纯QWidget绘制实现电子地图控件/非qml非web/多线程下载和加载瓦片/支持各种图形

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纯QWidget绘制实现电子地图控件/非qml非web/多线程下载和加载瓦片/支持各种图形

一、前言说明

之前做的地图组件，耗费了巨大的时间精力，前后完善了五年之多，能够想到的应用场景几乎都实现了，也有不少的用户，现场实际需求也不断反馈，不断的修改和增加功能，尽管优点很多，依然有个巨大缺点就是依赖浏览器控件，性能肯定是要打折扣的，毕竟有些嵌入式板子甚至老的开发环境，不一定有浏览器控件，就算有，在嵌入式板子环境上或者一些国产硬件的系统上，配置比较低，在浏览器上运行的网页，性能指数级下降，甚至一些环境连GPU都没有，老板为了节省成本，尽量选一些配置低的板子，所以也没有一种可能用QWidget绘制来实现呢，这样性能极好，而且控制度极高，qt的painter非常灵活可靠。

经过大量的尝试改造，总算在今年实现了这个地图控件，不依赖浏览器控件，也不依赖qml，有些人用的Qt自带的qml的location组件来实现的，这个尽管方便，但是性能也低，因为嵌入式环境配置低的板子，根本无法正常跑起来qml，别提要新版的Qt才有qlocaltion组件。用qwidget来实现有两个最大难点，一个是如何将地理坐标映射到像素绘制坐标，一个是如何快速的加载瓦片多线程绘制，这个必须采用多个分层绘制的机制。还有一个难点是绘制的图形有两大类，一种是面积大小自适应的比如多边形，一种是不需要自适应的一直是固定大小的比如标注点，这两种都需要在固定的经纬度区域，拖动移动要自动移动的对应的位置。将地理坐标映射到像素绘制坐标这个是最难的，整个地图组件的绘制要不断的将经纬度坐标转像素坐标，识别区域要将像素坐标转经纬度坐标。

二、效果图

在这里插入图片描述


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三、相关代码

#include"frmoverlay.h"#include"ui_frmoverlay.h"#include"qthelper.h"#include"maphelper.h"#include"overlayhelper.h"#include"magicfish.h" frmOverlay::frmOverlay(QWidget *parent):QWidget(parent),ui(new Ui::frmOverlay){ ui->setupUi(this);this->initForm();this->initConfig();this->loadMap();}frmOverlay::~frmOverlay(){delete ui;}void frmOverlay::initForm(){ lng =121.424362; lat =31.175942;connect(ui->mapWidget,SIGNAL(receivePoint(qreal, qreal)),this,SLOT(receivePoint(qreal, qreal)));connect(ui->cboxFlag->lineEdit(),SIGNAL(textChanged(QString)),this,SLOT(textChanged(QString)));}void frmOverlay::initConfig(){MapHelper::loadTileSource(ui->cboxTileSource, AppConfig::OverlaySource);connect(ui->cboxTileSource,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(saveConfig()));connect(ui->cboxTileSource,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(loadMap()));MapHelper::loadTileType(ui->cboxTileType, AppConfig::OverlayType);connect(ui->cboxTileType,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(saveConfig()));connect(ui->cboxTileType,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(loadMap())); ui->cboxOffline->setCurrentIndex(AppConfig::OverlayOffline);connect(ui->cboxOffline,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(saveConfig()));connect(ui->cboxOffline,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(loadMap())); ui->cboxCache->setCurrentIndex(AppConfig::OverlayCache);connect(ui->cboxCache,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(saveConfig()));connect(ui->cboxCache,SIGNAL(currentIndexChanged(int)),this,SLOT(loadMap()));}void frmOverlay::saveConfig(){ AppConfig::OverlaySource = ui->cboxTileSource->itemData(ui->cboxTileSource->currentIndex()).toInt(); AppConfig::OverlayType = ui->cboxTileType->itemData(ui->cboxTileType->currentIndex()).toInt(); AppConfig::OverlayOffline = ui->cboxOffline->currentIndex(); AppConfig::OverlayCache = ui->cboxCache->currentIndex();AppConfig::writeConfig();}void frmOverlay::reset(){ index =1; flag ="overlay1"; ui->cboxFlag->clear(); ui->cboxFlag->lineEdit()->setText(flag);}void frmOverlay::loadMap(){this->reset();int tileSource = ui->cboxTileSource->itemData(ui->cboxTileSource->currentIndex()).toInt(); ui->mapWidget->setTileSource(TileSource(tileSource));int tileType = ui->cboxTileType->itemData(ui->cboxTileType->currentIndex()).toInt(); ui->mapWidget->setTileType(TileType(tileType)); QString offlinePath =TileHelper::getOfflinePath(TileSource(tileSource)); ui->mapWidget->setOffline(ui->cboxOffline->currentIndex()==1); ui->mapWidget->setOfflinePath(offlinePath); QString cachePath =(ui->cboxCache->currentIndex()==1?QtHelper::appPath()+"/mapcache":""); ui->mapWidget->setCachePath(cachePath);}void frmOverlay::receivePoint(qreal lng, qreal lat){this->lng = lng;this->lat = lat; ui->txtLng->setText(QString::number(lng,'f',6)); ui->txtLat->setText(QString::number(lat,'f',6));}void frmOverlay::addIndex(){ index++; QString text =QString("overlay%1").arg(index); QString item =QString("overlay%1").arg(index -1); ui->cboxFlag->addItem(item); ui->cboxFlag->lineEdit()->setText(text);}void frmOverlay::textChanged(const QString &arg1){if(!arg1.isEmpty()){this->flag = arg1;}}void frmOverlay::on_btnAddMarker_clicked(){ QString file =":/image/marker.png";//QString file = ":/image/gif_person.gif"; OverlayBase *marker = ui->mapWidget->addMarker(flag, lng, lat, file);OverlayHelper::updateText(marker,"标注点文本","#000000",4,0,"");this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnDeleteMarker_clicked(){ ui->mapWidget->deleteOverlay(flag);}void frmOverlay::on_btnUpdateMarker_clicked(){ QString file =":/image/gif_person.gif"; OverlayBase *marker = ui->mapWidget->updateMarker(flag, lng, lat, file);OverlayHelper::updateText(marker,"新的文本底部居中","#ff0000",8,0,"",20);}void frmOverlay::on_btnRotateMarker_clicked(){ ui->mapWidget->updateMarker(flag,NULL,NULL,QString(),QPixmap(),30);}void frmOverlay::on_btnAddLabel_clicked(){ ui->mapWidget->addLabel(flag, lng, lat,"#ff0000","测试文本",2);this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnUpdateLabel_clicked(){ ui->mapWidget->updateLabel(flag, lng, lat,"#00ffff","新的文本",8,20);}void frmOverlay::on_btnAddPolyline_clicked(){ QPointF point(lng, lat); QList<QPointF> points =MapHelper::getRandPoints(point,4,0.1); ui->mapWidget->addPolyline(flag, points,"#ff0000",3);this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnUpdatePolyline_clicked(){ ui->mapWidget->updatePolyline(flag,QStringList(),QColor(0,100,100,180),5);}void frmOverlay::on_btnAddPolygon_clicked(){ QPointF point(lng, lat); QList<QPointF> points =MapHelper::getRandPoints(point,3,0.15); ui->mapWidget->addPolygon(flag, points,"#00ff00",2,QColor(0,255,0,100));this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnUpdatePolygon_clicked(){ ui->mapWidget->updatePolygon(flag,QStringList(), Qt::yellow,4,QColor(250,200,89,150));}void frmOverlay::on_btnAddRectangle_clicked(){ QPointF point(lng, lat); QList<QPointF> points =MapHelper::getRandPoints(point,1,0.15); ui->mapWidget->addRectangle(flag, points.at(0), points.at(1),"#008888",2,QColor(0,255,0,100));this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnUpdateRectangle_clicked(){ ui->mapWidget->updateRectangle(flag,QPointF(),QPointF(), Qt::red,3,QColor(255,0,89,150));}void frmOverlay::on_btnAddCircle_clicked(){//根据当前缩放级别获取合适的长度int distance =MapHelper::getDistance(ui->mapWidget->getZoom()); qreal radius =MapHelper::getRadius(distance); ui->mapWidget->addCircle(flag, lng, lat, radius,"#0000ff",3,QColor(0,0,255,50));this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnUpdateCircle_clicked(){ qreal radius =MapHelper::getRadius(8000); ui->mapWidget->updateCircle(flag, lng, lat, radius,"#ff0000");}void frmOverlay::on_btnAddWidget_clicked(){ MagicFish *widget =newMagicFish(ui->mapWidget); ui->mapWidget->addWidget(flag, lng, lat, widget);this->addIndex();}void frmOverlay::on_btnUpdateWidget_clicked(){ ui->mapWidget->updateWidget(flag, lng, lat);}void frmOverlay::on_btnAddBoundary_clicked(){on_btnClearOverlay_clicked(); QString fileName =QtHelper::getOpenFileName("*.txt",QtHelper::appPath()+"/mapboundary");if(!fileName.isEmpty()){ QFile file(fileName);if(file.open(QFile::ReadOnly | QFile::Text)){ QString points = file.readAll(); ui->mapWidget->addBoundary("boundary", points,"#ff55ff",2,QColor(255,100,255,100));}}}void frmOverlay::on_btnAddOverlays_clicked(){//批量添加可以先禁用重绘 OverlayHelper::redraw =false;on_btnClearOverlay_clicked(); ui->mapWidget->setZoom(10); ui->mapWidget->setCenter(121.424362,31.175942);for(int i =0; i <1000;++i){ qreal lng =QtHelper::getRandFloat(121.135250,121.77727); qreal lat =QtHelper::getRandFloat(30.99056,31.43569); qreal r =QtHelper::getRandFloat(0.02,0.07); QColor color =QtHelper::getRandColor(); QColor bgColor = color; bgColor.setAlpha(150); ui->mapWidget->addCircle(QString("circle%1").arg(i), lng, lat, r, color,3, bgColor);}//添加完成后启用重绘 OverlayHelper::redraw =true;}void frmOverlay::on_btnDeleteOverlay_clicked(){ ui->mapWidget->deleteOverlay(flag);}void frmOverlay::on_btnDeleteGroup_clicked(){ ui->mapWidget->deleteGroup("circle");}void frmOverlay::on_btnClearOverlay_clicked(){this->reset(); ui->mapWidget->clearOverlay();}void frmOverlay::on_btnVisibleOverlay_clicked(){if(ui->btnVisibleOverlay->text()=="显示所有"){ ui->mapWidget->setOverlayVisible("",true); ui->btnVisibleOverlay->setText("隐藏所有");}else{ ui->mapWidget->setOverlayVisible("",false); ui->btnVisibleOverlay->setText("显示所有");}}

四、相关地址

  1. 国内站点：https://gitee.com/feiyangqingyun
  2. 国际站点：https://github.com/feiyangqingyun
  3. 个人作品：https://blog.ZEEKLOG.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
  4. 文件地址：https://pan.baidu.com/s/1ZxG-oyUKe286LPMPxOrO2A 提取码：o05q 文件名：bin_mapwidget.zip

五、功能特点

  1. 支持各种地图源，包括天地图、高德地图、腾讯地图、谷歌地图、微软地图等。
  2. 标准WGS-84地球坐标系，采用默卡托投影，可以拓展其他坐标系和投影规则。
  3. 支持在线和离线两种场景需求，可以自定义在线瓦片地址格式和离线瓦片地址格式。
  4. 多线程下载和加载瓦片图片文件，多线程绘制，自动缓存瓦片文件。
  5. 在线模式下，可以开启是否缓存文件，指定缓存路径，将下载的瓦片文件存放到本地，默认优先从缓存文件查找，如果存在缓存文件则加载缓存文件，不存在则联网下载。
  6. 可以拖动地图，鼠标滚轮放大和缩小地图，以鼠标所在位置作为缩放中心点，提供缩放控件手动单击进行操作。
  7. 多图层机制，支持多个瓦片叠加图层和图形绘制图层，全部采用双缓冲技术，所有的图形和瓦片全部绘制到一个图片文件上，最终再将图片文件绘制到地图控件。不可见区域的图层包括覆盖物不会触发绘制，降低CPU占用。
  8. 预加载机制，默认绘制的图层大小以当前区域往四周放大两倍，这样在鼠标拖动和缩放的时候，不会看到明显的加载过程，体验更佳。
  9. 内置了多种图形覆盖物，包括标注点、折线、多边形、矩形、圆形等，可以设置边框颜色粗细、填充颜色和透明度等参数。
  10. 标注点支持旋转角度和提示文本，其中提示文本可以设置在标注点的相对位置，位置包括左侧、右侧、上侧、下侧、中间、左上角、右上角、左下角、右下角。标注点本身也可以设置相对位置，默认按照底部居中对齐，一般圆形图标可以设置中心点对齐。标注点图片支持gif动图，可以动态切换静态图和动图。
  11. 所有的覆盖物可以动态更新前景色、颜色粗细、背景颜色、颜色透明度等。
  12. 支持删除单个覆盖物、删除一种类型的覆盖物、删除所有覆盖物、隐藏指定覆盖物等。
  13. 可以动态启动禁用比例尺、十字线、缩放控件、地图拖曳、键盘操作、滚轮缩放、双击放大等特性。
  14. 可以任意指定经纬度区域进行瓦片拼接保存成图片文件，也可以直接对整个可视区域或者缓存区域的地图图片文件保存。支持任意多边形轮廓保存成图片，比如某个行政区的瓦片保存。
  15. 覆盖物可以动态设置zindex层叠顺序，值越大，越显示在前面，内部维护着一个zindex表，默认按照添加的先后顺序增加，后面添加的显示在前面，主动设置后，按照设置的zindex来绘制。
  16. 支持将QWidget对象作为覆盖物添加到地图控件中，跟随地图移动位置，极大提高灵活性，比如可以将自定义控件直接作为地图控件的子对象加入进去。
  17. 大量使用按需绘制机制，包括内部提供合理的默认值来触发绘制，也可以手动传入参数指定是否需要立即绘制，比如删除了某个覆盖物，有些频繁的操作可以不指定立即绘制，等操作完成后再统一一起绘制，效率更高。
  18. 默认开启缓存瓦片机制，所有加载过的瓦片文件都存储在内存中，下次再次绘制直接从内存取出来绘制，既不需要从联网获取，也不需要从缓存文件获取，直接内存取出来绘制，响应迅速效率最高体验最佳。
  19. 支持批量添加覆盖物，比如几万个标注点和圆形，都是瞬间完成绘制，相比web网页的方式，性能提升百倍以上。
  20. 支持街道图、卫星图、混合图、路网图等各种图层，可以任意叠加N个图层，甚至杂交不同地图厂家的瓦片文件。
  21. 纯QWidget绘制，非qml也非web，不依赖qml或者浏览器控件，支持极低性能的嵌入式环境。
  22. 支持任意Qt版本、任意系统、任意编译器，包括嵌入式linux和各种国产电脑环境。

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