ズームレベルとタイルグリッド

[アーティクル]
2025-05-07

Azure Maps では、球面メルカトル投影座標系 (EPSG:3857) が使用されます。投影は、球面地球をフラットマップに変換するために使用される数学モデルです。球面メルカトル図法では、マップが極に引き伸ばされ、正方形のマップが作成されます。この投影は、マップの縮尺と面積を大幅に歪めますが、この歪みを上回る 2 つの重要なプロパティがあります。

これはコンフォーマル投影であり、比較的小さなオブジェクトの形状を保持することを意味します。航空写真を表示する場合は、小さなオブジェクトの形状を維持することが特に重要です。たとえば、建物の形状が歪むのを防ぐ必要があります。四角い建物は長方形ではなく、正方形に見えるべきです。
円柱状の投影です。北と南は常に上下で、西と東は常に左と右です。

マップの取得と表示のパフォーマンスを最適化するために、マップは正方形のタイルに分割されます。 Azure Maps SDK の使用タイルのサイズは、道路地図では 512 x 512 ピクセル、衛星画像では 256 x 256 ピクセル未満です。 Azure Maps には、0 から 22 までの 23 のズームレベルに対応するラスタータイルとベクタータイルが用意されています。ズームレベル 0 では、世界全体が 1 つのタイルに収まります。

世界地図タイル

ズームレベル 1 では、4 つのタイルを使用してワールドをレンダリングします。2 x 2 四角形

2x2 地図タイルレイアウト

ズームレベルを追加するたびに、前のタイルが 4 分割され、2 ズーム x 2^ズームのグリッドが作成^されます。ズームレベル 22 は、グリッド 2²² x 2²²、または 4,194,304 x 4,194,304 タイル (合計で 17,592,186,044,416 タイル) です。

Web 用の Azure Maps 対話型マップコントロールでは、0 から 24 の番号が付いた 25 のズームレベルがサポートされます。ただし、道路データをズームレベルで使用できるのは、タイルが使用可能な場合のみです。

次の表は、タイルサイズが 256 ピクセルの正方形であるズームレベルの値の完全な一覧を示しています。

ズームレベル	メートル/ピクセル	メートル/タイル一辺
0	156543	40075017
1	78271.5	20037508
2	39135.8	10018754
3	19567.88	5009377.1
4	9783.94	2504688.5
5	4891.97	1252344.3
6	2445.98	626172.1
7	1222.99	313086.1
8	611.5	156543
9	305.75	78,271.5
10	152.87	39135.8
11	76.44	19,567.9
12	38.219	9783.94
13	19.109	4891.97
14	9.555	2445.98
15	4.777	1222.99
16	2.3887	611.496
十七	1.1943	305.748
18	0.5972	152.874
19	0.2986	76.437
20	0.14929	38.2185
21 (二十一)	0.074646	19.10926
22	0.037323	9.55463
23	0.0186615	4.777315
二十四	0.00933075	2.3886575

ピクセル座標

各ズームレベルで使用する投影とスケールを選択したら、地理座標をピクセル座標に変換できます。特定のズームレベルに対するワールドのマップイメージの全ピクセル幅と高さは、次のように計算されます。

var mapWidth = tileSize * Math.pow(2, zoom);

var mapHeight = mapWidth;

マップの幅と高さはズームレベルごとに異なるため、ピクセル座標も異なります。マップの左上隅にあるピクセルには、常にピクセル座標 (0,0) があります。マップの右下隅のピクセルにはピクセル座標 (幅 1、高さ-1) があります。または前のセクション の数式 (tileSize * 2^zoom-1、tileSize * 2^zoom-1) を参照します。たとえば、レベル 2 で 512 平方タイルを使用する場合、ピクセル座標の範囲は (0, 0) から (2047, 2047) です。次のようになります。

ピクセルディメンションを示すマップ

緯度と経度を度単位で指定し、詳細レベルを指定すると、ピクセル XY 座標は次のように計算されます。

var sinLatitude = Math.sin(latitude * Math.PI/180);

var pixelX = ((longitude + 180) / 360) * tileSize * Math.pow(2, zoom);

var pixelY = (0.5 – Math.log((1 + sinLatitude) / (1 – sinLatitude)) / (4 * Math.PI)) * tileSize * Math.pow(2, zoom);

緯度と経度の値は WGS 84 データム上にあると見なされます。 Azure Maps では球面投影を使用しますが、すべての地理座標を共通のデータムに変換することが重要です。 WGS 84 は、選択したデータムです。経度の値は、-180 度から +180 度の範囲であると見なされ、緯度の値を -85.05112878 から 85.05112878 までの範囲にクリップする必要があります。これらの値に従うと、極での特異点が回避され、投影されたマップが 2 乗形状であることが保証されます。

タイル座標

マップの取得と表示のパフォーマンスを最適化するために、レンダリングされたマップをタイルに切り取ります。ピクセルの数とタイルの数は、ズームレベルごとに異なります。

var numberOfTilesWide = Math.pow(2, zoom);

var numberOfTilesHigh = numberOfTilesWide;

各タイルには、左上の (0, 0) から右下の (2^ズーム - 1、2^ズーム - 1) までの XY 座標が指定されます。たとえば、ズームレベル 3 では、タイル座標の範囲は (0, 0) ~ (7, 7) です。

タイル座標のマップ

ピクセル XY 座標のペアを指定すると、そのピクセルを含むタイルのタイル XY 座標を簡単に決定できます。

var tileX = Math.floor(pixelX / tileSize);

var tileY = Math.floor(pixelY / tileSize);

タイルはズームレベルによって呼び出されます。 x 座標と y 座標は、そのズームレベルのグリッド上のタイルの位置に対応します。

使用するズームレベルを決定するときは、各場所がタイル上の固定位置にある点に注意してください。その結果、地域の特定の広がりを表示するために必要なタイルの数は、世界地図上のズームグリッドの特定の配置に依存します。たとえば、900 メートル離れた 2 つのポイントがある場合、ズームレベル 17 でそれらの間のルートを表示するのに 3 つのタイルしか必要と されないことがあります 。ただし、西のポイントがタイルの右側にあり、タイルの左側の東のポイントにある場合は、次の 4 つのタイルが必要になることがあります。

デモスケールを拡大する

ズームレベルが決定されると、x と y の値を計算できます。各ズームグリッドの左上のタイルは x=0、y=0 です。右下のタイルは x=2^zoom-1、y=2^{zoom-1 です}。

ズームレベル 1 のズームグリッドを次に示します。

ズームレベル 1 のズームグリッド

Quadkey インデックス

一部のマッピングプラットフォームでは、タイルの ZY 座標を、quadtree キーまたはquadkeysと呼ばれる 1 次元文字列に結合するquadkeyインデックス付け名前付け規則を使用します。各 quadkey は、特定の詳細レベルで 1 つのタイルを一意に識別し、一般的なデータベース B ツリーインデックスのキーとして使用できます。 Azure Maps SDK では、「タイルレイヤーの追加」ドキュメントに記載されている他の名前付け規則に加えて、 quadkey 名前付け規則を使用するタイルレイヤーのオーバーレイがサポートされています。

注

quadkeysの名前付け規則は、1 つ以上のズームレベルでのみ機能します。 Azure Maps SDK のサポートズームレベル 0 は、世界中の 1 つのマップタイルです。

タイル座標を quadkeyに変換するには、Y 座標と X 座標のビットがインターリーブされ、結果は base-4 数値 (先頭に 0 が保持されます) として解釈され、文字列に変換されます。たとえば、レベル 3 のタイル XY 座標 (3, 5) を指定すると、 quadkey は次のように決定されます。

tileX = 3 = 011 (base 2)

tileY = 5 = 101 (base 2)

quadkey = 100111 (base 2) = 213 (base 4) = "213"

Qquadkeys には、いくつかの興味深いプロパティがあります。まず、 quadkey の長さ (桁数) は、対応するタイルのズームレベルと等しくなります。次に、タイルの quadkey は、親タイルの quadkey (前のレベルのタイルを含む) で始まります。次の例に示すように、タイル 2 はタイル 20 から 23 の親です。

クワッドキータイルピラミッド

最後に、 quadkeys は、通常、XY 空間内のタイルの近接性を保持する 1 次元インデックスキーを提供します。つまり、近くの XY 座標を持つ 2 つのタイルには、通常、比較的近い quadkeys があります。これはデータベースのパフォーマンスを最適化するために重要です。これは、隣接するタイルがグループで要求されることが多く、ディスク読み取りの数を最小限に抑えるために、それらのタイルを同じディスクブロックに保持することが望ましいためです。

タイル演算のソースコード

次のサンプルコードは、このドキュメントで説明する関数を実装する方法を示しています。これらの関数は、必要に応じて他のプログラミング言語に簡単に変換できます。

C#
TypeScript

using System;
using System.Text;

namespace AzureMaps
{
    /// <summary>
    /// Tile System math for the Spherical Mercator projection coordinate system (EPSG:3857)
    /// </summary>
    public static class TileMath
    {
        //Earth radius in meters.
        private const double EarthRadius = 6378137;

        private const double MinLatitude = -85.05112878;
        private const double MaxLatitude = 85.05112878;
        private const double MinLongitude = -180;
        private const double MaxLongitude = 180;

        /// <summary>
        /// Clips a number to the specified minimum and maximum values.
        /// </summary>
        /// <param name="n">The number to clip.</param>
        /// <param name="minValue">Minimum allowable value.</param>
        /// <param name="maxValue">Maximum allowable value.</param>
        /// <returns>The clipped value.</returns>
        private static double Clip(double n, double minValue, double maxValue)
        {
            return Math.Min(Math.Max(n, minValue), maxValue);
        }

        /// <summary>
        /// Calculates width and height of the map in pixels at a specific zoom level from -180 degrees to 180 degrees.
        /// </summary>
        /// <param name="zoom">Zoom Level to calculate width at</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>Width and height of the map in pixels</returns>
        public static double MapSize(double zoom, int tileSize)
        {
            return Math.Ceiling(tileSize * Math.Pow(2, zoom));
        }

        /// <summary>
        /// Calculates the Ground resolution at a specific degree of latitude in meters per pixel.
        /// </summary>
        /// <param name="latitude">Degree of latitude to calculate resolution at</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level to calculate resolution at</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>Ground resolution in meters per pixels</returns>
        public static double GroundResolution(double latitude, double zoom, int tileSize)
        {
            latitude = Clip(latitude, MinLatitude, MaxLatitude);
            return Math.Cos(latitude * Math.PI / 180) * 2 * Math.PI * EarthRadius / MapSize(zoom, tileSize);
        }

        /// <summary>
        /// Determines the map scale at a specified latitude, level of detail, and screen resolution.
        /// </summary>
        /// <param name="latitude">Latitude (in degrees) at which to measure the map scale.</param>
        /// <param name="zoom">Level of detail, from 1 (lowest detail) to 23 (highest detail).</param>
        /// <param name="screenDpi">Resolution of the screen, in dots per inch.</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>The map scale, expressed as the denominator N of the ratio 1 : N.</returns>
        public static double MapScale(double latitude, double zoom, int screenDpi, int tileSize)
        {
            return GroundResolution(latitude, zoom, tileSize) * screenDpi / 0.0254;
        }

        /// <summary>
        /// Global Converts a Pixel coordinate into a geospatial coordinate at a specified zoom level. 
        /// Global Pixel coordinates are relative to the top left corner of the map (90, -180)
        /// </summary>
        /// <param name="pixel">Pixel coordinates in the format of [x, y].</param>  
        /// <param name="zoom">Zoom level</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>A position value in the format [longitude, latitude].</returns>
        public static double[] GlobalPixelToPosition(double[] pixel, double zoom, int tileSize)
        {
            var mapSize = MapSize(zoom, tileSize);

            var x = (Clip(pixel[0], 0, mapSize - 1) / mapSize) - 0.5;
            var y = 0.5 - (Clip(pixel[1], 0, mapSize - 1) / mapSize);

            return new double[] {
                360 * x,    //Longitude
                90 - 360 * Math.Atan(Math.Exp(-y * 2 * Math.PI)) / Math.PI  //Latitude
            };
        }

        /// <summary>
        /// Converts a point from latitude/longitude WGS-84 coordinates (in degrees) into pixel XY coordinates at a specified level of detail.
        /// </summary>
        /// <param name="position">Position coordinate in the format [longitude, latitude]</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level.</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param> 
        /// <returns>A global pixel coordinate.</returns>
        public static double[] PositionToGlobalPixel(double[] position, int zoom, int tileSize)
        {
            var latitude = Clip(position[1], MinLatitude, MaxLatitude);
            var longitude = Clip(position[0], MinLongitude, MaxLongitude);

            var x = (longitude + 180) / 360;
            var sinLatitude = Math.Sin(latitude * Math.PI / 180);
            var y = 0.5 - Math.Log((1 + sinLatitude) / (1 - sinLatitude)) / (4 * Math.PI);

            var mapSize = MapSize(zoom, tileSize);

            return new double[] {
                 Clip(x * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1),
                 Clip(y * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1)
            };
        }

        /// <summary>
        /// Converts pixel XY coordinates into tile XY coordinates of the tile containing the specified pixel.
        /// </summary>
        /// <param name="pixel">Pixel coordinates in the format of [x, y].</param>  
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <param name="tileX">Output parameter receiving the tile X coordinate.</param>
        /// <param name="tileY">Output parameter receiving the tile Y coordinate.</param>
        public static void GlobalPixelToTileXY(double[] pixel, int tileSize, out int tileX, out int tileY)
        {
            tileX = (int)(pixel[0] / tileSize);
            tileY = (int)(pixel[1] / tileSize);
        }

        /// <summary>
        /// Performs a scale transform on a global pixel value from one zoom level to another.
        /// </summary>
        /// <param name="pixel">Pixel coordinates in the format of [x, y].</param>  
        /// <param name="oldZoom">The zoom level in which the input global pixel value is from.</param>  
        /// <returns>A scale pixel coordinate.</returns>
        public static double[] ScaleGlobalPixel(double[] pixel, double oldZoom, double newZoom)
        {
            var scale = Math.Pow(2, oldZoom - newZoom);

            return new double[] { pixel[0] * scale, pixel[1] * scale };
        }

        /// <summary>
        /// Performs a scale transform on a set of global pixel values from one zoom level to another.
        /// </summary>
        /// <param name="pixels">A set of global pixel value from the old zoom level. Points are in the format [x,y].</param>
        /// <param name="oldZoom">The zoom level in which the input global pixel values is from.</param>
        /// <param name="newZoom">The new zoom level in which the output global pixel values should be aligned with.</param>
        /// <returns>A set of global pixel values that has been scaled for the new zoom level.</returns>
        public static double[][] ScaleGlobalPixels(double[][] pixels, double oldZoom, double newZoom)
        {
            var scale = Math.Pow(2, oldZoom - newZoom);

            var output = new System.Collections.Generic.List<double[]>();
            foreach (var p in pixels)
            {
                output.Add(new double[] { p[0] * scale, p[1] * scale });
            }

            return output.ToArray();
        }

        /// <summary>
        /// Converts tile XY coordinates into a global pixel XY coordinates of the upper-left pixel of the specified tile.
        /// </summary>
        /// <param name="tileX">Tile X coordinate.</param>
        /// <param name="tileY">Tile Y coordinate.</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <param name="pixelX">Output parameter receiving the X coordinate of the point, in pixels.</param>  
        /// <param name="pixelY">Output parameter receiving the Y coordinate of the point, in pixels.</param>  
        public static double[] TileXYToGlobalPixel(int tileX, int tileY, int tileSize)
        {
            return new double[] { tileX * tileSize, tileY * tileSize };
        }

        /// <summary>
        /// Converts tile XY coordinates into a quadkey at a specified level of detail.
        /// </summary>
        /// <param name="tileX">Tile X coordinate.</param>
        /// <param name="tileY">Tile Y coordinate.</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level</param>
        /// <returns>A string containing the quadkey.</returns>
        public static string TileXYToQuadKey(int tileX, int tileY, int zoom)
        {
            var quadKey = new StringBuilder();
            for (int i = zoom; i > 0; i--)
            {
                char digit = '0';
                int mask = 1 << (i - 1);
                if ((tileX & mask) != 0)
                {
                    digit++;
                }
                if ((tileY & mask) != 0)
                {
                    digit++;
                    digit++;
                }
                quadKey.Append(digit);
            }
            return quadKey.ToString();
        }

        /// <summary>
        /// Converts a quadkey into tile XY coordinates.
        /// </summary>
        /// <param name="quadKey">Quadkey of the tile.</param>
        /// <param name="tileX">Output parameter receiving the tile X coordinate.</param>
        /// <param name="tileY">Output parameter receiving the tile Y coordinate.</param>
        /// <param name="zoom">Output parameter receiving the zoom level.</param>
        public static void QuadKeyToTileXY(string quadKey, out int tileX, out int tileY, out int zoom)
        {
            tileX = tileY = 0;
            zoom = quadKey.Length;
            for (int i = zoom; i > 0; i--)
            {
                int mask = 1 << (i - 1);
                switch (quadKey[zoom - i])
                {
                    case '0':
                        break;

                    case '1':
                        tileX |= mask;
                        break;

                    case '2':
                        tileY |= mask;
                        break;

                    case '3':
                        tileX |= mask;
                        tileY |= mask;
                        break;

                    default:
                        throw new ArgumentException("Invalid QuadKey digit sequence.");
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// Calculates the XY tile coordinates that a coordinate falls into for a specific zoom level.
        /// </summary>
        /// <param name="position">Position coordinate in the format [longitude, latitude]</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <param name="tileX">Output parameter receiving the tile X position.</param>
        /// <param name="tileY">Output parameter receiving the tile Y position.</param>
        public static void PositionToTileXY(double[] position, int zoom, int tileSize, out int tileX, out int tileY)
        {
            var latitude = Clip(position[1], MinLatitude, MaxLatitude);
            var longitude = Clip(position[0], MinLongitude, MaxLongitude);

            var x = (longitude + 180) / 360;
            var sinLatitude = Math.Sin(latitude * Math.PI / 180);
            var y = 0.5 - Math.Log((1 + sinLatitude) / (1 - sinLatitude)) / (4 * Math.PI);

            //tileSize needed in calculations as in rare cases the multiplying/rounding/dividing can make the difference of a pixel which can result in a completely different tile. 
            var mapSize = MapSize(zoom, tileSize);
            tileX = (int)Math.Floor(Clip(x * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1) / tileSize);
            tileY = (int)Math.Floor(Clip(y * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1) / tileSize);
        }

        /// <summary>
        /// Calculates the tile quadkey strings that are within a specified viewport.
        /// </summary>
        /// <param name="position">Position coordinate in the format [longitude, latitude]</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level</param>
        /// <param name="width">The width of the map viewport in pixels.</param>
        /// <param name="height">The height of the map viewport in pixels.</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>A list of quadkey strings that are within the specified viewport.</returns>
        public static string[] GetQuadkeysInView(double[] position, int zoom, int width, int height, int tileSize)
        {
            var p = PositionToGlobalPixel(position, zoom, tileSize);

            var top = p[1] - height * 0.5;
            var left = p[0] - width * 0.5;

            var bottom = p[1] + height * 0.5;
            var right = p[0] + width * 0.5;

            var tl = GlobalPixelToPosition(new double[] { left, top }, zoom, tileSize);
            var br = GlobalPixelToPosition(new double[] { right, bottom }, zoom, tileSize);

            //Boudning box in the format: [west, south, east, north];
            var bounds = new double[] { tl[0], br[1], br[0], tl[1] };

            return GetQuadkeysInBoundingBox(bounds, zoom, tileSize);
        }

        /// <summary>
        /// Calculates the tile quadkey strings that are within a bounding box at a specific zoom level.
        /// </summary>
        /// <param name="bounds">A bounding box defined as an array of numbers in the format of [west, south, east, north].</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level to calculate tiles for.</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>A list of quadkey strings.</returns>
        public static string[] GetQuadkeysInBoundingBox(double[] bounds, int zoom, int tileSize)
        {
            var keys = new System.Collections.Generic.List<string>();

            if (bounds != null && bounds.Length >= 4)
            {
                PositionToTileXY(new double[] { bounds[3], bounds[0] }, zoom, tileSize, out int tlX, out int tlY);
                PositionToTileXY(new double[] { bounds[1], bounds[2] }, zoom, tileSize, out int brX, out int brY);

                for (int x = tlX; x <= brX; x++)
                {
                    for (int y = tlY; y <= brY; y++)
                    {
                        keys.Add(TileXYToQuadKey(x, y, zoom));
                    }
                }
            }

            return keys.ToArray();
        }

        /// <summary>
        /// Calculates the bounding box of a tile.
        /// </summary>
        /// <param name="tileX">Tile X coordinate</param>
        /// <param name="tileY">Tile Y coordinate</param>
        /// <param name="zoom">Zoom level</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid.</param>
        /// <returns>A bounding box of the tile defined as an array of numbers in the format of [west, south, east, north].</returns>
        public static double[] TileXYToBoundingBox(int tileX, int tileY, double zoom, int tileSize)
        {
            //Top left corner pixel coordinates
            var x1 = (double)(tileX * tileSize);
            var y1 = (double)(tileY * tileSize);

            //Bottom right corner pixel coordinates
            var x2 = (double)(x1 + tileSize);
            var y2 = (double)(y1 + tileSize);

            var nw = GlobalPixelToPosition(new double[] { x1, y1 }, zoom, tileSize);
            var se = GlobalPixelToPosition(new double[] { x2, y2 }, zoom, tileSize);

            return new double[] { nw[0], se[1], se[0], nw[1] };
        }

        /// <summary>
        /// Calculates the best map view (center, zoom) for a bounding box on a map.
        /// </summary>
        /// <param name="bounds">A bounding box defined as an array of numbers in the format of [west, south, east, north].</param>
        /// <param name="mapWidth">Map width in pixels.</param>
        /// <param name="mapHeight">Map height in pixels.</param>
        /// <param name="latitude">Output parameter receiving the center latitude coordinate.</param>
        /// <param name="longitude">Output parameter receiving the center longitude coordinate.</param>
        /// <param name="zoom">Output parameter receiving the zoom level</param>
        /// <param name="padding">Width in pixels to use to create a buffer around the map. This is to keep markers from being cut off on the edge. Default: 0</param>
        /// <param name="tileSize">The size of the tiles in the tile pyramid. Default: 512</param>
        /// <param name="maxZoom">Optional maximum zoom level to return. Useful when the bounding box represents a very small area. Default: 24</param>
        /// <param name="allowFloatZoom">Specifies if the returned zoom level should be a float or rounded down to an whole integer zoom level. Default: true</param>
        public static void BestMapView(BoundingBox bounds, double mapWidth, double mapHeight, out double centerLat, out double centerLon, out double zoom, int padding = 0, int tileSize = 512, double maxZoom = 24, bool allowFloatZoom = true)
        {
        	centerLat = 0;
        	centerLon = 0;
        	zoom = 0;
        
        	if (bounds != null && mapWidth > 0 && mapHeight > 0)
        	{
        		//Ensure padding is valid.
        		padding = Math.Abs(padding);
        
        		//Ensure max zoom is within valid range.
        		maxZoom = Clip(maxZoom, 0, 24);
        
        		//Do pixel calculations at zoom level 24 as that will provide a high level of visual accuracy.
        		int pixelZoom = 24;
        
        		//Calculate mercator pixel coordinate at zoom level 24.
        		var wnPixel = PositionToGlobalPixel(new double[] { bounds[0], bounds[3] }, pixelZoom, tileSize);
        		var esPixel = PositionToGlobalPixel(new double[] { bounds[2], bounds[1] }, pixelZoom, tileSize);
        
        		//Calculate the pixel distance between pixels for each axis.
        		double dx = esPixel[0] - wnPixel[0];
        		double dy = esPixel[1] - wnPixel[1];
        
        		//Calculate the average pixel positions to get the visual center.
        		double xAvg = (esPixel[0] + wnPixel[0]) / 2;
        		double yAvg = (esPixel[1] + wnPixel[1]) / 2;
        
        		//Determine if the bounding box crosses the antimeridian. (West pixel will be greater than East pixel).
        		if (wnPixel[0] > esPixel[0])
        		{
        			double mapSize = MapSize(24, tileSize);
        
        			//We are interested in the opposite area of the map. Calculate the opposite area and visual center.
        			dx = mapSize - Math.Abs(dx);
        
        			//Offset the visual center by half the global map width at zoom 24 on the x axis.
        			xAvg += mapSize / 2;
        		}
        
        		//Convert visual center pixel from zoom 24 to lngLat.
        		center = GlobalPixelToPosition(new Pixel(xAvg, yAvg), pixelZoom, tileSize);
        
        		//Calculate scale of screen pixels per unit on the Web Mercator plane.
        		double scaleX = (mapWidth - padding * 2) / Math.Abs(dx) * Math.Pow(2, pixelZoom);
        		double scaleY = (mapHeight - padding * 2) / Math.Abs(dy) * Math.Pow(2, pixelZoom);
        
        		//Calculate zoom levels based on the x/y scales. Choose the most zoomed out value.
        		zoom = Math.Max(0, Math.Min(maxZoom, Math.Log2(Math.Abs(Math.Min(scaleX, scaleY)))));
        
        		//Round down zoom level if float values are not desired.
        		if (!allowFloatZoom)
        		{
        			zoom = Math.Floor(zoom);
        		}
        	}
        
        	return new CameraOptions
        	{
        		Center = center,
        		Zoom = zoom
        	};
        }
    }
}

module AzureMaps {

    /** Tile System math for the Spherical Mercator projection coordinate system (EPSG:3857) */
    export class TileMath {
        //Earth radius in meters.
        private static EarthRadius = 6378137;

        private static MinLatitude = -85.05112878;
        private static MaxLatitude = 85.05112878;
        private static MinLongitude = -180;
        private static MaxLongitude = 180;

        /**
         * Clips a number to the specified minimum and maximum values.
         * @param n The number to clip.
         * @param minValue Minimum allowable value.
         * @param maxValue Maximum allowable value.
         * @returns The clipped value.
         */
        private static Clip(n: number, minValue: number, maxValue: number): number {
            return Math.min(Math.max(n, minValue), maxValue);
        }

        /**
         * Calculates width and height of the map in pixels at a specific zoom level from -180 degrees to 180 degrees.
         * @param zoom Zoom Level to calculate width at.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns Width and height of the map in pixels.
         */
        public static MapSize(zoom: number, tileSize: number): number {
            return Math.ceil(tileSize * Math.pow(2, zoom));
        }

        /**
         * Calculates the Ground resolution at a specific degree of latitude in the meters per pixel.
         * @param latitude Degree of latitude to calculate resolution at.
         * @param zoom Zoom level.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns Ground resolution in meters per pixels.
         */
        public static GroundResolution(latitude: number, zoom: number, tileSize: number): number {
            latitude = this.Clip(latitude, this.MinLatitude, this.MaxLatitude);
            return Math.cos(latitude * Math.PI / 180) * 2 * Math.PI * this.EarthRadius / this.MapSize(zoom, tileSize);
        }

        /**
         * Determines the map scale at a specified latitude, level of detail, and screen resolution.
         * @param latitude Latitude (in degrees) at which to measure the map scale.
         * @param zoom Zoom level.
         * @param screenDpi Resolution of the screen, in dots per inch.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns The map scale, expressed as the denominator N of the ratio 1 : N.
         */
        public static MapScale(latitude: number, zoom: number, screenDpi: number, tileSize: number): number {
            return this.GroundResolution(latitude, zoom, tileSize) * screenDpi / 0.0254;
        }

        /**
         * Global Converts a Pixel coordinate into a geospatial coordinate at a specified zoom level.
         * Global Pixel coordinates are relative to the top left corner of the map (90, -180).
         * @param pixel Pixel coordinates in the format of [x, y].
         * @param zoom Zoom level.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns A position value in the format [longitude, latitude].
         */
        public static GlobalPixelToPosition(pixel: number[], zoom: number, tileSize: number): number[] {
            var mapSize = this.MapSize(zoom, tileSize);

            var x = (this.Clip(pixel[0], 0, mapSize - 1) / mapSize) - 0.5;
            var y = 0.5 - (this.Clip(pixel[1], 0, mapSize - 1) / mapSize);

            return [
                360 * x,    //Longitude
                90 - 360 * Math.atan(Math.exp(-y * 2 * Math.PI)) / Math.PI  //Latitude
            ];
        }

        /**
         * Converts a point from latitude/longitude WGS-84 coordinates (in degrees) into pixel XY coordinates at a specified level of detail.
         * @param position Position coordinate in the format [longitude, latitude].
         * @param zoom Zoom level.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns A pixel coordinate 
         */
        public static PositionToGlobalPixel(position: number[], zoom: number, tileSize: number): number[] {
            var latitude = this.Clip(position[1], this.MinLatitude, this.MaxLatitude);
            var longitude = this.Clip(position[0], this.MinLongitude, this.MaxLongitude);

            var x = (longitude + 180) / 360;
            var sinLatitude = Math.sin(latitude * Math.PI / 180);
            var y = 0.5 - Math.log((1 + sinLatitude) / (1 - sinLatitude)) / (4 * Math.PI);

            var mapSize = this.MapSize(zoom, tileSize);

            return [
                this.Clip(x * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1),
                this.Clip(y * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1)
            ];
        }

        /**
         * Converts pixel XY coordinates into tile XY coordinates of the tile containing the specified pixel.
         * @param pixel Pixel coordinates in the format of [x, y].
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns Tile XY coordinates.
         */
        public static GlobalPixelToTileXY(pixel: number[], tileSize: number): { tileX: number, tileY: number } {
            return {
                tileX: Math.round(pixel[0] / tileSize),
                tileY: Math.round(pixel[1] / tileSize)
            };
        }

        /**
         * Performs a scale transform on a global pixel value from one zoom level to another.
         * @param pixel Pixel coordinates in the format of [x, y].
         * @param oldZoom The zoom level in which the input global pixel value is from.
         * @param newZoom The new zoom level in which the output global pixel value should be aligned with.
         */
        public static ScaleGlobalPixel(pixel: number[], oldZoom: number, newZoom: number): number[] {
            var scale = Math.pow(2, oldZoom - newZoom);

            return [pixel[0] * scale, pixel[1] * scale];
        }

        /// <summary>
        /// Performs a scale transform on a set of global pixel values from one zoom level to another.
        /// </summary>
        /// <param name="points">A set of global pixel value from the old zoom level. Points are in the format [x,y].</param>
        /// <param name="oldZoom">The zoom level in which the input global pixel values is from.</param>
        /// <param name="newZoom">The new zoom level in which the output global pixel values should be aligned with.</param>
        /// <returns>A set of global pixel values that has been scaled for the new zoom level.</returns>
        public static ScaleGlobalPixels(pixels: number[][], oldZoom: number, newZoom: number): number[][] {
            var scale = Math.pow(2, oldZoom - newZoom);

            var output: number[][] = [];
            for (var i = 0, len = pixels.length; i < len; i++) {
                output.push([pixels[i][0] * scale, pixels[i][1] * scale]);
            }

            return output;
        }

        /**
         * Converts tile XY coordinates into a global pixel XY coordinates of the upper-left pixel of the specified tile.
         * @param tileX Tile X coordinate.
         * @param tileY Tile Y coordinate.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns Pixel coordinates in the format of [x, y].
         */
        public static TileXYToGlobalPixel(tileX, tileY, tileSize): number[] {
            return [tileX * tileSize, tileY * tileSize];
        }

        /**
         * Converts tile XY coordinates into a quadkey at a specified level of detail.
         * @param tileX Tile X coordinate.
         * @param tileY Tile Y coordinate.
         * @param zoom Zoom level.
         * @returns A string containing the quadkey.
         */
        public static TileXYToQuadKey(tileX: number, tileY: number, zoom: number): string {
            var quadKey: number[] = [];
            for (var i = zoom; i > 0; i--) {
                var digit = 0;
                var mask = 1 << (i - 1);

                if ((tileX & mask) != 0) {
                    digit++;
                }

                if ((tileY & mask) != 0) {
                    digit += 2
                }

                quadKey.push(digit);
            }
            return quadKey.join('');
        }

        /**
         * Converts a quadkey into tile XY coordinates.
         * @param quadKey Quadkey of the tile.
         * @returns Tile XY coordinates and zoom level for the specified quadkey.
         */
        public static QuadKeyToTileXY(quadKey: string): { tileX: number, tileY: number, zoom: number } {
            var tileX = 0;
            var tileY = 0;
            var zoom = quadKey.length;

            for (var i = zoom; i > 0; i--) {
                var mask = 1 << (i - 1);
                switch (quadKey[zoom - i]) {
                    case '0':
                        break;

                    case '1':
                        tileX |= mask;
                        break;

                    case '2':
                        tileY |= mask;
                        break;

                    case '3':
                        tileX |= mask;
                        tileY |= mask;
                        break;

                    default:
                        throw "Invalid QuadKey digit sequence.";
                }
            }

            return {
                tileX: tileX,
                tileY: tileY,
                zoom: zoom
            };
        }

        /**
         * Calculates the XY tile coordinates that a coordinate falls into for a specific zoom level.
         * @param position Position coordinate in the format [longitude, latitude].
         * @param zoom Zoom level.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns Tile XY coordinates.
         */
        public static PositionToTileXY(position: number[], zoom: number, tileSize: number): { tileX: number, tileY: number } {
            var latitude = this.Clip(position[1], this.MinLatitude, this.MaxLatitude);
            var longitude = this.Clip(position[0], this.MinLongitude, this.MaxLongitude);

            var x = (longitude + 180) / 360;
            var sinLatitude = Math.sin(latitude * Math.PI / 180);
            var y = 0.5 - Math.log((1 + sinLatitude) / (1 - sinLatitude)) / (4 * Math.PI);

            //tileSize needed in calculations as in rare cases the multiplying/rounding/dividing can make the difference of a pixel which can result in a completely different tile. 
            var mapSize = this.MapSize(zoom, tileSize);

            return {
                tileX: Math.floor(this.Clip(x * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1) / tileSize),
                tileY: Math.floor(this.Clip(y * mapSize + 0.5, 0, mapSize - 1) / tileSize)
            };
        }

        /**
         * Calculates the tile quadkey strings that are within a specified viewport.
         * @param position Position coordinate in the format [longitude, latitude].
         * @param zoom Zoom level.
         * @param width The width of the map viewport in pixels.
         * @param height The height of the map viewport in pixels.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns A list of quadkey strings that are within the specified viewport.
         */
        public static GetQuadkeysInView(position: number[], zoom: number, width: number, height: number, tileSize: number): string[] {
            var p = this.PositionToGlobalPixel(position, zoom, tileSize);

            var top = p[1] - height * 0.5;
            var left = p[0] - width * 0.5;

            var bottom = p[1] + height * 0.5;
            var right = p[0] + width * 0.5;

            var tl = this.GlobalPixelToPosition([left, top], zoom, tileSize);
            var br = this.GlobalPixelToPosition([right, bottom], zoom, tileSize);

            //Boudning box in the format: [west, south, east, north];
            var bounds = [tl[0], br[1], br[0], tl[1]];

            return this.GetQuadkeysInBoundingBox(bounds, zoom, tileSize);
        }

        /**
         * Calculates the tile quadkey strings that are within a bounding box at a specific zoom level.
         * @param bounds A bounding box defined as an array of numbers in the format of [west, south, east, north].
         * @param zoom Zoom level to calculate tiles for.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns A list of quadkey strings.
         */
        public static GetQuadkeysInBoundingBox(bounds: number[], zoom: number, tileSize: number): string[] {
            var keys: string[] = [];

            if (bounds != null && bounds.length >= 4) {
                var tl = this.PositionToTileXY([bounds[0], bounds[3]], zoom, tileSize);
                var br = this.PositionToTileXY([bounds[2], bounds[1]], zoom, tileSize);

                for (var x = tl[0]; x <= br[0]; x++) {
                    for (var y = tl[1]; y <= br[1]; y++) {
                        keys.push(this.TileXYToQuadKey(x, y, zoom));
                    }
                }
            }

            return keys;
        }

        /**
         * Calculates the bounding box of a tile.
         * @param tileX Tile X coordinate.
         * @param tileY Tile Y coordinate.
         * @param zoom Zoom level.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @returns A bounding box of the tile defined as an array of numbers in the format of [west, south, east, north].
         */
        public static TileXYToBoundingBox(tileX: number, tileY: number, zoom: number, tileSize: number): number[] {
            //Top left corner pixel coordinates
            var x1 = tileX * tileSize;
            var y1 = tileY * tileSize;

            //Bottom right corner pixel coordinates
            var x2 = x1 + tileSize;
            var y2 = y1 + tileSize;

            var nw = this.GlobalPixelToPosition([x1, y1], zoom, tileSize);
            var se = this.GlobalPixelToPosition([x2, y2], zoom, tileSize);

            return [nw[0], se[1], se[0], nw[1]];
        }

        /**
         * Calculates the best map view (center, zoom) for a bounding box on a map.
         * @param bounds A bounding box defined as an array of numbers in the format of [west, south, east, north]. 
         * @param mapWidth Map width in pixels.
         * @param mapHeight Map height in pixels.
         * @param padding Width in pixels to use to create a buffer around the map. This is to keep markers from being cut off on the edge.
         * @param tileSize The size of the tiles in the tile pyramid.
         * @param maxZoom Optional maximum zoom level to return. Useful when the bounding box represents a very small area.
         * @param allowFloatZoom Specifies if the returned zoom level should be a float or rounded down to an whole integer zoom level. 
         * @returns The center and zoom level to best position the map view over the provided bounding box.
         */
        public static BestMapView(bounds: number, mapWidth: number, mapHeight: number, padding: number = 0, tileSize: number = 512, maxZoom: number = 24, allowFloatZoom: boolean = true): { center: number[], zoom: number } {
        	//Ensure valid bounds and map dimensions are provided.
        	if (bounds == null || bounds.length < 4 || !mapWidth || !mapHeight || mapWidth <= 0 || mapHeight <= 0) {
        		return {
        			center: [0, 0],
        			zoom: 0
        		};
        	}
        
        	//Ensure padding is valid.
        	padding = Math.abs(padding || 0);
        	
        	//Ensure max zoom is within valid range.
        	maxZoom = this.Clip(maxZoom, 0, 24);
        	
        	//Do pixel calculations at zoom level 24 as that will provide a high level of visual accuracy.
        	const pixelZoom = 24;
        
        	//Calculate mercator pixel coordinate at zoom level 24.
        	const wnPixel = this.PositionToGlobalPixel([bounds[0], bounds[3]], pixelZoom, tileSize);
        	const esPixel = this.PositionToGlobalPixel([bounds[2], bounds[1]], pixelZoom, tileSize);
        	
        	//Calculate the pixel distance between pixels for each axis.
        	let dx = esPixel[0] - wnPixel[0];
        	const dy = esPixel[1] - wnPixel[1];
        	
        	//Calculate the average pixel positions to get the visual center.
        	let xAvg = (esPixel[0] + wnPixel[0]) / 2;
        	const yAvg = (esPixel[1] + wnPixel[1]) / 2;
        		
        	//Determine if the bounding box crosses the antimeridian. (West pixel will be greater than East pixel).
        	if(wnPixel[0] > esPixel[0]) {
        		const mapSize = this.MapSize(24, tileSize);
		
        		//We are interested in the opposite area of the map. Calculate the opposite area and visual center.
        		dx = mapSize - Math.abs(dx);
        		
        		//Offset the visual center by half the global map width at zoom 24 on the x axis.
        		xAvg += mapSize / 2;		
        	}
        
        	//Convert visual center pixel from zoom 24 to lngLat.
        	const centerLngLat = this.GlobalPixelToPosition([xAvg, yAvg], pixelZoom, tileSize);
        
        	//Calculate scale of screen pixels per unit on the Web Mercator plane.
        	const scaleX = (mapWidth - padding * 2) / Math.abs(dx) * Math.pow(2, pixelZoom);
        	const scaleY = (mapHeight - padding * 2) / Math.abs(dy) * Math.pow(2, pixelZoom);
        
        	//Calculate zoom levels based on the x/y scales. Choose the most zoomed out value.
        	let zoom = Math.max(0, Math.min(maxZoom, Math.log2(Math.abs(Math.min(scaleX, scaleY)))));
        
        	//Round down zoom level if float values are not desired.
        	if(!allowFloatZoom) {
        		zoom = Math.floor(zoom);
        	}
        
        	return {
        		center: centerLngLat,
        		zoom
        	};
        }
    }
}

注

Azure Maps SDK の対話型マップコントロールには、地理空間の位置とビューポートピクセルの間で変換するためのヘルパー関数があります。