第三講

古代測(cè)繪人類對(duì)地球認(rèn)識(shí)的發(fā)展大約公元前4世紀(jì)，柏拉圖從自然哲學(xué)的觀點(diǎn)上，最先提出了地球的概念。公元前6世紀(jì)后半葉，已有學(xué)者提出地為圓球的說(shuō)法。在1522年麥哲倫領(lǐng)導(dǎo)船隊(duì)環(huán)球航行成功，激起人們對(duì)地球形狀的關(guān)注。法國(guó)科學(xué)院于1735年派遣兩個(gè)測(cè)量隊(duì)分赴秘魯和北歐拉普蘭進(jìn)行弧度測(cè)量，證實(shí)了地扁說(shuō)。即靠近兩極的子午橢圓曲率小，其曲率半徑大；而靠近赤道的子午橢圓曲率大,曲率半徑小。重力測(cè)量是地扁學(xué)說(shuō)的很好佐證：緯度低的地方重力值小，說(shuō)明地面離地心較遠(yuǎn)；緯度高的地方重力值大，說(shuō)明地面離地心較近。世界歷史上最早估測(cè)地球半徑的人及使用的方法公元前3世紀(jì)，亞歷山大學(xué)者埃拉托色尼首先應(yīng)用幾何學(xué)中圓周上一段弧長(zhǎng)S、對(duì)應(yīng)的圓周角△φ同圓半徑R的關(guān)系，估算了地球半徑的長(zhǎng)度。R＝S／△φ

最早使用等高線顯示地貌的人以等高線法顯示地貌，啟迪于等深線。1728年荷蘭工程師克魯基最先用等深線法來(lái)表示河流的深度和河床狀況，后來(lái)又把它應(yīng)用到表示海洋的深度。1729年庫(kù)爾格斯首次制作等深線海圖，再后來(lái)才應(yīng)用到陸地上表示地貌的高低起伏形態(tài)。1791年法國(guó)都朋特里爾繪制了第一張等高線地形圖，裘品-特里列姆用等高線表示了法蘭西領(lǐng)域的地貌。18世紀(jì)末葉至19世紀(jì)初，等高線逐漸開始用于測(cè)繪地形圖中。19世紀(jì)后半葉，等高線法沖破不易識(shí)別的阻礙，取得公認(rèn)。此后，等高線法才成為大比例尺地形測(cè)圖顯示地貌的基本方法。世界上現(xiàn)存最古老的地圖

世界上現(xiàn)存最古老的地圖是在古巴比倫北部的加蘇古巴城（今伊拉克境內(nèi)）發(fā)掘的刻在陶片上的地圖。圖上繪有古巴比倫城、底格里斯河和幼發(fā)拉底河。大約是公元前2500年刻制的，距今大約四千余年。

古老的地圖巴比倫泥塊地圖目前已被發(fā)現(xiàn)的最古老地圖是巴比倫地圖，這“張”地圖，距今大概有四五千年?？脊艑W(xué)家推測(cè)當(dāng)時(shí)的人是先在濕軟的泥塊上刻畫上圖像，再將它放在太陽(yáng)下烤曬，硬化之后就成為泥塊圖。這一張泥塊圖上面，刻劃的是巴比倫附近的一個(gè)城市，上面刻畫著山脈、河谷及聚落。

巴比倫泥塊地圖古老的地圖愛斯基摩人生活在北極地區(qū)。早期的愛斯基摩人，利用河流中的漂木，刻畫出許多大小形狀各不相同的小木塊，并且將木塊漆上不同的顏色，而后再安置到海獅皮上。這些木塊分別用來(lái)表示島嶼、湖泊、沼澤、潮汐和灘地等。

愛斯基摩木塊圖世界上現(xiàn)存最早的軍用地圖世界上現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的最早的軍用地圖，是1973年12月在我國(guó)長(zhǎng)沙馬王堆三號(hào)漢墓出土的彩色絹繪駐軍圖。

這張圖畫在一幅絹帛上，比例尺約為十萬(wàn)分之一，圖上分紅、藍(lán)、黑三種顏色。居民點(diǎn)用黑色圓圈表示，山脈用黑色“山”字形符表示，河流用青色，道路用朱紅色。

第一層面表示軍事要素，地理要素退局第二層面，層次分明。武漢略圖中國(guó)何時(shí)有了地圖地圖的起源，有人推測(cè)比文字的起源還要早。因?yàn)樵嫉貓D跟圖畫一樣，把山川、道路、樹木如實(shí)地畫進(jìn)地圖里，是外出狩獵和出門勞作或旅行的指南。千百年來(lái)，在我國(guó)民間就廣泛流傳著《河伯獻(xiàn)圖》的神話故事。“傳說(shuō)”雖然不能證實(shí)地圖起源的具體時(shí)代，但從側(cè)面說(shuō)明，約在四千年以前，我國(guó)先民已經(jīng)使用地圖了。

中國(guó)何時(shí)有了地圖據(jù)史籍記載，早在公元前一千多年以前，我國(guó)就誕生了地圖?！稘h書.郊毅志》中有：“禹收九牧之金，鑄九鼎，像九州”的記載?！蹲髠鳌分杏校骸跋闹接械乱玻h(yuǎn)方圖物，貢金九牧，鑄鼎像物，百物而為之備，使民知神奸”。據(jù)宋代思想家朱熹推斷，后來(lái)的《山海經(jīng)圖》是從夏代九鼎圖像演變而來(lái)的，也是一種原始地圖。由此可以說(shuō)，中國(guó)在夏代已經(jīng)有了原始的地圖。

“制圖六體”

制圖六體，是晉代制圖學(xué)家裴秀提出的繪制地圖的六條原則。

即“制圖六體”：一為“分率”，用以反映面積、長(zhǎng)寬之比例，即今之比例尺；二為“準(zhǔn)望”，用以確定地貌、地物彼此間的相互方位關(guān)系；三為“道里”，用以確定兩地之間道路的距離；四為“高下”，即相對(duì)高程；五為“方邪”，即地面坡度的起伏；六為“迂直”即實(shí)地高低起伏與圖上距離的換算。

制圖六體是相互聯(lián)系的，是我國(guó)明代以前地圖制圖學(xué)理論的基礎(chǔ)，在我國(guó)和世界地圖制圖學(xué)史上有重要地位。

我國(guó)最早的測(cè)量工具

司馬遷在《史記》中寫到大禹治水時(shí)有這樣一段話：“（禹）陸行乘車，水行乘舟，泥行乘橇。山行乘攆，左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩，載四行，以開九州，通九道”。

“準(zhǔn)”是古代用的水準(zhǔn)器。“繩”是一種測(cè)量距離、引畫直線和定平用的工具，是最早的長(zhǎng)度度量和定平工具之一。“規(guī)”是校正圓形的用具?！熬亍笔枪糯嫹叫蔚挠镁?，也就是曲尺。

“立竿見影”便是我國(guó)古老的測(cè)量工作。古人們用“立竿見影”來(lái)確立方向，測(cè)定時(shí)刻，或者測(cè)定節(jié)氣乃至回歸年的長(zhǎng)度等等。由此可以說(shuō)，中國(guó)最古老、最簡(jiǎn)單的測(cè)量工具是“表”，也就是普通的竹竿、木竿或者石柱等物。

我國(guó)古代超視距的遠(yuǎn)距離測(cè)量

我國(guó)古代借助太陽(yáng)進(jìn)行超視距的遠(yuǎn)距離測(cè)量，即利用日影的長(zhǎng)短變化進(jìn)行遠(yuǎn)距離測(cè)量。南朝時(shí)，科學(xué)家在進(jìn)行陽(yáng)城（河南登封縣境內(nèi)）和交州（今越南境內(nèi)）的聯(lián)測(cè)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了“寸影千里”的不準(zhǔn)確性。唐代一行高僧等在河南平原上成功地進(jìn)行了子午線長(zhǎng)度測(cè)量和緯度測(cè)量后，否定了“寸影千里”的測(cè)量定則。南朝劉宋的天文學(xué)家何承天在長(zhǎng)期觀測(cè)的基礎(chǔ)上,對(duì)寸影千里的推算法則產(chǎn)生懷疑,在公元442年組織了一次遠(yuǎn)距離的晷影測(cè)量,以驗(yàn)證自己的推斷。何承天派人到交州(今越南河內(nèi)附近),在夏至這一天測(cè)量日影。日影在表?xiàng)U的南側(cè),長(zhǎng)3.2寸。同時(shí)有人在陽(yáng)城(今河南登封縣)測(cè)量日影。日影在表?xiàng)U的北側(cè),長(zhǎng)15寸。交州測(cè)取的日影與陽(yáng)城測(cè)取的日影長(zhǎng)度相加為18.2寸,按照寸影千里的法則推算,陽(yáng)城到交州應(yīng)為1.82萬(wàn)里。實(shí)際上,兩地距離只有1.082萬(wàn)里,合600里影差一寸。這樣何承天就用事實(shí)否定了沿用多年的寸影千里的推算法則。

我國(guó)最早應(yīng)用的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)古時(shí)期，人們以“身（身體的某一部分）為度”，因此，我國(guó)商代骨尺長(zhǎng)16厘米，恰好相當(dāng)于正常人的手張開大拇指和中指的一作扎之長(zhǎng)。漢代有“十二栗而當(dāng)一寸”的記載。《漢書?律歷志》記載，西漢末年，劉韻為首的百余名學(xué)者考證歷代度量衡制度，首次提出以固定音頻和口徑的黃鐘律管作為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)際上是以聲波長(zhǎng)度為長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。

古代的地圖載體在我國(guó)地圖學(xué)數(shù)千年的發(fā)展歷史過程中，地圖的載體多種多樣，主要有木牘、縑帛、銅器、紙箋、石碑等形式。

《濟(jì)南府長(zhǎng)清縣靈巖寺明昌五年上奏斷定田園記碑陰界至圖本》中國(guó)最早的地理記錄現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的十幾萬(wàn)塊甲骨卜辭材料，是中國(guó)現(xiàn)存的最早的系統(tǒng)文字材料，所記錄的內(nèi)容十分可觀，其中地理一項(xiàng)，所含信息不少，可以說(shuō)是中國(guó)地理知識(shí)記錄史的第一篇。在所發(fā)現(xiàn)的甲骨文，僅僅是商代文字的一部分，就已經(jīng)有上千個(gè)地名。甲骨文中的地名有自然的山河名稱，有多樣的風(fēng)向說(shuō)明。我國(guó)最早的測(cè)算專著三國(guó)時(shí)期（公元3世紀(jì)），出現(xiàn)了第一部測(cè)算專著——《海島算經(jīng)》。該書全部9個(gè)算例均涉及測(cè)高望遠(yuǎn)及其計(jì)算問題。9個(gè)算例分別是：測(cè)量海島的高度（望海島），測(cè)量山上的松樹的高度（望松），測(cè)量城市的大小（望邑），測(cè)量澗谷的深度（望谷），居高測(cè)量地面上塔樓的高度（望樓），測(cè)量河流的寬度（望波口），測(cè)量清水潭的深度（望清淵），從山上測(cè)量湖塘的寬度（望津），從山上測(cè)量一座城市的大?。ㄅR邑）。唐代一行高僧

對(duì)測(cè)繪科學(xué)的貢獻(xiàn)

一行高僧原名張遂，是唐代著名的天文學(xué)家和測(cè)量學(xué)家。在一行的支持和領(lǐng)導(dǎo)下，于開元十一年（公元723年），用銅鑄造成黃道游儀。這臺(tái)儀器既可以用來(lái)測(cè)定每天太陽(yáng)在天空中的位置，也可以用來(lái)測(cè)定月亮和星宿的位置。同年,一行和梁令瓚等人在繼承張衡“水運(yùn)渾象”理論的基礎(chǔ)上又設(shè)計(jì)制造了“水運(yùn)渾天儀”。水運(yùn)渾天儀上刻有二十八宿，注水激輪，每天一周，恰恰與天體周日視運(yùn)動(dòng)一致。整個(gè)水運(yùn)渾天儀既能演示日、月、星辰的視運(yùn)動(dòng)，又能自動(dòng)報(bào)時(shí)。一行根據(jù)修改舊歷的需要，于公元724年，又組織領(lǐng)導(dǎo)了我國(guó)古代第一次天文大地測(cè)量，也是一次史無(wú)前例、世界罕見的全國(guó)天文大地測(cè)量工作。

九鼎見天下九鼎圖是地理調(diào)查的結(jié)果大禹將華夏大地破天荒地濃縮在九鼎之上

賈耽繪制的《海內(nèi)華夷圖》

有什么特點(diǎn)

賈耽是唐代地理學(xué)家、地圖制圖學(xué)家，他一生先后采用裴秀制圖法，撰成《古今郡國(guó)縣道四夷述》、《隴古山南國(guó)》、《貞元十道錄》、《皇華四達(dá)記》及《吐蕃黃河錄》等。他在55歲時(shí)組織畫工繪制《海內(nèi)華夷圖》，花了17年的時(shí)間，才完成了這個(gè)巨幅——唐代中國(guó)全圖。它有兩個(gè)特點(diǎn)：一是注重外國(guó)部分，雖然是采訪材料，但注重實(shí)際，修正了不少錯(cuò)誤；二是注重歷史地理的考證，古今地名分別用不同顏色繪注，開創(chuàng)了我國(guó)沿革地圖的先例。宋代沈括在地圖測(cè)繪

方面的成就

《夢(mèng)溪筆談》涉及天文、歷法、地理、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物、文學(xué)、史學(xué)、音樂、藝術(shù)等多方面的理論和現(xiàn)象的觀察。在地圖測(cè)繪方面的主要貢獻(xiàn)是制作了地圖模型和編制了《天下州縣圖》。關(guān)于地圖模型，沈括在《夢(mèng)溪筆談》中有過詳細(xì)的記載。他在巡行邊防時(shí)，將看到的山川道路先后用木屑、面糊和熔蠟制成地圖模型，皆不理想，后用木頭雕刻成地圖模型，這大概是我國(guó)地圖制圖歷史上有記載的地圖模型的創(chuàng)始。

元代郭守敬在測(cè)繪上的建樹

郭守敬在測(cè)繪上作出的最大貢獻(xiàn)，是他首創(chuàng)的以我國(guó)沿海海平面作為水準(zhǔn)測(cè)量的基準(zhǔn)面。據(jù)《元朝名臣事略》記載，郭守敬“又嘗以海平面較京師至汴梁地形高下之差，謂汴梁之水去海甚遠(yuǎn)，其流峻急，而京師之水去海至近，其流且緩，其言倍而有微，此水利之學(xué)，其不可得也”。這是我國(guó)史書上第一次記載利用海平面作為基準(zhǔn)來(lái)建立統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，創(chuàng)立了“海拔”這一科學(xué)概念。明代羅洪先的《廣輿圖》

的軍事特色

明代羅洪先將朱思本《輿地圖》加以改繪,取名為《廣輿圖）。刻圖由45幅地圖組成圖集，其中包括《九邊圖》、《海防圖》、《江防圖》等幅，具有明顯軍事性質(zhì)。《九邊圖》是明朝為了防御北方瓦刺族騷擾，東起鴨綠江，西至嘉峪關(guān)，將所設(shè)的9個(gè)邊防重鎮(zhèn)（即遼東、宣府、大同、延綏、寧夏、甘肅、薊州、太原、固原）分別刻繪一幅地圖?！逗７缊D》也是明代一種軍事地圖。海圖內(nèi),不僅有倭寇入侵沿海的路線圖，而且有《沿海沙山圖》，刻圖繪有沿海城鎮(zhèn)、烽堠、島嶼、山、海、沙灘、海岸線以及屯兵營(yíng)地等要素?！督缊D》也是明代出現(xiàn)的一種軍事地圖。它同海防圖如同一對(duì)孿生姐妹，現(xiàn)存較完整的明代江防圖是《鄭開阻雜著》中的《江防圖》。圖內(nèi)繪有長(zhǎng)江兩岸的地形、居民地、城鎮(zhèn)和城墻、城樓、江中島嶼、江防兵要說(shuō)明等。

利瑪竇在我國(guó)傳播

世界測(cè)繪、地理知識(shí)

利馬竇（1552～1610年）原名瑪太奧?利奇MatteoRICCi），意大利人。明朝萬(wàn)歷十年（1582年），30歲的利瑪竇受耶穌會(huì)的派遣來(lái)中國(guó)傳教。利瑪竇除了傳教以外，還對(duì)西方的一些科學(xué)技術(shù)進(jìn)行了傳播。

測(cè)繪、地理知識(shí)方面的貢獻(xiàn)一是繪制世界地圖

二是測(cè)量經(jīng)緯度

三是譯定地名

四是傳播新地理知識(shí)

在確定五大洲的概念和地帶的劃法等方面也做出了突出貢獻(xiàn)

徐光啟是在中國(guó)傳播西方

測(cè)繪術(shù)的先驅(qū)者

徐光啟是明代著名科學(xué)家，他師從來(lái)到中國(guó)的意大利傳教士利馬竇，學(xué)習(xí)天文、歷算、測(cè)繪等。明朝后期問世的測(cè)繪專著和譯著，大多與徐光啟有關(guān)。徐光啟和利馬竇合譯了《幾何原本》和《測(cè)量法義》，與熊三拔合譯了《簡(jiǎn)平儀說(shuō)》。為了融通東西，他撰寫了《測(cè)量異同》，考證中國(guó)測(cè)量術(shù)與西方測(cè)量術(shù)的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。他主持編寫了《測(cè)量全義》，這是集當(dāng)時(shí)測(cè)繪學(xué)術(shù)之大成的力作，內(nèi)容豐富，涉及面積、體積測(cè)量和有關(guān)平面三角、球面三角的基本知識(shí)以及測(cè)繪儀器的制造等。徐光啟還身體力行，積極推進(jìn)西方測(cè)繪術(shù)在實(shí)踐中的應(yīng)用。

明代戰(zhàn)備圖邊防圖、海防圖、江防圖可以統(tǒng)稱為戰(zhàn)備圖。明代戰(zhàn)備圖在一定程度上反映了明代軍事制圖的狀況。

《九邊圖》局部明代戰(zhàn)備圖《籌海圖編》中的《廣東沿海山沙圖》

《江防海防圖》局部

我國(guó)歷史上最大規(guī)模的

全國(guó)性測(cè)繪中國(guó)歷史上一次規(guī)模最大的全國(guó)性測(cè)繪是由清朝康熙皇帝親自主持進(jìn)行的?？滴跛氖吣曛廖迨吣辏?708～1718年）完成了全國(guó)性的大規(guī)模地圖測(cè)繪，即《皇輿全覽圖》的測(cè)制。

黃炳與《余姚縣境經(jīng)緯度分開方積里圖》

據(jù)史料記載，清同治三年（1864年），朝廷飭令東南沿海各省濱海府縣測(cè)繪精確輿圖，浙江省有二十六州縣先后開展測(cè)繪，余姚縣因測(cè)繪學(xué)家黃炳的直接參與而率先完成《余姚縣境經(jīng)緯度分開方積里圖》?！队嘁h境經(jīng)緯度分開方積里圖》為木刻雕版印刷的單幅掛圖，寬55厘米，高98厘米，圖面上方約占全圖2／7幅面為知縣陶云升所作的序，詳細(xì)述說(shuō)了測(cè)繪該圖的緣由，以及該圖的觀后感。我國(guó)第一部世界地圖集近代愛國(guó)思想家和著名地理學(xué)家魏源（1794～1857年），在林則徐主持編譯《四洲法》的基礎(chǔ)上，編纂了《海國(guó)圖志》100卷?！逗?guó)圖志》是我國(guó)自編的第一部世界地圖集，對(duì)于當(dāng)時(shí)廣大人民了解世界形勢(shì)，實(shí)行“師夷之長(zhǎng)技以制夷”的戰(zhàn)略具有重要的作用?！队嘁h境經(jīng)緯度分開方積里圖》秉承我國(guó)傳統(tǒng)的計(jì)里畫方法測(cè)繪，以里為長(zhǎng)度計(jì)量單位，每里計(jì)縱黍尺180丈，每方十里。圖內(nèi)山以象形符號(hào)勾繪，居民地以實(shí)心小圓點(diǎn)表示，河流分別以單、雙線繪出，橋和堰分別用長(zhǎng)方形和實(shí)心長(zhǎng)方形符號(hào)繪出，道路以小圓點(diǎn)虛線表示，地名采用橫、豎、斜列式注記。

《余姚縣境經(jīng)緯度分開方積里圖》渾儀和簡(jiǎn)儀渾儀是用來(lái)測(cè)量天體球面坐標(biāo)的一種儀器。渾儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是由一環(huán)套一環(huán)的同心圓環(huán)構(gòu)成，好像一個(gè)鏤空的球體，這些圓環(huán)分別代表地平圈、子午圈、赤道圈、赤經(jīng)圈、黃道圈和白道圈。渾儀渾儀和簡(jiǎn)儀簡(jiǎn)儀在渾儀的基礎(chǔ)上，減少了白道環(huán)和黃道環(huán)。分解成由赤道環(huán)和赤經(jīng)環(huán)組成的赤道經(jīng)緯儀和由地平環(huán)及地平經(jīng)環(huán)組成的地平經(jīng)緯儀兩個(gè)獨(dú)立的儀器。加了觀測(cè)的視野，提高了觀測(cè)精度。觀測(cè)時(shí)只要轉(zhuǎn)動(dòng)赤道經(jīng)緯儀的赤經(jīng)雙環(huán)和窺管，就可以觀測(cè)到天球上任何位置的星星，并從赤經(jīng)雙環(huán)刻度上讀得該天體的去極度。至于天體的赤經(jīng)值，則可在轉(zhuǎn)動(dòng)南端的赤道環(huán)上求得。

簡(jiǎn)儀中國(guó)古地圖的雕版印刷地圖編繪后要提供各方面的各種應(yīng)用，必須進(jìn)行復(fù)制。自有石刻拓印法之后，為大幅面的地圖進(jìn)行石刻創(chuàng)造了條件。石刻地圖保存下來(lái)，成為研究地圖史的重要史料，是極其寶貴的文物。雕版印刷出現(xiàn)以后，在木板上雕刻比在石板上雕刻容易得多。到宋代雕版印刷已經(jīng)興盛起來(lái)。中國(guó)古地圖的雕版套印宋代因雕版印刷術(shù)的興盛，使許多地圖得以傳世，但書中的地圖都是單色印刷的。由于無(wú)法解決套印精度問題，使得彩繪地圖，無(wú)法多色印刷?，F(xiàn)今能見到的最早的雕刻朱墨兩色套印地圖是明代《今古輿地圖》。但是仍然存在著很大的偏差。其原因是：一是描繪的紅、黑兩版稿紙貼到木板上時(shí)，因紙張受潮產(chǎn)生不均勻的變形；二是在套印時(shí)手工作業(yè)，雖有工具將紙夾在工作臺(tái)上作為規(guī)矩，但圖框仍不易對(duì)準(zhǔn)，遂有朱墨兩色圖框不能全部重合，或兩色圖框大小不一的現(xiàn)象出現(xiàn)。

世界航海圖的形成和發(fā)展早在古文化時(shí)期，生活在島嶼上和海岸邊的人們?yōu)榱顺龊２妒?，出現(xiàn)了原始的海圖。專用于航海的航海圖，出現(xiàn)較晚，形成于中世紀(jì)。13世紀(jì)，出現(xiàn)了著名的“波托蘭海圖（Portulanchart）”。1569年，墨卡托編成世界地圖，首次使用了墨卡托投影，奠定了現(xiàn)代航海圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。1921年國(guó)際海道測(cè)量局成立，標(biāo)志著航海圖測(cè)繪進(jìn)入到現(xiàn)代化階段。

世界上最早的海洋地圖是14-17世紀(jì)的波特蘭型海圖，專門供航海用，圖上布滿放射狀的方位線，航行者借助這些方位線和羅經(jīng)儀，可以隨時(shí)測(cè)定船在海洋上的方向。圖上還詳細(xì)繪出海岸線、海灣、島嶼、海角、淺灘、沿海山脈以及有助于航海的地物?，F(xiàn)在的航海圖要復(fù)雜得多，除了標(biāo)有明確的航道外，海洋水文要素、海底地形、近海陸地地貌、航行障礙物、助