基于 MBTiles 规范扩展的缓存文件格式说明

MBTiles 是由 MapBox 制定的一种将瓦片地图数据存储到SQLite数据库中并可快速使用，管理和分享的规范。该规范由MapBox制定，详见http://mapbox.com/mbtiles-spec/。

SuperMap iServer为了满足自身应用的需求，不仅支持生成和使用满足MBTiles规范的瓦片地图数据，并且基于原规范对MBTiles中的内容进行了扩展。扩展后的.mbtiles文件支持任意坐标系，支持任意分辨率，支持JPG和PNG混合格式的地图瓦片数据。

扩展后的.mbtiles文件仍然使用元数据表”metadata”和瓦片数据表”tiles”来对瓦片地图数据进行管理。

metadata元数据表采用键值对的形式来存储地图瓦片数据的相关设置，包括两个文本类型的字段”name”和”value”,与MBTiles 1.1规范一致。表结构如图1所示：

图1 元数据表的表结构

元数据表的内容举例如表1所示：

表1 元数据表举例

name	value
name	World
type	baselayer
version	1.1
description	World created on 2012-12-17 16:51:22 by SuperMap iServer
format	PNG
bounds	-180.0,-90.0,180.0,90.0
axis_origin	-180.0,90.0
axis_positive_direction	RightDown
crs_wkid	4326
crs_wkt	GEOGCS["WGS 84", DATUM["WGS_1984", SPHEROID["WGS 84", 6378137, 298.257223563, AUTHORITY["EPSG", "7030"]], AUTHORITY["EPSG", "6326"]], PRIMEM["Greenwich", 0, AUTHORITY["EPSG", "8901"]], UNIT["degree", 0.0174532925199433, AUTHORITY["EPSG", "9122"]], AUTHORITY["EPSG", "4326"]]
tile_height	256
tile_width	256
resolutions	78271.516964,529.1666666666666
scales	5.0E-7
map_parameter	{"scale":0.00101610071425,"clipRegion":{"center":null,"id":0,"style…
compatible	false

元数据表的各字段（keys）说明如表2所示：

表2 元数据表各字段描述

字段名称	是否必须	是否 iServer 扩展	说明
name	是	否	地图的英文名称，如果地图名称为中文会自动转换为中文名称的拼音。
type	是	否	地图类型，其值可以是overlay 或 baselayer。
version	是	否	地图瓦片数据的版本，MBTiles 规范的版本是 1.1。
description	是	否	描述信息。
format	是	否	瓦片数据的格式：png、jpg或jpg_png，其中jpg_png是V5缓存支持的混合格式。
bounds	否	否	地图的切图范围，其单位与地图单位保持一致。iServer中bounds的格式为：左,下,右,上，例如：-180,-85,180,85。
axis_origin	否	是	切图原点的位置。
axis_positive_direction	否	是	坐标系中坐标轴的正方向的枚举类型(RightDown, RightUp, LeftDown, LeftUp)，例如：x轴向右y轴向下RightDown。
crs_wkid	否	是	坐标系的EPSG Code（-1000为用户自定义坐标系，0为普通平面坐标系）。
crs_wkt	否	是	用wkt表示的地理坐标系信息。(wkt：由开放地理空间联盟(OGC)制定的一种文本标记语言，详见：http://docs.geotools.org/stable/javadocs/org/opengis/referencing/doc-files/WKT.html)
tile_height	否	是	瓦片高度，通常为256。
tile_width	否	是	瓦片宽度，通常为256。
resolutions	否	是	分辨率集合，各级瓦片对应的分辨率。
scales	否	是	各级分辨率对应的比例尺集合。
map_parameter	否	是	地图默认参数的 json 字符串，地图默认参数包含了地图的所有特征信息，如地图的名称 name、地图的比例尺 mapScale等。
compatible	否	是	是否兼容MBTiles规范，仅当wkid字段为3857并且分辨率集合中所有分辨率均属于MBTiles规范分辨率时为true，否则为false。

tiles 瓦片数据表包括所有的瓦片数据和用于定位瓦片数据的一些值。除MBTiles1.1规范的zoom_level, tile_colum, tile_row, tile_data四个字段外，增加了resolution字段，支持任意比例尺、任意分辨率。表结构如图2所示：

图2 瓦片数据表的表结构

瓦片数据的表内容举例如图3：

图3 瓦片数据表的表内容举例

注：当瓦片对应的地面分辨率与表 3 中的地面分辨率无法对应时，zoom_level值为-1。

根据resolution值或对应比例尺读写对应瓦片数据。

表3 MBTiles各显示级别参数列表

显示级别	地图宽高 (像素)	切片数量	地面分辨率(米 / 像素)	地图比例尺(96 dpi)
0	256	1	156543.033928	1:591658710.909131
1	512	4	78271.516964	1:295829355.454566
2	1024	16	39135.758482	1:147914677.727283
3	2048	64	19567.879241	1:73957338.863641
4	4096	256	9783.939621	1:36978669.431821
5	8192	1024	4891.969810	1:18489334.715910
6	16384	4096	2445.984905	1:9244667.357955
7	32768	16384	1222.992453	1:4622333.678978
8	65536	65536	611.496226	1:2311166.839489
9	131072	262144	305.748113	1:1155583.419744
10	262144	1048576	152.874057	1:577791.709872
11	524288	4194304	76.437028	1:288895.854936
12	1048576	16777216	38.218514	1:144447.927468
13	2097152	67108864	19.109257	1:72223.963734
14	4194304	268435456	9.554629	1:36111.981867
15	8388608	1073741824	4.777314	1:18055.990934
16	16777216	4294967296	2.388657	1:9027.995467
17	33554432	17179869184	1.194329	1:4513.997733
18	67108864	68719476736	0.597164	1:2256.998867
19	134217728	274877906944	0.298582	1:1128.499433
20	268435456	1099511627776	0.149291	1:564.249717
21	536870912	4398046511104	0.074646	1:282.124858
22	1073741824	17592186044416	0.037323	1:141.062429

tiles瓦片数据表中resolution存储时保留11位有效数字（四舍五入）。有效数字：从近似数的左边第一个不为0的数字起，到精确到的数为止，所有的数字叫这个近似数的有效数字（0.00123的有效数字是1，2，3，有效位数是3）。示例如表4所示：

表4 resolution近似值计算示例

resolution实际值	数据库存储的近似值
156543.03392804097	156543.03393
0.00029158412279196264	0.00029158412279
1.19432856695587	1.1943285670

Java中计算resolution的参考代码如下：

public static String getResolutionString(double resolution) {

int n = (int) Math.log10(resolution);

int precision = 11;

if (resolution < 1.0) {

n--;

}

int scale = precision - 1 - n;

return new BigDecimal(resolution).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();

}