谷歌地图的级别与对应比例尺及分辨率探究
墨卡托投影、地理坐标系、地面分辨率、地图比例尺
墨卡托投影、地理坐标系、地⾯分辨率、地图⽐例尺GIS理论（墨卡托投影、地理坐标系、地⾯分辨率、地图⽐例尺、Bing Maps Tile System） 墨卡托投影（Mercator Projection），⼜名“等⾓正轴圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定，假设地球被围在⼀个中空的圆柱⾥，其⾚道与圆柱相接触，然后再假想地球中⼼有⼀盏灯，把球⾯上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是⼀幅标准纬线为零度（即⾚道）的“墨卡托投影”绘制出的世界地图。
⼀、墨卡托投影坐标系（Mercator Projection） 墨卡托投影以整个世界范围，⾚道作为标准纬线，本初⼦午线作为中央经线，两者交点为坐标原点，向东向北为正，向西向南为负。
南北极在地图的正下、上⽅，⽽东西⽅向处于地图的正右、左。
由于Mercator Projection在两极附近是趋于⽆限值得，因此它并没完整展现了整个世界，地图上最⾼纬度是85.05度。
为了简化计算，我们采⽤球形映射，⽽不是椭球体形状。
虽然采⽤Mercator Projection只是为了⽅便展⽰地图，需要知道的是，这种映射会给Y轴⽅向带来0.33%的误差。
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------earthRadius =637813720037508.3427892 = earthRadius * (math.pi - 0)85.05112877980659 = (math.atan(math.exp(aa / earthRadius))-math.pi/4)*2 * 180 / math.piimage = 512 * 512groundResolution(1 level) = (20037508.3427892 * 2) / 512 = 78271.516964screendpi = 96mapScale = groundResolution * 96 / 0.0254 = 295829355.455--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 由于⾚道半径为6378137⽶，则⾚道周长为2*PI*r = 20037508.3427892，因此X轴的取值范围：[-20037508.3427892,20037508.3427892]。
谷歌地球简介及用途
谷歌地球
在选点的时候通常借助地形图，即先在图上把点位大致确定下来，然后经过实地踏勘最终确定点位，这种方法可能会有一定的偏差，有的测区可能没有地形图，这对图上选点来说很困难，我们可以把目光投向谷歌地球。
谷歌地球是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它同时把航空照片、卫星照片和GIS布置在一个地球的三维模型上。
Google Earth上的全球地貌影像分辨率至少是100米，通常为30米，针对大城市、有名的风景区、建筑物区域会提供分辨率为1m和0.5m的高精度影像。
谷歌地球的丰富的功能为初期设计提供了方便。
我们可以把事先设计好的工程数据导入到谷歌地球，就可以得到一个直观的三维视图模拟场景，通过这些近乎真实的场景对我们的设计进行检查和调整，这样可以大大减少在具体施工时所遇到的困难。
尤其是对线路选点来说优势更加明显，我们把设计好的线路展绘在谷歌地球上，借助谷歌地球高清晰的图像对线路进行查看，甚至可以模拟飞行查看，相当于线路已经建成，周边的地貌、地物一目了然。
谷歌地球数据更新快，时效性高，如果对谷歌地球利用得当，在某些区域可以取代传统的地形图，节省了大量的人力、物力。
谷歌地图的级别与对应比例尺及分辨率探究
谷歌地图的级别与对应比例尺及分辨率探究谷歌推出的免费在线卫星地图、电子地图也已经有些年头了，无论是出于个人爱好还是商业目的，大家都在分享谷歌提供的这份丰盛的免费午餐。
至于如何获取谷歌的免费地图，这个不用多讲，百度一下就能找到各种谷歌地图下载器工具。
以截屏方式获取的，或直接从谷歌服务器上下载的，收费的，免费的，应用尽有，这个不是今天我们要讨论的主题！谷歌的免费地图是容易下载的，但没有哪款地图下载器工具是有比例显示的，这个问题很严重！即便是简单的应用，如打印个挂图什么的也需要有比例尺作参照，如果要作深层次的专业应用，比例尺就更重要了，是必须的，也是必不可缺少的。
目前谷歌地图大概分为22个层级（国内一般只到20级，国外有20级以上的），每个层级比例尺不相同，如果我们能知道每个图层的比例尺对于我们下载来说也是件很轻松的事，可以直接选择下载适合自已应用比例的层级，何乐而不为？为了方便他人，也方便自已，今天就来分析解决这一问题：探究谷歌地图各层级的对应比例尺和分辨率！一、什么是比例尺？比例尺是表示图上距离比实地距离缩小的程度，也叫缩尺。
公式为：比例尺=图上距离/实地距离。
比例尺有三种表示方法:数字式，线段式，和文字式。
三种表示方法可以互换。
根据地图的用途，所表示地区范围的大小、图幅的大小和表示内容的详略等不同情况，制图选用的比例尺有大有小。
地图比例尺中,通常大于二十万分之一的地图称为大比例尺地图；比例尺介于二十万分之一至一百万分之一之间的地图，称为中比例尺地图；比例尺小于一百万分之一的地图，称为小比例尺地图。
在同样图幅上，比例尺越大，地图所表示的范围越小，图内表示的内容越详细，精度越高；比例尺越小，地图上所表示的范围越大，反映的内容越简略，精确度越低。
一般讲，大比例尺地图，内容详细，几何精度高，可用于图上测量。
小比例尺地图，内容概括性强，不宜于进行图上测量。
二、什么是分辨率我们这里探讨的分辨率是指卫星影像分辨率。
Google 地图切片URL地址解析
[置顶][置顶]Google 地图切片URL地址解析分类：GIS 2012-05-19 11:56 8564人阅读评论(4) 收藏举报googleurlchromeserviceweb目录(?)[+]一、Google地图切片的投影方式及瓦片索引机制1.Google地图采用的是Web墨卡托投影（如下图），为了方便忽略了两极变形较大的地区，把世界地图做成了一个边长等于赤道周长的正方形（赤道长度为6378137米），原点在正方形中心，即经纬度为（0,0）处。
Web墨卡托投影的X，Y坐标取值范围为：[-20037508.3427892,20037508.3427892]，对应的经度取值范围为[-180,180]，对应的纬度范围则为[-85.05112877980659，85.05112877980659]。
具体投影解释请参考墨卡托投影：2.Google 地图的索引机制是TMS(Tile Map Service) 规范的一个变种，其地图瓦片如下图进行索引：Google 瓦片坐标系：把地球投影后形成的正方形划分为2 的level(缩放级别) 次幂个地图瓦片，原点在左上角，类似于像素坐标系；详细解释参见Google MapsAPI 文档。
TMS瓦片坐标系：TMS与Google的地图瓦片切割方法相同，不同的是TMS的原点在左下角。
转换关系：TMS 与Google 坐标系的X 、Z是相等的，Y 的转换关系为：Y(TMS) + Y(Google) = Math.pow(2，zoom) - 1注：关于投影和瓦片索引机制强烈推荐阅读：Tiles à la Google Maps: Coordinates, Tile Bounds and Projection，文中详细分析了地图瓦片涉及各类坐标的转换关系及具体算法，包括瓦片坐标（Google、TMS、Bing QuadTree）、像素坐标、WGS84 经纬度、Mercator 投影平面坐标等。
Google map地图坐标系
Google map地图坐标系Google map地图坐标系部分：【转自/e/405020224.htm 童杨辉的博客】中国网络有一天没一天的。
还是全文转过来——-分割线—–以下是主要内容——Google Maps地图投影全解析Google Maps、Virtual Earth等网络地理所使用的地图投影，常被称作Web Mercator或Spherical Mercator，它与常规墨卡托投影的主要区别就是把地球模拟为球体而非椭球体。
建议先对地图投影知识做一个基本的了解，《地图投影为什么》。
什么是墨卡托投影？墨卡托(Mercator)投影，又名”等角正轴圆柱投影”，荷兰地图学家墨卡托（Mercator）在1569年拟定，假设地球被围在一个中空的圆柱 里，其赤道与圆柱相接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，这就是一幅标准纬线为零度（即赤道）的”墨卡托投 影”绘制出的世界地图。
从球到平面，肯定有个转换公式，这里就不再罗列。
Google们为什么选择墨卡托投影？墨卡托投影的”等角”特性，保证了对象的形状的不变行，正方形的物体投影后不会变为长方形。
”等角”也保证了方向和相互位置的正确性，因此在航海和航空中常常应用，而Google们在计算人们查询地物的方向时不会出错。
墨卡托投影的”圆柱”特性，保证了南北（纬线）和东西（经线）都是平行直线，并且相互垂直。
而且经线间隔是相同的，纬线间隔从标准纬线（此处是赤道，也可能是其他纬线）向两级逐渐增大。
但是，”等角”不可避免的带来的面积的巨大变形，特别是两极地区，明显的如格陵兰岛比实际面积扩大了N倍。
不过要是去两极地区探险或可靠的同志们，一般有更详细的资料，不会来查看网络地图的，这个不要紧。
为什么是圆形球体，而非椭球体？这说来简单，仅仅是由于实现的方便，和计算上的简单，精度理论上差别0.33%之内，特别是比例尺越大，地物更详细的时候，差别基本可以忽略。
浅谈Google earth
简介
Google地球（Google Earth）是一款 地球（ 地球 ）是一款Google公司开发的 公司开发的 虚拟地球仪软件， 它把卫星照片、航空照相和GIS布置在 虚拟地球仪软件， 它把卫星照片、航空照相和 布置在 一个地球的三维模型上。 一个地球的三维模型上。 Google Earth于2005年向全球推出，被“PC 世界杂 Earth于2005年向全球推出 年向全球推出， 评为2005年全球 年全球100种最佳新产品之一。用户们可以 种最佳新产品之一。 志”评为 年全球 种最佳新产品之一 通过一个下载到自己电脑上的客户端软件，免费浏览全球 通过一个下载到自己电脑上的客户端软件， 各地的高清晰度卫星图片。 各地的高清晰度卫星图片。 Google Earth使用了公共领域的图片、受许可的航 使用了公共领域的图片、 使用了公共领域的图片 空照相图片、 空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所 间谍卫星的图片和很多其他卫星所 拍摄的城镇照片。甚至连Google Maps没有提供的图片 拍摄的城镇照片。甚至连 没有提供的图片 都有。分为免费版与专业版两种。 都有。分为免费版与专业版两种。
2004年10月27日Google宣布收购了 年 月 日 宣布收购了 Keyhole公司，并于 年6月推出了 公司， 公司 并于05年 月推出了 Google Earth系列软件。整体来说 系列软件。 系列软件 整体来说Google Earth和以前的 和以前的Keyhole并没有什么太大的 和以前的 并没有什么太大的 差别（影像数据、功能都差不多， 差别（影像数据、功能都差不多，只是界 面作了调整）－－但与Keyhole的运营思路 ）－－但与 面作了调整）－－但与 的运营思路 不同的是， 将最基本版本的Google 不同的是，Google将最基本版本的 将最基本版本的 Earth定义为 定义为Free软件，可以不限时间地自 软件， 定义为 软件 由使用，而相应的Keyhole以前只允许试用 由使用，而相应的 以前只允许试用 7天而已、更怄气的是它的试用版面的主界 天而已、 天而已 面上一直有个大大的“ 水印， 面上一直有个大大的“TRIAL MODE”水印， 水印 让人实在不爽）－－ ）－－在这二点上的确可以 让人实在不爽）－－在这二点上的确可以 看出Google公司的远视之处 看出 公司的远视之处
谷歌卫星影像地图各级比例尺及空间分辨率列表
谷歌卫星影像地图各级比例尺及空间分辨率列表
级别实际距离像素图上距离图像分辨率比例尺空间分辨率第2级5000公里70 2.47厘米72dpi2亿：171公里第3级2000公里55 1.94厘米72dpi1亿：136公里第4级2000公里115 4.06厘米72dpi5千万：117公里
第5级1000公里115 4.06厘米72dpi 2.5千万：19公里第6级500公里115 4.06厘米72dpi 1.2千万：14公里第7级200公里91 3.21厘米72dpi6百万：12公里第8级100公里176 6.21厘米72dpi160万：1568米第9级50公里91 3.21厘米72dpi155万：1549米第10级20公里72 2.54厘米72dpi80万：1278米第11级10公里72 2.54厘米72dpi40万：1139米
第12级5公里72 2.54厘米72dpi20万：169米第13级2公里57 2.01厘米72dpi10万：135米第14级2公里118 4.16厘米72dpi5万：117米第15级1公里118 4.16厘米72dpi 2.5万：18米
第16级500米118 4.16厘米72dpi 1.2万：14米
第17级200米93 3.28厘米72dpi2300：1 2.15米第18级100米93 3.28厘米72dpi3000:1 1.07米
第19级50米93 3.28厘米72dpi1500:10.54米第20级20米74 2.61厘米72dpi800：10.27米
第21级10米72 2.54厘米72dip393.70(1000/2.54)0.138(10/72)米/像素第22级5米72 2.54厘米72dip196.85(500/2.54)0.0694(5/72)米/像素。
GOOGLE地图各级分辨率
各级比例尺及空间分辨率列表
三、如何获取谷歌地图比例尺和分辨率
打开Google Map ，在页面的左下方我们可以看到，如下图所示的比例尺。
如图所示，左边是级别控制区，每个刻度对应一个级别，最下方是第二级，这里我们的
当前截图的级别是第11级。
图中的左下方是显示的比例尺，这个不是标准意义的比例尺, 但它表达了当前一个距离所代表的像素个数，这里是10公里对应72个像素。
对应的像素值可以通过截取刻度之间的图片到看图软件中查看，这里我们放到Photoshop中，如下图所示。
三適靡也
F r ~ / 「J
论
Vi ■'
点击图像'菜单中的图像大小”显示如下对话框，可以得知10公里对应的宽度值为72像素，图像实际距离为 2.54厘米，图像分辨率为72dpi（像素/英寸）。
综合以上参数，我们可以推算出此图像的比例尺和空间分辨率如下：
*比例尺
10公里=1000000 厘米
1000000 /2.54=393700 ，约为40 万：1
*空间分辨率
10公里=10000 米
10000/72=138.888888 （米/像素），约等于139 米/像素。
用此方法，我们可以推算出各级比例尺和分辨率，由于投影变形和纬度值不同，可能不同地方的比例尺会有一定差异，这里计算出的比例尺和分辨率仅以成都为例，仅供参考！。
谷歌地图在实际测量中的应用探讨
谷歌地图在实际测量中的应用探讨摘要：伴随着科学技术的发展，近几年，计算机中电子地图功能逐渐走进公众视野，其发挥的实际价值也越来越大，全球最好的卫星可视地图就是美国谷歌公司设计并投入使用的谷歌地图，分辨率能达到1m以内，能借助矢量地图、商业信息以及文字地图等对形成三维立体图。
本文从谷歌地图技术概述入手，集中阐释谷歌地图的实际测量应用。
关键词：谷歌地图；测量；应用一、谷歌地图技术概述谷歌地图的卫星定位系统能建立一种动态化的测量机制，并且保证整体运行结构贴合实际需求，基本测量就是能利用载波相位对观测值进行系统化测量，会出现偶发的残余误差，但并不会对整体测量精度造成影响，并能将部分残余误差和接收机误差进行整合，从而实现有效消除。
在谷歌地图中，能利用GPS系统、数据传输系统、软件系统等对数据进行实时分析和综合处理，建构更加有效的系统化运行模型，并能将坐标信号转化为坐标系统中的数值，借助流动站的平面坐标对相应海拔进行投影，从而进行地图测量，整个技术的实用性较强，整体运行模型和运行机制也较为新颖和准确[1]。
谷歌地图之所以被广泛应用，具体优势包括以下几方面，第一，谷歌地图中的RTK技术能达到1:2000的点位精度要求，且误差分布较为均匀。
第二，谷歌地图在操作方面具有便捷性和灵活度高的特征，特别是在视野较差的测量环境中，也能实现有效测量，并且能很好的减少劳动强度。
第三，谷歌地图中RTK技术在控制测量方面能实现准确计算，并且能实现整体数据精度的最优化，保证多起点计算类型得到优化处理。
二、谷歌地图在实际测量中的应用（一）谷歌地图在实际测量中控制测量在利用谷歌地图的过程中，技术人员要针对具体参数进行集中处理和综合管控，确保数据和信息稳定有效，且能实现整体测量结构最优化目标。
特别是在城市测量规划项目中，由于需要测量的节点参数较多，网络密集度和实际距离较长，要想达到预期测量数值，就要结合建筑面积实际数量，有效对网点进行均匀测量，这期间，利用谷歌地图能有效推进测量工作进度，并且保证整体测量项目效率和使用质量贴合实际需求，建构精度有效的测量模型[2]。
谷歌地球（GoogleEarth，GE）是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件
谷歌地球（Google Earth，GE）是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把卫星照片、航空照相和GIS布置在一个地球的三维模型上。
Google Earth于2005年向全球推出，被“PC 世界杂志”评为2005年全球100种最佳新产品之一。
用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件，免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。
Google地球分为免费版与专业版两种。
简介Google Earth使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。
甚至连Google Maps没有提供的图片都有。
历史Google Earth来源于Keyhole（钥匙孔）公司自家原有的旗舰软件。
Keyhole是一家卫星图像公司，总部位于美国加州山景城(Mountain View)，成立于2001年，从事数字地图测绘等业务，它提供的Keyhole软件允许网络用户浏览通过卫星及飞机拍摄的地理图像，这一技术依赖于数以TB计的海量卫星影像信息数据库－－而这正是Google Earth的前身。
2004年10月27日Google宣布收购了Keyhole公司，并于05年6月推出了Google Earth 系列软件。
整体来说Google Earth和以前的Keyhole并没有什么太大的差别（影像数据、功能都差不多，只是界面作了调整）－－但与Keyhole的运营思路不同的是，Google将最基本版本的Google Earth定义为Free软件，可以不限时间地自由使用，而相应的Keyhole以前只允许试用7天而已、更怄气的是它的试用版面的主界面上一直有个大大的“TRIAL MODE”水印，让人实在不爽（当时为了避开这个水印还专门弄了一台极高分辨率的显示器来用）－－在这二点上的确可以看出Google公司的远视之处（当然，二家公司的经济实力也完全不同，不能就此批评Keyhole太小家子气）。
谷歌地图各级比例尺及空间分辨率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谷歌地图各级比例尺及空间分辨率 级别 第2级 第3级 第4级 第5级 第6级 第7级 第8级 第9级 第10级 第11级 第12级 第13级 第14级 第15级 第16级 第17级 第18级 第19级 第20级 实际距离 5000公里 2000公里 2000公里 1000公里 500公里 200公里 100公里 50公里 20公里 10公里 5公里 2公里 2公里 1公里 500米 200米 100米 50米 20米 像素 70 55 115 115 115 91 176 91 72 72 72 57 118 118 118 93 93 93 74 图上距离 图像分辨率 72dpi 2.47厘米 72dpi 1.94厘米 4.06厘米 4.06厘米 4.06厘米 3.21厘米 6.21厘米 3.21厘米 2.54厘米 2.54厘米 2.54厘米 2.01厘米 4.16厘米 4.16厘米 4.16厘米 3.28厘米 3.28厘米 3.28厘米 2.61厘米 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 72dpi 比例尺 2亿：1 1亿：1 5千万：1 2.5千万：1 1.2千万：1 600万：1 160万：1 155万：1 80万：1 40万：1 20万：1 10万：1 5万：1 2.5万：1 1.2万:1 5300:01:00 3000:01:00 1500:01:00 800:01:00 空间分辨率 71公里 36公里 17公里 9公里 4公里 2公里 568米 549米 278米 139米 69米 35米 17米 8米 4米 2.15米 1.07米 0.54米 0.27米
地图制图软件开发中的地图尺度和分辨率
地图制图软件开发中的地图尺度和分辨率地图制图软件是现代社会中广泛使用的工具，它们为我们提供了方便快捷的地理信息展示和数据分析功能。
在地图制图软件的开发过程中，地图尺度和分辨率是两个重要的概念，它们对于地图质量和使用效果起着至关重要的作用。
地图尺度是指地图上距离长度与实际地面距离长度之间的比例关系。
它描述了地图上物体的大小与实际大小之间的关系。
地图尺度通常以比例尺的形式表示，如1:10000，表示地图上的距离是实际距离的1/10000。
地图的尺度有很多种类，常见的有大比例尺和小比例尺。
在地图制图软件开发中，地图尺度是一个需要仔细考虑和处理的因素。
首先，不同的地图尺度适用于不同的应用场景。
比如，大比例尺的地图适合用于城市导航和旅行规划，而小比例尺的地图则适合用于区域规划和资源管理等领域。
因此，在开发地图制图软件时，需要根据具体的应用需求选择合适的地图尺度。
其次，地图尺度对地图数据的采集和处理也有一定的要求。
在制作大比例尺地图时，需要采集更为精细的地理数据，例如道路、建筑物的详细信息，以便用户能够清晰地看到地图上的各种地物。
而制作小比例尺地图时，可以采用较为粗糙的地理数据，以减少数据量和提高制作效率。
因此，地图制图软件的开发者需要根据地图尺度的要求来收集和处理地理数据，以确保地图制作的准确性和效率。
地图分辨率是指地图上物体显示的清晰度和细节程度。
它是指显示屏幕上每个像素代表的地理空间范围大小。
分辨率越高，地图上的细节就越清晰，用户可以看到更多的地理信息。
同样，地图分辨率也要根据具体的应用场景来确定。
在地图制图软件开发中，地图分辨率是一个需要平衡考虑的因素。
高分辨率的地图可以提供更清晰的细节，但同时也会增加地图数据的量和计算机处理的负担。
而低分辨率的地图则可以减少数据量和计算负担，但同时也可能会导致信息不清晰和显示效果差。
为了平衡地图分辨率的需求，开发者可以采用一些技术手段。
例如，利用矢量数据和栅格数据相结合的方式，将矢量数据用于显示地图的细节部分，将栅格数据用于显示地图的背景色彩和纹理。
谷歌地图各级分辨率
2.5万：1
8米
第16级
500米
118
4.16厘米
72dpi
1.2万：1
4米
第17级
200米
93
3.28厘米
72dpi
2300：1
2.15米
第18级
100米
93
3.28厘米
72dpi
3000 :1
1.07米
第19级
50米
93
3.28厘米
72dpi
1500 :1
0.54米
第20级
20米
74
2.61厘米
谷歌地图各级比例尺及空间分辨率例表
级别
实际距离
像素
图上距离
图像分辨率
比例尺
空间分辨率
第2级
5000公里
70
2.47厘米
72dpi
2亿：1
71公里
第3级
2000公里
55
1.94厘米
72dpi
1亿：1
36公里
第4级
2000公里
115
4.06厘米
72dpisssss
5千万：1
17公里
第5级
1000公里
115
72
2.54厘米
72dpi
80万：1
278米
第11级
10公里
72
2.54厘米
72dpi
40万：1
139米
第12级
5公里
72
2.54厘米
72dpi
20万：1
69米
第13级
2公里
57
2.01厘米
72dpi
10万：1
35米
中比例尺地形图中DEM数字高程数据和Google Earth卫星影像的运用
中比例尺地形图中DEM数字高程数据和Google Earth卫星影像的运用发表时间：2018-05-17T14:11:02.560Z 来源：《防护工程》2018年第1期作者：张颖于兴超王睿[导读] GoogleEarth卫星影像也存在局部区域分辨率低的情况，因此建议上述方法，仅用于无图地区低等级公路工程可行性研究阶段。
辽宁大连 116023摘要：Google Earth属于全球性的一款卫星地图集成软件，结合了本地搜索和卫星图片搜索这两种功能，用户可以自由浏览、自由下载各种卫星图片及其相应的三维地形图，为工作正常开展带来了便利。
同时，该软件也可以利用到道路设计中，特别是道路前期规划以及道路可行性研究这两个阶段，能够为相关设计人员提供许多有利的信息以及地形图片。
本文就中比例尺地形图中DEM数字高程数据和Google Earth卫星影像的运用进行探讨。
关键词：中比例尺地形图；DEM数字高程数据；Google Earth卫星影像1DEM数字高程数据和Google Earth卫星影像概述1.1数字高程模型DEM概述DEM(DigitalElevationModel)是“4D”(“4D”指数字高程模型DEM、数字正射影像DOM、数字栅格地图DRG和数组线划地图DLG)产品的一种。
它是一定区域范围内规则格网点的平面坐标(X,Y)及其高程(Z)的数据集或者是经度λ、纬度Φ和海拔h的数据集。
该数据集从数学上描述了区域地貌形态的空间分布,通过计算机,采用一定的算法,能很方便地将DEM数据转换为等高线图、坡度图、断面图、晕渲图以及与数字正射影像(DOM)复合形成景观图等各种专题图产品;或者按用户需求计算出体积、空间距离、表面覆盖面积等工程数据和统计数据。
由DEM 还可进一步产生坡度、坡向、沟谷、山脊、地表粗糙度等10多个地形要素,构成数字地面模型(DTM)数据。
利用这些地表信息与植被、土壤、人文要素的相关性,建立不同的地学应用模型。
谷歌地球数学精度知多少
谷歌地球数学精度知多少1前言非常感谢您打开这则微信！我相信您可能是关心这个问题的有关人士，从事测绘、地理信息系统开发（GIS）和其他专题信息系统开发的业内人士，或者更有可能是在工作或生活中涉及地理信息和网站地图服务的非本专业读者。
首先说说我为什么关注这个问题？这也许与您的兴趣、您的关注或者心中的疑问有点关系，如果这样更好。
谷歌地球（Google Earth，下同）相较于其他地图网站功能的一个优点是：能够读取地面任一点的三维坐标——经度、纬度和海拔高，不需要用户注册登录和数据使用许可授权。
但是谷歌地球的数学精度究竟达到多少？在国内少见精度检测和权威认定的报道。
而弄清楚谷歌地球的精度至少在以下两个方面是有意义的：（1）便于用户对使用谷歌地球精度和可靠性的了解。
（2）有利于调整和完善我国网站地图（百度地图、高德地图、天地图等）数学精度限制政策。
我国现有公共地图网站有的不提供地理坐标（如百度地图），有的只提供部分地理坐标（如天地图只提供平面坐标，不提供高程）。
我国地图网站提供三维坐标服务，在技术上已不是问题，提供、不提供或部分提供坐标信息，可能大部分原因是基于规避我国地理信息保密政策限制的考虑（如我国规定：公开地图位置精度不得高于50米，等高距不得小于50米）。
我长期从事测绘工作，曾在地图管理岗位任职，结合工作中的问题对此作过一些探讨。
经对国内外地图网站的分析比较，以及对地图用户需求和意见的调研分析，我认为：如果我国自己创建的地图网站采取过高的数学精度限制，一是没有必要，二是可能失去很多潜在用户，会限制国产地图网站发挥作用。
结合工作需要，笔者曾设计、组织了一次规模不大，但是较为正规的谷歌地球数学精度外业实测。
当时的目的，是提供一个客观的子样数据来推测谷歌地球的精度，一是供在工作中处理有关事务时把握，二是提供上级主管部门参考。
野外测试工作由甲级测绘单位完成，在方案设计、测试仪器的鉴定、卫星定位站网使用、数据的处理和统计分析等方面，完全按照严格的程序、操作方法和数据处理规则，确保检测数据的真实、可靠，结果分析客观。
谷歌地图的各级比例尺及空间分辨率例表
第5级
1000公里
115
4.06厘米
72dpi
2.5千万：1
9公里
第6级
500公里
115
4.06厘米
72dpi
1.2千万：1
4公里
第7级
200公里
91
3.21厘米
72dpi
6百万：1
2公里
第8级
100公里
176
6.21厘米
72dpi
160万：1
568米
第9级
50公里
91
3.21厘米
72dpi
155万：1
549米
第10级
20公里
72
2.54厘米
72dpi
80万：1
278米
第11级
10公里
72
2.54厘米
72dpi
40万：1
139米
第12级
5公里
72
2.54厘米
72dpi
20万：1
69米
第13级
2公里
57
2.01厘米
72dpi
10万：1
35米
第14级
2公里
118
4.16厘米
72dpi
5万：1
谷歌地图的级别与对应比例尺及分辨率探究
各级比例尺及空间分辨率例表
级别
实际距离
像素
图上距离
图像分辨率
比例尺
空间分辨率
第2级
5000公里
70Leabharlann 2.47厘米72dpi2亿：1
71公里
第3级
2000公里
55
1.94厘米
72dpi
1亿：1
36公里
谷歌地球（GoogleEarth，GE）是一款Google公司开发的虚拟地球仪软件...
谷歌地球（Google Earth，GE）是一款由Google公司开发的虚拟地球仪软件，它把航空照相、卫星照片和GIS布置在一个地球的三维模型上。
Google Earth在2005年向全球推出，它被“PC 世界杂志”评为2005年全球100种最佳新产品之一。
用户们可以通过下载一个客户端软件到自己电脑上，免费浏览全世界各地的高清晰度卫星图片。
Google地球分为免费版与专业版两种。
简介Google Earth使用了公共领域的图片、受许可的航空照相图片、KeyHole间谍卫星的图片和很多其他卫星所拍摄的城镇照片。
甚至连Google Maps没有提供的图片都有。
历史Google Earth是一款Keyhole（钥匙孔）公司自家原有的旗舰软件。
Keyhole是一家成立于2001年卫星图像公司，总部从事数字地图测绘等业务，位于美国加州山景城(Mountain View)，它提供的Keyhole软件可以使网络用户浏览卫星及飞机拍摄的地理图像，这一技术依赖于数以TB计的海量卫星影像信息数据库－－而这正是Google Earth的前身。
2004年10月27日Google宣布收购了Keyhole公司，并于05年6月推出了Google Earth系列软件。
整体来说Google Earth和以前的Keyhole差别不大（影像数据、功能没有太大区别，只调整了界面）－－唯一的区别是与Keyhole的运营思路不同，Google将最基本版本的Google Earth定义为Free软件，可以不限时间地自由应用，而相应的Keyhole以前只允许试用7天而已、并且更怄气的是它的试用版面的主界面上始终有个大大的“TRIAL MODE”水印，让人不爽到极点（只能用一台极高分辨率的显示器来避开这个水印）－－从这些可以明确看出Google公司的远视之处（当然，二家公司的经济实力差异很大，不能在此批评Keyhole 的实力弱小）。
Google EARTH的卫星影像，不是来源单一数据，而是整合卫星影像与航拍的数据。
谷歌地图的优缺点，我国为啥禁用它
谷歌地图的优缺点，我国为啥禁用它自2005年问世，历经短短十年时间，谷歌地图的用户增长量超过10亿。
因为能够显示出逼真的3D建筑，所以它是许多外国人最钟爱的一款地图软件，但是我国却在很久以前就禁用了谷歌地图，这是为什么呢？谷歌地图的优点先来说说，谷歌地图有哪些优点？谷歌地图属于民用地图，目前的分辨率约为0.5米，即其图像上的一个像素点可以表示实际中一个长0.5米宽0.5米的物体，属于精度较高的地图。
从全球角度来看，谷歌地图的卫星影像清晰度高于微软影像和ArcGIS影像，优势明显；从国内来看，谷歌地图的卫星影像清晰度也超过了百度地图和高德地图，仅次于由国家自然资源部、国家基础地理信息中心建立的天地图。
并且，除了拥有高清晰度的图像和高准确性的定位以外，自问世起，谷歌地图还逐步推出了多种服务模式。
比如：街景服务，只需要输入一个地名就能360度地浏览该地；残疾人服务，为轮椅用户开发无障碍路线；虚拟现实服务，与VR结合，使得人们浏览景点时更加身临其境；查看火星，月球等星体的服务等，由此看来，谷歌地图确实算得上是一款功能强大的电子地图。
另外，虽然0.5米已经属于高精度地图，但国际上尖端的卫星地图现在可以做到0.3米甚至是0.1米。
并且高分卫星的功能不只是做实物成像，也能做热力成像，甚至能检测二氧化碳等气体的浓度。
在如此的高分辨率、强功能的卫星拍摄之下，地球上拥有卫星的各个国家之间似乎已经没有地理上的秘密可言了。
既然谷歌地图已经如此便捷和优质，是全球范围内第一款被大面积使用的地图，且无论禁用与否，高分卫星都一直在太空之中拍摄着地球的地面信息，那我们为什么还要坚持禁用谷歌地图呢？谷歌地图的缺点这是因为谷歌地图并非十全十美的，它本身也存在缺陷。
首先，GPS的实时位置定位其实并不是很准确，GPS卫星离地球有一定的距离，虽然能够清晰地看到地面上的物体，但是由于各种信息的干扰和技术的限制，每天会产生11千米的误差，所以卫星接受信息之后的时间和地面是不一样的，这就导致了定位的不精确；另外，基于卫星的三维成像技术仍然不发达。
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谷歌地图的级别与对应比例尺及分辨率探究
谷歌推出的免费在线卫星地图、电子地图也已经有些年头了，无论是出于个人爱好还是商业目的，大家都在分享谷歌提供的这份丰盛的免费午餐。
至于如何获取谷歌的免费地图，这个不用多讲，百度一下就能找到各种谷歌地图下载器工具。
以截屏方式获取的，或直接从谷歌服务器上下载的，收费的，免费的，应用尽有，这个不是今天我们要讨论的主题！
谷歌的免费地图是容易下载的，但没有哪款地图下载器工具是有比例显示的，这个问题很严重！即便是简单的应用，如打印个挂图什么的也需要有比例尺作参照，如果要作深层次的专业应用，比例尺就更重要了，是必须的，也是必不可缺少的。
目前谷歌地图大概分为22个层级（国内一般只到20级，国外有20级以上的），每个层级比例尺不相同，如果我们能知道每个图层的比例尺对于我们下载来说也是件很轻松的事，可以直接选择下载适合自已应用比例的层级，何乐而不为？
为了方便他人，也方便自已，今天就来分析解决这一问题：探究谷歌地图各层级的对应比例尺和分辨率！
一、什么是比例尺？
比例尺是表示图上距离比实地距离缩小的程度，也叫缩尺。
公式为：比例尺=图上距离/实地距离。
比例尺有三种表示方法:数字式，线段式，和文字式。
三种表示方法可以互换。
根据地图的用途，所表示地区范围的大小、图幅的大小和表示内容的详略等不同情况，制图选用的比例尺有大有小。
地图比例尺中,通常大于二十万分之一的地图称为大比例尺地图；比例尺介于二十万分之一至一百万分之一之间的地图，称为中比例尺地图；比例尺小于一百万分之一的地图，称为小比例尺地图。
在同样图幅上，比例尺越大，地图所表示的范围越小，图内表示的内容越详细，精度越高；比例尺越小，地图上所表示的范围越大，反映的内容越简略，精确度越低。
一般讲，大比例尺地图，内容详细，几何精度高，可用于图上测量。
小比例尺地图，内容概括性强，不宜于进行图上测量。
二、什么是分辨率
我们这里探讨的分辨率是指卫星影像分辨率。
像素是构成数字图像的最小单位，数字图像分辨率是用于描述构成像素密集程度单位，一般以DPI（每英寸影像所包含的像素数）来表示，分辨率越大，则像素越小。
以电脑屏幕为例，800*600个像素与640*480个像素相比较，前者像素小，分辨率大，画面更细致。
遥感影像地面分辨率是指在影像上能够分辨地面最小影物的大小，一般以一个像素代表地面的大小来表示，通常所讲的2米分辨率是指一个像素表示地面大约2米*2米的面积，对于遥感影像而言，分辨率通常是指地面分辨率。
二、如何获取谷歌地图比例尺和分辨率
打开Google Map网址，在页面的左下方我们可以看到，如下图所示的比例尺。
如图所示，左边是级别控制区，每个刻度对应一个级别，最下方是第二级，这里我们的当前截图的级别是第11级。
图中的左下方是显示的比例尺，这个不是标准意义的比例尺，但它表达了当前一个距离所代表的像素个数，这里是10公里对应72个像素。
对应的像素值可以通过截取刻度之间的图片到看图软件中查看，这里我们放到Photoshop6.0中，如下图所示。
点击“图像”菜单中的“图像大小”，显示如下对话框，可以得知10公里对应的宽度值为72像素，图像实际距离为2.54厘米，图像分辨率为72dpi(像素/英寸)。
综合以上参数，我们可以推算出此图像的比例尺和空间分辨率如下：
➢比例尺
10公里 = 1000000 厘米
1000000 / 2.54=393700，约为40万：1
➢空间分辨率
10公里 = 1000米
10000 / 72 = 138.888888（米/像素），约等于139米/像素。
用此方法，我们可以推算出各级比例尺和分辨率，由于投影变形和纬度值
不同，可能不同地方的比例尺会有一定差异，这里计算出的比例尺和分辨率仅以成都为例，仅供参考！
各级比例尺及空间分辨率例表
级别实际距离像素图上距离图像分辨率比例尺空间分辨率第2级5000公里70 2.47厘米72dpi 2亿：1 71公里
第3级2000公里55 1.94厘米72dpi 1亿：1 36公里
第4级2000公里115 4.06厘米72dpisssss 5千万：1 17公里
第5级1000公里115 4.06厘米72dpi 2.5千万：1 9公里
第6级500公里115 4.06厘米72dpi 1.2千万：1 4公里
第7级200公里91 3.21厘米72dpi 6百万：1 2公里
第8级100公里176 6.21厘米72dpi 160万：1 568米
第9级50公里91 3.21厘米72dpi 155万：1 549米
第10级20公里72 2.54厘米72dpi 80万：1 278米
第11级10公里72 2.54厘米72dpi 40万：1 139米
第12级5公里72 2.54厘米72dpi 20万：1 69米
第13级2公里57 2.01厘米72dpi 10万：1 35米
第14级2公里118 4.16厘米72dpi 5万：1 17米
第15级1公里118 4.16厘米72dpi 2.5万：1 8米
第16级500米118 4.16厘米72dpi 1.2万：1 4米
第17级200米93 3.28厘米72dpi 2300 ：1 2.15米
第18级100米93 3.28厘米72dpi 3000 : 1 1.07米
第19级50米93 3.28厘米72dpi 1500 : 1 0.54米
第20级20米74 2.61厘米72dpi 800 ：1 0.27米
有了这个表，我们基本上可以在需要用的时候查询各级比例尺了，不同的地域差别也应该不是很大，还是能为工作带些许方便的。
另外，如果需要打印或喷绘，则有一点需要注意，以PhotoShop为例，如下图所示。
图中红色框选的地方就是我们输入的图像分辨率。
如果此时打印机的打印分辨率只有300dpi，图像的输出的比例尺不变，但是精度信息将会在输出时有损失；
图中蓝色框选的复选框，选中这个选项，相当于在当分辨率一定时，改变图像像素大小后，再按照输入的各个参数进行的图像重采样调整，这也会影响图像的空间分辨率，进而影响图像精度，并且由此减小图像的比例尺。
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