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分辨率,比例尺

分辨率:

  • 1像素对应的代表的地图单位;
  • 地图单位有米和度俩种, 当无投影时,为度; 当有投影如墨卡托投影时,为米;
  • 一度=111319.4908米= 地球周长/360=40075016.688米/360度;

比例尺

  • 屏幕上一米所代表的地图上的实际距离(m)
  • 1英寸=0.0254米; 1英寸=96像素; 则0.0254米=96像素,所以屏幕上1米=96/0.0254(像素)
  • 则比例尺为96*分辨率/0.0254;

根据分辨率求比例尺:

  • 墨卡托投影: 比例尺=分辨率*96/0.0254;
  • 无投影: 比例尺=分辨率96111319.4908/0.0254; 无投影时需要将地图单位从度转换为米;

根据比例尺求分辨率:

  • 墨卡托投影时: 分辨率=比例尺*0.0254/96;
  • 无投影: 分辨率=比例尺0.0254/(96111319.4908);

对于层的起始行列号(startCol, startRow)

  • 谷歌切图方式:
    • 如果切的是世界电图,则为(0, 0)
    • 不是世界地图, 则为所切地图在世界地图中的当前level所在的行列号;
  • 自定义切图方式：
    • 自定义方式时，则以地图的左上角为原点，切起始行列号为(0, 0);

经纬度

经度

  1. 负经度表示西半球; W
  2. 正经度表示东半球; E

纬度

  1. 负纬度为南半球; S
  2. 正纬度为南半球; N

坐标系

理解

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  假设地球是正圆的，地球表面上的一点可以用经纬度来表示，这时的经纬度是唯一的。但是地球本来就不是圆的，
而是一个椭圆, 所以导致经纬度会根据椭球体的不同而不同. 关于这个椭圆并不是唯一的，比如克拉索夫斯基椭球，
1975国际椭球等等。椭球的不同主要由两个参数来体现: 长半轴和扁率。 之所以会有不同的椭球体出现，是因为地
球太大了。地球不是一个正椭球体，一个椭球体不可能满足地球每个角落的精度要求，在一些边缘地带误差会很大，
在赤道附近有适合赤道使用的椭球体，在极圈附近有适合极圈的椭球地，一切都是为了符合当地的精度需要。如果你
有足够的需求也可以自定义一个椭球体。基于以上原因，就很好理解经纬度为什么不是唯一的..当你使用克拉索夫基
椭球体时是一对经纬度，当使用另外一个椭球体时又是另外一对经纬度。
    用经纬度表示的是地理坐标系,也称大地坐标系。有时候用地理坐标系不够方便,人们比较习惯于使用平面坐标系,
平面坐标系用xy表示。把球体表面的坐标转成平面坐标需要一定的手段，这个手段称为投影。投影方法也不是唯一的,
都是为了一个目的，务求使当地的坐标最准确。所以目前就存在了好多投影方法，比如高斯投影、墨卡托投影等。

地心坐标系（geocentric coordinate system)

地球质心(总椭球的几何中心)为原点的大地坐标系, 可分为：

  • 以地球质心为原点建立的空间直角坐标系
  • 以球心与地球质心重合的地球椭球面为基准面所建立的大地坐标系

地理坐标系（Geographic Coordinate System）

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使用三维球面来定义地球表面位置，以实现通过经纬度对地球表面点位引用的坐标系；
一个地理坐标系包括角度测量单位、本初子午线和参考椭球体三部分.

地理坐标系可以确定地球上任何一点的位置。首先将地球抽象成一个规则的逼近原始自然地球表面的椭球体，
称为参考椭球体，然后在参考椭球体上定义一系列的经线和纬线构成经纬网，从而达到通过经纬度来描述地表
点位的目的。需要说明的是经纬地理坐标系不是平面坐标系，因为度不是标准的长度单位，不可用其直接量测
面积长度。

经纬度

常用的经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。通常以度或百分度为单位来测量该角度

  1. 天文经纬度
  2. 大地经纬度
  3. 地心经纬度

参心坐标系

原点与某一地区或国家所采用的参考椭球中心重合，通常与地球质心不重合

  • 西安80, 北京54, wgs84等等

WGS84， 西安西安80， 北京北京54

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首先有WGS84/北京54/西安80大地坐标系，是用经纬度表示的,也有WGS84/北京54/西安80平面坐标系，使用xy表示的。
WGS84的椭球采用国际大地测量与地球物理联合会第17届大会测量常数推荐值;
北京54采用的是克拉索夫斯基椭球;
西安80采用的是1975国际椭球;
所以地球表面上一点的这三者大地坐标是不一样的，即经纬度是不一样的。

投影坐标、地理坐标、垂直坐标

地图投影的方式

  1. 等角投影 - 投影前后的角度相等, 但长度和面积变形
  2. 等距投影 - 投影前后的长度相等, 但角度和面积变形
  3. 等积投影 - 投影前后的面积相等, 但角度和长度变形

投影坐标

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    投影坐标系在二维平面中进行定义。与地理坐标系不同，在二维空间范围内，投影坐标系的长度、角度和面积恒定。
投影坐标系始终基于地理坐标系，而后者则是基于球体或旋转椭球体的。

    在投影坐标系中，通过格网上的 x,y 坐标来标识位置，其原点位于格网中心。每个位置均具有两个值，这两个值是
相对于该中心位置的坐标。一个指定其水平位置，另一个指定其垂直位置。这两个值称为 x 坐标和 y 坐标。采用此标记
法，原点坐标是 x = 0 和 y = 0。

在等间隔水平线和垂直线的格网化网络中，中央水平线称为 x 轴，而中央垂直线称为 y 轴。在 x 和 y 的整个范围内，
单位保持不变且间隔相等。原点上方的水平线和原点右侧的垂直线具有正值;下方或左侧的线具有负值。四个象限分别表示
正负 X 坐标和 Y 坐标的四种可能组合。

在地理坐标系中处理数据时，有时用 X 轴表示经度值并用 Y 轴表示纬度值很有用。

地理坐标

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    地理坐标系 (GCS) 使用三维球面来定义地球上的位置。GCS 往往被误称为基准面，而基准面仅是 GCS 的一部分。GCS
包括角度测量单位、本初子午线和基准面(基于旋转椭球体)。
    可通过其经度和纬度值对点进行引用。经度和纬度是从地心到地球表面上某点的测量角。通常以度或百分度为单位来测量
该角度。下图将地球显示为具有经度和纬度值的地球。
    在球面系统中，水平线(或东西线)是等纬度线或纬线。垂直线(或南北线)是等经度线或经线。这些线包络着地球，构成了
一个称为经纬网的格网化网络。
    位于两极点中间的纬线称为赤道。它定义的是零纬度线。零经度线称为本初子午线。对于绝大多数地理坐标系，本初子午
线是指通过英国格林尼治的经线。其他国家/地区使用通过伯尔尼、波哥大和巴黎的经线作为本初子午线。经纬网的原点 (0,0)
定义在赤道和本初子午线的交点处。这样，地球就被分为了四个地理象限，它们均基于与原点所成的罗盘方位角。南和北分别位
于赤道的下方和上方，而西和东分别位于本初子午线的左侧和右侧。
    通常，经度和纬度值以十进制度为单位或以度、分和秒 (DMS) 为单位进行测量。维度值相对于赤道进行测量，其范围是
-90°(南极点)到 +90°(北极点)。经度值相对于本初子午线进行测量。其范围是 -180°(向西行进时)到 180°(向东行进时)。如
果本初子午线是格林尼治子午线，则对于位于赤道南部和格林尼治东部的澳大利亚，其经度为正值，纬度为负值。
    用 X 表示经度值并用 Y 表示纬度值可能会有帮助。这样，显示在地理坐标系上定义的数据就如同度是线性测量单位一样。
此方法与普通圆柱投影基本相同。
    尽管使用经度和纬度可在地球表面上定位确切位置，但二者的测量单位是不同的。只有在赤道上，一经度所表示的距离才约
等于一纬度所表示的距离。这是因为，赤道是唯一一条长度与经线相同的纬线。(其半径与球面地球半径相同的圆称为大圆。赤道
和所有经线都是大圆。)
    在赤道上方和下方，用来定义纬度线的圆将逐渐变小，直到最终在南极点和北极点处变为一个点，所有经线均在此处相交。
由于经线沿极点方向逐渐集中，所以一经度所表示的距离最终将减小为零。在 Clarke 1866 旋转椭圆体上，赤道上的一经度等于
111.321 km，而在纬度为 60° 度位置，只有 55.802 km。因为经度和纬度不具有标准长度，所以无法对距离或面积进行精确测
量，或者无法很容易地在平面地图或计算机屏幕上显示数据。

垂直坐标

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    垂直坐标系可以定义高度或深度值的原点。与水平坐标系类似，除非要显示数据集或者要将数据集与使用不同垂直坐标系的其
他数据合并，否则不需要使用垂直坐标系中的大多数信息。
    测量单位可能是垂直坐标系最重要的部分。测量单位始终是线性的(例如，国际英尺或米)。另一个重要部分是 z 值究竟代表
高度(高程)还是深度。对于每种类型，z 轴方向分别为正“北”或正“南”。下图显示了两种垂直坐标系：平均海平面和平均低潮面。
平均海平面用作高度值的零水平面。平均低潮面则是基于深度的垂直坐标系。
    基于高度的平均海平面坐标系显示一个 z 值。落到平均海平线以下且以其为参照的任何点都具有负 z 值。平均低潮面具有
两个与之关联的 z 值。由于平均低潮面是基于深度的，因此 z 值为正。落到平均低潮面以上且以其为参照的任何点都具有负z值.

坐标转换

  1. 在同一个椭球里的转换都是严密的，而在不同的椭球之间的转换是不严密的。

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    如，在WGS-84坐标和北京54坐标之间是不存在一套转换参数可以全国通用的,在每个地方会不一样，因为它们是两个不同的椭球基准

  2. 两个椭球间的坐标转换:

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    一般而言比较严密的是用七参数法（包括布尔莎模型，一步法模型，海尔曼特等）:
    即X平移，Y平移，Z平移，X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K。

    要求得七参数就需要在一个地区需要3个以上的已知点。如果区域范围不大，最远点间的距离不大于30Km(经验值)，
    这可以用三参数（莫洛登斯基模型），即X平移，Y平移，Z平移，而将X旋转，Y旋转，Z旋转，尺度变化K视为0，所
    以三参数只是七参数的一种特例。

  3. 在一个椭球的不同坐标系中转换可能会用到平面转换

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    现阶段一般分为四参数和平面网格拟合两种方法，以四参数法在国内用的较多，举个例子：
    在深圳既有北京54坐标又有深圳坐标，在这两种坐标之间转换就用到四参数，计算四参数需要两个已知点。

  4. 一个示意图

Proj4库的一个转换关系

常用计算

六度带

中央经线 = 6 * 当地带号 - 3 (使用于1:2.5万 和 1:5万)

三度带

中央经线 = 3 * 当地带号

常用投影

UTM投影