OpenLayers 6 代码绘制/draw交互组件绘制两种方式绘制椭圆过程详解

引言

OpenLayers可以通过代码绘制多种几何形状，也可以通过draw类型的交互组件绘制几何形状，官方实例提供了类如圆、折线、矩形、星形等方法。除此之外，椭圆这种图形其实也是非常常见的几何图形，但是官方没有提供现成的API，本文从使用代码绘制和交互绘制两种途径详细讲解一下椭圆的绘制。

一点理论基础

众所周知，OGC提供的标准geometry类型只有点、线、面以及它们的组合，并没有圆和椭圆，OpenLayers绘制圆的时候，采用的是正多边形逼近法拟合的“圆形”。虽然渲染到canvas上的实际图形是个多边形，但是在数据结构上，它仍然是个圆。圆形的公式可以写为：

$\frac{X^{2}}{a^{2}}+\frac{Y^{2}}{a^{2}}=1$

相对的，椭圆的公式可以写为：

$\frac{X^{2}}{a^{2}}+\frac{Y^{2}}{b^{2}}=1$

椭圆公式中的Y可以看做圆公式中的Y变换了 $\frac{a}{b}$ 倍之后得来。这里的公式中的X和Y对应的就是横纵坐标值。

OpenLayers的SimpleGeometry类及其子类提供了具有这种功能的函数scale，可以对横纵坐标进行按比例的拉伸变换。可以利用这个函数实现椭圆的绘制。

核心代码

下面是实现绘制椭圆的核心代码，无论是用代码绘制还是用draw交互组件绘制都需要用到它：

function genEllipseGeom(radiusMajor, radiusMinor, center, rotation) {var circle = new Circle(center, radiusMinor);var polygon = fromCircle(circle, 64);polygon.scale(radiusMajor / radiusMinor, 1);polygon.rotate(rotation, center);return polygon;
}

参数radiusMajor, radiusMinor, center, rotation分别对应椭圆的长半轴、短半轴、重心和旋转角度。

算法的主要思想是：首先以短半轴为半径生成了一个Circle类型的几何，然后通过这个理想圆生成了一个正64边形多边形，拟合这个圆。再将这个多边形进行按比例变换，变换之后的结果再进行旋转，最后得到的就是使用多边形拟合的椭圆。

代码控制绘制椭圆的完整代码

import { Map, View } from 'ol';
import TileLayer from 'ol/layer/Tile';
import OSM from 'ol/source/OSM';
import Circle from 'ol/geom/Circle';
import { fromCircle } from 'ol/geom/Polygon'
import VectorSource from 'ol/source/Vector';
import VectorLayer from 'ol/layer/Vector';
import Feature from 'ol/Feature';let tileLayer = new TileLayer({source: new OSM()
})
let map = new Map({target: 'map',layers: [tileLayer],view: new View({center: [11936406.337013, 3786384.633134],zoom: 5,constrainResolution: true})
});var vSource = new VectorSource()
var vLayer = new VectorLayer({source: vSource,}
)function genEllipseGeom(radiusMajor, radiusMinor, center, rotation) {var circle = new Circle(center, radiusMinor);var polygon = fromCircle(circle, 64);polygon.scale(radiusMajor / radiusMinor, 1);polygon.rotate(rotation, center);return polygon;
}var elGeom = genEllipseGeom(600000, 400000, [11936406.337013, 3786384.633134], Math.PI / 4);
var ef = new Feature(elGeom);
vSource.addFeature(ef);
map.addLayer(vLayer)

draw交互组件绘制椭圆

使用draw交互组件绘制椭圆与绘制圆形是类似的，可以有两种思路：

两点法：第一个点确定重心，第二个点与重心的横坐标之差确定长半轴，纵坐标值差确定短半轴。这个方案的缺点是无法通过绘制来自由定义椭圆的旋转角度。
三点法：同样第一个点确定重心，第二个点与重心的连线确定长半轴，连线与横坐标轴的夹角确定旋转角度；第三个点到长半轴的距离确定短半轴。

本文使用三点法来实现椭圆的交互绘制。主要思路是通过自定义draw组件的geometryFunction来实现三点法绘制的逻辑。

draw交互组件绘制椭圆的完整代码

import { Map, View } from 'ol';
import TileLayer from 'ol/layer/Tile';
import OSM from 'ol/source/OSM';
import Circle from 'ol/geom/Circle';
import Polygon from 'ol/geom/Polygon';
import { fromCircle } from 'ol/geom/Polygon'
import VectorSource from 'ol/source/Vector';
import VectorLayer from 'ol/layer/Vector';
import Feature from 'ol/Feature';
import Draw from 'ol/interaction/Draw';
import Style from 'ol/style/Style';
import Fill from 'ol/style/Fill';
import Stroke from 'ol/style/Stroke';
import CircleStyle from 'ol/style/Circle';
import GeometryType from 'ol/geom/GeometryType';function createEditingStyle(feature) {const styles = {};const white = [255, 255, 255, 1];const blue = [0, 0, 255, 1];const width = 3;styles[GeometryType.POLYGON] = [new Style({fill: new Fill({color: [255, 255, 255, 0.3]}),stroke: new Stroke({color: "#00FF00",})})];styles[GeometryType.MULTI_POLYGON] =styles[GeometryType.POLYGON];styles[GeometryType.LINE_STRING] = [new Style({stroke: new Stroke({color: [0, 255, 0, 0.3],width: width})})];styles[GeometryType.POINT] = [new Style({image: new CircleStyle({radius: width * 2,fill: new Fill({color: blue}),stroke: new Stroke({color: white,width: width / 2})}),zIndex: Infinity})];return styles[feature.getGeometry().getType()]
}
let tileLayer = new TileLayer({source: new OSM()
})
let map = new Map({target: 'map',layers: [tileLayer],view: new View({center: [11936406.337013, 3786384.633134],zoom: 5,constrainResolution: true})
});
var vSource = new VectorSource()
var vLayer = new VectorLayer({source: vSource,}
)
function genEllipseGeom(radiusMajor, radiusMinor, center, rotation) {var circle = new Circle(center, radiusMinor);var polygon = fromCircle(circle, 64);polygon.scale(radiusMajor / radiusMinor, 1);polygon.rotate(rotation, center);return polygon;
}
var elGeom = genEllipseGeom(600000, 400000, [11936406.337013, 3786384.633134], 0);
var ef = new Feature(elGeom);
vSource.addFeature(ef);
map.addLayer(vLayer)
var value = 'Polygon';
var geometryFunction;
var maxPoints = 3;
function geometryFunction(coordinates, geometry) {let cArray = coordinates[0]let center = cArray[0];let startPoint = cArray[1];let endPoint = cArray[2];if (!geometry) {geometry = new Polygon([]);}if (cArray.length == 3) {let coordinatesRing = cArray.slice()coordinatesRing.push(center)let plg = new Polygon([coordinatesRing])let plygArea = plg.getArea()let radiusMajor = Math.sqrt(Math.pow(center[0] - startPoint[0], 2) +Math.pow(center[1] - startPoint[1], 2))let radiusMinor = (plygArea * 2) / radiusMajor;let dx = startPoint[0] - center[0];let dy = startPoint[1] - center[1];let rotation = Math.atan(dx / dy);rotation = dy > 0 ? -rotation - Math.PI * 0.5 : -(Math.PI * 0.5 + rotation);let f = genEllipseGeom(radiusMajor, radiusMinor, center, rotation)geometry.setCoordinates(f.getCoordinates())}return geometry
}
var draw = new Draw({source: vSource,type: value,geometryFunction: geometryFunction,maxPoints: maxPoints,style: createEditingStyle});
map.addInteraction(draw);

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