比例尺是表示圖上一條線段的長度與地面相應線段的實際長度之比。公式為：比例尺 = 圖上距離/實際距離，在比例尺計算中要注意單位間的換算，它有三種表示方法：數值比例尺、圖示比例尺和文字比例尺。
比例尺可以用于地圖勘測、制圖、地理信息綜合等場景。此外，比例尺還隱含著對于地圖精度和詳細程度的描述。為了滿足經濟建設和國防建設的需要，需要測繪學和編制各種不同比例尺的地形圖。通常比例尺大于十萬分之一的地圖稱為大比例尺地圖；比例尺介于十萬分之一至一百萬分之一之間的地圖，稱為中比例尺地圖；比例尺小于百萬分之一的地圖，稱為小比例尺地圖。一般來講，大比例尺地圖，內容詳細，幾何精度高，可用于圖上測量。小比例尺地圖，內容概括性強，不宜于進行圖上測量。選擇何種測圖比例尺，應從工程規劃、施工實際情況需要的精度出發。
基本概念
定義
地圖上某一線段的長度與地面上相應直線距離長度之比，稱為地圖比例尺，用來衡量地圖與地面相比地理實體輪廓縮小或擴大倍數的尺度。其表達式為：
式中d為地圖上線段的長度，D為實地上相應直線距離長度，在實際計算時必須將它們化為同一長度單位；M為實地距離相對圖上距離為1時的倍數。如，1:10000表示，地圖上線段長度1cm對應地面上實際長度100m。
表示方法
比例尺的表示方法有三種，即數值比例尺、圖示比例尺、文字比例尺。
數字比例尺
數字比例尺一般用分子為1、分母為整數的分數表示。如1:10000。地圖比例尺中的分子通常為1，分母越大，比例尺就越小。為了滿足經濟建設和國防建設的需要，需要測繪學和編制各種不同比例尺的地形圖。通常稱1:100萬、1:50萬、1:20萬為小比例尺地形圖；1:5萬、1:2.5萬為中比例尺地形圖；1:1萬、1:5000、1:2000、1:1000和1:500為大比例尺地形圖。
圖示比例尺
為了使用方便，避免由于圖紙伸縮而引起的誤差，通常在地形圖圖幅的下方繪一圖示比例尺。最常見的圖示比例尺為直線比例尺。如下圖所示為1:500的直線比例尺，取2cm為基本單位，從直線比例尺上可直接讀得基本單位的1/10，估讀到1/100。
文字比例尺
文字比例尺，是在地圖上用文字直接寫出地圖上1厘米代表實地距離多少米，如：圖上1厘米相當于地面距離500米，或五萬分之一。
計算方法
公式計算
由比例尺定義可知，
（1）
推導可得，
（2）
（3）
比例尺公式計算時，需要注意單位間的換算（1公里=1千米=1×1000米=1×100000厘米）。單位換算：圖上用厘米，實地用千米，厘米換千米，去五個零；千米換厘米，在千的基礎上再加兩個零。
比例尺換算
如果將原比例尺放大到n倍，那么。
如果將原比例尺縮小到，那么。
如果將原比例尺縮小，那么。比例尺縮放后，原面積之比會變為縮放倍數的平方。
比例尺精度
人們用肉眼能分辨的圖上最小距離為0.1mm，因此，一般在圖上量度或者實地測圖描繪時，就只能達到圖上0.1mm的精確性。因此，把圖上0.1mm所表示的實地水平距離稱為比例尺精度。可以看出，比例尺越大，其比例尺精度也越高。不同比例尺的精度見下表，
比例尺精度概念對測圖和設計用圖都有重要的意義。例如，在測1:500地形圖時，實地量距只需取到5cm，因為若量得再精細，在圖上也是無法表示出來的。此外，當設計規定需在圖上能量出的最短長度時，根據比例尺的精度，可以確定測圖比例尺。例如某項工程建設，要求在圖上能反映地面上10cm的精度，則采用的比例尺不得小于0.1mm/0.1m = 1/1000。從上面的比例尺精度表可以看出，比例尺越大，表示地物和地貌的情況越詳細，但是一幅圖所能包含的地面面積也越小，而且測繪學工作量會成倍地增加。因此，選擇何種測圖比例尺，應從工程規劃、施工實際情況需要的精度出發。
使用場景
地圖勘測
比例尺中在地形圖中的作用主要表現為：測制和使用地圖必不可少的數學基礎；反映地圖的量測精度；反映地圖內容的詳細程度。
制圖場景
制圖的基本目的是以縮小的圖形來顯示客觀世界。但當簡單縮小地球表面的現象時，我們想要看到的地理現象的特征和分布規律并沒有出現，但卻產生那些并不是我們所需要的結果，地物的間距、寬度、長度、都同等比例縮小了，相鄰的離散物體擠在一起，復雜的地物輪廓顯得很亂，增加了事物的復雜性，擁擠不堪。為了達到地圖上能使讀者看到清晰的圖形。這些圖又能反映出地理現象的特征和分布，這就要引進制圖綜合的概念。地圖比例尺決定著實地面積反映到地圖上面積的大小，它對地圖綜合的制約反映在綜合程度、綜合方向和表示方法諸方面。
地理信息場景
地理現象是尺度依賴的，不同尺度的空間數據庫或不同比例尺的地圖所表達的地理目標是極為不同的，即在不同的尺度下體現著不同的地形目標范疇。對于地圖來說，由于用途的不同確定不同的比例尺，即地圖比例尺是地圖用途的主要反映。從大比例尺地形圖的工程應用、中比例尺一覽圖的規劃管理到小比例尺區域地理圖的區域發展與宏觀決策，形成一個地圖/地理信息變換(處理)體系，即由數學上的精確幾何圖形表達到區域地形類型刻畫向大范圍空間結構的變換。一旦比例尺決定了，地圖或數據庫的技術分辨率即所表達的地理信息的詳細程度也就基本確定了。這樣，比例尺就成為地圖用途的主要體現者和地圖內容詳細程度的主要決定者。
相關概念
比例尺（工具）
在用不同比例繪制圖樣時，為了加快繪圖速度，可以使用比例尺工具。使用比例尺工具上的相應比例刻度直接量取，可以省去了麻煩的計算，如圖（b）。市場上比例尺工具有黑三棱式和板式兩種，如圖（a）所示，尺面上有各種不同比例的刻度。
特殊比例尺
變比例尺
所謂變比例尺就是當制圖的主區分散且間隔的距離較遠時，為了突出主區和節省圖面，可將主區以外部分的距離按適當比例相應壓縮，而主區仍按原規定的比例表示。例如旅游景區比較分散的旅游圖，或街區有飛地的城市交通圖等。
無級別比例尺
這是一種隨數字制圖的出現而與傳統的比例尺系統相對而言的一個新概念，并沒有一個具體的表現形式。在數字制圖中、由于計算機或數據庫里可以存儲物體的實際長度、面積、體積等數據，因此沒有必要將地圖數據固定在某一種比例尺。所謂無級比例尺技術是以一個大比例尺數據庫為基礎數據源，在一定區域內空間對象的信息量隨比例尺變化自動增減，從而使得 GIS 空間信息的壓縮和復現與比例尺自適應的一種信息處理技術。
心像地圖與視覺比例尺
心像地圖是指人通過多種手段獲取空間信息后，在頭腦中形成的關于認知環境空間的“抽象代替物”。而對于視覺比例尺，制圖學家在規定地圖圖面的最小分辨尺寸的時候，基本上是基于人的最常用的視距來確定的。
合適的視覺比例尺有助于建立“好”的心像地圖。對于一名決策者來說比例尺是一個重要的因素，使用合適的比例尺可以幫助決策者形成正確的決策，因為一幅合適比例尺的地圖可以幫助決策者建立全局觀，同時又有效反映了所關心的局部，也就是在“大”與“小”的尺度之間找到一個平衡。
參考資料 >