff文件做下投影轉換。這里用的是arcmap，打開ArcToolbox–>Data Management Tools–>Projections and Transformations–>Raster–>Project Raster

轉換之后會發現，數據的行列值也會發生變化，也就是tiff圖片的大小和形狀都有所變化。

轉換前：

轉換后：

使用轉換后的數據再次解析，然后疊加到地圖，位置完全匹配。

最終展示方案

通過嘗試發現，單獨的圖片展示時，由于圖片分辨率固定，當地圖等級放大到一定程度圖片會被放大很多導致圖片模糊不清，展示效果不理想；單獨的格網面展示時，當地圖等級縮小到一定程度，面圖層則會消失，也就是文章開頭提到的問題。

綜上，根據自己的格網數據大小，判斷在哪個等級格網面數據會消失，小于這個等級使用圖片展示，大于這個等級用格網面展示，就可以完美的展示出想要的效果。

處理前效果：

處理后效果：

以上為有tiff柵格數據情況的解決方案，針對于只有格網面數據，而沒有tiff柵格數據的情況要怎么解決呢？

如果在這組格網數據中，每個網格的屬性中有他所在原始tiff數據的像素位置，以及原始tiff數據像素大小，就可以寫一個類似上文中的getBase64Image方法，遍歷每個網格，在網格對應的像素位置上繪制顏色，然后再通過canvas導出圖片添加到地圖。