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Scale和Resolution的含义及转换算法

 
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转自http://www.cnblogs.com/hl3292/
(并非有意转,特此说明,请原作者谅解,之前引用过他人文章,但因为后来无故链接404)

分两部分:

第一部分 关于显示器的DPI

    最近发现新的笔记本上显示的图形的实际大小并不是指定的大小(例如:想绘制 5cm 宽的矩形,在屏幕上显示的宽度只有3.6cm),仔细查阅了代码没有发现错误,最终发现原来是显示器DPI的问题。

    在代码中通过 Graphic.DpiX 或 Graphic.DpiX 得到的DPI始终都是96,不论显示器的尺寸和分辨率怎么样变化。也就是说这个96的DPI不一定是显示器真实的DPI。实际上96是14寸的显示器在1024*768的分辨率的DPI(当17寸的显示器在1024*768的分辨率下实际上的DPI应该比96要小)。

    无法获得显示器的真实DPI(或者屏幕的宽和高),也就无法保证显示器显示的准确性。

    System.Windows.Forms.Screen 中有静态方法GetBounds(...)可以获得显示器的分辨率,GetWorkingArea(...)方法可以获得显示器的工作区(工作区是显示器的桌面区域,不包括任务栏、停靠窗口和停靠工具栏),但无法得到显示器的宽度和高度或者每点的宽度,也就无法获得当前显示器真实的DPI。期待 .Net 中提供能够获得显示器真实DPI或者显示器大小的函数。

第二部分 地图切片
    原文地址:http://gispower.e2.91cdn.com/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:
<TileOrigin xsi:type="typens:PointN">
	<X>-5123200</X>
	<Y>10002100</Y>
</TileOrigin>
<TileCols>512</TileCols>
<TileRows>512</TileRows>
<DPI>96</DPI>
<LODInfos xsi:type="typens:ArrayOfLODInfo">
	<LODInfo xsi:type="typens:LODInfo">
		<LevelID>0</LevelID>
		<Scale>125000000</Scale>
		<Resolution>33072.982812632297</Resolution>
	</LODInfo>
	<LODInfo xsi:type="typens:LODInfo">
		<LevelID>1</LevelID>
		<Scale>64000000</Scale>
		<Resolution>16933.367200067736</Resolution>
	</LODInfo>
</LODInfos>

    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:

<LODInfos xsi:type="typens:ArrayOfLODInfo"> 
<LODInfo xsi:type="typens:LODInfo"> 
<LevelID>0</LevelID> 
<Scale>64000000</Scale> 
<Resolution>0.1522855043731379</Resolution> 
</LODInfo> 
<LODInfo xsi:type="typens:LODInfo"> 
<LevelID>1</LevelID> 
<Scale>32000000</Scale> 
<Resolution>0.076142752186568949</Resolution> 
</LODInfo> 
</LODInfos> 

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