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d3.js - 地图投影上的弯曲 geojson 多边形边缘

问题描述

我正在尝试使用 d3.js 和 geojson 在不同的地图投影上绘制矩形。映射的坐标看起来是正确的，但是边缘看起来以一种奇怪的方式弯曲。我知道这可能与真实地球上的最短路径有关，但我想要的是边缘遵循投影的平行/子午线。有没有办法做到这一点？任何人都可以帮忙吗？

示例：Aitoff 投影 示例：墨卡托 这是我正在使用的代码：

<!DOCTYPE html>
<html>

<head>
  <title>World Map</title>
  <meta charset="utf-8">

  <script src="https://d3js.org/d3-geo-projection.v2.min.js"></script>

  <script src="https://d3js.org/d3.v4.min.js"></script>
  <script src="https://d3js.org/topojson.v2.min.js"></script>
  <style>
    path {
      fill: red;
      stroke: #000;
      stroke-width: .1px;
    }
    .graticule {
      fill: none;
      stroke: #000;
      stroke-width: .2px;
    }
    .foreground {
      fill: none;
      stroke: #333;
      stroke-width: 1.2px;
    }

  </style>
</head>

<body>
  <svg width="960" height="600"></svg>
  <script>
    const svg = d3.select("svg")
    const myProjection = d3.geoMercator()
    const path = d3.geoPath().projection(myProjection)
    const graticule = d3.geoGraticule()

    const geojson = {

"type": "FeatureCollection",                                                      
"features": [
{ "type": "Feature", "properties": {
    "color": "blue"
},
"geometry": { 
    "type": "Polygon", 
    "coordinates": [[[-80.0, 50.0], [-20.0, 50.0], [-20.0, -10.0], [-80.0, -10.0], [-80.0, 50.0]]]
} }
]
}
    function drawMap(err, world) {
      if (err) throw err

      svg.append("g")
        .selectAll("path")
        .data(topojson.feature(world, world.objects.land).features)
        .enter().append("path")
        .attr("d", path);

      svg.append("path")
        .datum(graticule)
        .attr("class", "graticule")
        .attr("d", path);

      svg.append("path")
        .datum(graticule.outline)
        .attr("class", "foreground")
        .attr("d", path);

      svg.append("g")
        .selectAll("path")
        .data(geojson.features)
        .enter().append("path")
        .attr("d", path)

    }
    d3.json("https://unpkg.com/world-atlas@1.1.4/world/50m.json", drawMap)


  </script>
</body>

</html>

标签： d3.jsgeojson

解决方案

您的假设是正确的：d3 使用很大的圆距离来绘制线条：这意味着使用 d3 geoProjection 和 geoPath 的两点之间的任何路径都遵循这两点之间的最短真实世界路径。这表示：

  • 无论投影如何，两点之间的相同路径都与其他地理点和要素对齐
  • 反经络可算
  • 生成的地图更准确地描绘了线条。

要绘制直线和/或平行线（子午线是落在它们上的两点之间的最短路径 - 因此路径已经遵循这一点，假设没有旋转的刻度）有几种可能性。

最简单的解决方案是使用像墨卡托这样的圆柱投影来创建自定义 geoTransform。与 d3.geoProjections 不同，d3.geoTransforms 不使用球面几何，而是使用笛卡尔数据。因此，它们不会沿线进行采样以创建曲线：在处理笛卡尔数据时这是不必要的。这允许我们在 geoTransform 中为 geojson 顶点使用球面几何，同时仍然在地图上保持直线：

var transform = d3.geoTransform({
    point: function(x, y) {
      var projection = d3.geoMercator();
      this.stream.point(...projection([x,y]));
    }
});

如下图所示：

var projection = d3.geoMercator();

var transform = d3.geoTransform({
    point: function(x, y) {
      var projection = d3.geoMercator();
      this.stream.point(...projection([x,y]));
    }
});

var color = ["steelblue","orange"]


var geojson = {type:"LineString",coordinates:[[-160,60],[30,45]]};
var geojson2 = {type:"Polygon",coordinates:[[[-160,60,],[-80,60],[-100,30],[-160,60]]]}

var svg = d3.select("body")
  .append("svg")
  .attr("width",960)
  .attr("height",500);
  
svg.selectAll(null)
  .data([projection,transform])
  .enter()
  .append("path")
  .attr("d", function(d) {
    return d3.geoPath().projection(d)(geojson)
  })
  .attr("fill","none")
  .attr("stroke",function(d,i) { return color[i]; } )
  .attr("stroke-width",1);

svg.selectAll(null)
  .data([projection,transform])
  .enter()
  .append("path")
  .attr("d", function(d) {
    return d3.geoPath().projection(d)(geojson2)
  })
  .attr("fill","none")
  .attr("stroke",function(d,i) { return color[i]; } )
  .attr("stroke-width",2);
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/d3/5.7.0/d3.min.js"></script>

橙色线使用变换，蓝色线使用普通墨卡托

在某些情况下，您可以将投影的精度（调节自适应采样）设置为一些荒谬的高数字，这将适用于某些线条，但由于反子午线切割等原因，这不适用于其他线条：

var projection = d3.geoMercator().precision(1000000);

var transform = d3.geoTransform({
    point: function(x, y) {
      var projection = d3.geoMercator();
      this.stream.point(...projection([x,y]));
    }
});

var color = ["steelblue","orange"]


var geojson = {type:"LineString",coordinates:[[-160,60],[30,45]]};
var geojson2 = {type:"Polygon",coordinates:[[[-160,60,],[-80,60],[-100,30],[-160,60]]]}

var svg = d3.select("body")
  .append("svg")
  .attr("width",960)
  .attr("height",500);
  
svg.selectAll(null)
  .data([projection,transform])
  .enter()
  .append("path")
  .attr("d", function(d) {
    return d3.geoPath().projection(d)(geojson)
  })
  .attr("fill","none")
  .attr("stroke",function(d,i) { return color[i]; } )
  .attr("stroke-width",1);

svg.selectAll(null)
  .data([projection,transform])
  .enter()
  .append("path")
  .attr("d", function(d) {
    return d3.geoPath().projection(d)(geojson2)
  })
  .attr("fill","none")
  .attr("stroke",function(d,i) { return color[i]; } )
  .attr("stroke-width",2);
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/d3/5.7.0/d3.min.js"></script>

如果您想在非圆柱投影上绘制与平行线对齐的线，这两种方法都不起作用。对于圆柱投影，平行线是直的。上述方法只会创建直线。如果平行线不是直线投影，例如 Aitoff，则线将不会与经纬网对齐。

要让一条线跟随平行线，您需要沿路径对点进行采样，因为投影的平行线不会都是直的，并且平行线不会遵循很大的圆距离。因此，默认投影和上述方法都不适用于这些情况。

采样时，您需要将数据视为笛卡尔坐标 - 本质上是使用圆柱投影（Plate Carree）使线条平行。

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