Scale和Resolution的含義及轉換算法

轉自：http://redsky008.iteye.com/blog/1749598

第一部分 關於顯示器的DPI 

    最近發現新的筆記本上顯示的圖形的實際大小並不是指定的大小（例如：想繪製 5cm 寬的矩形，在屏幕上顯示的寬度只有3.6cm），仔細查閱了代碼沒有發現錯誤，最終發現原來是顯示器DPI的問題。 

    在代碼中通過 Graphic.DpiX 或 Graphic.DpiX 得到的DPI始終都是96，不論顯示器的尺寸和分辨率怎麼樣變化。也就是說這個96的DPI不一定是顯示器真實的DPI。實際上96是14寸的顯示器在1024*768的分辨率的DPI（當17寸的顯示器在1024*768的分辨率下實際上的DPI應該比96要小）。 

    無法獲得顯示器的真實DPI（或者屏幕的寬和高），也就無法保證顯示器顯示的準確性。 

    System.Windows.Forms.Screen 中有靜態方法GetBounds(...)可以獲得顯示器的分辨率，GetWorkingArea(...)方法可以獲得顯示器的工作區（工作區是顯示器的桌面區域，不包括任務欄、停靠窗口和停靠工具欄），但無法得到顯示器的寬度和高度或者每點的寬度，也就無法獲得當前顯示器真實的DPI。期待 .Net 中提供能夠獲得顯示器真實DPI或者顯示器大小的函數。 

第二部分 地圖切片 
    原文地址：http://gispower.e2.91cdn.com/article/arcgis/ArcServer/2010/67/106711258224E1636AC2442GHJE09.html 

    當我們在用arcgis server 構建切片時，我們會發現在緩存生成的conf.xml中有這樣的片段： 

<TileOrigin xsi:type="typens:PointN">
    <X>-5123200</X>
    <Y>10002100</Y>
</TileOrigin>
<TileCols>512</TileCols>
<TileRows>512</TileRows>
<DPI>96</DPI>
<LODInfos xsi:type="typens:ArrayOfLODInfo">
    <LODInfo xsi:type="typens:LODInfo">
        <LevelID>0</LevelID>
        <Scale>125000000</Scale>
        <Resolution>33072.982812632297</Resolution>
    </LODInfo>
    <LODInfo xsi:type="typens:LODInfo">
        <LevelID>1</LevelID>
        <Scale>64000000</Scale>
        <Resolution>16933.367200067736</Resolution>
    </LODInfo>
</LODInfos>

    在上述片段中 <LODInfo> 代表了每一級切片的信息，<LevelID> 代表切片的級數。 
    
    在這裏，<Scale> 代表比例尺。 比例尺是表示圖上距離比實地距離縮小的程度，也叫縮尺。公式爲：比例尺= 圖上距離/ 實地距離。 用數字的比例式或分數式表示比例尺的大小。例如地圖上1釐米代表實地距離500千米，可寫成：1 ∶ 50,000,000或寫成：1/50,000,000。 
    
    <Resolution>，代表分辨率。Resolution 的實際含義代表當前地圖範圍內，1像素代表多少地圖單位（X地圖單位/像素），地圖單位取決於數據本身的空間參考。 

    當我們在進行Web API的開發時，經常會碰到根據Resolution來縮放地圖的情況。但是實際需求中我們更需要根據Scale來縮放，因此就涉及到Scale和 Resolution的轉換。 

Resolution跟 dpi有關，跟地圖的單位有關。（dpi代表每英寸的像素數） 
Resolution和Scale的轉換算法 

舉例： 

案例一：如果地圖的座標單位是米， dpi爲96 
1英寸=2.54釐米； 
1英寸=96像素； 
最終換算的單位是米； 
如果當前地圖比例尺爲1:125000000，則代表圖上1米實地125000000米； 
米和像素間的換算公式： 
1英寸=0.0254米=96像素 
1像素=0.0254/96 米 
    則根據1：125000000比例尺，圖上1像素代表實地距離是 125000000*0.0254/96 = 33072.9166666667米。我們這個換算結果和切片的結果略微有0.07米的誤差。這個誤差產生的原因是英寸換算釐米的參數決定的，server使用的換算參數1英寸約等於0.0254000508米。 

案例二：如果地理座標系是wgs84,地圖的單位是度，dpi爲96 

    Server中度和米之間的換算參數： 1 度約等於 111194.872221777 米 
    接下來就需要進行度和像素間的換算： 
    當比例尺爲1:64000000米時，相當於1像素 = 64000000*0.0254000508/96 = 16933.3672米，再將米轉換爲度 16933.3672/ 111194.872221777 = 0.1522855043731385 度 

    因此當地圖單位爲度時，近似計算在1:64000000 對應的Resolution爲0.1522855043731385度。 

驗證結果： 

<LODInfos xsi:type="typens:ArrayOfLODInfo">
<LODInfo xsi:type="typens:LODInfo">
<LevelID>0</LevelID>
<Scale>64000000</Scale>
<Resolution>0.1522855043731379</Resolution>
</LODInfo>
<LODInfo xsi:type="typens:LODInfo">
<LevelID>1</LevelID>
<Scale>32000000</Scale>
<Resolution>0.076142752186568949</Resolution>
</LODInfo>
</LODInfos>