SharpMap深度分析：地图渲染、坐标和比例尺
上篇对SharpMap的分析文章里，一个重点就是地图的渲染流程和机制，这里就不专门介绍这个问题了，只是就坐标的一些细节问题分析一下。
地图都有一个单位（Unit）、比例尺（Zoom）的概念，还有投影的问题。对于Unit，一般使用Km、m或者经纬度来表示。一幅地图，在其所有数据的Unit和投影都一致的情况下，在绘制这些对象到地图时，就要根据比例尺进行坐标转换；同时，在进行地图的缩放、移动、拾取等操作的时候，鼠标的坐标是桌面的坐标系统，也要转换到地图坐标系统（一般称为World Coordinates System，简称WCS）。
首先来看比例（Zoom）在Map类里的定义：
private double _Zoom;public double Zoom
{
get { return _Zoom; }
set {
if (value < _MinimumZoom) _Zoom = _MinimumZoom; else if (value > _MaximumZoom) _Zoom = _MaximumZoom; else _Zoom = value; if (MapViewOnChange != null) MapViewOnChange();
}
}
这个Zoom表示使用地图Unit表示的地图宽度。例如地图单位是Km，那么如果目前地图的宽度是500Km，Zoom就是500。这个和Mapinfo中Zoom的概念是一致的。
那么在渲染的时候，就要对所有对象进行坐标转换，转换为要渲染的图片的坐标系统，然后调用GDI+进行渲染。
对于对象的渲染，定义在Layer的名称空间里，在VectorLayer类的Render方法里，根据Geometry对象的层次依次遍历各个对象，然后调用Rendering名称空间的VectorRenderer的各个方法来渲染不同的点、线、面等对象。
在渲染具体对象时，我们看到这些方法都调用了一个TransformToImage的方法，而这个方法定义在不同的Geometry名称空间的不同类里，目的是由空间对象经过坐标变换后返回一个.net的绘图对象。
我们把这个流程整理如下：
Map对象GetMap方法→GetMap方法遍历其Layer，调用Layer的Render方法→各个Layer开始渲染自己，对于栅格和WMS层，返回范围内的图片即可，主要是VectorLayer的渲染→VectorLayer调用自己DataSource Provider的GetFeaturesInView方法，返回范围内的对象到一个列表→依次遍历列表的各个对象，调用Rendering名称空间的VectorRenderer的各个方法来渲染不同的点、线、面等对象→渲染这些对象前，调用几何对象的TransformToImage方法，返回一个.net的绘图对象→GDI+根据Style渲染
在最后一步，各个对象调用的TransformToImage方法其实是逐次转换这个对象的各个点。而点的坐标转换定义在Utilities.Transform下，有2个方法：
public static System.Drawing.PointF WorldtoMap(SharpMap.Geometries.Point p, SharpMap.Map map)
和
public static SharpMap.Geometries.Point MapToWorld(System.Drawing.PointF p, SharpMap.Map map)
分别转换WCS坐标到Image坐标和转换Image坐标到WCS坐标。
这是转换代码：
System.Drawing.PointF result = new System.Drawing.Point();double Height = (map.Zoom * map.Size.Height) / map.Size.Width;double left = map.Center.X - map.Zoom/2;double top = map.Center.Y + Height/2;double pxSize = map.Zoom / map.Size.Width;result.X = (float)Math.Round(((p.X - left) / pxSize), 0);result.Y = (float)Math.Round(((top - p.Y) / pxSize), 0);return result;left和top表示当前地图的左上角坐标，Height是高度，需要通过Zoom和Height来换算一下，也许写作map.Zoom * (map.Size.Height / map.Size.Width)更好理解一点。pxSize相当于在最终的图片上的一个单位相当于WCS的多少单位，这样，(p.X - left) / pxSize就是横坐标，纵坐标由于图片y轴相反，因此是(top - p.Y) / pxSize。有过Dos或者Windows图形编程经验的人对于这样的代码应该是非常熟悉。
这段代码的计算left、height、top、pxSize这些参数的语句其实应该在Map每次更改Zoom时计算比较好，因为这个函数会被调用非常多次（每个点都要转换坐标），不过这些都是优化的话了，可以放在系统稳定以后。
不同的地图单位和投影下的地图渲染操作
SharpMap目前还没有Unit的问题，在Map和Layer里也没有定义Unit，投影在新版0.90的beta里有部分代码。象ArcGIS和Mapinfo都支持动态投影，也就是对Map定义一个Unit和投影，对不同的Layer定义一个投影和Unit，他可以自动的转换这些Layer的Unit到地图，然后叠加显示。
这样的话，在显示（渲染）时，就需要对所有对象都要进行投影和尺度变换。虽然似乎在打开数据的时候进行转换，但是由于对于空间数据库，一次打开所有数据已经越来越不可能，而且对数据作分析的时候，如果数据打开时转换了数据的Unit，那么分析结果也会出现问题。因此，这类实现应该是在地图渲染时进行投影和变换。
