boost/geometry/srs/projections/proj/cass.hpp

   1 // Boost.Geometry - gis-projections (based on PROJ4)
   2
   3 // Copyright (c) 2008-2015 Barend Gehrels, Amsterdam, the Netherlands.
   4
   5 // This file was modified by Oracle on 2017, 2018, 2019.
   6 // Modifications copyright (c) 2017-2019, Oracle and/or its affiliates.
   7 // Contributed and/or modified by Adam Wulkiewicz, on behalf of Oracle.
   8
   9 // Use, modification and distribution is subject to the Boost Software License,
  10 // Version 1.0. (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
  11 // http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
  12
  13 // This file is converted from PROJ4, http://trac.osgeo.org/proj
  14 // PROJ4 is originally written by Gerald Evenden (then of the USGS)
  15 // PROJ4 is maintained by Frank Warmerdam
  16 // PROJ4 is converted to Boost.Geometry by Barend Gehrels
  17
  18 // Last updated version of proj: 5.0.0
  19
  20 // Original copyright notice:
  21
  22 // Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
  23 // copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
  24 // to deal in the Software without restriction, including without limitation
  25 // the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
  26 // and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  27 // Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  28
  29 // The above copyright notice and this permission notice shall be included
  30 // in all copies or substantial portions of the Software.
  31
  32 // THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS
  33 // OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  34 // FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  35 // THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  36 // LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  37 // FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
  38 // DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  39
  40 #ifndef BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_CASS_HPP
  41 #define BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_CASS_HPP
  42
  43 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/base_static.hpp>
  44 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/base_dynamic.hpp>
  45 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/projects.hpp>
  46 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/factory_entry.hpp>
  47 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/pj_mlfn.hpp>
  48
  49
  50 namespace boost { namespace geometry
  51 {
  52
  53 namespace projections
  54 {
  55     #ifndef DOXYGEN_NO_DETAIL
  56     namespace detail { namespace cass
  57     {
  58
  59             //static const double epsilon10 = 1e-10;
  60             //static const double C1 = .16666666666666666666;
  61             //static const double C2 = .00833333333333333333;
  62             //static const double C3 = .04166666666666666666;
  63             //static const double C4 = .33333333333333333333;
  64             //static const double C5 = .06666666666666666666;
  65
  66             template <typename T>
  67             inline T C1() { return .16666666666666666666666666666666666666; }
  68             template <typename T>
  69             inline T C2() { return .00833333333333333333333333333333333333; }
  70             template <typename T>
  71             inline T C3() { return .04166666666666666666666666666666666666; }
  72             template <typename T>
  73             inline T C4() { return .33333333333333333333333333333333333333; }
  74             template <typename T>
  75             inline T C5() { return .06666666666666666666666666666666666666; }
  76
  77             template <typename T>
  78             struct par_cass
  79             {
  80                 T m0;
  81                 detail::en<T> en;
  82             };
  83
  84             template <typename T, typename Parameters>
  85             struct base_cass_ellipsoid
  86             {
  87                 par_cass<T> m_proj_parm;
  88
  89                 // FORWARD(e_forward)  ellipsoid
  90                 // Project coordinates from geographic (lon, lat) to cartesian (x, y)
  91                 inline void fwd(Parameters const& par, T const& lp_lon, T const& lp_lat, T& xy_x, T& xy_y) const
  92                 {
  93                     static const T C1 = cass::C1<T>();
  94                     static const T C2 = cass::C2<T>();
  95                     static const T C3 = cass::C3<T>();
  96
  97                     T n = sin(lp_lat);
  98                     T c = cos(lp_lat);
  99                     xy_y = pj_mlfn(lp_lat, n, c, this->m_proj_parm.en);
 100                     n = 1./sqrt(1. - par.es * n * n);
 101                     T tn = tan(lp_lat);
 102                     T t = tn * tn;
 103                     T a1 = lp_lon * c;
 104                     c *= par.es * c / (1 - par.es);
 105                     T a2 = a1 * a1;
 106                     xy_x = n * a1 * (1. - a2 * t *
 107                         (C1 - (8. - t + 8. * c) * a2 * C2));
 108                     xy_y -= this->m_proj_parm.m0 - n * tn * a2 *
 109                         (.5 + (5. - t + 6. * c) * a2 * C3);
 110                 }
 111
 112                 // INVERSE(e_inverse)  ellipsoid
 113                 // Project coordinates from cartesian (x, y) to geographic (lon, lat)
 114                 inline void inv(Parameters const& par, T const& xy_x, T const& xy_y, T& lp_lon, T& lp_lat) const
 115                 {
 116                     static const T C3 = cass::C3<T>();
 117                     static const T C4 = cass::C4<T>();
 118                     static const T C5 = cass::C5<T>();
 119
 120                     T ph1;
 121
 122                     ph1 = pj_inv_mlfn(this->m_proj_parm.m0 + xy_y, par.es, this->m_proj_parm.en);
 123                     T tn = tan(ph1); T t = tn * tn;
 124                     T n = sin(ph1);
 125                     T r = 1. / (1. - par.es * n * n);
 126                     n = sqrt(r);
 127                     r *= (1. - par.es) * n;
 128                     T dd = xy_x / n;
 129                     T d2 = dd * dd;
 130                     lp_lat = ph1 - (n * tn / r) * d2 *
 131                         (.5 - (1. + 3. * t) * d2 * C3);
 132                     lp_lon = dd * (1. + t * d2 *
 133                         (-C4 + (1. + 3. * t) * d2 * C5)) / cos(ph1);
 134                 }
 135
 136                 static inline std::string get_name()
 137                 {
 138                     return "cass_ellipsoid";
 139                 }
 140
 141             };
 142
 143             template <typename T, typename Parameters>
 144             struct base_cass_spheroid
 145             {
 146                 par_cass<T> m_proj_parm;
 147
 148                 // FORWARD(s_forward)  spheroid
 149                 // Project coordinates from geographic (lon, lat) to cartesian (x, y)
 150                 inline void fwd(Parameters const& par, T const& lp_lon, T const& lp_lat, T& xy_x, T& xy_y) const
 151                 {
 152                     xy_x = asin(cos(lp_lat) * sin(lp_lon));
 153                     xy_y = atan2(tan(lp_lat) , cos(lp_lon)) - par.phi0;
 154                 }
 155
 156                 // INVERSE(s_inverse)  spheroid
 157                 // Project coordinates from cartesian (x, y) to geographic (lon, lat)
 158                 inline void inv(Parameters const& par, T const& xy_x, T const& xy_y, T& lp_lon, T& lp_lat) const
 159                 {
 160                     T dd = xy_y + par.phi0;
 161                     lp_lat = asin(sin(dd) * cos(xy_x));
 162                     lp_lon = atan2(tan(xy_x), cos(dd));
 163                 }
 164
 165                 static inline std::string get_name()
 166                 {
 167                     return "cass_spheroid";
 168                 }
 169
 170             };
 171
 172             // Cassini
 173             template <typename Parameters, typename T>
 174             inline void setup_cass(Parameters& par, par_cass<T>& proj_parm)
 175             {
 176                 if (par.es) {
 177                     proj_parm.en = pj_enfn<T>(par.es);
 178                     proj_parm.m0 = pj_mlfn(par.phi0, sin(par.phi0), cos(par.phi0), proj_parm.en);
 179                 } else {
 180                 }
 181             }
 182
 183     }} // namespace detail::cass
 184     #endif // doxygen
 185
 186     /*!
 187         \brief Cassini projection
 188         \ingroup projections
 189         \tparam Geographic latlong point type
 190         \tparam Cartesian xy point type
 191         \tparam Parameters parameter type
 192         \par Projection characteristics
 193          - Cylindrical
 194          - Spheroid
 195          - Ellipsoid
 196         \par Example
 197         \image html ex_cass.gif
 198     */
 199     template <typename T, typename Parameters>
 200     struct cass_ellipsoid : public detail::cass::base_cass_ellipsoid<T, Parameters>
 201     {
 202         template <typename Params>
 203         inline cass_ellipsoid(Params const& , Parameters const& par)
 204         {
 205             detail::cass::setup_cass(par, this->m_proj_parm);
 206         }
 207     };
 208
 209     /*!
 210         \brief Cassini projection
 211         \ingroup projections
 212         \tparam Geographic latlong point type
 213         \tparam Cartesian xy point type
 214         \tparam Parameters parameter type
 215         \par Projection characteristics
 216          - Cylindrical
 217          - Spheroid
 218          - Ellipsoid
 219         \par Example
 220         \image html ex_cass.gif
 221     */
 222     template <typename T, typename Parameters>
 223     struct cass_spheroid : public detail::cass::base_cass_spheroid<T, Parameters>
 224     {
 225         template <typename Params>
 226         inline cass_spheroid(Params const& , Parameters const& par)
 227         {
 228             detail::cass::setup_cass(par, this->m_proj_parm);
 229         }
 230     };
 231
 232     #ifndef DOXYGEN_NO_DETAIL
 233     namespace detail
 234     {
 235
 236         // Static projection
 237         BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_STATIC_PROJECTION_FI2(srs::spar::proj_cass, cass_spheroid, cass_ellipsoid)
 238
 239         // Factory entry(s)
 240         BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_FACTORY_ENTRY_FI2(cass_entry, cass_spheroid, cass_ellipsoid)
 241
 242         BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_FACTORY_INIT_BEGIN(cass_init)
 243         {
 244             BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_FACTORY_INIT_ENTRY(cass, cass_entry);
 245         }
 246
 247     } // namespace detail
 248     #endif // doxygen
 249
 250 } // namespace projections
 251
 252 }} // namespace boost::geometry
 253
 254 #endif // BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_CASS_HPP
 255