瓦片地圖的前世此生（轉載）

      從古巴比倫黏土地圖到今天的電子地圖，從哥倫布航海圖到現代化的衛星導航，地圖的歷史凝聚着人類的好奇和智慧，也摻雜着血腥和慾望。地圖的歷史足夠厚重，由於地圖關聯着政治、軍事、經濟的沉浮；地圖的歷史也足夠精彩，由於地圖是爲知足需求，伴隨科學和技術的發展而發展起來的。

     至關長一段時間內，地圖都是小部分人的遊戲。軍事家用地圖指揮戰役；航海家用地圖指引方向；國家用地圖標記領地... 直到計算機技術普及，地圖技術開始服務於更多的領域。 但始終是，專業的人，在專業領域，作着與地圖有關的專業的事。 直到瓦片地圖的誕生。

瓦片地圖的誕生

     地圖數據一般體量較大，須要充足的帶寬和數據渲染能力。瓦片地圖誕生之前，地圖多在局域網的桌面軟件中使用。互聯網的發展，催生了經過瀏覽器使用地圖的需求，因而在1999年，出現了WMS（Web Map Service）這樣的解決方案。在瀏覽器這一端，沒有地圖的概念，但瀏覽器天生就是爲了顯示文本和圖片。WMS的設計是，在服務器端把地圖渲染成圖片，瀏覽器端顯示地圖圖片。地圖圖片大小根據瀏覽器視窗大小來定。

WMS大大推動了       互聯網地圖的進程。 問題是，WMS根據瀏覽器視窗大小每次生成一大張圖片，對於後端渲染和網絡傳輸都是挑戰，效率低下。緊接着就有了WMS-C（Cached）的思想，經過緩存地圖瓦片提升效率。在工程實踐方面更勝一籌的Google成爲這一思想的最佳實踐者。2005年，Google地圖上線，經過高效的瓦片地圖技術，讓全球用戶垂手可得的享受到了地圖的福利。 
Google地圖採用的Web Mecator投影和瓦片分級切割方案，也成爲目前互聯網地圖事實上的標準。緊接着，Google地圖又新增了路網服務、實時路況、街景地圖和Google地球，互聯網地圖的蓬勃發展就此開始。

瓦片地圖的原理

      使用互聯網地圖時，咱們看到的是一張鋪滿整個屏幕的大的地圖圖片。實際上，這張大的圖片是多個尺寸相同（一般是256*256像素）的小圖片按照既定規則無縫拼接而成的，這些小圖片就是瓦片。瓦片按照以下圖所示的金字塔結構組織，每張瓦片均可經過級別、行列號惟一標記。在平移地圖、縮放地圖時，瀏覽器根據金字塔規則，計算出所需的瓦片，從瓦片服務器獲取並拼接。

     因爲瓦片是靜態的圖片，可預先生成，經過緩存和CDN技術，瓦片服務器可提供高效的瓦片讀取服務。此外，瀏覽器並行獲取和顯示多張小圖片，比獲取和顯示一張大圖片要高效的多。顯示地圖變成和顯示圖片同樣簡單，這也是互聯網地圖可以承載億級規模用戶的緣由。

瓦片地圖的進化

    以圖片爲介質的瓦片（柵格瓦片）打開了互聯網地圖的大門，互聯網地圖得以迅速普及。可是，隨着地圖的移動化和應用的逐漸深刻，柵格瓦片至少遇到了兩個問題：

• 圖片佔用帶寬和存儲都較大，不利於地圖在移動設備的應用；
• 圖片沒法交互。

     受網絡帶寬開銷和存儲空間的限制，柵格瓦片地圖在移動端一開始就顯現出先天不足。這促使在移動端，使用矢量瓦片替代柵格瓦片。矢量瓦片採用和柵格瓦片相同的分級切割方案，所不一樣的是，瓦片數據以矢量形式存在。矢量瓦片體積小，可高度壓縮，佔用的存儲空間比柵格瓦片要小上千倍。一方面減少網絡帶寬消耗，另外一方面使地圖離線成爲可能。

      目前，在瀏覽器端，矢量瓦片也在逐漸成爲互聯網地圖的主流技術。但這並非說柵格瓦片將退出歷史舞臺。 互聯網地圖數據更新不頻繁，單個瓦片內須要顯示的地物數量和種類有限，矢量瓦片可預先生成，進行局部更新的代價也很小。矢量瓦片並不適合數據更新頻繁，數據量大，渲染方式複雜多樣的場景。

可交互的柵格瓦片

      在GeoHey數據可視化服務中，就是根據輸入配置參數，把用戶數據在服務器端渲染成圖片。在不少應用場景中，須要查看空間數據的屬性信息。因爲柵格瓦片沒法保留數據的空間特徵，瓦片中的點、線、面失去了交互能力。那麼，如何顯示百萬量級的地塊數據，又能讓地塊具備交互能力呢？
[鼠標在地圖上隨意移動便可 全屏體驗]在本週更新中，GeoHey數據可視化服務，增長了UTF-Grid能力，用覺得柵格瓦片提供交互能力。 何爲 UTF-Grid？本專欄會繼續給你們講一講，賣個關子先O(∩_∩)O~~

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

注：本文轉載於知乎「GeoHey：地圖，你好」專欄（https://zhuanlan.zhihu.com/geohey），感謝原文做者