地图数据设计（四）：地图比例尺

前言

比例尺作为地图数学基础的组成部分之一，表示了地图的空间尺度，是地图精度和内容详尽程度的决定因素。今天的文章将从比例尺的基本概念、常见比例尺参数以及SuperMap iDesktopX中比例尺设置三个方面展开。

1 比例尺的基本概念

1.1 定义

一般来说，比例尺就是图上距离与实际距离的比值，它表示了地图内容的缩略程度。

 在地图中，根据比例尺不同分为了大比例尺地图、中比例尺地图和小比例尺地图。

• 大比例尺地图：比例尺 > 1：100 000；
• 中比例尺地图：1：100 000 < 比例尺 < 1：1 000 000；
• 小比例尺地图：比例尺 < 1 000 000。

同样的图幅，比例尺越小，地图所表示的范围越大，地图内容越简略；比例尺越大，地图所表示的范围越小，地图内容越详尽。如下图，中国全图、四川省地图、成都市域地图的比例尺越来越大，地图表示范围越来越小，地图内容越来越详尽。

图1 不同比例尺地图对比（图源：标准地图服务系统）

但在地图制图中，根据制图区域的大小不同，比例尺还区分主比例尺和局部比例尺，具体如下：

小区域

当制图范围较小时，地图的投影变形也比较小，地图上各个方向上长度的缩小比例近似相等。此时的地图比例尺，就是普遍认知中的比例尺，即地图全图的比例尺是一致的。

大区域

当制图范围较大，并且地图投影较为复杂的情况下，地图上的长度因所在位置和方向不同，其变形程度也不同。此时地图的比例尺分为主比例尺和局部比例尺，其中主比例尺是在标准线上投影变形可以忽略不计时的比例尺。 以下图为例，中国地图（南海诸岛作附图）采用正轴等积割圆锥投影（Albers），标准纬线分别为25°N和47°N，即这两条纬线上无变形；也就是说沿25°N和47°N两条纬线上的长度比例尺，即为该图的主比例尺1：16 000 000。

图2 中国地图（图源：标准地图服务系统）
注：图上标注的25°、47°N纬线仅为示意，请以实际位置为准

1.2 表示方法

传统的地图比例尺一般有以下几种表示方式：

1）数字比例尺，如1：50 000；

2）文字比例尺，如“比例尺五万分之一”；

3）图解比例尺，可分为线段式比例尺、斜分式比例尺和复式比例尺，其中：

• 斜分式比例尺式，它不是绘在地图上的比例尺图形，而是依据相似三角形原理，用金属或塑料制成的一种地图量算工具，多用在纸质地图。
• 复式比例尺，也称投影比例尺，是根据地图主比例尺和投影长度变形分布规律设计的图解比例尺，由主比例尺和局部比例尺组成。

图3 图解比例尺

2 常用比例尺参数 

地图比例尺是地图的重要组成部分，每一幅图都有其对应的比例尺，有些是固定比例尺，有些是多级比例尺。如我国国家基本比例尺地图就是固定比例尺，包括：1：500、1：1 000、1：2 000、1：5 000、1：10 000、1：25 000、1：50 000、1：100 000、1：250 000、1：500 000、1：1 000 000；而互联网地图则多是多级比例尺。

对于公共应用级别的电子地图，一般需要以瓦片的形式发布，这就需要地图的分级符合瓦片数据规范。在国家标准《公共服务电子地图瓦片数据规范》(2017)和行业标准《地理信息公共服务平台电子地图数据规范》(2011)中对地图瓦片的比例尺进行了规定，具体如下表：

表1 地图瓦片分级

级别	地面分辨率（米/像素）	显示比例尺	数据比例尺
1	78 271.517 0