在 EPSG:4326(WGS84经纬度坐标系) 下,瓦片层级(Zoom Level)的分辨率以 度/像素 为单位,其计算遵循 TMS Global Geodetic 规范(单位:度)。以下是 标准层级 0 至 20 的分辨率及对应瓦片数量表:
EPSG:4326 标准瓦片层级分辨率表
层级 (Zoom) | 分辨率 (度/像素) | 瓦片数量 (全局) | 说明 |
---|---|---|---|
0 | 0.703125 | 2 × 1 (横向2列,纵向1行) | 全球范围覆盖,单瓦片跨180°经度 |
1 | 0.3515625 | 4 × 2 | |
2 | 0.17578125 | 8 × 4 | |
3 | 0.087890625 | 16 × 8 | |
4 | 0.0439453125 | 32 × 16 | |
5 | 0.02197265625 | 64 × 32 | |
6 | 0.010986328125 | 128 × 64 | |
7 | 0.0054931640625 | 256 × 128 | |
8 | 0.00274658203125 | 512 × 256 | |
9 | 0.001373291015625 | 1,024 × 512 | |
10 | 0.0006866455078125 | 2,048 × 1,024 | |
11 | 0.0003433227539062 | 4,096 × 2,048 | |
12 | 0.0001716613769531 | 8,192 × 4,096 | |
13 | 0.0000858306884766 | 16,384 × 8,192 | |
14 | 0.0000429153442383 | 32,768 × 16,384 | |
15 | 0.0000214576721191 | 65,536 × 32,768 | |
16 | 0.0000107288360596 | 131,072 × 65,536 | |
17 | 0.0000053644180298 | 262,144 × 131,072 | |
18 | 0.0000026822090149 | 524,288 × 262,144 | 分辨率约 0.3 米(赤道处) |
19 | 0.0000013411045074 | 1,048,576 × 524,288 | 分辨率约 0.15 米 |
20 | 0.0000006705522537 | 2,097,152 × 1,048,576 | 分辨率约 7.5 厘米 |
关键说明:
-
分辨率计算逻辑
- 公式:第 ( z ) 层级分辨率 ( \text{Resolution}(z) = \frac{0.703125}{2^z} )(单位:度/像素)。
- 推导依据:0 级分辨率固定为 0.703125 度/像素,对应地球赤道范围(360°经度)由 2 个瓦片覆盖(单瓦片宽度 256 像素),因此:
[
\text{0级分辨率} = \frac{180^\circ \text{(单瓦片经度跨度)}}{256 \text{ 像素}} = 0.703125 \text{度/像素}
]
-
瓦片数量增长规律
- 横向(经度方向):每增加一级,瓦片数量翻倍(因经度范围固定为 360°,分辨率减半需双倍瓦片覆盖)。
- 纵向(纬度方向):同横向翻倍规则,但受限于纬度范围(-90° 至 90°)。
- 全局瓦片总数:( \text{横向数量} \times \text{纵向数量} = (2^{z+1}) \times (2^z) )。例如 Zoom 10:( 2^{11} \times 2^{10} = 2048 \times 1024 )。
-
与米制单位的换算
- 赤道参考:1° 经度 ≈ 111,194.872 米(WGS84 椭球),故 Zoom 18 分辨率:
[
0.0000026822090149 \text{度} \times 111,194.872 \text{米/度} \approx 0.298 \text{米/像素}
]
实际应用中,高层级分辨率需结合纬度调整(墨卡托投影在极区变形显著)。
- 赤道参考:1° 经度 ≈ 111,194.872 米(WGS84 椭球),故 Zoom 18 分辨率:
-
对比 EPSG:3857(Web墨卡托)
- 单位差异:3857 以米为单位,4326 以度为单位。
- 切片结构:3857 的 0 级为 1×1 瓦片,4326 为 2×1 瓦片。
- 用途场景:4326 适合全球科学数据(如气候模型),3857 适合在线地图(如谷歌地图)。
实际应用建议:
- 高层级存储成本:Zoom 20 全球瓦片数超 2万亿张(2e12),需分布式存储与区域切片策略。
- 精度与数据匹配:若原始数据分辨率不足(如 30米 遥感影像),生成 Zoom 18+ 瓦片无实际意义。
- 工具生成参数:
# GDAL 生成4326瓦片示例(指定层级范围) gdal2tiles.py -z 0-10 -s EPSG:4326 input.tif output_dir
数据来源:GeoServer 官方网格定义及 OGC TMS 规范。