电子地图的比例尺和分辨率的相互换算.md

文章目录

一、重要知识点参数（前提）
二、米为单位的比例尺和分辨率换算
- 2.1 计算思路和公式
- - 2.1.1 已知比例尺计算像素分辨率
  - 2.1.2 已知像素分辨率计算比例尺
- 2.2 验证（用谷歌、百度、高德的比例尺进行验证）
三、度为单位的比例尺和像素分辨率换算

由于在工作中经常需要涉及电子地图，一直疑惑电子地图比例尺和分辨率的关系。

一、重要知识点参数（前提）

电子地图比例尺：1:2256.994353中的1通常代表1米，2256.994353的单位也是米。（注意与早期地理课本上对比例尺的解释“图上距离1厘米代表实地距离XX米有所区别哦。”）
像素分辨率： 就是图像1个像素所代表的实际距离了，比如卫片生产过程中的精度指标，0.5米卫片、0.3米卫片指的就是这个了，GIS切图过程中比例尺生成的resolution分辨率也就是这个，不同等级对应不同的resolution。
屏幕分辨率： 通常为 96 DPI（dots per inch），即每英寸 96 个像素。1 英寸等于 0.0254 米，即25.4毫米。为什么要用英寸进行度量？因为英寸在历史上和国际标准中被广泛用于测量屏幕尺寸和分辨率，西方定的标准。
地图缓存图片生产通常都是按照 96 DPI生产的，纵使有高分屏显示器的屏幕分辨率高于96DPI，但在实际地图瓦片生产过程中还是按照96DPI来计算，在高分屏上的显示由WEB端或PC端程序进行二次缩放适配。

二、米为单位的比例尺和分辨率换算

比如百度高德谷歌地图就是米为单位的，在GIS数据生产中的WEB墨卡托投影数据（EPSG:3857）是米为单位的，高斯克吕格坐标的GIS数据也是米为单位的，总之大部分都是米为单位的。

2.1 计算思路和公式

2.1.1 已知比例尺计算像素分辨率

思路：比例尺分母除以1米对应的屏幕点数量就是通过自定义的比例尺知道了1米对应的实际长度，用这个（实际长度）除以（1米对应的屏幕点数），即可得到每个屏幕点对应的实际长度，即像素分辨率。
1米对应的屏幕点数：

1英寸 = 0.0254 米 = 96DPI
1米=(1米/0.0254米) 英寸 ≈ 39.37 英寸
1米=(1米/0.0254米)*96DPI = 96/0.0254 DPI ≈ 3779.52756 DPI

像素分辨率计算公式：
比如比例尺1:2256.994353，用参数 scale 代表比例尺的分母2256.994353，像素分辨率用resolution表示，
resolution=scale/（96/0.0254）=scale*0.0254/96
所以像素分辨率的计算公式为：
Resolution = Scale * 0.0254 / 96

2.1.2 已知像素分辨率计算比例尺

同样也可以在已知像素分辨率的情况下计算出比例尺：
Scale = Resolution * 96 / 0.0254

2.2 验证（用谷歌、百度、高德的比例尺进行验证）

以上公式可基于下面提供的参数进行验证，new LOD(19, 0.298582141647617, 1128.497176) 中，0.298582141647617 代表像素分辨率resolution，1128.497176代表比例尺的分母scale，可自行填入上面的公式进行验证，略微有差异是正常现象，小数位数和四舍五入的原因引起的少许差异，在误差允许范围内。

提供谷歌、百度、高德的比例尺用于自行验证公式

new LOD(0, 156543.033928, 591657527.591555),    
new LOD(1, 78271.5169639999, 295828763.795777),    
new LOD(2, 39135.7584820001, 147914381.897889),    
new LOD(3, 19567.8792409999, 73957190.948944),    
new LOD(4, 9783.93962049996, 36978595.474472),    
new LOD(5, 4891.96981024998, 18489297.737236),    
new LOD(6, 2445.98490512499, 9244648.868618),    
new LOD(7, 1222.99245256249, 4622324.434309),    
new LOD(8, 611.49622628138, 2311162.217155),    
new LOD(9, 305.748113140558, 1155581.108577),    
new LOD(10, 152.874056570411, 577790.554289),    
new LOD(11, 76.4370282850732, 288895.277144),    
new LOD(12, 38.2185141425366, 144447.638572),    
new LOD(13, 19.1092570712683, 72223.819286),    
new LOD(14, 9.55462853563415, 36111.909643),    
new LOD(15, 4.77731426794937, 18055.954822),    
new LOD(16, 2.38865713397468, 9027.977411),    
new LOD(17, 1.19432856685505, 4513.988705),    
new LOD(18, 0.597164283559817, 2256.994353),    
new LOD(19, 0.298582141647617, 1128.497176)