TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary,2007中国地质大学（北京）土地学院基于ArcIMS的地图切图原理(定范围)一、说明此切图原理服务于基于预生成技术的Web地图显示系统，这种技术在2006年已经广泛应用于公共地图服务领域，包括国内用户使用较多的GoogleMaps、MicrosoftLiveMap、YahooMaps、51ditu、Mapbar、SogouMap等；上述系统的地图都是按固定范围切好的一级一级的图片，对于切图之后的数据源，相应的客户端显示也已经有很多开源可用的系统，包括MapEasy、OpenLayer等，这些系统大同小异，大多基于Javascript或Flash技术，服务端系统则随应用内容千差万别，但主要集中在位置服务（LBS），目前较为典型的应用是路径分析、分类信息点（POI）查询、GPS定位等。地图的预生成一般将指定范围的地图按照指定尺寸（如256，300等）和指定格式（如JPEG,PNG等）切成若干行及列的正方形图片，切图所获得的地图切片也叫瓦片（Tile），瓦片的获取由ArcXML请求与响应来实现，流程如图1所示。切图只能得到二维矢量数据对应的栅格图，三维矢量地图的切图需要借助AutoCAD、3DMax等工具实现，另有文章详细说明。TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary,2007中国地质大学（北京）土地学院图1ArcXML请求示意切图之前一般需要对某一范围的原始值进行修正（一般借助经验和专业数学软件如Matlab进行计算），使其长高比为某一便于切图的比例（如3:2,2:1等），然后从左上角（西北）开始对此固定范围进行切图，后续的不同等级地图之间采用四叉树数据结构,第level级上的一张瓦片(Tile)到第level+1级将裂变成4张，这种结构有助于切图和显示，但得出的地图没有固定的比例尺，比例尺随地理纵坐标变化,因此进行地理量算时不是根据比例尺而是根据地理坐标直接计算。切图地图数据源根据地理范围采用不同的地图投影，对于世界地图，主要采用正圆柱、伪圆柱和多圆锥投影；对于东西延伸的中纬度地区（如中国与美国），主要采用正轴圆锥投影，如图2所示。TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary,2007中国地质大学（北京）土地学院图2采用等距圆锥投影的中国地图示意这样使用投影的地图数据随着位置向两极延伸，角度、长度或面积的变形越来越大，但对于表现某一区域的形状却很有利。这也是Google、Yahoo及国内众多在线地图服务的数据源投影选择的依据，如图3和图4所示。图3GoogleMaps全图时的世界地图TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary,2007中国地质大学（北京）土地学院图4ArcMap中选用World_Mercator投影时的世界地图GoogleMaps即采用Mercator投影，最终的世界全图两极变形较大，但考虑到世界上的主要国家都位于赤道两侧的中低纬地区，所以采用这种投影是可行的。Yahoo也是如此，两者的数据由同一家公司提供。二、约定：1、地图等级为从1开始、行列数为从0开始的整数；2、地图范围的极值用XMin,XMax,YMin,YMax表示；TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary,2007中国地质大学（北京）土地学院3、用Δx表示横坐标差，Δy表示纵坐标差；4、假定读者具备ArcIMS及ADF的基本知识和一定的OOP经验；5、地图瓦片的命名一般采用包含地图等级、行列数的方式，如“zoomx_row_column”，其中x表示地图等级，row和column分析表示当前瓦片所处的行数和列数；6、该切图方法借助MapEasy测试。三、算法流程图5用于表示切某一指定级别地图的流程。TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary,2007中国地质大学（北京）土地学院图5地图切图流程TomXuEmail:gis.tom@gmail.comJanuary2,007中国地质大学（北京）土地学院四、地图数量计算设第一个等级地图的为m行n列，则第level级的地图行列数如下：行数：m×2level−1,level≥1列数：n×2level−1,level≥1五、地理坐标与图