☰

Mapa cónico conforme de Lambert

tag-icon • tag-icon tikz-pgf luatex coordinates
Mapa cónico conforme de Lambert

Quiero dibujar un mapa con TikZ y para empezar este mapa debería estar enProyección cónica conforme de Lambert. Sin embargo, para que sea más conveniente, me gustaría incluir algunoscálculos geodésicos, para que sea fácil y transparente para el usuario lo que está haciendo, sin necesidad de utilizar una herramienta externa para la conversión y el cálculo. Hice esto en el pasado, funciona bien, pero quiero llevarlo al siguiente nivel y buscar su opinión.

Un posible código de entrada con explicaciones en los comentarios podría verse así:

\begin{tikz}
\begin{projection}[type=Lambert conformal conic,stdlat1=2,stdlat2=-2,lon0=0,k=1]

\coordinate(point1) at (1.0,0.5); %1 degree North, 0.5 degree East
\coordinate(point2) at (-1.0,-0.5); %1 degree South, 0.5 degree West

\draw (point1) -- ++ (relative cs:100m,50m); %draw line from point1 to a coordinate 100 meters (in reality) to the east and 50 meters (in reality) to the north relative of point1
\draw (point1) -- (point2); %draw line from point1 to point2 (can be straight, does not have to be a geodesic)
\draw ($(point2) + (relative cs: 45:2nm)$) -- (point1); %draw a line from a point on a 45 degree bearing with a distance of 2 nautical miles from point1 to point2
\draw (point1) arc (relative cs: 60:90:3nm); %draw a circle segment from point1 with starting heading of 060 and end heading of 090 with a 3 nautical mile radius

\end{projection}
\end{tikz}

La nomenclatura de los parámetros de entrada se toma de laBiblioteca geodésica.

Cualquier idea, incluso los puntos de partida, son muy apreciadas, ya que ni siquiera pude encontrar algo parecido a esto. ¡Posibles implementaciones con LuaTeX o similar son bienvenidas!

Respuesta1

Gracias gato de @Schrödinger por tus excelentes aportes en los comentarios. Al aplicarlos pude crear una estructura básica para lo que necesitaba. Puedes ver cómo utilicé esto en un ejemplo práctico que traza 4 ciudades en los EE. UU., el estado de Arizona y una cuadrícula: ingrese la descripción de la imagen aquí El código para esto (sin los límites de Arizona, porque eso hace que el archivo sea demasiado grande) se ve así:

\documentclass{article}
\usepackage[a4paper, landscape, margin=0cm]{geometry}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}
    Arizona in Lambert Conical projection and the airports PHX, AUS, DTW and JFK
    
\directlua{lambert = require("lambert")}

\newcommand\addLUADEDplot[8]{%
\directlua{lambert.LambertConicalForward(#1,#2,#3,#4,#5,#6,#7,#8)}%
}

    \newenvironment{ellipsoid}[1][a=6378137,f=0.0033528106647475]{
    \setkeys{ellipsoid}{#1}}

    \newenvironment{lambertconical}[1][stdlat1=33,stdlat2=45,lon0=-112,k=1]{\setkeys{lambertconicalkeys}{#1}}
    
    \makeatletter
    \define@key{latlonkeys}{lat}{\def\mylat{#1}}
    \define@key{latlonkeys}{lon}{\def\mylon{#1}}
    \define@key{ellipsoid}{a}{\def\ellipsoidA{#1}}
    \define@key{ellipsoid}{f}{\def\ellipsoidF{#1}}
    \define@key{lambertconicalkeys}{stdlat1}{\def\lambertconicalStdLatONE{#1}}
    \define@key{lambertconicalkeys}{stdlat2}{\def\lambertconicalStdLatTWO{#1}}
    \define@key{lambertconicalkeys}{lon0}{\def\lambertconicalLonZERO{#1}}
    \define@key{lambertconicalkeys}{k}{\def\lambertconicalK{#1}}
    \makeatother
    \tikzdeclarecoordinatesystem{latlon}%
    {%
        \setkeys{latlonkeys}{#1}%
        \addLUADEDplot{\ellipsoidA}{\ellipsoidF}{\lambertconicalStdLatONE}{\lambertconicalStdLatTWO}{\lambertconicalK}{\lambertconicalLonZERO}{\mylat}{\mylon}%
    }

    \begin{tikzpicture}[scale=0.45]
    \begin{ellipsoid}[a=6378137,f=0.0033528106647475]
    \begin{lambertconical}[stdlat1=33,stdlat2=45,lon0=-112,k=0.00001]
        %\draw [->] (0,0,0) -- (0,0,350);
        \node at (latlon cs:lat=33.434167,lon=-112.011667){PHX};
        \node at (latlon cs:lat=30.194444,lon=-97.67){AUS};
        \node at (latlon cs:lat=42.2125,lon=-83.353333){DTW};
        \node at (latlon cs:lat=40.639722,lon=-73.778889){JFK};
        
        \foreach \lon in {-124,-123, ..., -66}
        {
            \foreach \lat in {25,26, ..., 49}
            {
                \draw (latlon cs:lat=\lat,lon=\lon) -- (latlon cs:lat=\lat,lon={\lon+1});
                \draw (latlon cs:lat=\lat,lon=\lon) -- (latlon cs:lat={\lat+1},lon=\lon);
            }
        }

    \end{lambertconical}
    \end{ellipsoid}
    \end{tikzpicture}
\end{document}

La implementación de Lua de la cónica conforme de Lambert (solo para una esfera, habrá complicaciones) se ve así:

local function print_LambertConformalConicForward(a,f,stdlat1,stdlat2,k1,lon0,lat,lon)
lat0 = 40;
n = math.log(math.cos(math.rad(stdlat1))/math.cos(math.rad(stdlat2))) / math.log( math.tan((math.pi/4)+math.rad(stdlat2/2)) / math.tan((math.pi/4)+math.rad(stdlat1/2)))
F = (math.cos(math.rad(stdlat1)) * math.pow(math.tan((math.pi/4)+math.rad(stdlat1/2)), n)) / n
rho = (a * F) / math.pow(math.tan((math.pi/4)+(math.rad(lat)/2)), n)
rho_0 = (a * F) / math.pow(math.tan((math.pi/4)+(math.rad(lat0)/2)), n)
theta = n * (math.rad(lon-lon0))

x = (rho * math.sin(theta)) * k1
y = (rho_0 - (rho * math.cos(theta))) * k1

tex.sprint("\\pgfpointxyz{"..x.."}{"..y.."}{0}%")
end

return { LambertConicalForward = print_LambertConformalConicForward }

EDITAR el 10/12/2021: Estoy trabajando en otro mapa y parece que no era el único que buscaba dibujar mapas con TikZ. Ahora hay un paquete para este propósito creado en mosaicos de mapas, pero también se puede usar sin un mapa básico: mercatormapse puede encontrar enhttps://ctan.org/pkg/mercatormap

información relacionada