Scale和Resolution的含义及转换算法

转自:http://www.cnblogs.com/sailheart

一、概述

在OpenLayers中，地图必须具有一个缩放级别的范围，缩放级别可以用比例尺（scale）或者分辨率（resolution）表示。

比例尺——屏幕上1米代表多少地图坐标单位；分辨率——屏幕上一个像素代表多少地图坐标单位。
两者的转换关系是：scale = resolution * 72 * 39.3701（1米=39.3701英寸，1英寸=72像素）

地图具有一个总的缩放级别，每个图层可以有各自的缩放级别，这样可以控制图层只在合适的级别上显示。

二、缩放级别范围的确定方法

1、比例尺数组或者分辨率数组来确定（相邻两级之间不一定是2倍的关系，可以是任意值）。示例：

resolutions: [1.40625,0.703125,0.3515625,0.17578125,0.087890625,0.0439453125]
scales: [50000000, 30000000, 10000000, 5000000]

2、用最大分辨率（maxResolution）和缩放级别总数（numZoomLevels）确定，相邻两级是2倍关系

2.1最大分辨率的确定方法：

a. 直接指定maxResolution，例如：

maxResolution: 0.17578125

b. 直接指定minScale，例如：

minScale: 50000000

c. 由maxExtent确定（maxResolution需设置为‘auto’），例如：

maxExtent: new OpenLayers.Bounds(-180, -90, 180, 90),
maxResolution: "auto"

2.2 缩放级别总数的确定方法：

a. 直接指定numZoomLevels，例如：numZoomLevels: 5
b. 由最大分辨率和最小分辨率的比值确定，最小分辨率同2.1有三种方法可以确定：

b.1 直接指定minResolution
b.2 直接指定maxScale
b.3 由minExtent确定（minResolution需设置为‘auto’）

如果指定的参数过多，导致缩放级别范围不一致时，上述方法顺序决定了OpenLayers确定缩放级别范围的优先级。

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转自: http://www.gispower.org/article/arcgis/ArcServer/2010/67/106711258224E1636AC2442GHJE09.html

当我们在用arcgis server 构建切片时，我们会发现在缓存生成的conf.xml中有这样的片段：

在上述片段中<LODInfo>代表了每一级切片的信息，<LevelID>代表切片的级数。

在这里，<Scale>代表比例尺。比例尺是表示图上距离比实地距离缩小的程度，也叫缩尺。公式为：比例尺=图上距离/实地距离。用数字的比例式或分数式表示比例尺的大小。例如地图上1厘米代表实地距离500千米，可写成：1∶50,000,000或写成：1/50,000,000。

<Resolution>，代表分辨率。Resolution 的实际含义代表当前地图范围内，1像素代表多少地图单位（X地图单位/像素），地图单位取决于数据本身的空间参考。

当我们在进行Web API的开发时，经常会碰到根据Resolution来缩放地图的情况。但是实际需求中我们更需要根据Scale来缩放，因此就涉及到Scale和Resolution的转换。

Resolution和Scale的转换算法：

Resolution跟dpi有关，跟地图的单位有关。（dpi代表每英寸的像素数）

Resolution和Scale的转换算法

举例：

案例一：如果地图的坐标单位是米， dpi为96

1英寸= 2.54厘米；

1英寸=96像素；

最终换算的单位是米；

如果当前地图比例尺为1: 125000000，则代表图上1米实地125000000米；

米和像素间的换算公式：

1英寸=0.0254米=96像素

1像素=0.0254/96 米

则根据1：125000000比例尺，图上1像素代表实地距离是125000000*0.0254/96 = 33072.9166666667米。我们这个换算结果和切片的结果略微有0.07米的误差。这个误差产生的原因是英寸换算厘米的参数决定的，server使用的换算参数1英寸约等于0.0254000508米。

案例二：如果地理坐标系是wgs84,地图的单位是度，dpi为96

Server中度和米之间的换算参数：

1度约等于 111194.872221777米

接下来就需要进行度和像素间的换算：

当比例尺为1:64000000米时，相当于1像素 = 64000000*0.0254000508/96 = 16933.3672米

再将米转换为度 16933.3672/111194.872221777 = 0.1522855043731385度

因此当地图单位为度时，近似计算在1:64000000 对应的Resolution为0.1522855043731385度

验证结果：

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转自:http://www.cnblogs.com/JenMinZhang/archive/2011/01/06/resolutions.html

OpenLayers Map可以在不同的比例尺或解析度下显示他的每一个layer
map对象含有缩放级别的引用，即ZoomLevels，而且允许他的每一个layer去自定义他们自己的缩放级别，使之看起来合适
可以通过在构造函数中设置options属性来配置openlayers layer的缩放级别

== 正常图层==
对于基于openlayers.layer的正常layer，和能够在任何解析度下显示的layer，存在多种不同的方式去配置缩放级别和他们各自的比例尺和解析度

“解析度数组”:
要是转化缩放级别成为解析度，需要一个{{{resolutions}}}数组，他是这个图层所支持的不同解析度的列表，缩放级别就仅仅是一个解析度数组的索引，解析度数组始于0终于缩放级别-1

比如:
一个图层的解析度为[a,b,c],那么缩放级别的0就是a ,1就是b。。。

=== 配置解析度数组的方式 ===

可选项：
{{{scales}}} - ''Array'' -- 预先设置比例尺值的数组
{{{resolutions}}} - ''Array'' -- 预先设置解析度值的数组
{{{minScale}}} - ''float'' --layer能够显示的最小比例尺
{{{maxScale}}} - ''float'' --layer能够显示的最大比例尺
{{{maxResolution}}} - ''float'' --layer能够显示的最大解析度
{{{minResolution}}} - ''float'' -- layer能够显示的最小解析度
{{{minExtent}}} - ''!OpenLayers.Bounds'' --layer能显示出的最小范围
{{{maxExtent}}} - ''!OpenLayers.Bounds'' -- layer能显示出的最大范围
{{{numZoomLevels}}} - ''int'' -- 缩放级别的总数
{{{units}}} - ''String'' - layer显示的单位，作用于比例尺-解析度换算

Example Declarations:
{{{
    var options = { scales: [50000000, 30000000, 10000000, 5000000],
                    resolutions: [1.40625,0.703125,0.3515625,0.17578125,0.087890625,0.0439453125],
                    minScale: 50000000,
                    maxResolution: "auto",
                    maxExtent: new OpenLayers.Bounds(-180, -90, 180, 90),
                    maxResolution: 0.17578125,
                    maxScale: 10000000,
                    minResolution: "auto",
                    minExtent: new OpenLayers.Bounds(-1, -1, 1, 1),
                    minResolution: 0.0439453125,
                    numZoomLevels: 5,
                    units: "degrees"
                  };
    map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}

显然所有的配置项不能在一次设置中全都用上，因为他们可能相互冲突，他们会按照下面的优先级起作用:

[A]【预设的缩放级别列表】缩放级别由预先设置的比例尺或解析度决定

{{{scales}}} -解析度的数组由这些比例尺直接转化而来
{{{resolutions}}} - 解析度数组直接从初始化函数的option参数中带来
Examples:
{{{
var options = { scales: [50000000, 30000000, 10000000, 5000000] };
map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}

{{{
var options = { resolutions: [1.40625,0.703125,0.3515625,0.17578125,0.087890625,0.0439453125] };
map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}

* '''maxResolution and numZoomLevels''' - ''!ZoomLevels are determined based on a maximum resolution and the number of desired !ZoomLevels''

[B]【最大解析度 &缩放级别的总数】缩放级别在最大解析度和缩放级别的总数上被决定
B1 最大解析度的确定
{{{minScale}}} --解析度的值从比例尺由单位{{{units}}}转化来
{{{maxExtent}}} AND {{{maxResolution == "auto"}}} --解析度由地图的div尺寸和maxExtent属性计算而来。若maxExtent属性未指定，默认从map继承，即全世界
{{{maxResolution}}}--解析度的值直接从layer的options参数中带来，若没指定，则默认为从map的options中带来
B2 缩放级别的总数确定
B2_a基于最大和最小解析度的比值来计算--确定最小解析度：
{{{maxScale}}} --解析度的值从比例尺由单位{{{units}}}转化来
{{{minExtent}}} AND {{{minResolution == "auto"}}}--解析度的值基于地图div尺寸和minExtent属性来计算。minExtent属性必须被指定，默认不从map继承
{{{minResolution}}} --解析度的值从layer指定的option参数中直接带来，若没指定，最小解析度保持为空，缩放级别数直接接受
B2_b {{{numZoomLevels}}}缩放级别数直接从layer指定的option参数带来，若没有指定默认从map的option带来

Examples:

||maxResolution||Converted from minScale using specified units||
||numZoomLevels||Default from map||
{{{
    var options = { minScale: 50000000,
                    units: "degrees"
                  };
    map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}
[[BR]]

||maxResolution||Calculated based on div size and default maxExtent from map||基于div的尺寸和地图最大范围计算
||numZoomLevels||Calculated using ratio of maxResolution/minResolution||用最大最小分辨率的比值计算
{{{
    var options = { maxResolution: "auto",
                    maxExtent: new OpenLayers.Bounds(-180, -90, 180, 90),
                    minResolution: 0.0439453125
                  };
    map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}
[[BR]]

||maxResolution||Specified||
||numZoomLevels||Specified||
{{{
    var options = { maxResolution: 0.17578125,
                    numZoomLevels: 15
                  };
            map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}
[[BR]]

||maxResolution||Default from map||
||numZoomLevels||Converted maxScale (using default units from map) to minResolution, then uses ratio of maxResolution/minResolution to calculate numZoomLevels||
{{{
var options = { maxScale: 10000000 };
map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}
[[BR]]

||maxResolution||Specified||
||numZoomLevels||Calculated minResolution based on div size and default minExtent from map, then uses ratio of maxResolution/minResolution to calculate numZoomLevels||
{{{
    var options = { maxResolution: 0.17578125,
                    minResolution: "auto",
                    minExtent: new OpenLayers.Bounds(-1, -1, 1, 1),
                  };
    map = new OpenLayers.Map( $('map') , options);
}}}