Web Mercator Nedir? Her Web Haritasının Arkasındaki Projeksiyon

Kullandığın neredeyse her etkileşimli harita Web Mercator ile çizilir. Google Maps, OpenStreetMap, Mapbox, MapLibre, Apple Maps, MapAtlas: hepsi aynı projeksiyon, EPSG veri tabanında EPSG:3857 olarak tanımlı. Neden? Bu projeksiyon tile ızgarasına temiz şekilde ölçeklenir, her yakınlaştırmada şekilleri tanınabilir tutar ve neredeyse her iş haritası kullanım senaryosu için iyi bir varsayılan arka plan işlevi görür.

Bu rehber projeksiyonun gerçekte ne olduğunu, alanı neden bozduğunu ve ne zaman farklı bir şey kullanman gerektiğini açıklıyor.

30 Saniyede Projeksiyon

Dünya yaklaşık bir küredir. Bilgisayar ekranı düzdür. Harita projeksiyonu, küre üzerindeki konumları (enlem, boylam) düz yüzey üzerindeki konumlara (x, y) dönüştüren matematiksel bir fonksiyondur. Her projeksiyon bir şeyden ödün verir: şekil, alan, mesafe veya yön. Tüm kullanımlar için mükemmel projeksiyon yoktur; kartografinin bir disiplin olarak var olmasının nedeni budur.

Web Mercator, şekli ve yönü korur. Alanı bozar. Ekvatordan ne kadar uzak olursan, özellikler gerçek boyutlarına kıyasla o kadar büyük görünür.

Matematik, Bir Paragrafta

Radyan cinsinden boylam lng ve enlem lat için:

• x = R * lng
• y = R * ln(tan(pi/4 + lat/2))

Burada R, projeksiyon tarafından kullanılan küresel Dünya yarıçapıdır (EPSG:3857'de 6378137 metre). Tile ızgarası bu x,y değerlerini her yakınlaştırma seviyesinde tam sayı piksel koordinatlarına dönüştürür; yakınlaştırma 0'da dünya tek bir 256x256 tileye sığar ve her sonraki yakınlaştırma çözünürlüğü iki katına çıkarır.

Enlem sınırı yaklaşık +/- 85,0511 derece olarak ayarlanmıştır çünkü formül kutuplarda sonsuza gider. Bu nedenle polar bölgeler her Web Mercator dünya haritasında kırpılır.

Alanlar Neden Uzar?

Alan bozulmasının kutuplara doğru büyümesinin nedeni, y ekseninin enlemde doğrusal olmamasıdır. ln(tan(...)) terimi, kuzey veya güneye gidildikçe enlem çizgileri arasındaki mesafeyi artırır. Ekvatorda bir derece enlem, bir derece boylamla aynı dikey alanı kaplar. Helsinki'de ise bir derece enlem neredeyse iki kat daha fazla dikey alan kaplar.

İki ünlü yan etki:

• Grönland ve Afrika. Web Mercator dünya haritasında Grönland Afrika ile yaklaşık aynı büyüklükte görünür. Gerçekte Afrika yaklaşık on dört kat daha büyüktür. Aynı yanılsama Antarktika'yı dünyanın alt kısmında kesintisiz bir şerit gibi gösterir.
• Rusya. Rusya, alanının büyük bölümünün dikey bozulmanın görünür alanı çarpladığı yüksek enlem bandında yer alması nedeniyle devasa görünür.

Sokak düzeyindeki haritalar için hiçbirinin önemi yoktur. Berlin'deki bir mahalle ile Sydney'deki bir mahalle neredeyse gerçek şeklinde render edilir. Ancak kıtalar arasındaki değerleri karşılaştıran tematik haritalar için bu bozulma gerçek bir sorundur.

EPSG:3857 ile EPSG:4326 Karşılaştırması

Her jeomekansal kod tabanında her iki EPSG kodunu da görürsün.

• EPSG:4326 (WGS84 enlem/boylam): açılar. Koordinatları saklama şeklin. GPS'in raporlama şekli. GeoJSON'ın kodlama şekli. Evrensel koordinat sistemi budur.
• EPSG:3857 (Web Mercator): bir projeksiyon. Koordinatların görüntüleme için piksellere dönüştürülme şekli.

Üretimde, render sınırı dışında her yerde 4326 kullan. PostGIS sütunları: geometry(point, 4326). JSON payload'ları: WGS84 cinsinden [lng, lat]. Harita kütüphanesi girdisi: renderer'ın dahili olarak projelediği 4326 koordinatları.

Veriyi 3857 olarak saklamak neredeyse her zaman yanlıştır. Mesafe hesaplama, farklı bir harita sağlayıcısına sorgulama veya GIS aracından geçirme ihtiyacı duyduğun an 4326'ya geri projelemek zorunda kalırsın ve dönüşüm sana hassasiyet kaybettirir.

Web Mercator Neden Web'i Kazandı?

Google, 2005'te Maps'i başlatırken Web Mercator'ı seçti çünkü her yakınlaştırma seviyesinde kare tileler üreten en basit projeksiyondu. Kare tileler ikinin kuvveti piramidine temiz şekilde oturur: yakınlaştırma 0 bir tile, yakınlaştırma 1 dört tile, yakınlaştırma 2 on altı tile. Tüm diğer büyük web harita sağlayıcıları tile setlerinin birbirleriyle değiştirilebilmesi gerektiği için aynı kuralı izledi. Yirmi yıl sonra Web Mercator sessiz varsayılan haline geldi. Neredeyse her harita stili, her routing motoru, her analitik katman aksini söylemedikçe 3857 varsayar.

Web'de farklı bir projeksiyona geçmek tile piramidini yeniden inşa etmek anlamına gelir. Teknik olarak mümkündür (Mapbox küre görünümünü destekler, deck.gl özel projeksiyonları destekler) ve küresel görünüm modları için giderek yaygınlaşmaktadır; ancak sokak düzeyindeki haritalar için Web Mercator yapışkanlığını korumaktadır.

Ne Zaman Farklı Bir Şey Kullanmalısın?

Neredeyse her etkileşimli şehir, bölgesel veya ülke düzeyindeki harita için Web Mercator kullan. İki senaryoda projeksiyon değiştir:

• Bölgeler arasında değerleri karşılaştıran tematik küresel haritalar. Nüfus yoğunluğu, seçim sonuçları, iklim değişkenleri, görsel alanın anlam taşıdığı her şey. Kuzey Amerika için Albers Eşit Alan, Avrupa için Lambert Konformal, tüm gezegen için Mollweide veya Equal Earth kullan.
• Polar haritalar. Kutuplar yakınında Web Mercator çöker. Arktik ve Antarktik için kutup stereografik projeksiyonu kullan.

Dahili GIS analizi için (uzamsal birleşimler, mesafe tamponları, örtüşme analizi), WGS84 açılarında veya ülkeye özgü tasarlanmış yerel projekte sistemde çalış (UTM zonları, Avrupa için ETRS89). Yalnızca görüntüleme zamanında yeniden projekte et.

MapAtlas Bu Durumu Nasıl Ele Alır?

MapAtlas, her modern web harita kütüphanesinin beklediği EPSG:3857 şemasıyla Dinamik Haritalar ürünü için varsayılan olarak Web Mercator tileler sunar. Geocoding API ve Search API'den döndürülen koordinatlar her zaman WGS84 enlem/boylam (EPSG:4326) cinsindedir; böylece kaynak-doğru koordinatı saklarsın ve renderer projeksiyonu halleder. Projeksiyon değiş tokuşlarına daha derin bir bakış ve ne zaman geçiş yapman gerektiği için Harita Projeksiyonları rehberine göz at.