緯度経度をピクセル座標に変換するSwift実装

2024年8月14日 21:53

地図タイルを描画してそこに自分の現在位置なり、位置情報と紐づいたデータなりをマッピングしようとすると、緯度経度からピクセル座標に変換する必要がある。

MapKitや他のSDKを「使わずに」地図をiOSで実装してみた。

・地図タイルの表示 & ズームレベルの変更
・現在位置の表示（緯度経度→ピクセル座標→スクリーン座標）

原始的すぎて「だから何」となりそうだが、地図をしくみから理解するとっかかりにはなるかなと。 #iosdc pic.twitter.com/XVXGrNTx89
— 堤修一 / Shuichi Tsutsumi (@shu223) August 12, 2024

それをSwiftでどう実装するか、のメモ。

なお今回はあえてMapKitを使用しない制約の中での話なのだが、MapKit を使うと普通に MKMapView に緯度経度をビュー内の座標に変換するメソッドがあったりする。

func convert(
    _ coordinate: CLLocationCoordinate2D,
    toPointTo view: UIView?
) -> CGPoint

繰り返しになるが、今回はMapKitを使わず自前で地図タイルを描画する場合に、どうラスタータイルの画像内における位置と、位置情報（緯度経度）とを紐づけるかという話。

ズームレベル・緯度経度からピクセル座標へ変換する計算式

全然わからないのでググった。こちらの記事に数式が載っていた：

経度λとズームレベルzからピクセル座標xを計算

本質的にはメルカトル図法の話ではあるが、ズームレベルの概念も絡んでやや複雑になっている。

なお元記事の元記事がこちらで、

さらにその元記事はGoogle Mapsのドキュメントのようだが、リンク先にアクセスすると404。そこにはこう書かれていたようだ：

わかりやすくするため、ピクセル座標の計算では、ズームレベル 0 の地図がベースタイルサイズの 1 つのタイルであると仮定します。次に、緯度と経度をこのベースタイルのピクセルの位置に変換する投影を使用して、ピクセル座標に相対的な世界座標を定義します。

（中略）

Google Maps の世界座標はメルカトル図法の原点（地図の北西の隅、経度 180 度、緯度約 85 度）から測定され、x の方向は東（右）に、y の方向は南（下）に増加します。Google Maps の基本メルカトルタイルは 256x256 ピクセルなので、使用できる世界座標の空間は {0-256}, {0-256} です（下記を参照）。

（中略）

ズームレベル 19 では、地図上の x および y ピクセルはそれぞれ、0～256 * 219 の値を使用して参照されます。

「グーグルマップ（Google Maps）の座標間変換式について（１） - 細橋龍一のブログ」より引用