值得收藏｜基于全球切片解析标准TMS的瓦片规则
概述
TMS（Tile Map Service）即瓦片地图服务，是开源空间信息基金会（Open Source Geospatial Foundation，简称OSGeo）定义的瓦片地图服务，与开放地理空间信息联盟（Open Geospatial Consortium，简称OGC）定义的WMTS(Web Map Tile Service)有所区别。
关于WMTS瓦片的规则，这里先按下不表，本文将通过水经微图导出全球TMS切片的方式来对TMS的瓦片规则进行说明。
基于墨卡托投影的标准TMS瓦片规则
众所周知，墨卡托投影瓦片的起始级别第0级（水经注级别第1级）为1张瓦片，第1级（水经注级别第2级）为4张瓦片，如下图所示。
全球墨卡托瓦片
为了更好地说明标准TMS瓦片的规则，这里以前四级即第0、1、2、3级（水经注级别1、2、3、4）的瓦片下载导出为例，如下图所示。
全球墨托卫星影像下载
在导出瓦片设置中，选择瓦片格式为“标准TMS瓦片”，如下图所示。
导出墨卡托标准TMS瓦片设置
下载导出完成后，结果目录如下图所示。
导出TMS瓦片结果
导出的标准TMS级别为原始瓦片级别，如下图所示。
标准TMS级别目录
导出的标准TMS级别的列号为原始瓦片的列号，即从0开始编号，如下图所示。
标准TMS列目录
导出的标准TMS瓦片的行号也是从0开始编号，但它与WTMS不同的是从下往上开始编号，如下图所示。
标准TMS瓦片目录
也就是说，通过水经微图导出的墨卡托标准TMS瓦片的起始级别是1张瓦片，但在OSGeo的官方网站有如下一段文字说明。
global-mercator
If the profile type is set to "global-mercator", the <TileMap> must meet the following requirements:
Must use <SRS>OSGEO:41001</SRS>
Must provide <TileSet>s with units-per-pixel meeting the following formula for any integral value of "n" greater than or equal to 0: units-per-pixel = 78271.516 / 2^n
This scaling allows an initial zoom level that consists of four 256x256 pixel tiles covering the whole earth, with an <Origin> of (-20037508.34, -20037508.34). Other combinations of tile size and <Origin> are also possible at this scale.
也就是说，墨卡托标准TMS瓦片的起始级别也可以包括4张瓦片，即原始级别的第1级（水经注第2级）作为墨卡托标准TMS的第0级。
基于WGS84经纬度投影的标准TMS瓦片规则
上文讲到了墨卡托投影瓦片的起始级别第0级（水经注级别第1级）为1张瓦片，第1级（水经注级别第2级）为4张瓦片。
但WGS84经纬度投影瓦片的第0级（水经注级别第1级）无法构成一张可以将一个256x256图片填充满的合法瓦片，因此第0级为无效瓦片，如下图所示。
WGS84瓦片第0级
因此，WGS84经纬度投影瓦片的第1级（水经注级别第2级）为2张瓦片，如下图所示。
全球WGS84瓦片
为了更好地说明WGS84经纬度投影下标准TMS瓦片的规则，这里我们以下载全球前三级（第0级无效）即第1、2、3级（水经注级别第2、3、4级）的瓦片为例，如下图所示。
全球WGS84卫星影像下载
在导出瓦片设置中，选择“标准TMS瓦片”，水经微图将默认勾选“第0级2张瓦片”，如下图所示。
导出WGS84标准TMS瓦片设置
如果第0级为2张瓦片，也就是说将第1级（水经注第2级）作为标准TMS瓦片的第0级，导出级别为第0、1、2级即对应原始级别第1、2、3级（水经注级别2、3、4级），如下图所示。
第0级2张瓦片的级别目录
如果取消勾选“第0级2张瓦片”，导出的标准TMS瓦片级别将与原始级别一致，即第1、2、3级（对应水经注级别第2、3、4级），第0级（水经注级别第1级）无效不导出。
第1级两张瓦片的级别目录
无论第0级2张瓦片还是第1级2张瓦片，都可以根据自己的实际需要对“第0级2张瓦片”功能项进行选择控制。
不过，在OSGeo的官方网站有一段关于WGS84投影的标准TMS起始级别包含2张瓦片的说明。
global-geodetic
If the profile type is set to "global-geodetic", the <TileMap> must meet the following requirements:
Must use <SRS>EPSG:4326</SRS>
Must provide <TileSet>s with units-per-pixel meeting the following formula for any integral value of "n" greater than or equal to 0: units-per-pixel = 0.703125 / 2^n
This scaling allows an initial zoom level that consists of 2 256x256 pixel tiles covering the whole earth, with an <Origin> of (-180,-90). Other combinations of tile size and <Origin> are also possible at this scale.
TMS与WTMS瓦片的切片圆点
TMS瓦片与WTMS瓦片的最大区别，应该算是切片圆点的不，WTMS的切片原点在左上角，瓦片编号原理如下图所示。
WTMS瓦片编号原理
而TMS瓦片的切片原点却在左下角，瓦片编号原理如下图所示。
TMS瓦片编号原理
在TMS瓦片的导出结果目录中，级别目录下可以通过预览查看卫星影像图片与瓦片编号的对应关系，如下图所示。
列目录中的瓦片预览
总结
本文通过导出全球WGS84经纬度投影瓦片和墨卡托投影瓦片的方法对标准TMS瓦片的规则进行的分析说明，更多关于WTMS与TMS瓦片规则的说明，请参阅读以下网址。
https://www.ogc.org/standards/wmts
https://wiki.osgeo.org/wiki/Tile_Map_Service_Specification
最后，无论是墨卡托或WGS84的标准TMS瓦片，都可以通过水经微图导出，如果你还没有安装该软件，请通过关注微信公众号“水经注GIS”并在后台回复“微图”获取下载地址，也可以在水经注官方网站进行下载。
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