分辨率和比例尺[轉]


 

轉載地址:http://support.supermap.com.cn/DataWarehouse/WebDocHelp/6.1.1/iServerJavaOnlineHelp/mergedProjects/sl/G_MapAndLayer/L_ResolutionAndScale.html

ps: 文章介紹地圖與圖層中都涉及的分辨率和比例尺的概念、關系與區別。

正文:  

  地理現象和地理要素的表達通常是多尺度的,尺度表示了地物的綜合程度和位置精度,衡量尺度的概念一般用分辨率或比例尺。

  在GIS中所提到的 分辨率,也稱地面分辨率(Ground Resolution)或空間分辨率(Spatial Resolution),表示一個像素(pixel)代表的地面實際距離。 以谷歌地圖為例:在縮放級別為 1 時,圖片大小為4個 256*256 的圖片,那么赤道上的空間分辨率為:地球赤道周長(實地距離)除以256*2(像素大小)。其他緯度上的分辨率則為:緯度圈長度/512。 因此可以看出,分辨率取決於兩個參數,緯度和縮放級別,縮放級別決定了像素的多少,緯度決定了地面距離的長短。 因此谷歌地圖某視圖下的分辨率計算公式為(單位:米/像素):

              

F(X,Y):地圖分辨率;

X:緯度值;

Y:縮放級別;

R:常量 6378137,表示地球半徑,單位:米。

  比例尺,通常以比率(如 1:10000 )來表示,表示圖上距離與實地距離之比。例如 1:10000 表示圖上 1cm 代表實際距離 10000cm,即100米。 由於比例尺起源較早,通常用(紙質)圖上的距離衡量實際距離;而分辨率則通常用設備屏幕上的距離來衡量實際距離。而同一個地圖視圖,尺度是唯一的,比例尺和分辨率只不過是兩種表示方法,因此它們是一一對應的。 比例尺與分辨率之間的換算公式如下:

                

Scale:地圖比例尺;

Resolution:地圖分辨率;

 

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繼續正題... 

  

PPI:每英寸的像素點數。

  其中 PPI,即 Pixel per Inch,即每英寸的像素點數(在不混淆情況下,也有用 DPI 來表示該參數)。0.0254 為英寸和米的轉換常數。

  由於比例尺和分辨率一一對應,因此比例尺也取決於緯度和縮放級別兩個參數,並且還與 PPI 相關。

  仍舊以谷歌地圖為例:當地圖處於全幅狀態時,上下移動地圖,使得地圖中心線處緯度發生變化,因此比例尺隨之變化;同理,當地圖處於不同的縮放級別時,地圖比例尺同樣也會發生變化。如圖1 和圖2,緯度和縮放級別的變化引起了比例尺的變化。注意:視圖下的比例尺一般指中心點的比例尺。

  但圖3和圖4相比,上下移動地圖時,地圖比例尺並未發生變化。這是由於縮放級別較大時,即地圖處在較大比例尺狀態,地圖上下平移,所造成的緯度變化非常小,因此比例尺就基本相等。

           

圖 1                                                    圖 2

          

圖 3                                                    圖 4

  那么,在 SueperMap iClient 產品中 Map 和 Layer 對象同時擁有比例尺和分辨率屬性,該如何進行選擇呢?

  如果 SueperMap iClient 產品的后台服務器產品選擇 SuperMap 系列服務器產品,建議使用 Map 與 Layer 中的比例尺相關屬性(比如 Scale、Scales 等),因為 SuperMap 服務器直接提供了相關地圖的比例尺功能。 如果后台服務器產品並沒有直接提供比例尺,或者是在 WMS 這類標准服務中未涉及比例尺參數的情況下,建議選擇分辨率屬性(比如 Resolution、Resolutions 等)。 這是因為比例尺與用戶屏幕相關的,而分辨率則是無關的。圖5和圖1展示的地圖是同一級別,卻顯示了不同的比例尺。原因就在於兩幅圖來源的用戶電腦屏幕分辨率不同。而屏幕分辨率的不同導致了了 PPI 的變化,從計算比例尺的公式可以看出,比例尺必然發生變化。

不同屏幕分辨率下的截圖

圖 5 不同屏幕分辨率下的截圖

  而分辨率卻沒有變化,因為該級別下,赤道周長仍舊沒變,圖片也仍舊是 512*512 像素,因此可知分辨率與屏幕分辨率沒有關系。

  另外,在 WMS 參數中有 bbox、height 和 width 這三個參數可唯一確定所請求的地理視圖范圍與縮放級別。bbox 指可視的地理范圍,由4個邊界值可確定中心點,而 bbox 的寬度(實地距離)除以 width(圖片距離)即是 Resolution(分辨率)。但是沒有 PPI,是不能確定 Scale (比例尺)的。換句話說,由 Resolution、Center、Width、Height 可唯一確定某個可視范圍,但僅有 Sclae、Center、Width、Height 卻無法確定。而在利用 SuperMap 服務器提供的服務時,由 Sclae、Center 參數(寬和高一般都有默認值)可確定唯一的可視范圍。這其中的原因是,SuperMap 服務器默認使用了出圖服務器的PPI。有經驗的用戶會發現,在改變了出圖服務器的分辨率時,用同樣的 Sclae、Center 請求的圖片卻是不一樣的。

 

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