ArcGIS Server的切图原理深入

GoogleMap,Virtual Earth,YahooMap等,目前所有的WebGIS都使用了缓存机制以提高地图访问速度。原理都是将地图设定为多个比例尺,对于每个比例尺提前将地图分成若干小图片,存在服务器上,客户端访问时直接获取需要的小图片拼接成地图,而不是由服务器动态创建出一幅图片来送到客户端,极大程度的提高了反问速度。好比外面卖菠萝,和自己买一整个回家吃不同,提前把一个菠萝等分成四份(js可能会分成6份),你只需买一份来吃,体积小,方便吃,而不是对着整个菠萝咬下去,弄一脸菠萝汁。
本文中来详细了解一下ArcGIS Server目前为地图服务建立缓存(切图)的原理。先来了解一个概念:
Tiling Scheme:创建地图缓存时使用的一系列参数的总称。包括比例尺级别,图片格式,图片大小等等。
Tiling Scheme Origin:是tiling scheme grid的左上角。默认情况下就是由mxd文档使用的坐标系的原点。而切图的范围通常是mxd文档中full extent的范围,即从full extent的左上角(map origin)到右下角。注意区分map origin与tiling scheme origin。

对于不同的地图服务(mxd文档),如果使用相同的坐标系,那么就有相同的tiling scheme origin,即使他们的full extent不同(map origin不同),也能处于同一参考系中。如果full extent相同,则可以轻松地叠加在一起,这也是tiling scheme origin设计的初衷。默认情况下,切图的范围是mxd文档的full extent。如果手工设置了tiling scheme origin,那么切图的范围只能是地图范围中tiling scheme origin右下角的部分:如果tiling scheme origin在map origin的左上角,那么切图范围还是full extent;如果tiling scheme origin落在地图中,那么切图的范围就是从tiling scheme origin到full extent的右下角。这也就是为什么建议通过设置特定的矩形范围(92中)或直接使用featureclass(93中)来改变切图范围,而不是利用tiling scheme origin来限制切图范围的原因。
那么地图到底是怎么切出来的?切多少块呢?通过一个例子深入浅出吧。一个中国地图,采用了自定义的坐标系:

切图时设置如下:

看看切图完成后的文件夹结构:

在缓存目录中,首先是地图服务命名的文件夹china;之后是切图的DataFrame命名的文件夹Layers;由于采用的是fused方式,下来就是_alllayers,如果是multi-layer切图,那么就是每个图层的序号文件夹;下来就是切图设置的多个比例尺级别(Level of Detail,LOD),从小到大,对应前面设置的5个比例尺;一个比例尺文件夹下,是切图的“行”文件夹,命名规则是R加上8位行号(16进制),不足补0。比如图中的R0000000a,表示此比例尺中第10行(16进制中的a);每行文件夹下就是该行的所有tile文件了,命名规则是C加上8位列号(16进制),不足补0。为什么这个比例尺下(L01)中只有8,9,10,11行呢?前面说过切图的范围是full extent,说明在该比例尺下,从tiling scheme origin算起,中国地图的范围只占到了这几行,其余没有,不切。同理,对于上面的第九行文件夹中,只有7,8两列,其余的没有,不切。
再打开和_alllayers文件夹同级的conf.xml看看吧,里面保存了整个tiling scheme参数。

可以看出地图服务使用的坐标系信息,tile图片的DPI(96),每个tile的长度和宽度(512),以及tiling scheme origin。
现在来计算某个比例尺中,地图上一个点所在的tile图片的行列号了。比如计算L01中,乌鲁木齐市所在tile的行列号。需要收集三个信息:
1、获得乌市的地理坐标:在本地图中是x=-1341070,y=5343697;
2、获得tiling scheme:x=-35331700,y=46619300;
3、获得当前比例尺的resolution,即一个像素所占的地图单位长度:在L01比例尺上是8466.68360003387。

乌市所在的行号:(35331700-1341070)/(8466.6836*512)=7.84=8
乌市所在的列号:(46619300-5343697)/(8466.6836*512)=9.52=10
所以乌鲁木齐在切图的第二个比例尺中,处于第10行,第8列的tile。

3 thoughts on “ArcGIS Server的切图原理深入”

  1. Pingback: ArcGIS Server 10中的切图/缓存机制深入 - 菩提老王的葡萄架

  2. Eric

    老王,
    你真的是太强了,这个博客很不错。不过这篇文章有个小bug,
    乌市所在的行号:(35331700-1341070)/(8466.6836*512)=7.84=8
    乌市所在的列号:(46619300-5343697)/(8466.6836*512)=9.52=10
    这里的行号和列号颠倒了。

    Eric

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