古代测绘发展历程

测绘在我国是一门古老的科学，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。地理测绘是其中重要的一个方面。

我国古代许多地理测绘科技成果，在当时的世界上都是处于领先地位。

据传说，夏禹时期有个本领高强的人叫竖亥，是夏禹的徒弟，曾经受夏禹之命步量世界大小，其实就是进行大范围测绘。

竖亥是一个步子极大、特别能走的人。他接受夏禹的命令后，率领专员踏遍了中华大地，进行了较精确的测量。《淮南子·墬形训》中说“竖亥步自北极，至于南极，二亿三万三千五百里七十五步。”

他们在测量时，发明了测量土地的步尺，为华夏民族的计量学创造了测量仪器——步尺，并确定了量度的基本单位尺、丈、里等，当为华夏量度制作鼻祖。

这个故事说明，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。

西汉史学家司马迁在《史记·夏本纪》中记载了夏禹治水的故事，“左准绳，右规矩，载四时，以开九州，通九道”。

这里的“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。

禹治水成功，促进了农业发展，使百姓安居乐业，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、周三代设置了“地官司徒”官职，专司管理全国地图。可见当时已经测绘了相当数量的地图，以至需专人管理。

秦汉时期，封建王朝已把地图视为权力的象征，极为重视。这时的地图品种逐渐增多，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。而且朝廷由“大司徒”专门管理，地方派“土训”管理，两者都是管地图的官司职称呼。

刘邦率军进入咸阳时，富有远见的萧何立即把秦代地图全部安置于坚固的资料库里，后来这些地图为汉代初期制定各项制度提供了基础信息。

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。测量面积方法的增多，促进了测绘技术的发展。

甘肃省天水放马滩的秦墓中曾经出土了7幅木刻地图。它们分别为政区图、地形图和经济图。图的方位上北下南、左西右东，载地名28处，山名两处，溪谷、关隘、亭都有记载。这是世界上最早的木刻地图。

汉代画像石上绘出了禹的使臣，拿着绘图与测量的仪器规和矩。在测量的基础上，使地理概念得到了极大的丰富和发展。

测量和计算是一对孪生兄弟。三国时期的测算专著《海岛算经》，是三国时期的数学家刘徽所著。他在为《九章算术》作注时，写了《重差》一卷，附于该书之后。唐代数学家李淳风将《重差》单列出来，取名《海岛算经》，并列为我国古代的数学经典《算经十书》之一。

该书全部9个算例均涉及测高望远及其计算问题。分别是：“望海岛”，即测量海岛的高度；“望松”，即测量山上的松树的高度；“望邑”，即测量城市的大小；“望谷”，即测量涧谷的深度；“望楼”，即居高测量地面上塔楼的高度；“望波口”，即测量河流的宽度；“望清渊”，即测量清水潭的深度；“望津”，即从山上测量湖塘的宽度；“临邑”，即从山上测量一座城市的大小。

为解决这些问题，刘徽提出了重表法、连索法和累距法等具体的测量和计算方法。这些方法归结到一点，就是重差测量术。

重差测量术是借助矩、表、绳的简单测量工具，依据相似直角三角形对应边成比例的内在关系，进行测高、望远、量深的理论和方法。

《海岛算经》是一部影响久远的测算专著。它所详细揭示的重差测量理论和方法，成为古代测量的基本依据，为实现直接测量（即步量或丈量）向间接测量的飞跃架起了桥梁。直至近代，重差测量理论和方法在某些场合仍有借鉴意义。

三国之后，晋代著名的制图学家裴秀，在总结前人经验的基础上，创造了“制图六体”，几乎把现代地图的测制原则全都扼要地提到了，这在我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。

唐代初期，我国疆域辽阔，为了便于统辖，唐太宗李世民曾规定全国各州、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。

唐德宗曾令制图学家贾耽绘制全国大地图。贾耽完成的《海内华夷图》，显示出当时大唐疆域东西15000千米，南北17500千米，相当于当代一幅亚洲地图。

唐代著名天文学家一行，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175.5千米又80步，而且是不均匀的。这一发现比其他国家要早1000多年。

宋代“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10万余处，灌田3000多万亩，其间有大量的勘察与测绘工作。

北宋科学家沈括曾主持治理一条420千米长的水渠，他采用“分层筑堰法”，测出长渠两端的高差为19.486丈。沈括还奉旨用12年的时间编修了《天下州县图》，把图上的方位由8个增加至24个，提高了地图的精度。

沈括经过对北极星连续3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。

元代天文学家郭守敬用自制的仪器观测天文，发现了黄道平面与赤道平面的交角为23.33度，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23.32度，可见当时观测精度是相当高的。

郭守敬还发明了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，郭守敬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，节省了大量的人力和物力。

在我国乃至世界历史上，郭守敬是第一位用平均海水面作为高程起始面的人。

明代郑和下西洋时的航海图是我国古代测绘技术的又一杰作。

郑和7次下西洋，最远到达非洲的索马里、阿拉伯半岛和红海一带，使明初的海疆超过了汉代和唐代。《郑和航海图》一直保存至现代，是我国最著名的古海图，也是我国最早的一幅亚非地图。

清代的康熙皇帝出生于指挥战争和巩固政权需要的年代，对了解各地山川地貌格外重视，曾经亲自领导了全国性的大地测量和地图测绘工作。

康熙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200里合子午线一度，每里长1800尺，每尺为子午线长的1%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、内蒙古、东南、西南、西藏等地区的地图，然后编绘《皇舆全图》。

清乾隆即位后，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，标志着我国测绘科技曾一度走在世界的前列。

这些古地图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。

纵观我国古代测绘史，在数千年的历史长河中，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。