GIS——地图比例尺

温故知新

 

1.       概念

比例尺：图上距离比实地距离，以下用 S代表比例尺分母；

分级Zoom或Level：Google地图、百度地图等地图分级，某一特定Zoom或Level与当前图像分辨率无关，在指定纬度下，1个像素代表固定的实际距离（即地面分辨率）。（通俗举例来讲，无论你用1440*900的宽屏还是1024*768打开Zoom=18的地图，在北京的某个地方（纬度变化忽略不计的情况下）1个像素代表的实际距离是不变的。）参考：百度API-常见问题。另参考：Google18级北京=0.45米/像素；广州=0.54米/像素（注意此时Scale值=默认值，请参见释疑）。以下用R代表地面分辨率；

图像分辨率：PPI，像素每英寸（注意DPI与PPI的区别）；参考：http://www.ransen.com/Articles/DPI/Default.htm，（建议参见国外的，国内的很多说的区别不值得参考，但较为同意http://zhidao.baidu.com/question/336472104.html），参见释疑；

 

2.       换算

常量1英寸=0.0254米；

S=(PPI*R)/0.0254，（其中R随纬度以及分级Zoom变化，R的值与Zoom成反比，即Zoom等级越高，地图越精细，R的值越小，注意R的值越小，分辨越精细；R的值一般情况下与纬度成反比，即纬度越高，R的值越小，原因可参见墨卡托投影http://www.bianceng.cn/Programming/extra/201106/27291.htm）

由此可见：http://bbs.arceyes.com/article-4-2.html这些博文属于误导，http://blog.csdn.net/mailtogst/article/details/6852798说明了ArcGIS加载Web地图的方式，但代码中的Scale设置是有问题的。

 

3.       释疑

A：Why同在北京，同一ZoomLevel下，比例尺依旧不是固定的数字？

从换算方式可得到，在R确定的情况下，S与PPI相关，即电脑采用不同的图像分辨率的情况下，S必然会发生变化。

B：Google静态图片的API Scale值的影响

Google静态图片的API，修改Scale=2，Size=1px*1px&Scale=1（比例尺S1，地面分辨率R1） VS Size=1px*1px&Scale=2（输出2px*2px，比例尺S2，地面分辨率R2），意思是同一范围大小的图片放大2倍，即S2= S1/2 (注意S为分母，即比例尺放大2倍)，在PPI不变的情况下，同样R2=R1/2,即R2更精细，可结合Google Map API（https://developers.google.com/maps/documentation/staticmaps/），进行对比。注意：如果此时把这两张图片进行拉伸放到相同大小的绘图区域（1px*1px），此时他们的S和R相同。再加入Size=2px*2px&Scale=1（比例尺S3，地面分辨率R3）进行比较，S3=S1，R3=R1，但如果拉伸放入绘图区域（1px*1px），即缩小一倍，此时S3=2*S1；

C：点（Dot）与像素（Pixel）的区别（引用百度知道）

DPI中的点（Dot）与图像分辨率中的像素（Pixel）是容易混淆的两个概念，DPI中的点可以说是硬件设备最小的显示单元，而像素则既可是一个点，又可是多个点的集合。在扫描仪扫描图像时，扫描仪的每一个样点都是和所形成图像的每一个像素相对应的，因此扫描时设定的DPI值与扫描形成图像的PPI值是相等的，此时两者可以划等号。但在许多情况下，两者的区别是相当大的。比如，分辨率为1 PPI的图像，在300DPI的打印机上输出，此时图像的每一个像素，在打印时都对应了300×300点。在计算机显示器的运用上也存在类似问题，比如12英寸显示器的有效显示区域约200mm×160mm，如果荧光屏的光点直径为0.31mm，通过换算可知荧光屏上最大可显示的光点数为640（200÷0.31）×480（160÷0.31），相应的分辨率为80DPI。这个80DPI是这样来的：640Dot÷(200mm÷25.3995mm/Inch)≈80Dot/Inch或者 480Dot÷(160mm÷25.3995mm/Inch)≈80Dot/Inch。

在这种情况下，显示卡的显示模式最高可设置为640×480，这时1 Pixel由1 Dot组成。如把显示卡的显示模式调整为320×240，在显示一幅320×240的图像时，一个像素就要对应于四个光点。

 

通过这段描述，可知对于某一设备而言，DPI是设备的属性（对于显示器而言，如果不调整光点大小的情况下，DPI是固定的），PPI可根据显示模式（1440*900or 1024*768）等方式进行调整

 

 

 

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补充

4.平面分辨率与经纬度分辨率（按投影坐标系与地理坐标系划分）

平面分辨率（一个像素代表的实地距离）   S = 1 :  R * DPI / 0.0254

经纬度分辨率（一个像素代表的度数）  S = 1 : R * (DPI / 0.0254 ) * 2 * PI * r (地球半径) / 360