Você sabe trabalhar com proporções? Você tem um retângulo no mapa (definido pelos dois vértices do LatLngBounds) e sabe que ele é proporcional a um retângulo de 500x500 pixels. Basta fazer a proporção.
Fiz aqui às pressas, não sei se está certo:
Vértices do LatLngBounds: nordeste (LatNE, LongNE), sudoeste (LatSW, LongSW), noroeste (LatNE, LongSW) e sudeste (LatSW, LongNE).
O comprimento C do retângulo LatLngBounds é dado por C = LatSW - LatNE e a altura A por A = LongNE - LongSW (não estou considerando os casos-limites dessas coordenadas, já você vai precisar considerar).
Bom, sendo (0, 0) o vértice inferior esquerdo do retângulo 500x500, um ponto (X, Y) dentro dele equivale à coordenada (LatX, LongY) do retângulo LatLngBounds dada por LatX = LatSW + C * (X / 500) e LongY = LongSW + A * (Y / 500).
Espero que dê uma ideia de como fazer.