OpenLayers教程九：多源数据加载之瓦片地图原理一

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一、瓦片地图简介

二、LOD

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一、瓦片地图简介

    瓦片地图（也叫切片地图）源于一种大地图解决方案，就是在多个比例尺下配置地图，然后提前把每个比例尺下的地图绘制为小块图片（瓦片），保存在服务器上用于缓存的目录中。这样客户端在访问地图时，可以直接获取需要的小块图片拼接成整幅地图，而不是由服务器动态创建（实时创建）出一幅图片再发送到客户端，从而极大提高了访问速度。

    瓦片地图起始于谷歌地图。在2005年前后谷歌地图已经开始将矢量图层融合为一张栅格化的大图像，大图像被切分为256像素 x 256像素的图片（瓦片）。这些图片预先生成并存储在磁盘上，以便快速分发（通过AJAX）到客户端。这样做可以同时支持成千上万个并发请求（异步-因为瓦片地图根据请求范围加载），而这对于动态地图绘制而言基本是不可能的。

    瓦片地图的缺点是不能改变图层的符号，可以认为它们是一些"死图片"，不能进行更新。因此，WebGIS中通常的做法是将通用的基础底图图层发布为瓦片，在其上叠加另外的包含专题信息的图层，这种图层结构可以被比喻为"图层三明治"。

    如今有许多软件提供创建地图瓦片的功能，商业软件中，功能强大的ArcGIS软件系列的ArcGIS Server（价格较贵）能够进行创建瓦片地图操作，国内的超图SuperMap iServer同样也能创建瓦片地图。另外，开源的Mapnik库也可以创建地图瓦片，Mapnik库被封装在用户友好的应用程序TileMill中。

二、LOD

    LOD是Levels of Detail（细节层级）的简写，用于根据当前的环境，渲染不同的图像，用于降低非重要内容的细节度，从而提高渲染效率，在电子游戏中经常运用，对于需要显示全球地图的GIS系统而言，更需要应用这项技术。

    在不同的LOD下，自然分辨率就可能不一样，这两者是紧密结合在一起的。对于图形显示系统而言，分辨率作为屏幕坐标和世界坐标之间计算的纽带，其作用是非常重要的（例如，屏幕上两个像素点间的距离对应的现实世界的距离是多少，这就需要通过分辨率来衡量与计算——分辨率将在后面进行介绍）。

    在详细讲解之前，假设给你两张A4纸，在其中一张纸上把你家整个绘制上去，在另一张纸上只把你睡的房间绘制上去。如果别人想看你家，你会给哪一张纸？如果想看你睡的房间，你会给哪一张纸？相信你不会给错，LOD就是这种根据不同需要，采用不同图的技术方案。在地图应用中，最直观的体验，就是地图放大缩小。当地图放大后，能看到更详细的地理信息，比如街道、商店等等。当地图缩小再缩小，原来能看到的街道、商店就看不见了，但是能看到更大的区域。我们的屏幕就相当于是A4纸，大小不变。

    LOD这个技术方案非常棒！非常符合我们的自然习惯，所以在很多图形系统中都使用了这项技术。在GIS系统中，不断放大，就能看到更多地图细节，了解更加详细的信息。对于GIS引擎的开发者而言，需要实现这项技术，当发现用户放大地图时，就立马使用更有细节的地图图片，替换现在显示的地图图片。现在问题来了：意思是说对于同一个地点而言，需要有更多张呈现不同细节程度的图片？是的，你没有猜错。虽然在使用瓦片地图的过程中，感觉放大、缩小地图是浑然一体的，但其实就在你眼皮下发生了图片替换。不同层级使用具有不同细节的地图瓦片，这就需要为每一个层级准备图片，如果使用离线工具下载瓦片地图，会看到下载的图片是按照层级Z进行存储的。开发者不用担心数据源的处理，只需要知道这个原理就可以了。

    为了便于理解GIS系统中不同层级，使用不同的图片，下面使用google在线瓦片地图进行说明。最小层级0情况下，只用了一张256*256像素的图片表示整个地球平面：

稍大一个层级1情况下，用了四张256*256像素的图片（各张图片中表示的信息更丰富了）来表示整个地球：

  

  

    对照一下，是否更加的明白了LOD原理及其在GIS中的应用了？