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（续上篇）
古代杰出的科学家和探险家在测绘和地图方面的贡献
地图的发展除了绘制手段、绘制理论的进步外，还受到科技的影响，譬如制图的载体：一开始是甲骨、石崖，后来才是绢、帛、纸张。当然，更重要的一个方面是人类测绘水平的提高——这也间接地体现了科技水平的提高，因为中国古代科学家大都在测绘技术方面做过大量的工作。
在史册中，东汉科学家张衡的名字总是和“浑天仪”相联系的。张衡有著名的“浑天说”：浑天如鸡子，天体如弹丸，地如鸡子中黄，天大而地小，地表里有水，天之包地，犹如壳之裹黄……这说明他已经在一定意义上把地球看作了一个球体——虽然那时的地图依然是处于“天圆地方”的水平。张衡任太史令时，领导了洛阳灵台的大型天文观测工作，其中重要的观测工具，主要是由他改进过的“浑天仪”。浑天仪是用来测量天体球面坐标的一种仪器。后世的天文学家如唐代高僧一行、宋代的沈括、元代郭守敬、明代的徐光启等都对浑天仪进行过改进，以求更高的观测精度。
唐代高僧一行（本名张遂），用“浑天铜仪”、“黄道游仪”等仪器，重新测定了150多颗恒星的位置，并多次测定了二十八星宿距天体北极的度数，从而发现恒星在运动。以前，连张衡这样伟大的天文学家都认为恒星是不动的。后来英国天文学家哈雷也提出了恒星自己移动的观点，但他比一行的发现晚了一千多年。公元724-725年，一行还组织了全国13个点的天文大地测量。这次测量以天文学家南宫说等人在河南的工作最为重要。一行从南宫说等人测量的数据中，得出了北极高度相差一度，南北距离就相差351里80步（相当于现在的131.3公里）的结论。这个数据就是地球子午线一度的弧长。一行、南宫说测出了子午线的长度，是当时世界上首开先河的创举。一行留下的地图作品，就是以他的名字命名的——《唐一行山河两戒图》、《唐一行山河分野图》……
沈括是中国古代科学史上的传奇人物。他是杰出的政治家，又博学多闻，天文、地理、测绘、律历、物理……无所不通。中国四大发明中活字印刷、指南针的使用，都是通过沈括的科学著作《梦溪笔谈》中的记录而流传开的。他介绍了指南针的四种使用方法，同时发现指南针所指方向并不是正南而是略微偏东，还通过广泛的调查、实测，主持了《守令图》的绘制，甚至对立体地形模型图的制作都颇有研究。
郭守敬的测绘天才也值得大书特书。在治理黄河、京杭运河时，他通过大量测绘，首次提出了把海平面作为“零海拔”的概念，比大数学家高斯的“零海拔”早了560年。他还主持了空前规模的四海测量工作：自南海至北海，从西沙群岛至北极圈附近每隔10个纬度进行观测。这不仅仅为新的历法提供了依据，还为朱思本编制的《舆地图》提供了北京、太原、成都等地的纬度值。
明代航海天文的应用与郑和七下西洋的远航实践，对中国海洋测绘和海图制作具有开创意义。郑和（1371-1433）原姓马，字三宝（三保），随朱棣起兵“靖难”，因在事变中立功，被提升为内官监太监，赐姓郑。明成祖朱棣永乐三年（公元1405年）受命出使西洋，至宣德八年（1433年），他曾七次率领庞大船队下西洋，船迹遍及南海和印度洋北部沿岸的主要国家。在航程中根据途中的观测资料，屡次校正和补充航线、牵星数据、国名、地名、山形、水深等，不断修改和选择最佳航线，绘制成《郑和航海图》（原名《自宝船厂开船从龙江关出水直抵外国诸番图》）。原图用传统的山川写景画描绘并呈一字展开式的长褶绘制，收入《武备志》后，改成自右至左的书本形式，共地图40页，其中国内18页，国外22页。全图以南京为起点，经中国沿海，东南至爪哇，西北至波斯湾，西南至东非麻林地，所包括的地域广阔，航线遍及东南亚、南亚和东非沿海各国。
据考，1921年在沈阳故宫发现的《清内府一统舆地秘图》系《皇舆全览图》原版之一。《皇舆全览图》是中国乃至世界上最早以先测量全国经纬度为控制，用仪器实际测绘的全国性地图，在中国测绘史上具有划时代的意义。
世界地图的发展简史和中国近代地图发展史中的两个重要人物
世界地图的发展史中，不能忽视希腊著名数学家、天文学家和地图学家托勒密（公元87-150年）对地图学发展的巨大贡献。他所写的由8部地理学著作组成的《地理学指南》，对当时已知的地球各部分作了较详细的叙述，其中包括对8000个点的经纬度的说明。托勒密认为“地理学是对地球的整个已知部分及一切与它有关的事物进行线的描绘”，其任务是“在一幅地图上观察整个地球”。《地理学指南》还附有27幅地图，这是世界上最早的地图集雏形。托勒密还创造了世界地图的两种新的地图投影：球面投影和普通圆锥投影，并用普通圆锥投影绘制了世界地图。该图在西方古代地图史上具有划时代的意义，一直被使用到 16世纪。
但是到了中世纪，由于宗教在欧洲占有支配地位，地球的球形概念遭到排斥，地图不再是反映地球的地理知识的表达形式，而成为神学著作中的插图。这类地图几乎千篇一律：把世界绘成一个圆盘，把耶路撒冷画在圆的中心，圆的南部画一横，两半分别为尼罗河和顿河，中间一竖为地中海，构成丁字形水体，分隔欧亚非三个大陆。这种地图既无经纬网格，又无比例尺，完全失去了科学和实用的价值。中世纪是地图史上一个大倒退时期，而这正是中国地图大发展的重要时期。
到15世纪以后，手工业和商业日益发达，资本主义萌芽，出现了文艺复兴时期。加之各国通商贸易、航海事业的发展，出现一个地理大发现时代。地理知识不断丰富，对地球表面各个部分又有了新的认识。这些航行和探险对地球各大陆与海洋也有了新的认识，成为新的世界地图的基础，使欧洲地图制图进入一个新的大发展时期。
16世纪意大利传教士利玛窦等来到中国后，将中国的地图介绍给西方，大大补充了当时西方对中国的认识，同时把当时西方对世界的认识及当时的世界地图介绍给中国，特别是把地球经纬度的概念及测绘知识与技术传授给了中国的一些学者，譬如徐光启。
利玛窦还把西洋的世界地图带到了中国，并以“中国”为中心绘制了《坤舆万国全图》。这幅地图是我国最早刊行的世界地图，引进了南极洲、南北美洲、太平洋、大西洋、印度洋等地理概念，并且第一次在中文地图上使用了赤道、回归线（图中称“昼长线”、“昼短线”）、极圈、南极、北极等名词，意义十分重大。
在中国近代测绘史上，除了利玛窦，康熙大帝也是一个非常重要的人物。他受到西方传教士老师的影响，喜欢数学、天文，十分重视、亲自过问甚至时常参与全国地理经纬度和全国舆图的测绘。从康熙二十三年（公元1684年）开始，到康熙五十八年（公元1719年）结束，历时35年。以天文点和三角网格结合，测算了630个点的经纬度，奠定了中国近代地图测绘的基础，在测图的基础上著名的《皇舆全览图》编著完成，在我国测绘史上留下了一座里程碑。这些实测的地图又通过传教士流传到欧洲，成为欧洲一些国家编制世界地图和中国地图的依据。
旧中国从30年代初才从德国引进航空摄影测量仪器设备，开始采用航测技术测制大比例尺地形图。但测图进展较慢，直至1949年才完成全国面积的三分之一，而且这些地形图没有建立全国统一的测量基准和坐标、高程系统，没有完善的制图作业规范，因而成图精度较低，邻省间地图不能拼接。但是30年代中期由丁文江、翁文灏、曾世英主编的《申报馆》地图，即《中华民国新地图》及其缩编本《中华民国分省新图》，体现了较高的制图水平。该图集采用圆锥投影和 1000多个实测天文点进行控制，并首次用等高线和分层设色表示地貌，在图上清晰地展现中国大地西高东低、呈3个阶梯的地形特征，在当时国内外都产生较大影响。
总之，中国古代的指南针、火药、造纸、印刷等技术传入欧洲，对古代欧洲航海和测量技术的发展起了重要促进作用，中国古代地图在世界上也占有重要地位，对西方也产生了一定影响，但到了近代，同其他科学技术一样，落后于西方国家。尤其是20世纪上半叶的中国，地图制图基础十分薄弱，地图学和地图事业远远落后于欧美发达国家。
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图为明万历三十六年（1608年）由宫中太监摹绘的《坤舆万国全图》。原版是意大利传教士利玛窦以当时西洋世界地图为蓝本绘制的，他把东西方两个已知的世界汇编在同一幅地图上，并使中国位于地图的中央，顺应了中国的传统观念。该图为我国首次刊行的世界地图，此后中国绘制的世界地图，一直沿用这种格式。
自诞生之日起，地图一直在人类的生活中扮演着不可或缺的角色。从远古近乎抽象山水画的示意地图到当今神奇、实用的数字地图，中国地图的发展经历了漫长的历史岁月。翻开这部历史，您可以看到测绘技术的不断进步和人们对地球认识的不断深入。
“我们对地图太习以为常，以至于我们无法想像一个没有地图、不依据地图进行旅行的时代——那就好比我们不凭借数学方程式而穿越太空一样。”房龙曾在他的地理著作里这样形容地图的重要性。
房龙不过数千年来认为地图重要的作家之一。在中国，早在2000多年前，管子就著有《地图篇》，明确指出：凡是军事上的指挥者，必须首先研究和熟知地图。于是才有了许多向大王献地图的史事，譬如荆轲刺秦王，匕首就是藏在放置绢图的盒子里。及至当代，军事地图依然是重中之重——“指挥员的眼睛 ”。据称，伊拉克战争中美国曾耗巨资动用70余颗卫星，目的就是为军方提供最新、最细的实时影像与地图。当然，地图在其他方面的作用亦非常重大，毋庸赘述。
从地图的起源到“制图六体”和“计里画方”
包含一些简单线条和符号的原始地图大约在公元前一万年至一万五千年之间出现了。最初人们用简单符号表示事物，后来逐渐产生了文字，于是符号与文字同时出现在地图上。中国的文字是从象形符号发展起来的，如川字是水流，山字由三个山峰组成，田字就是分成小块的土地等。这些古代图形符号，也许就是最先在地图上标记的符号。
中国有记载的最古老的地图是4000年前夏禹的九鼎。九鼎是当时统治权力的象征，在鼎上除了铸有各种图画外，还有表示山川的原始地图。已保存下来的最古老的地图是河南安阳花园村出土的《田猎图》和在云南沧浪县发现的巨幅岩画《村圩图》，距今已有3500年历史。而现存发现最早的平面地图是在河北省平山县战国时期中山国都城遗址中发现的《兆域图》（宫堂图）。它是一幅墓地设计的平面地图，除绘有“宫”、“堂”、“门”等规则图形外，还有文字与距离数字，刻绘相当精细，充分说明那个时期我国已有较高的地图制作水平。
《兆域图》是我国现存已发现的最早的平面地图，为公元前310年前的作品。
1973年湖南长沙马王堆三号汉墓出土了三幅珍贵的古地图：地形图、驻军图和城邑图。三幅图都绘在帛上，约为公元前168年以前的作品。该图划时代地出现了比例尺的概念，约为1：18万（相当于一寸折十里），从测绘的准确性和地图的绘制与整饰水平来看，为世界上已发现的较早且水平较高的地图。
不过，因为相关史料甚少，究竟人们如何测绘得如此精准，迄今依然不得而知。翻阅史籍，仅有关于“左准绳，右规矩”等简单记录。如《汉书·律历》记载，“制器规园矩放，权重衡平，准绳嘉量”，“……绳直则准……”，均说明准绳、规、矩就是那时的主要测量工具。
西晋时，中国出现了一位著名的地理学家、制图理论家，李约瑟称他为“中国科学制图学之父”，他就是裴秀，曾担任过司空、地官，专管国家的户籍、土地、税收和地图，后官至宰相。他以古时《禹贡》为依据，对山岳、湖泊、河道、高原、平原、坡地、沼泽、古代九州的范围以及当时十六州都作了核查，绘制了18幅《禹贡地域图》，这是中国第一步地图集。更为重要的是，他还总结了前人的经验，提出了六项制图原则，即有名的“制图六体”： 分率、准望、道里、高下、方邪、迂直。分率就是比例尺，即确定面积和长宽的比例；准望就是方位，即校正地图各部分之间的相对位置；道里就是距离，即道路的里程；高下、方邪、迂直就是比较和校正不同地形所引起的距离偏差。
裴秀的制图六体概括了我国古代地图制图的数学基础，在16世纪西方传教士利玛窦带来西方制图理论前，一直是中国占统治地位的制图传统。而后唐代贾耽编制《海内华夷图》，宋代沈括编制《守令图》，直至元代朱思本编制《舆地图》，明代罗洪先编制《广舆图》等过程，都说明了“制图六体”传之后世的指导作用。
值得一提的是，裴秀及以后的地图学家还运用了“计里画方”的原则，这成为中国古代和近代地图制图的基本方法和数学基础，是中国古代地图独立发展的重要标志。网格地图在当时用于地图比例尺的缩小、放大，粗略定位、定向和面积计算，都是比较方便的。例如南宋时期刻在石板上的《禹迹图》，横70方，竖73方，共5110格，方格边长1.1厘米，即“每方折地百里”，地图比例尺为1：500万，是现存最早带有制图网格的地图。“计里画方”影响深远，直至17-18世纪开展大规模地图测绘，我国依然采用着西方的地图投影经纬网与“网格”叠加的双轨制。
因为易于保存，石刻地图在宋代比较盛行。这是12世纪三幅刻石《禹迹图》之镇江版的复原图。它是典型的“计里画方”技法作品，共有5110方，并有比例尺 “每方折地百里”。图中标有名称的山脉70多座，河流80多条，行政区名380多个，其中海岸线、山东半岛、长江三角洲及黄河、长江等轮廓都比较准确。（未完待续）（节选自《中国国家地理》2006.10附刊，撰文/供图：廖克等。随后之系列同此）
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从元朝到明朝，前后历经300多年，是中国历史上统一时间较长的封建王朝，这段时间内中国的地图学发展虽说没有新的重大发展，但在传统的编制方法上日趋成熟，图种也渐增多，开始出现了全面表示全国山川城镇的地图，还有不少用于军事防务的军事防务图，其中包括首次出现的沿海防务用的海防图、江防图和用于治理水利用的河防图与航海用的航海图等。这时的地图内容多贯彻一套基本的特点：
1、以本国为主，外国作映衬。
2、以传统的计里画方法为数学基础。
3、注重河流、山川的表示精度。
大明混一图属行政区域图，成图年代为公元1389年（明洪武二十二年），彩绘绢本，图幅尺寸为386×456cm，是一幅大挂图，图内主要表示明朝及邻近地区的各级居民地、山形、河流及其相对位置。居民地均以地名加框的方法定位，其框用不同颜色区别内外所属。此图绘制精美，内容丰富，是一件国宝级的珍贵文物。现藏于中国第一历史档案馆。
这幅明代世界地图，以大明王朝版图为中心，东起日本，西达欧洲，南括爪哇，北至蒙古，是我国目前已知尺寸最大、年代最久远、保存最完好的古代世界地图。前段时间网上流传的《天下全舆总图》不过是一场闹剧，实际上是今人一个破绽百出的伪作。
《大明混一图》全图没有明显的疆域界限，仅以地名条块的不同颜色，来区别内外所属。图中着重描绘了明王朝各级治所、山脉、河流的相对位置，镇寨堡驿、渠塘堰井、湖泊泽池、边地岛屿以及古遗址、古河道等共计一千余处。
在《大明混一图》上，欧洲和非洲地区描绘得都很详细，绘制得也很规整，而且笔法流畅。非洲大陆位于这幅地图的左下方，其中河流的方位非常接近尼罗河和奥兰治河，突出部分的山地与德雷肯斯山脉的位置吻合。地图中还显示在非洲大陆的中心有一个大湖，这可能是根据阿拉伯的传说绘制的。因为在传说中曾写道“撒哈拉沙漠以南更远的地方有一个大湖，其面积远大于里海”。地图上南部非洲的好望角，海陆线条精美，形制一目了然，不由使人联想到当年郑和下西洋，万船扬帆，绕过非洲好望角远征西方，开创古代中国乃至世界航海史上的伟大壮举。
有意思的是，在这幅明代地图上，贴满了密密麻麻的满文标签，原来，清政府取代明王朝后，将这幅图内1000余个汉字地名，全部按等级贴盖上大小不同的满文标签，表明满族人正统治着华夏这片土地。
我们看这幅地图，感觉与现在最吻合的就是从渤海到海南岛的沿海地形，渤海湾、山东半岛的形状非常接近，水系也很详细。再看长江的位置，也差不多，长江支流水系标示得更详细，鄱阳湖、洞庭湖、太湖三大湖泊清晰可见，这可能跟明王朝初期的统治有很大关系。广东沿海似乎还显示了珠江口的位置，但雷州半岛、海南岛的位置偏西了。台湾岛、澎湖列岛及日本岛的差异较大。
奇怪的是，地图上没有黄河，相同位置只有一些互不相连的零星水系。众所周知，黄河是中华文明的发源地，汉唐王朝的统治中心皆在黄河流域，唐代李白就有“黄河之水天上来，奔流到海不复回”的诗句，这样一条大河怎么会在明朝的地图上漏掉呢？
地图的出现，缘于对辽阔世界的探求欲望。地图，是另一种语言和文字，代表着一个时代的文明。明王朝初期能绘制出这样的地图，足见当时的文明程度已非同一般，而沿海地形的准确程度，更说明了明王朝在航海上的探索与成就。
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