WMTS中TileMatrix與ScaleDenominator淺析

更新時(shí)間：2023年03月05日 11:26:10 作者：嶺南燈火

這篇文章主要為大家介紹了WMTS中TileMatrix與ScaleDenominator淺析，有需要的朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進(jìn)步，早日升職加薪

正文

其實(shí)有時(shí)間琢磨規(guī)范文檔的話，倒也不必費(fèi)時(shí)間自己琢磨，這篇算是一些口水話心得。

規(guī)范文檔指路：OGC Standard - Two Demensional Tile Matrix Set #6. TileMatrixSet，對，并不是 WMTS 規(guī)范，而是更精確的 2D瓦片陣列集規(guī)范，它獨(dú)立于 WMTS 規(guī)范而發(fā)布。

1. WMTS 中的 TileMatrix 是什么

在我之前的文章《OGC WebGIS 常用服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)速查》中有提過，這個其實(shí)就是一個“陣列”，形象的比喻就是一個“棋盤”，一張網(wǎng)格：

因?yàn)槲覀儗W(xué)習(xí)線性代數(shù)的時(shí)候矩陣就和這玩意兒長得像，所以就被稱作“瓦片陣列”，即 TileMatrix。而基于同一個坐標(biāo)系的多個瓦片陣列，就被稱作“瓦片陣列集”（或者類似的名字，你開心就好），即 TileMatrixSet。

打開 WMTS 的 XML 能力文檔，看看 EPSG:4326 坐標(biāo)系的第 1 級瓦片陣列定義：

<TileMatrix>
  <ows:Identifier>EPSG:4326:1</ows:Identifier>
  <ScaleDenominator>1.3977056600717944E8</ScaleDenominator>
  <TopLeftCorner>90.0 -180.0</TopLeftCorner>
  <TileWidth>256</TileWidth>
  <TileHeight>256</TileHeight>
  <MatrixWidth>4</MatrixWidth>
  <MatrixHeight>2</MatrixHeight>
</TileMatrix>

這些屬性一眼看過去很容易知道其含義：

Identifier：這個瓦片陣列的 ID
TopLeftCorner：這個瓦片的左上角位置，此處是經(jīng)緯度表達(dá)（基于 EPSG:4326 坐標(biāo)系）
TileWidth、TileHeight：瓦片的像素長寬，即 256 × 256 像素
MatrixWidth、MatrixHeight：瓦片陣列的長寬；不理解的可以想象一下“矩陣”的長寬，代表這一級瓦片橫向縱向跨度有多少個瓦片

最后一個沒說的 ScaleDenominator，翻譯過來是 比例分母，也是本文重點(diǎn)要介紹的東西。

2. ScaleDenominator 是什么

在回答這個問題之前，我先提 2 個問題：

在早些年最具代表性的 Windows 系統(tǒng)使用的 96 PPI 像素的屏幕上，1 像素的尺寸是多少？
一個瓦片中，1 像素表示多大經(jīng)緯度或現(xiàn)實(shí)尺寸？

2.1. 一個像素的顯示器物理尺寸是多大

回答第 1 個問題很簡單，網(wǎng)上一搜大概就有，或者拿 23.8 英寸的 1080p 顯示器大致算一下也行：

23.8 英寸 1080p 顯示器對角線約 2202.9 個像素
23.8 英寸約為 604.52 毫米

所以 1 個像素的長寬大概是 604.52 / 2202.9 ≈ 0.274 毫米。

同理，算出 27 寸 4k（3840 × 2160）顯示器的像素尺寸約為 0.156 毫米。

隨著技術(shù)進(jìn)步，現(xiàn)在的顯示器面板已經(jīng)把這個值進(jìn)一步提高了，27 英寸的 4K 顯示器都很常見，物理像素尺寸進(jìn)一步縮小，而 Windows 操作系統(tǒng)為了顯示效果，會在高分辨率屏幕中使用縮放率來提高平滑度 —— 比如，我的 4K 分辨率 27 寸顯示器就使用了 200% 縮放率，也即 4 個像素（長寬各縮放 200%，即 2 個像素 × 2 個像素）作為原來的 1 個像素顯示，這樣 3840 × 2160 的物理分辨率就會模擬成 1920 × 1080。