boost/geometry/srs/projections/proj/rouss.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 // Copyright (c) 2003, 2006   Gerald I. Evenden
  23
  24 // Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
  25 // copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
  26 // to deal in the Software without restriction, including without limitation
  27 // the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
  28 // and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
  29 // Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  30
  31 // The above copyright notice and this permission notice shall be included
  32 // in all copies or substantial portions of the Software.
  33
  34 // THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS
  35 // OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  36 // FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  37 // THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  38 // LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
  39 // FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
  40 // DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  41
  42 #ifndef BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_ROUSS_HPP
  43 #define BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_ROUSS_HPP
  44
  45 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/base_static.hpp>
  46 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/base_dynamic.hpp>
  47 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/projects.hpp>
  48 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/factory_entry.hpp>
  49 #include <boost/geometry/srs/projections/impl/proj_mdist.hpp>
  50
  51 namespace boost { namespace geometry
  52 {
  53
  54 namespace projections
  55 {
  56     #ifndef DOXYGEN_NO_DETAIL
  57     namespace detail { namespace rouss
  58     {
  59             template <typename T>
  60             struct par_rouss
  61             {
  62                 T s0;
  63                 T A1, A2, A3, A4, A5, A6;
  64                 T B1, B2, B3, B4, B5, B6, B7, B8;
  65                 T C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8;
  66                 T D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, D11;
  67                 mdist<T> en;
  68             };
  69
  70             template <typename T, typename Parameters>
  71             struct base_rouss_ellipsoid
  72             {
  73                 par_rouss<T> m_proj_parm;
  74
  75                 // FORWARD(e_forward)  ellipsoid
  76                 // Project coordinates from geographic (lon, lat) to cartesian (x, y)
  77                 inline void fwd(Parameters const& par, T const& lp_lon, T const& lp_lat, T& xy_x, T& xy_y) const
  78                 {
  79                     T s, al, cp, sp, al2, s2;
  80
  81                     cp = cos(lp_lat);
  82                     sp = sin(lp_lat);
  83                     s = proj_mdist(lp_lat, sp, cp,  this->m_proj_parm.en) - this->m_proj_parm.s0;
  84                     s2 = s * s;
  85                     al = lp_lon * cp / sqrt(1. - par.es * sp * sp);
  86                     al2 = al * al;
  87                     xy_x = par.k0 * al*(1.+s2*(this->m_proj_parm.A1+s2*this->m_proj_parm.A4)-al2*(this->m_proj_parm.A2+s*this->m_proj_parm.A3+s2*this->m_proj_parm.A5
  88                                 +al2*this->m_proj_parm.A6));
  89                     xy_y = par.k0 * (al2*(this->m_proj_parm.B1+al2*this->m_proj_parm.B4)+
  90                         s*(1.+al2*(this->m_proj_parm.B3-al2*this->m_proj_parm.B6)+s2*(this->m_proj_parm.B2+s2*this->m_proj_parm.B8)+
  91                         s*al2*(this->m_proj_parm.B5+s*this->m_proj_parm.B7)));
  92                 }
  93
  94                 // INVERSE(e_inverse)  ellipsoid
  95                 // Project coordinates from cartesian (x, y) to geographic (lon, lat)
  96                 inline void inv(Parameters const& par, T const& xy_x, T const& xy_y, T& lp_lon, T& lp_lat) const
  97                 {
  98                     T s, al, x = xy_x / par.k0, y = xy_y / par.k0, x2, y2;
  99
 100                     x2 = x * x;
 101                     y2 = y * y;
 102                     al = x*(1.-this->m_proj_parm.C1*y2+x2*(this->m_proj_parm.C2+this->m_proj_parm.C3*y-this->m_proj_parm.C4*x2+this->m_proj_parm.C5*y2-this->m_proj_parm.C7*x2*y)
 103                         +y2*(this->m_proj_parm.C6*y2-this->m_proj_parm.C8*x2*y));
 104                     s = this->m_proj_parm.s0 + y*(1.+y2*(-this->m_proj_parm.D2+this->m_proj_parm.D8*y2))+
 105                         x2*(-this->m_proj_parm.D1+y*(-this->m_proj_parm.D3+y*(-this->m_proj_parm.D5+y*(-this->m_proj_parm.D7+y*this->m_proj_parm.D11)))+
 106                         x2*(this->m_proj_parm.D4+y*(this->m_proj_parm.D6+y*this->m_proj_parm.D10)-x2*this->m_proj_parm.D9));
 107                     lp_lat=proj_inv_mdist(s, this->m_proj_parm.en);
 108                     s = sin(lp_lat);
 109                     lp_lon=al * sqrt(1. - par.es * s * s)/cos(lp_lat);
 110                 }
 111
 112                 static inline std::string get_name()
 113                 {
 114                     return "rouss_ellipsoid";
 115                 }
 116
 117             };
 118
 119             // Roussilhe Stereographic
 120             template <typename Parameters, typename T>
 121             inline void setup_rouss(Parameters const& par, par_rouss<T>& proj_parm)
 122             {
 123                 T N0, es2, t, t2, R_R0_2, R_R0_4;
 124
 125                 if (!proj_mdist_ini(par.es, proj_parm.en))
 126                     BOOST_THROW_EXCEPTION( projection_exception(0) );
 127
 128                 es2 = sin(par.phi0);
 129                 proj_parm.s0 = proj_mdist(par.phi0, es2, cos(par.phi0), proj_parm.en);
 130                 t = 1. - (es2 = par.es * es2 * es2);
 131                 N0 = 1./sqrt(t);
 132                 R_R0_2 = t * t / par.one_es;
 133                 R_R0_4 = R_R0_2 * R_R0_2;
 134                 t = tan(par.phi0);
 135                 t2 = t * t;
 136                 proj_parm.C1 = proj_parm.A1 = R_R0_2 / 4.;
 137                 proj_parm.C2 = proj_parm.A2 = R_R0_2 * (2 * t2 - 1. - 2. * es2) / 12.;
 138                 proj_parm.A3 = R_R0_2 * t * (1. + 4. * t2)/ ( 12. * N0);
 139                 proj_parm.A4 = R_R0_4 / 24.;
 140                 proj_parm.A5 = R_R0_4 * ( -1. + t2 * (11. + 12. * t2))/24.;
 141                 proj_parm.A6 = R_R0_4 * ( -2. + t2 * (11. - 2. * t2))/240.;
 142                 proj_parm.B1 = t / (2. * N0);
 143                 proj_parm.B2 = R_R0_2 / 12.;
 144                 proj_parm.B3 = R_R0_2 * (1. + 2. * t2 - 2. * es2)/4.;
 145                 proj_parm.B4 = R_R0_2 * t * (2. - t2)/(24. * N0);
 146                 proj_parm.B5 = R_R0_2 * t * (5. + 4.* t2)/(8. * N0);
 147                 proj_parm.B6 = R_R0_4 * (-2. + t2 * (-5. + 6. * t2))/48.;
 148                 proj_parm.B7 = R_R0_4 * (5. + t2 * (19. + 12. * t2))/24.;
 149                 proj_parm.B8 = R_R0_4 / 120.;
 150                 proj_parm.C3 = R_R0_2 * t * (1. + t2)/(3. * N0);
 151                 proj_parm.C4 = R_R0_4 * (-3. + t2 * (34. + 22. * t2))/240.;
 152                 proj_parm.C5 = R_R0_4 * (4. + t2 * (13. + 12. * t2))/24.;
 153                 proj_parm.C6 = R_R0_4 / 16.;
 154                 proj_parm.C7 = R_R0_4 * t * (11. + t2 * (33. + t2 * 16.))/(48. * N0);
 155                 proj_parm.C8 = R_R0_4 * t * (1. + t2 * 4.)/(36. * N0);
 156                 proj_parm.D1 = t / (2. * N0);
 157                 proj_parm.D2 = R_R0_2 / 12.;
 158                 proj_parm.D3 = R_R0_2 * (2 * t2 + 1. - 2. * es2) / 4.;
 159                 proj_parm.D4 = R_R0_2 * t * (1. + t2)/(8. * N0);
 160                 proj_parm.D5 = R_R0_2 * t * (1. + t2 * 2.)/(4. * N0);
 161                 proj_parm.D6 = R_R0_4 * (1. + t2 * (6. + t2 * 6.))/16.;
 162                 proj_parm.D7 = R_R0_4 * t2 * (3. + t2 * 4.)/8.;
 163                 proj_parm.D8 = R_R0_4 / 80.;
 164                 proj_parm.D9 = R_R0_4 * t * (-21. + t2 * (178. - t2 * 26.))/720.;
 165                 proj_parm.D10 = R_R0_4 * t * (29. + t2 * (86. + t2 * 48.))/(96. * N0);
 166                 proj_parm.D11 = R_R0_4 * t * (37. + t2 * 44.)/(96. * N0);
 167             }
 168
 169     }} // namespace detail::rouss
 170     #endif // doxygen
 171
 172     /*!
 173         \brief Roussilhe Stereographic projection
 174         \ingroup projections
 175         \tparam Geographic latlong point type
 176         \tparam Cartesian xy point type
 177         \tparam Parameters parameter type
 178         \par Projection characteristics
 179          - Azimuthal
 180          - Ellipsoid
 181         \par Example
 182         \image html ex_rouss.gif
 183     */
 184     template <typename T, typename Parameters>
 185     struct rouss_ellipsoid : public detail::rouss::base_rouss_ellipsoid<T, Parameters>
 186     {
 187         template <typename Params>
 188         inline rouss_ellipsoid(Params const& , Parameters const& par)
 189         {
 190             detail::rouss::setup_rouss(par, this->m_proj_parm);
 191         }
 192     };
 193
 194     #ifndef DOXYGEN_NO_DETAIL
 195     namespace detail
 196     {
 197
 198         // Static projection
 199         BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_STATIC_PROJECTION_FI(srs::spar::proj_rouss, rouss_ellipsoid)
 200
 201         // Factory entry(s)
 202         BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_FACTORY_ENTRY_FI(rouss_entry, rouss_ellipsoid)
 203
 204         BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_FACTORY_INIT_BEGIN(rouss_init)
 205         {
 206             BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_DETAIL_FACTORY_INIT_ENTRY(rouss, rouss_entry)
 207         }
 208
 209     } // namespace detail
 210     #endif // doxygen
 211
 212 } // namespace projections
 213
 214 }} // namespace boost::geometry
 215
 216 #endif // BOOST_GEOMETRY_PROJECTIONS_ROUSS_HPP
 217