arcgis-api-for-js-之空间参考系统

1. 前言

需要了解的两个概念：

地理坐标系统：GIS 描述显示世界中的对象是通过对象的空间位置、属性、时间来描述，而空间中的位置就是通过建立地理坐标系，也就是经纬网来进行描述，形成的坐标系统我们称为地理坐标系统。
投影坐标系统：我们的地球是不规则的球体，初中地理上我们都学过“两极稍扁，赤道略鼓的不规则球体”来描述地球，所以是不能够将地球面上的内容展示在平面上，我们必须要进行坐标变换，需要找到一种合理的地图投影的方法来进行曲面转平面，建立一个从球面转平面的函数关系，使地球上任意一点都可以在平面上所对应，这类通过投影变换后的坐标系统称为投影坐标系统，比如我们经常听到的墨卡托、高斯克里格投影等。

2. 空间参考系统类

ArcGIS API 中提供"esri/SpatialReference" 类来描述空间坐标系统，该类最简单的实例化方式是使用由欧洲石油调查组织定义的ID （又称为 WKID）作为参数，代码如下：

require([
  "esri/SpatialReference", ... 
], function(SpatialReference, ... ) {
  var sr = new SpatialReference(4326);
  ...
});

上面实例化了一个 SpatialReference 对象，作用就是定义了一个"GCS_WGS_1984" 地理坐标系统。其中4326 就是我们前面所说的 ID ，有关支持的空间参考的列表，可以参阅投影坐标系统和地理坐标系统。
这些空间参考通常用字符串格式定义各种参数，例如前面所说的"GCS_WGS_1984" 地理坐标系统，他的定义字符串如下：

地理坐标系的名称、大地基准面（DATUM）、椭球体（SPHEROID）、本初子午线（PRIMEM）、单位（UNIT）

GEOGCS["GCS_WGS_1984",DATUM["D_WGS_1984",SPHEROID["WGS_1984",6378137.0,298.257223563]],PRIMEM["Greenwich",0.0],UNIT["Degree",0.0174532925199433]]

投影坐标系统的字符串格式除了包含地理坐标系统要求的信息外，还包含了投影的参数信息。例如下面是ID 号为102113的WGS_1984_Web_Mercator 的投影的字符串信息：

PROJCS["WGS_1984_Web_Mercator",
GEOGCS
["GCS_WGS_1984_Major_Auxiliary_Sphere",
DATUM["D_WGS_1984_Major_Auxiliary_Sphere",
SPHEROID["WGS_1984_Major_Auxiliary_Sphere",
6378137.0,0.0]],
PRIMEM["Greenwich",0.0],
UNIT["Degree",0.0174532925199433]
],
PROJECTION["Mercator"],
PARAMETER["False_Easting",0.0],
PARAMETER["False_Northing",0.0],
PARAMETER["Central_Meridian",0.0],
PARAMETER["Standard_Parallel_1",0.0],
UNIT["Meter",1.0]]

可以看到上面定义椭球体时，第二个参数为0，这也就是它与常规墨卡托投影的主要区别，把地球模拟为球体而非椭球体。这个只是为了计算方面简单，而它所造成的精度上的差别在0.33% 之内。当比例尺越大，他的误差可以忽略，它也是WebGIS 常用的坐标系统。
我们可以仿照上面的方式，自定义一种空间空间参考系统字符串，然后用该字符串作为参数来实例化一个自定义的空间参考系统。
如果在实例化地图类的对象时，指定了投影（通过extent 的spatialReference 属性），那么需要确保所有的图层能使用该投影进行绘制，对于切片图层，必须要求其投影与地图的投影一致，对于动态图层，则需要进行相应的投影转换，从而影响了服务器的响应效率。

3. 例子

下面的例子实现上面所说的切片图层，动态图层的投影，代码如下：

   <script>
        var map, topo, streetMap, usa, taxParcel;

        require(["dojo/parser", "dijit/registry", "esri/geometry/Extent",
            "esri/map", "esri/layers/ArcGISTiledMapServiceLayer", "esri/layers/ArcGISDynamicMapServiceLayer",
            "dijit/layout/BorderContainer", "dijit/layout/ContentPane",
            "dijit/form/Button",
            "dojo/domReady!"],
            function (parser, registry, Extent, Map, ArcGISTiledMapServiceLayer, ArcGISDynamicMapServiceLayer) {
                parser.parse();

                var initialExtent = new Extent({
                    "xmin": -9749695.83182828, "ymin": 4387485.423567985,
                    "xmax": -8230739.205745666, "ymax": 5374440.332785915,
                    "spatialReference": { "wkid": 102100 }
                });

                map = new esri.Map("mapDiv", { extent: initialExtent });

                registry.byId("addSameTiledLayer").on("click", addSameTiledLayer);
                registry.byId("addDifferentTiledLayer").on("click", addDifferentTiledLayer);
                registry.byId("addGeoDynamicLayer").on("click", addGeoDynamicLayer);
                registry.byId("addProjDynamicLayer").on("click", addProjDynamicLayer);

                map.on("layer-add", function (evt) {
                    var layer = evt.layer;
                    document.getElementById("spatialReference").innerHTML = "地图的空间参考系统为:" + map.spatialReference.wkid + ";<p>图层的空间参考系统为:" + layer.spatialReference.wkid + "</p>";
                });

                map.on("mouse-move", function (evt) {
                    document.getElementById("coords").innerHTML = "X: " + evt.mapPoint.x + " | Y: " + evt.mapPoint.y;
                });

                function addSameTiledLayer() {
                    map.removeAllLayers();
                    if (!topo) {
                        var topoUrl = "http://services.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/World_Topo_Map/MapServer";
                        topo = new ArcGISTiledMapServiceLayer(topoUrl);
                    }

                    map.addLayer(topo);
                }

                function addDifferentTiledLayer() {
                    map.removeAllLayers();
                    if (!streetMap) {
                        var streetMapUrl = "http://server.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/ESRI_StreetMap_World_2D/MapServer";
                        streetMap = new esri.layers.ArcGISTiledMapServiceLayer(streetMapUrl);
                    }

                    map.addLayer(streetMap);
                }

                function addGeoDynamicLayer() {
                    map.removeAllLayers();
                    if (!usa) {
                        var usaUrl = "http://sampleserver1.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/Specialty/ESRI_StatesCitiesRivers_USA/MapServer";
                        usa = new esri.layers.ArcGISDynamicMapServiceLayer(usaUrl);
                    }

                    map.addLayer(usa);
                }

                function addProjDynamicLayer() {
                    map.removeAllLayers();
                    if (!taxParcel) {
                        var taxParcelUrl = "http://sampleserver1.arcgisonline.com/ArcGIS/rest/services/TaxParcel/TaxParcelQuery/MapServer";
                        taxParcel = new esri.layers.ArcGISDynamicMapServiceLayer(taxParcelUrl);
                    }

                    map.addLayer(taxParcel);
                }
        });

    </script>

对于使用地理坐标系统的地图，也同样要求切片图层的空间参考与地图的空间参考一致，对于动态图层则没有这个要求。

4. 实现效果

效果展示：