《南方测绘》第53期
漫话中国古代测绘
王廷述
测绘是门古老的科学，在中国源远流长，自有文字记载就有了关于测绘的记述。《史记·夏本记》上说，公元前两千二百多年，夏禹治水“左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道”。《山海经》也说，夏禹派大章和竖亥两位徒弟步量世界大小（大范围测绘）。这说明四千多年前，我们的祖先为发展农业，在与洪水的斗争中，就已经开展过规模较大的测绘工作。上面提及的“准”是测高低的，“绳”是量距的，“规”画圆，“矩”则是画方形和三角形的；还有个“步”，是计量单位，折三百步为一里。禹治水成功，促进了农业发展，使夏朝进入盛世，各部族和九州首领向大禹进贡图画、金属等物品，禹命工匠铸成九鼎，并刻上图，图上有九州的山川、草木、道路以及禽兽的分布情况，这就是古代的原始地图，供人们外出交往沟通、狩猎时参考。
《晋书》中有段记载，在夏、商、周三代，已设置了“地官司徒”官职，专司管理全国地图。可见，远在三千五百多年前，我国就已经测绘了相当数量的地图，以至需专人管理。
春秋战国时，地图已普遍用在军事上。《管子·地图篇》说，凡主兵打仗，必须先看图，知地形，才不致失利。《孙子兵法·地形篇》也说，没有地图、不知地形，必败。当时地图都刻在木板上，包括山脉、河川、城镇、道路等相关位置，具有一定的比例，且广泛应用了指南针。
秦汉时期，统治者已把地图视为权力之象征，极为重视，以至有轰轰烈烈“图穷匕首见”的传奇故事。那时，地图的品种逐渐增多，有土地图、户籍图、矿产图、天下图、九州图等。秦始皇统一中国后，立即收集各类地图，“掌天下之图以掌天下之地”。思路、观念极其明确；而且，中央由“大司徒”专门管理，地方派“土训”管理（皆为管地图的官司职称呼）。到了刘邦打进咸阳，萧何立即把秦朝的地图全部安置于坚固的资料库里，之后它曾给汉朝带来很多潜在的好处。地图资料的积累也促进了天文测量的进步，在西汉时期，人们已能运用勾、股、弦和相似三角形来推算距离，测量面积的方法也增多了，它促进了测绘技术的发展。最能体现当时高超水准的，是长沙马王堆一号汉墓出土的地形图。该图是在两千一百多年前随葬入土的，而绘制的年代肯定更早。图的比例尺约1：18万，相当于古代一寸折十里的比例。地图内容详尽，山川走向、居民地的位置与现代地图比较相当吻合，符号设计也有一定的原则，是当今世界上保存得最早的古代地图，比古埃及著名制图学家绘制的地图至少要早三百年，图的内容和适用性更是远胜埃及的古地图 东汉初期，社会稳定，经济发展，大规模的治黄工程和社会生产得到较快的推进，也促进了测绘技术的进步。著名科学家张衡经过长期观测，发现地球是圆的，并沿南北极轴旋转，黄道是太阳运行轨道，与赤道交角为24度。这些重要的科学概念，为天文大地测量和大范围的地图测绘提供了理论基础。之后，中国又发明了计里鼓车，这是用齿轮等机械原理制作的测量距离和确定方位的工具，每走一里，车上木偶击鼓一下，走十里打镯一次，车上的指南针则记录着车子行走的方向。
皇舆 全图
三国之后，晋王朝建立，天下又出现统一的局面。这时出了个著名的制图学家裴秀。他在总结前人经验的基础上创造了《制图六体》，即分率（比例尺）、准望（测量方法）、道里（测量距离）、高下（测量高低）、方邪（测量角度）、迂直（测量曲线与直线）。这六条测制地图的原则，除经纬线和投影之外，几乎把现代地图的测制原则全都扼要地提到了，这在中国制图发展史上具有划时代的意义，对后代测制地图有着深远影响。在裴秀的指导下，组织大批测量和制图人员，编制了著名的《禹贡地域图》计十八篇，缩编了《天下大图》和《方丈图》。这些地图内容详尽，判读方便，流传了数百年。
唐朝初期，中国疆域辽阔，为了便于统治，皇帝曾规定全国各州、府每年要修测地图一次。可见当时已建立起对地图的实时概念。德宗皇帝曾令制图学家贾耽绘制全国大地图。贾耽组织人员，依据《制图六体》，历十六年完成《海内华夷图》。图的范围东西三万里，南北三万五千里，是中国当时疆域的范围，相当于当代一幅亚洲地图。可惜该图失传，但宋朝人曾参照原图缩制《华夷图》和《禹迹图》，刻在石版上，现保存在西安碑林。唐代著名天文学家张燧，在世界上首次用科学方法测量子午线的长度。他根据不同地点的日影变化，求得北极星高度差一度，则地上南北距离差351里80步，且是不均匀的。这一发现比其他国家要早一千多年。
宋朝王安石变法时，曾开展大规模的农田水利建设，在推行新法的六七年间，全国兴修水利十万余处，灌田三千多万亩，其间有大量的勘察与测绘工作。大科学家沈括曾主持治理一条840多里长的水渠，他采用“分层筑堰法”，测出长渠两端的高差为十九丈四尺八分六寸。沈括还奉旨用12年的时间修编了《天下州县图》，把图上的方位由8个增加到24个，提高了地图的精度。特别值得一提的是沈括经过对北极星连续三个多月的观测，绘制了200多张北极星与磁北方向图，发现了磁偏角，这是个史无前例的发现，对测绘有着重大的科学价值，比哥伦布横渡大西洋时发现磁偏角要早400年。
元朝大科学家郭守敬用自制的仪器观测天文，发现黄道平面与赤道平面的交角为23°33'05"，而且每年都在变化。如果按现在的理论推算，当时这个角度是23°31'58"，可见郭当时观测精度是相当高的，而这之前的张衡却认为这个角值是24°。在延续千年之后精度提高近30'，尽管他们之间并无内在联系，却也算得上中国测绘史上一段佳话。郭还发明一些精确的内检公式和球面三角计算公式，给大地测量提供了可靠的数学基础。当时，为兴修水利，他还带领队伍在黄河下游进行大规模的工程测量和地形测量工作，使许多重要工程得以科学设计、合理施工，节省了大量的人力物力。还有一点更是值得一记：在中国乃至世界历史上，郭守敬是第一位用平均海水面作为高程起始面的人。
明代的郑和航海图是我国古代测绘技术的又一杰作。郑和七次下西洋，最远到达非洲的索马里、阿拉伯、红海一带，使明初的海疆超过了汉代和唐代。郑和第七次出海的航海图一直保存到现代，是我国最著名的古海图，也是我国最早的一幅亚非地图。
清朝的康熙皇帝在测绘的发展上是个有作为的领导人物。他以计谋抵制外国传教士的阴谋活动，利用传教士的科学技术为其统治服务。康熙出生于指挥战争和巩固政权需要的年代，他领导了全国性的大地测量和地图测绘工作。他首先统一了全国测量中的长度单位，依据对子午线弧长的测量结果，亲自决定以二百里合地球经线一度，每里长一千八百尺，每尺为经长的百分之一秒。他还利用传教士培训测绘人才，购置测绘仪器，从北京附近开始，先后测绘了华北、东北、内蒙、东南、西南、西藏等地区的地图，然后编绘《皇舆全图》。乾隆即位后，又编绘了《西域图志》和《亚洲全图》，这些图都是当时世界上极为重大的测绘成果，标志着中国测绘科技曾一度走在世界的前列。包括这之前考古工作者发掘出土的古地图在内，它们对研究我国古今地理、水系、湖泊的动态变迁有着极其重要的科学价值。
纵观中国古代测绘史，可以得知，它的进步、发展，几乎不具系统性和连贯性，也缺少完整的记载。即使有些系统性的积累和联系，也实在是太少了。在数以千年的历史长河中，它的进步与发展，基本上是以朝代为单元，以个人出众的勤奋和才华而独立的。但是，以史为鉴的测绘成果，全都熠熠生辉，璀璨炫目，包括出土的测绘文物，还有面积巨大的地下宫殿、城廓和城池的遗址——虽然隐匿其后，似无踪迹，实为规划、设计，付诸的大量的测绘、放样工作更是鲜为人知……
中国古代的测绘成就令人叹为观止，在历经数千年毫无松动的闭关自守、封建文化意识后，令人沮丧、悲怆！
测绘在中国是门古老的科学，尽管在历史上它们缺少应有的联系和连贯性，但绝不是为某些人所说的，它是从希腊、埃及传进来的。它是我们的祖先在屯田、垦殖、兴修水利以及古城建筑的规划设计的生产实践中产生的，是随着政治、经济、军事的需要得以发展和提高的。古代许多测绘科技成果，在当时的世界上都是处于领先地位的。从清朝末期到民国时期，由于军阀割据和国民党政府的腐败，才使我国测绘科学落后于西方资本主义国家。
今天，强大的祖国正在迅速崛起，测绘科学技术已发生了革命性的变化，测绘工具也从过去的手工、机械、光学，发展为航测、遥感、激光、红外、电子等自动化仪器，我们可以生产出更多、更快、更准的各种测绘成果为四化建设服务。作为测绘工作者，我们要以古代科学家为榜样，勇于实践，敢于创新，在新的长征路上贡献我们的才智和力量。
郑和 航 海 图
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