Почему используются разные виды масштабов. Решение задач на масштаб

Численный масштаб – величина неименованная. Он записывается так: 1:1000, 1:2000, 1: 5000 и т.д., причём в такой записи 1000, 2000 и 5000 называется знаменателем масштаба М.

Численный масштаб говорит о том, что в одной единице длины линии на плане (карте) содержится точно столько же единиц длины на местности. Так, например, в одной единице длины линии на плане 1:5000 содержится точно 5000 таких же единиц длины на местности, а именно: один сантиметр длины линии на плане 1:5000 соответствует 5000 сантиметрам на местности (т.е. 50 метрам на местности); в одном миллиметре длины линии на плане 1:5000 содержится 5000 миллиметров на местности (т.е. в одном миллиметре длины линии на плане 1:5000 содержится 500 сантиметров или 5 метров на местности) и т.д.

При работе с планом в ряде случаев пользуются линейным масштабом.

Линейный масштаб

Основанием линейного масштаба называется отрезок АВ линейного масштаба (основная доля масштаба), равный обычно 2 см. Он переводится в соответствующую длину на местности и подписывается. Крайнее левое основание масштаба делят на 10 равных частей.

Наименьшее деление основания линейного масштаба равно 1/10 основания масштаба.

Пример: для линейного масштаба (использующегося при работе на топографическом плане масштаба 1:2000), показанного на рисунке 1, основание масштаба АВ равно 2 см (т.е. 40 метрам на местности), а наименьшее деление основания равно 2 мм, что в масштабе 1:2000 соответствует 4 м на местности.

Отрезок cd (рис. 1), взятый с топографического плана масштаба 1:2000, состоит из двух оснований масштаба и двух наименьших делений основания, что, в итоге, соответствует на местности 2х40м+2х2м = 88 м.

Более точное графическое определение и построение длин линий можно сделать с помощью другого графического построения - поперечного масштаба (рис. 2).

Поперечный масштаб

Основание AB нормального поперечного масштаба равно, как и в линейном масштабе, также 2 см. Наименьшее деление основания равно CD =1/10 АВ= 2мм. Наименьшее деление поперечного масштаба равно cd = 1/10 CD =1/100 АВ = 0,2мм (что следует из подобия треугольника BCD и треугольника Bcd).

Таким образом, для численного масштаба 1:2000 основание поперечного масштаба будет соответствовать 40 м, наименьшее деление основания (1/10 основания) равно 4 м, а наименьшее деление масштаба 1/100 АВ равно 0,4 м.

Пример: отрезок ав (рис. 2), взятый с плана масштаба 1:2000, соответствует на местности 137,6 м (3 основания поперечного масштаба (3х40=120 м), 4 наименьших деления основания (4х4=16 м) и 4 наименьших деления масштаба (0.4х4=1.6 м), т.е. 120+16+1.6=137.6 м) .

Остановимся на одной из важнейших характеристик понятия «масштаб».

Точностью масштаба называется горизонтальный отрезок на местности, который соответствует величине 0,1 мм на плане данного масштаба. Эта характеристика зависит от разрешающей способности невооруженного человеческого глаза, которая (разрешающая способность) позволяет рассмотреть минимальное расстояние на топографическом плане в 0.1мм. На местности эта величина будет уже равна 0.1 мм х М, где М – знаменатель масштаба.

Рис.2

Поперечный масштаб, в частности, позволяет измерить длину линии на плане (карте) масштаба 1:2000 именно с точностью данного масштаба.

Пример: в 1 мм плана 1:2000 содержится 2000 мм местности, а в 0,1мм, соответственно, 0,1 x М (мм) = 0.1 х 2000 мм = 200 мм = 20 см, т.е. 0,2 м.

Поэтому при измерении (построении) на плане длины линии ее значение следует округлить с точностью масштаба. Пример: при измерении (построении) линии длиной 58,37 м (рис. 3), ее значение в масштабе 1:2000 (с точностью масштаба 0,2 м) округляется до 58,4 м, а в масштабе 1:500 (точность масштаба 0,05 м) – длина линии округляется уже до 58,35 м.

Все мы знаем, что такое масштаб. Это отношение линейных размеров на условном графическом изображении к истинным величинам изображаемого объекта. То есть это соблюдение неких пропорций во время нанесения какого-либо чертежного изображения или редактирования фотографии.

Что такое масштаб, и зачем он нужен

Подобный способ передачи изображения применяется абсолютно во всем, начиная с карт и чертежей и заканчивая обычными фотографиями. Да вот только не всегда нужное изображение можно воспроизвести в натуральную величину. В этом случае на помощь и приходит масштаб. Благодаря ему изображения можно уменьшать или увеличивать, при этом соблюдая необходимые пропорции, которые указываются на чертежах. Что такое масштаб мы уже знаем, так давайте же поговорим о двух его видах.

Масштаб увеличения

Данный вид применяется в том случае, когда изображение в натуральную величину значительно меньше, нежели на чертежах. В этом случае в специальной графе указываются пропорции данного изображения (2:1, 8:1, 16:1, 150:1 и так далее). Пропорции нужно понимать следующим образом: правая цифра обозначает, что весь чертеж необходимо делить на сантиметры (например, 1 сантиметр), а левая - во сколько раз объект уменьшен на 1 сантиметр чертежного изображения. То есть, если мы имеем обозначение 2:1, то это значит, что на 1 сантиметр чертежной линии приходится 0,5 сантиметра объекта.

Масштаб уменьшения

Этот вид применяется в том случае, если объект, который необходимо изобразить, значительно превышает размеры чертежа. В специальной графе пропорций мы указываем, во сколько раз объект превышает изображение (например, 1:2, 1:250, 1:1000 и так далее). Левая цифра обозначает, на сколько сантиметров необходимо делить чертеж (например, на 1 сантиметр), а правая - сколько измерительных единиц приходится на 1 сантиметр. Например, мы имеем карту с обозначением масштаба 1:2000000 см, это значит, что на 1 сантиметр карты приходится 2000000 сантиметров местности (или 20000 метров, или 20 километров на 1 сантиметр).

Как масштабировать фотографии

Очень просто разобраться с составлением карт или чертежей, но вот что такое масштаб фотографий, понять достаточно сложно. Такие изображения имеют другие параметры измерения, а именно разрешение, которое зависит от количества пикселей, находящихся в данном изображении. Масштабируя фотографии, необходимо обращать внимание на количество пикселей, ведь значительно увеличивая с небольшим количеством пикселей, мы ухудшаем его качество и наоборот. Существуют различные программы, с помощью которых можно осуществлять данные операции, при этом качество изображения не становится хуже. Их принцип действия базируется на увеличении числа пикселей в той или иной фотографии, вследствие чего увеличивается разрешение, то есть размер воспроизводимого изображения. Такие программы можно найти в специальных магазинах или скачать из интернета, но лучше всего покупать лицензионные диски, а не скачивать пиратские копии, которые могут ухудшить работу вашего компьютера и сделают невозможной обработку фотографий на нем.

Для изображения поверхности Земли на картах картографам предстояло решить математическую задачу. Нужно было уменьшить изображение и определить, какие объекты при том или ином уменьшении можно показать на географической карте.

Зачем нужен масштаб?

На старинных картах и планах реальная местность показана в уменьшенном виде. Но различные участки уменьшены по-разному. Поэтому по старинным картам можно определить очертания объектов, но не их размеры. Чтобы измерить длину реки или расстояние между городами, требуется уменьшать изображение местности и всех объектов в определённое число раз. Для этого необходимо использовать масштаб.

Масштаб - это отношение двух чисел, например 1:100 или 1:1000. Отношение показывает, во сколько раз одно число больше другого. Масштаб 1:100 означает, что изображение меньше изображаемого объекта в сто раз, а масштаб 1:1000 - в тысячу раз. Чем меньше число, показывающее уменьшение, тем крупнее масштаб, и наоборот. Масштаб 1:100 крупнее масштаба 1:1000 и мельче масштаба 1:50.

Масштаб на плане, карте, показывает, во сколько раз длина каждой линии уменьшена по сравнению с её действительной длиной на местности. С помощью масштаба можно измерять расстояния между отдельными географическими объектами и определять размеры самих объектов.

Как записывают масштаб?

Масштаб на планах и картах обычно изображают в трёх видах: численном, именованном, линейном.

Численный масштаб записывают как отношение чисел: 1:100, 1:500, 1:100 000. В таком масштабе первое число - расстояние на изображении, а второе число — реальное расстояние на местности в тех же единицах измерения. При масштабе 1:100 000 расстояние 1 сантиметр на карте соответствует 100 000 сантиметрам на местности. 100 000 сантиметров - это 1000 метров, или 1 километр. Масштаб, выраженный в виде слов «в 1 сантиметре 1 километр», называют именованным масштабом .

Линейным масштаб - линия, разделённая на сантиметровые отрезки. Отрезки справа от нуля показывают, какое расстояние на местности соответствует 1 сантиметру на плане или карте. Отрезок слева от нуля для большей точности измерений разделён на пять более мелких частей. Измеряя расстояние между объектами с помощью циркуля-измерителя, можно прикладывать его к линейному масштабу и получать расстояния на местности. Используя линейный масштаб, определяют длину кривых линий (береговой линии моря, реки или дороги).

Масштаб и подробности изображения

В зависимости от масштаба меняется степень подробности изображения. Чем крупнее масштаб, тем подробнее изображены участки Земли со всеми географическими объектами. Но на изображениях крупного масштаба (1:200 000 и крупнее) умещается лишь небольшая площадь земной поверхности. На картах мелкого масштаба (мельче 1:1000 000), где 1 сантиметр соответствует нескольким тысячам километров на местности, можно показать даже всю поверхность Земли. Однако количество деталей и подробностей местности здесь невелико.

Часто в учебных и практических целях приходится создавать планы и карты разной степени подробности и, следовательно, масштаба.

Перед тем как начать рассматривать стандартные масштабы чертежей, следует понять, что именно представляет собой данное понятие. Итак, подобное значение является в общем случае соотношением двух линейных размеров. Однако более широко известно такое толкование данного определения, как отношение размера чертежа к габаритам реального объекта. Следовательно, можно совершенно справедливо предположить, что вышеописанный термин нашел широкое применение в картографии, геодезии и, конечно же, проектировании.

Зачем это необходимо?

Как уже говорилось ранее, реальные объекты могут иметь как достаточно значительные размеры, так и очень маленькие. Однако человек не может зарисовать все в натуральную величину, поскольку для отображения на листе бумаги потребуется полотно колоссальных габаритов, а, в свою очередь, для воссоздания мелких элементов (как, например, в часовом механизме) потребовалась бы высокая степень детализации. В результате человек приспособился изображать необходимые объекты, которые в определенное количество раз уменьшены (либо увеличены) для простоты восприятия и так называемой "читабельности" рисунка. В настоящее время действуют определенные стандарты, к примеру, ГОСТ "Масштабы чертежей", которые описывают все требования, предъявляемые к виду и наполнению соответствующих изображений.

Крупные объекты

Как уже говорилось ранее, для отображения зданий и иных крупногабаритных предметов необходимо использовать масштабы чертежей так называемого уменьшения. Они стандартизированы, а значит, произвольная выборка не подойдет. Наиболее часто встречаются следующие величины: 1: 2; 2,5; 4; 5; 10; 15; 20; 25; 40; 50; 75; 100; 200; 400; 500; 800; 1000. Рассмотрим, что означает запись подобного вида. Итак, реальный (иными словами, натуральный) габарит какого-либо объекта выражается в виде надписи 1: 1. Следовательно, при уменьшении масштабы чертежей сначала описывают исходный размер (1), а затем число, которое показывает, во сколько раз чертеж уменьшен по отношению к реальным габаритам. В строительстве, помимо вышеперечисленных стандартных записей, могут также использоваться указатели 1: 2000; 5000; 10 000; 20 000; 25 000; 50 000.

Мелкие детали

В том случае, если на рисунке необходимо изобразить небольшие предметы, то традиционно используются масштабы чертежей увеличения. В данном случае нет такого большого разнообразия значений, однако стандартом оговорены наиболее часто используемые величины. Итак, типовой ряд выглядит следующим образом: 2; 2,5; 4; 5; 10; 20; 40; 50; 100: 1. Расшифровка подобных надписей читается так: сначала число, указывающее во сколько раз изображение на чертеже увеличено сравнительно с исходным объектом. Второй цифрой, стоящей после двоеточия, отображается реальный (он же - натуральный или настоящий) размер рассматриваемого объекта (принимается равным 1).

Заключение

В данной статье были рассмотрены масштабы чертежей и их стандартные ряды. Следует также отметить, что на самих планах, проектах и изображениях величина масштаба указывается в специально отведенной графе в рамке, иначе называемой штампом.

Масштабом называют соотношение настоящих размеров объекта к изображению, модели объекта.


Географический масштаб помогает определить, во сколько раз на карте уменьшили все реальные размеры - площадь территории, отдельных объектов, длину рек, дорог и т.д.

В древности масштаба не знали, потому объекты располагали на карте на произвольном расстоянии друг от друга. Пользуясь такой картой, человек не мог определить, будет он добираться до нужного места 2 дня, 2 недели или 2 месяца.

Первым картографом, применившим в составлении карты масштаб, был Анаксимандр Милетский - древнегреческий учёный (VI – V вв. до н. э.), придумавший термин «закон» и предложивший первую формулировку закона сохранения .

В зависимости от масштаба карты условно разделяют на:

— мелкомасштабные (обзорные) - менее 1:1 000 000;

— среднемасштабные (обзорно-топографические) - от 1:200 000 до 1:1 000 000;

— крупномасштабные (топографические) - от 1:10 000 до 1:100 000.

Масштабы до 1:5 000 используют преимущественно в составлении топографического плана.

Вид масштаба: масштабы графические, численные, именованные

В легендах географических карт используют графический (он же - линейный) и численный масштаб, редко прибегают к именованному.

Масштаб численный

Для его записи применяют дроби, в которых числители - это 1 см (если не оговорено иного), а знаменатели - числа, показывающие, в какое количество раз уменьшен показатель. К примеру, масштаб 1:25 000 демонстрирует, что 1 см карты соответствует 25 000 см (250 м) местности.

Чем меньше знаменатель, тем крупнее масштаб: 1:1000 крупнее, чем 1:5 000, т.к. в первом случае в 1 см карты «умещается» 10 м, а во втором - 50 м. Карты с крупным масштабом подробнее, содержательнее, но использовать их можно для небольших участков местности.

Линейный (графический) масштаб

Линейный, или графический масштаб, особенно удобен и даёт возможность узнавать расстояния, размеры без расчётов и переводов длин из масштабных в реальные. Линейный масштаб выглядит как линейка с делениями - мелкими и крупными, каждое из которых подписано соответствующим метрическим значением. Основное деление - это обычно отрезок в 2 см, для которого указан размер масштабирования, например - 100 м, 500 м и т.д.


Чтобы воспользоваться графическим масштабом, раствор циркуля, равный измеряемому отрезку, прикладывают к линейке масштаба и тут же узнают расстояние между объектами, длину нужного участка и т.д.

Именованный масштаб

Именованный масштаб отличается от прочих тем, что в нём словами прописано, сколько в 1 см содержится метров или километров. Например: в 1 см - 250 м; в 1 см - 5 км.

Где искать масштаб на карте?

Чтобы узнать масштаб географической карты, нужно посмотреть углы карты или её легенду. Легендой называют список обозначений с их разъяснением.

Очень часто на картах приводятся все 3 вида масштабов, чтобы каждый человек смог разобраться, во сколько раз реальные расстояния уменьшены на карте.

Стандарты численных масштабов

В Российской Федерации приняты следующие стандарты численного масштаба:

1:10 000
1:25 000
1:50 000
1:100 000
1:200 000
1:300 000
1:500 000
1:1 000 000

Существуют также карты с масштабом 1:2 000, 1:5 000. Их используют для специальных задач, т.к. столь крупные масштабы - область применения топографических планов.

Есть обзорные географические карты с невероятно мелким масштабом, например - 1:1 000 000 000 (один к триллиону). Её создали в 2010 году учёные Гентского университета в Бельгии, используя технологию изготовления полупроводников CMOS. Экватор на этой карте имеет длину 40 микрометров - 0,04 мм, примерно половину толщины человеческого волоса.


А «Карта индустриализации СССР» из Петербургского геологоразведочного музея знаменита не только своим огромным масштабом - 1:1 500 000, но и… красотой. Её изготовили к 20-летнему юбилею Октябрьской революции в 1937 году из 50 000 фрагментов, среди которых - уральская яшма для суши, лазурит - для воды, амазонит - для низменностей. Длина карты - 6 м, высота - 4,5 м, вес - около 3.5 тонны. На Всемирной парижской выставке 1937 года карта удостоена гран-при, а в Нью-Йорке - золотой медали.