GISBox

切片地图服务(Tile Map Service,简称 TMS)

GISBox是一站式三维 GIS 数据编辑、转换、发布平台,支持 OSGB/GEOTIFF/RVT 等多种 GIS 格式编辑,转换为 3DTiles/Terrain 等并发布。

简介

切片地图服务(Tile Map Service,简称 TMS)是一种基于网络的地理信息服务协议,用于高效加载和展示地图数据。TMS 的核心思想是将地图数据预先切割成固定大小的小图块(通常为 256×256 像素),并以分级(Zoom Level)和空间索引的方式进行存储和访问。客户端根据用户的视图需求动态请求对应的图块,从而实现快速加载和流畅显示。TMS 通常以瓦片金字塔的方式组织地图数据,从全局视图(低缩放级别)到局部细节(高缩放级别)逐步细化,每一级的分辨率递增,从而满足多尺度展示需求。

数据格式概览

TMS 使用的核心数据格式主要包括:

  1. 图片格式
  • 常见格式:JPEG、PNG、WEBP 等。
  • 用途:JPEG 通常用于自然地物(例如卫星图像),因其压缩率高且视觉效果良好;PNG 和 WEBP 则更适用于矢量地图或需要透明背景的图层。
  1. 元数据文件
  • 描述切片的层次结构、坐标系统、投影方式等元信息。常用的元数据格式有 XML 和 JSON。
  1. 坐标系统和投影方式
  • 坐标系统:通常为 Web 墨卡托(EPSG:3857),以实现与大多数在线地图服务(如 Google Maps、Bing Maps)的兼容。
  • 投影方式:使用墨卡托投影(Mercator Projection),能够在大多数应用场景下提供足够的精度和性能。
  1. 瓦片索引体系
  • TMS 切片采用 Z(缩放级别)、X(横轴索引)、Y(纵轴索引)的三维索引系统,用于定位和存储每个瓦片。

优点

  1. 高效加载:通过分块加载,只请求当前视图范围内的瓦片,大幅减少数据加载量,提升加载速度。
  2. 兼容性强:TMS 是一种开放协议,与多种 GIS 平台和在线地图服务兼容,例如 Leaflet、OpenLayers 和 Mapbox 等。
  3. 支持多级别缩放:瓦片金字塔结构支持从全局到局部的多级别显示,满足用户多层次视图需求。
  4. 易于缓存:由于每个切片的固定大小和唯一索引,TMS 服务非常适合静态文件缓存,可以使用 CDN 等技术进一步优化加载性能。

缺点

  1. 存储空间占用大:由于需要预先生成所有缩放级别的瓦片,尤其在高分辨率下,数据量会急剧膨胀,占用大量存储空间。
  2. 动态性差:瓦片通常在生成后不易修改,对于需要频繁更新的动态数据场景(如实时交通信息),TMS 并不适用。
  3. 初始生成成本高:制作瓦片金字塔需要预处理大量数据,生成时间较长,且需要额外配置工具和服务器。

应用场景

切片地图服务在各类需要快速加载和可视化地理数据的场景中得到了广泛应用。例如 Google Maps、Bing Maps 等服务中,用于实现流畅的地图浏览体验。在 Web GIS 系统中,通过 Leaflet、OpenLayers 等库加载 TMS 数据,为用户提供交互式地图展示。政府和企业利用 TMS 展示基础设施、土地利用情况等,支持决策分析和公共服务。通过 TMS,研究机构和企业可以快速分享大规模遥感影像和地形数据。TMS 的多层次和分块加载机制也适用于大型虚拟场景和地图游戏的地形渲染。

示例图

  1. 标准 TMS 瓦片目录。

  1. 用 BIGEMAP 地图下载器下载的 TMS 瓦片文件

文件打开方式

  1. 全球墨卡托 TMS 瓦片。

  1. 用 cesium 调用的 TMS 服务。

相关 GIS 文件

网络地图服务

网络要素服务

网络覆盖服务

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参考资料

  1. https://weibo.com/ttarticle/p/show?id=2309404648668681863499
  2. https://blog.csdn.net/zipack/article/details/121368960
  3. https://zhuanlan.zhihu.com/p/756121534
  4. https://blog.51cto.com/hanbogis/6835695
  5. https://www.cnblogs.com/SeAlblog/p/17421560.html