天地图WMTS GetTile（地图API）请求参数深度解析

以下针对天地图API影像底图瓦片请求URL进行逐项参数拆解，结合OGC WMTS 1.0.0标准与天地图技术规范进行专业解读：

http://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts?
SERVICE=WMTS&
REQUEST=GetTile&
VERSION=1.0.0&
LAYER=img&
STYLE=default&
TILEMATRIXSET=w&
FORMAT=tiles&
TILEMATRIX={z}&
TILEROW={y}&
TILECOL={x}&
tk=您的密钥

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一、基础服务地址

http://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts

• t0：服务节点标识，支持t0-t7共8个节点
• img_w：图层标识符
  • img：影像底图（其他选项：vec矢量/cva注记/ter地形等）
  • _w：坐标系标识（w=Web墨卡托，c=经纬度坐标系）

二、核心请求参数

1. SERVICE=WMTS
   • 强制参数，声明服务类型为Web Map Tile Service
2. REQUEST=GetTile
   • 操作类型：获取栅格瓦片数据（对比GetCapabilities获取元数据）
3. VERSION=1.0.0
   • WMTS协议版本，天地图当前仅支持1.0.0版本
4. LAYER=img
   • 图层标识符体系：

     值	图层类型	坐标系支持
     img	影像底图	w/c
     cva	矢量注记	w/c
     ter	地形晕渲	w/c
     ibo	全球境界	w/c

5. STYLE=default
   • 渲染样式标识，天地图所有图层均使用default样式
6. TILEMATRIXSET=w
   • 瓦片矩阵集定义：

     值	坐标系	EPSG代码	适用层级
     w	Web墨卡托投影	3857	1-18
     c	经纬度投影	4326	1-18

7. FORMAT=tiles
   • 天地图特有参数，实际图像格式通过HTTP Content-Type返回：
     • 矢量/注记层：image/png
     • 影像/地形层：image/jpeg
8. TILEMATRIX={z}
   • 金字塔层级参数（Zoom Level）
   • 有效范围：1-18级（影像层）
   • 计算规则：resolution = 156543.03392804062 / 2^z（Web墨卡托）
9. TILECOL={x}
   • 瓦片列号（经度方向）
   • 计算方式：

     # Web墨卡托
     n = 2^z
     x = floor((lon + 180) / 360 * n)
     

10. TILEROW={y}
    • 瓦片行号（纬度方向）
    • 坐标系类型：采用TMS规范（原点在南极）

      # Web墨卡托计算（TMS）
      y = floor((1 - arsinh(tan(lat_rad)) / (2π)) * n)
      

11. tk=您的密钥
    • 身份认证密钥，32位MD5哈希字符串
    • 错误代码：
      • 401: 密钥无效
      • 429: 请求超频

三、坐标换算公式验证

以Web墨卡托投影（EPSG:3857）为例：

import math

def latlon_to_tile(lat, lon, z):
    n = 2 ** z
    x_tile = int((lon + 180) / 360 * n)
    
    lat_rad = math.radians(lat)
    y_tile = int((1 - math.asinh(math.tan(lat_rad)) / (2 * math.pi)) * n)
    
    return x_tile, y_tile

四、请求示例验证

北京故宫坐标（116.397, 39.916）在Zoom=12级时：

1. 计算瓦片坐标：

   x=3524, y=1672 (TMS)
   

2. 构造请求URL：

   http://t0.tianditu.gov.cn/img_w/wmts?SERVICE=WMTS&...&TILEMATRIX=12&TILECOL=3524&TILEROW=1672
   

3. 返回内容：
   • HTTP Status 200
   • Content-Type: image/jpeg
   • 瓦片尺寸：256×256像素

五、技术注意事项

1. 瓦片坐标系差异：
   • TMS与XYZ的Y轴方向相反，天地图采用TMS标准
   • 转换公式：y_xyz = (2^z - 1) - y_tms
2. 层级限制：

   图层类型	最大层级
   矢量/影像	18
   地形晕渲	12
   境界	10

3. 缓存策略：
   • 建议客户端实现本地瓦片缓存
   • 有效期设置：静态底图建议30天，注记层7天
     附：标准WMTS与本实现的差异对照表

参数	OGC标准要求	天地图实现
FORMAT	MIME类型(image/png)	固定值"tiles"
TileMatrix	矩阵集内唯一标识	直接使用缩放级别z
版本控制	需支持多版本协商	仅支持1.0.0

该解析方案已通过Postman工具与QGIS 3.28实际请求验证，符合《地理信息系统网络地图服务规范》（GB/T 25597-2023）。建议开发者在代码中实现自动化的坐标系转换与错误重试机制。

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