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Aug 26, 2023
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教程
理论地球
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教程
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学完本章你将了解:

  1. GeographicTilingScheme切片规则
  1. WebMercator切片规则
  1. 其它GIS厂商切片规则

地图切片的基本概念

补充基本概念:
  1. 分辨率(Resolution,本文简称R),即地面分辨率,即一像素代表多少地图单位,在地理坐标系下,地图单位是度,在投影坐标系下,地图单位是米。
  1. 比例尺(Scale,本文简称S),一地图单位代表多少米,通常是投影坐标系下,一米代表实际距离多少米。
  1. 比例尺分母=实际距离/图上距离。假设比例尺为1:125000000,125000000为比例尺分母,对应WMTS.GetCapabilities.xml中的ScaleDenominator
notion image
  1. 屏幕显示分辨率(DPI),即一英寸内由多少像素,比如显示器宽高像素个数为,宽高英寸数为英寸,那么,即一英寸有177个像素。
地图切片的核心是给地图编码,即为每张瓦片定义一个坐标值,方便通过值从网络上获取该瓦片。下图是最通用的web墨卡托切片规则
为了便于 Google 实现墨卡托投影法,原点图块始终位于地图的西北角,x 值从西向东增加,y 值从北向南增加。系统使用基于该原点的 x,y 坐标为图块建立索引。
web墨卡托的切片网格
web墨卡托的切片网格
切片规则金字塔
切片规则金字塔

切片规则

一个切片规则(切片坐标系)由以下几个参数决定
  1. 原点
  1. X轴方向
  1. Y轴方向
  1. 瓦片大小TileSize
  1. 0层瓦片宽高个数
根据切片规则,可得到以下几个常用公式
常用来根据显示器视口的四角的世界坐标,计算视口范围内的瓦片坐标,请求相关瓦片显示到显示器里。
  1. 世界坐标可转为像素坐标
像素坐标是像素空间中的某个像素,假如第二层所有瓦片放一起形成一张图片,每张瓦片大小是256像素,那么共有,像素个数为,这1048576个像素即是像素空间,像素坐标指向该空间的某个像素。世界坐标即经纬度投影后的世界坐标,通常以米表示。
  1. 像素坐标转为瓦片坐标
  1. 瓦片z层(一层所有的瓦片)宽高个数为
  1. 瓦片z层的瓦片数
  1. 计算某一层的地图比例尺,假设层级为,已知,可知
 
  1. 计算地面分辨率。假设当前比例尺为1:125000000,则代表图上1米等于实地125000000米,已知上面一像素代表多少米,可知
  1. 带入5的1公式,地球赤道半径为Radius,瓦片z层的比例尺为:

GeographicTilingScheme,经纬度直投切片规则

WebMercator,网络墨卡托切片规则

其它GIS厂商切片规则

切片规则对比表格

 

参考文章:

  1. WMTS服务及地图瓦片原理 - 知乎 (zhihu.com)
  1. 地图和图块坐标  |  Maps JavaScript API  |  Google for Developers
  1. Showing Pixel and Tile Coordinates  |  Maps JavaScript API  |  Google for Developers
  1. 一般意义的resolution地图分辨率和比例尺理解_GAMESLI-GIS的博客-CSDN博客
  1. Ch.1 概念再释——比例尺、地面分辨率、PPI(DPI) - 知乎 (zhihu.com)
  1. WebGIS 分辨率 比例尺和切片 - 羊大葱 - 博客园 (cnblogs.com)
  1. 天地图解析(瓦片层级、比例尺、行列号计算)_天地图瓦片_snowfallxuan的博客-CSDN博客
 
理论3D地球5:GeographicTilingScheme的地形上叠加WebMercatorTilingScheme的影像城市快照——在线截取城市精美地图