測(cè)繪在古代是什么稱呼

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三角學(xué) 漫話中國(guó)古代測(cè)繪

漫話中國(guó)古代測(cè)繪

王廷述

測(cè)繪是門(mén)古老的科學(xué)，在中國(guó)源遠(yuǎn)流長(zhǎng)，自有文字記載就有了關(guān)于測(cè)繪的記述?！妒酚洝は谋居洝飞险f(shuō)，公元前兩千二百多年，夏禹治水“左準(zhǔn)繩，右規(guī)矩，載四時(shí)，以開(kāi)九州，通九道”?！渡胶＝?jīng)》也說(shuō)，夏禹派大章和豎亥兩位徒弟步量世界大?。ù蠓秶鷾y(cè)繪）。這說(shuō)明四千多年前，我們的祖先為發(fā)展農(nóng)業(yè)，在與洪水的斗爭(zhēng)中，就已經(jīng)開(kāi)展過(guò)規(guī)模較大的測(cè)繪工作。上面提及的“準(zhǔn)”是測(cè)高低的，“繩”是量距的，“規(guī)”畫(huà)圓，“矩”則是畫(huà)方形和三角形的；還有個(gè)“步”，是計(jì)量單位，折三百步為一里。禹治水成功，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展，使夏朝進(jìn)入盛世，各部族和九州首領(lǐng)向大禹進(jìn)貢圖畫(huà)、金屬等物品，禹命工匠鑄成九鼎，并刻上圖，圖上有九州的山川、草木、道路以及禽獸的分布情況，這就是古代的原始地圖，供人們外出交往溝通、狩獵時(shí)參考。

《晉書(shū)》中有段記載，在夏、商、周三代，已設(shè)置了“地官司徒”官職，專司管理全國(guó)地圖?？梢?jiàn)，遠(yuǎn)在三千五百多年前，我國(guó)就已經(jīng)測(cè)繪了相當(dāng)數(shù)量的地圖，以至需專人管理。春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)，地圖已普遍用在軍事上。

《管子·地圖篇》說(shuō)，凡主兵打仗，必須先看圖，知地形，才不致失利?！秾O子兵法·地形篇》也說(shuō)，沒(méi)有地圖、不知地形，必?cái)　．?dāng)時(shí)地圖都刻在木板上，包括山脈、河川、城鎮(zhèn)、道路等相關(guān)位置，具有一定的比例，且廣泛應(yīng)用了指南針。

秦漢時(shí)期，統(tǒng)治者已把地圖視為權(quán)力之象征，極為重視，以至有轟轟烈烈“圖窮匕首見(jiàn)”的傳奇故事。那時(shí)，地圖的品種逐漸增多，有土地圖、戶籍圖、礦產(chǎn)圖、天下圖、九州圖等。秦始皇統(tǒng)一中國(guó)后，立即收集各類地圖，“掌天下之圖以掌天下之地”。思路、觀念極其明確；而且，中央由“大司徒”專門(mén)管理，地方派“土訓(xùn)”管理（皆為管地圖的官司職稱呼）。到了劉邦打進(jìn)咸陽(yáng)，蕭何立即把秦朝的地圖全部安置于堅(jiān)固的資料庫(kù)里，之后它曾給漢朝帶來(lái)很多潛在的好處。地圖資料的積累也促進(jìn)了天文測(cè)量的進(jìn)步，在西漢時(shí)期，人們已能運(yùn)用勾、股、弦和相似三角形來(lái)推算距離，測(cè)量面積的方法也增多了，它促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展。最能體現(xiàn)當(dāng)時(shí)高超水準(zhǔn)的，是長(zhǎng)沙馬王堆一號(hào)漢墓出土的地形圖。該圖是在兩千一百多年前隨葬入土的，而繪制的年代肯定更早。圖的比例尺約1：18萬(wàn)，相當(dāng)于古代一寸折十里的比例。地圖內(nèi)容詳盡，山川走向、居民地的位置與現(xiàn)代地圖比較相當(dāng)吻合，符號(hào)設(shè)計(jì)也有一定的原則，是當(dāng)今世界上保存得最早的古代地圖，比古埃及著名制圖學(xué)家繪制的地圖至少要早三百年，圖的內(nèi)容和適用性更是遠(yuǎn)勝埃及的古地圖。東漢初期，社會(huì)穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)發(fā)展，大規(guī)模的治黃工程和社會(huì)生產(chǎn)得到較快的推進(jìn)，也促進(jìn)了測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)步。著名科學(xué)家張衡經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)地球是圓的，并沿南北極軸旋轉(zhuǎn)，黃道是太陽(yáng)運(yùn)行軌道，與赤道交角為24度。這些重要的科學(xué)概念，為天文大地測(cè)量和大范圍的地圖測(cè)繪提供了理論基礎(chǔ)。之后，中國(guó)又發(fā)明了計(jì)里鼓車(chē)，這是用齒輪等機(jī)械原理制作的測(cè)量距離和確定方位的工具，每走一里，車(chē)上木偶擊鼓一下，走十里打鐲一次，車(chē)上的指南針則記錄著車(chē)子行走的方向。

皇輿 全圖

三國(guó)之后，晉王朝建立，天下又出現(xiàn)統(tǒng)一的局面。這時(shí)出了個(gè)著名的制圖學(xué)家裴秀。他在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了《制圖六體》，即分率（比例尺）、準(zhǔn)望（測(cè)量方法）、道里（測(cè)量距離）、高下（測(cè)量高低）、方邪（測(cè)量角度）、迂直（測(cè)量曲線與直線）。這六條測(cè)制地圖的原則，除經(jīng)緯線和投影之外，幾乎把現(xiàn)代地圖的測(cè)制原則全都扼要地提到了，這在中國(guó)制圖發(fā)展史上具有劃時(shí)代的意義，對(duì)后代測(cè)制地圖有著深遠(yuǎn)影響。在裴秀的指導(dǎo)下，組織大批測(cè)量和制圖人員，編制了著名的《禹貢地域圖》計(jì)十八篇，縮編了《天下大圖》和《方丈圖》。這些地圖內(nèi)容詳盡，判讀方便，流傳了數(shù)百年。

唐朝初期，中國(guó)疆域遼闊，為了便于統(tǒng)治，皇帝曾規(guī)定全國(guó)各州、府每年要修測(cè)地圖一次?？梢?jiàn)當(dāng)時(shí)已建立起對(duì)地圖的實(shí)時(shí)概念。德宗皇帝曾令制圖學(xué)家賈耽繪制全國(guó)大地圖。賈耽組織人員，依據(jù)《制圖六體》，歷十六年完成《海內(nèi)華夷圖》。圖的范圍東西三萬(wàn)里，南北三萬(wàn)五千里，是中國(guó)當(dāng)時(shí)疆域的范圍，相當(dāng)于當(dāng)代一幅亞洲地圖?？上г搱D失傳，但宋朝人曾參照原圖縮制《華夷圖》和《禹跡圖》，刻在石版上，現(xiàn)保存在西安碑林。唐代著名天文學(xué)家張燧，在世界上首次用科學(xué)方法測(cè)量子午線的長(zhǎng)度。他根據(jù)不同地點(diǎn)的日影變化，求得北極星高度差一度，則地上南北距離差351里80步，且是不均勻的。這一發(fā)現(xiàn)比其他國(guó)家要早一千多年。

宋朝王安石變法時(shí)，曾開(kāi)展大規(guī)模的農(nóng)田水利建設(shè)，在推行新法的六七年間，全國(guó)興修水利十萬(wàn)余處，灌田三千多萬(wàn)畝，其間有大量的勘察與測(cè)繪工作。大科學(xué)家沈括曾主持治理一條840多里長(zhǎng)的水渠，他采用“分層筑堰法”，測(cè)出長(zhǎng)渠兩端的高差為十九丈四尺八分六寸。沈括還奉旨用12年的時(shí)間修編了《天下州縣圖》，把圖上的方位由8個(gè)增加到24個(gè)，提高了地圖的精度。特別值得一提的是沈括經(jīng)過(guò)對(duì)北極星連續(xù)三個(gè)多月的觀測(cè)，繪制了200多張北極星與磁北方向圖，發(fā)現(xiàn)了磁偏角，這是個(gè)史無(wú)前例的發(fā)現(xiàn)，對(duì)測(cè)繪有著重大的科學(xué)價(jià)值，比哥倫布橫渡大西洋時(shí)發(fā)現(xiàn)磁偏角要早400年。

元朝大科學(xué)家郭守敬用自制的儀器觀測(cè)天文，發(fā)現(xiàn)黃道平面與赤道平面的交角為23°33'05"，而且每年都在變化。如果按現(xiàn)在的理論推算，當(dāng)時(shí)這個(gè)角度是23°31'58"，可見(jiàn)郭當(dāng)時(shí)觀測(cè)精度是相當(dāng)高的，而這之前的張衡卻認(rèn)為這個(gè)角值是24°。在延續(xù)千年之后精度提高近30'，盡管他們之間并無(wú)內(nèi)在聯(lián)系，卻也算得上中國(guó)測(cè)繪史上一段佳話。郭還發(fā)明一些精確的內(nèi)檢公式和球面三角計(jì)算公式，給大地測(cè)量提供了可靠的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。當(dāng)時(shí)，為興修水利，他還帶領(lǐng)隊(duì)伍在黃河下游進(jìn)行大規(guī)模的工程測(cè)量和地形測(cè)量工作，使許多重要工程得以科學(xué)設(shè)計(jì)、合理施工，節(jié)省了大量的人力物力。還有一點(diǎn)更是值得一記：在中國(guó)乃至世界歷史上，郭守敬是第一位用平均海水面作為高程起始面的人。

明代的鄭和航海圖是我國(guó)古代測(cè)繪技術(shù)的又一杰作。鄭和七次下西洋，最遠(yuǎn)到達(dá)非洲的索馬里、阿拉伯、紅海一帶，使明初的海疆超過(guò)了漢代和唐代。鄭和第七次出海的航海圖一直保存到現(xiàn)代，是我國(guó)最著名的古海圖，也是我國(guó)最早的一幅亞非地圖。

清朝的康熙皇帝在測(cè)繪的發(fā)展上是個(gè)有作為的領(lǐng)導(dǎo)人物。他以計(jì)謀抵制外國(guó)傳教士的陰謀活動(dòng)，利用傳教士的科學(xué)技術(shù)為其統(tǒng)治服務(wù)。康熙出生于指揮戰(zhàn)爭(zhēng)和鞏固政權(quán)需要的年代，他領(lǐng)導(dǎo)了全國(guó)性的大地測(cè)量和地圖測(cè)繪工作。他首先統(tǒng)一了全國(guó)測(cè)量中的長(zhǎng)度單位，依據(jù)對(duì)子午線弧長(zhǎng)的測(cè)量結(jié)果，親自決定以二百里合地球經(jīng)線一度，每里長(zhǎng)一千八百尺，每尺為經(jīng)長(zhǎng)的百分之一秒。他還利用傳教士培訓(xùn)測(cè)繪人才，購(gòu)置測(cè)繪儀器，從北京附近開(kāi)始，先后測(cè)繪了華北、東北、內(nèi)蒙、東南、西南、西藏等地區(qū)的地圖，然后編繪《皇輿全圖》。乾隆即位后，又編繪了《西域圖志》和《亞洲全圖》，這些圖都是當(dāng)時(shí)世界上極為重大的測(cè)繪成果，標(biāo)志著中國(guó)測(cè)繪科技曾一度走在世界的前列。包括這之前考古工作者發(fā)掘出土的古地圖在內(nèi)，它們對(duì)研究我國(guó)古今地理、水系、湖泊的動(dòng)態(tài)變遷有著極其重要的科學(xué)價(jià)值。

縱觀中國(guó)古代測(cè)繪史，可以得知，它的進(jìn)步、發(fā)展，幾乎不具系統(tǒng)性和連貫性，也缺少完整的記載。即使有些系統(tǒng)性的積累和聯(lián)系，也實(shí)在是太少了。在數(shù)以千年的歷史長(zhǎng)河中，它的進(jìn)步與發(fā)展，基本上是以朝代為單元，以個(gè)人出眾的勤奮和才華而獨(dú)立的。但是，以史為鑒的測(cè)繪成果，全都熠熠生輝，璀璨炫目，包括出土的測(cè)繪文物，還有面積巨大的地下宮殿、城廓和城池的遺址——雖然隱匿其后，似無(wú)蹤跡，實(shí)為規(guī)劃、設(shè)計(jì)，付諸的大量的測(cè)繪、放樣工作更是鮮為人知……

中國(guó)古代的測(cè)繪成就令人嘆為觀止，在歷經(jīng)數(shù)千年毫無(wú)松動(dòng)的閉關(guān)自守、封建文化意識(shí)后，令人沮喪、悲愴！

測(cè)繪在中國(guó)是門(mén)古老的科學(xué)，盡管在歷史上它們?nèi)鄙賾?yīng)有的聯(lián)系和連貫性，但絕不是為某些人所說(shuō)的，它是從希臘、埃及傳進(jìn)來(lái)的。它是我們的祖先在屯田、墾殖、興修水利以及古城建筑的規(guī)劃設(shè)計(jì)的生產(chǎn)實(shí)踐中產(chǎn)生的，是隨著政治、經(jīng)濟(jì)、軍事的需要得以發(fā)展和提高的。古代許多測(cè)繪科技成果，在當(dāng)時(shí)的世界上都是處于領(lǐng)先地位的。從清朝末期到民國(guó)時(shí)期，由于軍閥割據(jù)和國(guó)民黨政府的腐敗，才使我國(guó)測(cè)繪科學(xué)落后于西方資本主義國(guó)家。

今天，強(qiáng)大的祖國(guó)正在迅速崛起，測(cè)繪科學(xué)技術(shù)已發(fā)生了革命性的變化，測(cè)繪工具也從過(guò)去的手工、機(jī)械、光學(xué)，發(fā)展為航測(cè)、遙感、激光、紅外、電子等自動(dòng)化儀器，我們可以生產(chǎn)出更多、更快、更準(zhǔn)的各種測(cè)繪成果為四化建設(shè)服務(wù)。作為測(cè)繪工作者，我們要以古代科學(xué)家為榜樣，勇于實(shí)踐，敢于創(chuàng)新，在新的長(zhǎng)征路上貢獻(xiàn)我們的才智和力量。

鄭和 航 海 圖

測(cè)繪的測(cè)繪歷史

測(cè)繪古已有之：

（1）1899年，金石學(xué)家王懿榮在藥鋪常賣(mài)的“龍骨”上識(shí)出文字，從而掀開(kāi)甲骨文(卜辭)研究歷史的新的一頁(yè)。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。

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，而更值得注意的是人文地理的東西。史學(xué)家稱早期模糊的記載為“史影”，那么，在支離殘缺的甲骨卜辭中，不但有人文的“史影”，也有人文的“地影”。對(duì)人文的“地影”， 卜辭專家如王國(guó)維、郭沫若、陳夢(mèng)家、李學(xué)勤等都進(jìn)行過(guò)研究推斷，使我們對(duì)商代的人文地理態(tài)勢(shì)，有了稍微具體的認(rèn)識(shí)。卜辭中最常見(jiàn)的人文地理內(nèi)容有城、邑、邊鄙(郊區(qū))、商王的田獵區(qū)、四土、邦方(方國(guó)部族)等，這幾樣?xùn)|西構(gòu)成了商代人文地理的主要框架。

甲骨文材料證明商代已經(jīng)出現(xiàn)大地域國(guó)家的早期特征，而國(guó)家領(lǐng)土只要大到一定程度，就會(huì)出現(xiàn)所謂中央與地方的關(guān)系一類的問(wèn)題。中國(guó)古代常說(shuō)“王畿千里”， “王畿”可以理解為“中央”，國(guó)土若超過(guò)了1000里，就有了“地方”。隨著領(lǐng)土的擴(kuò)大，國(guó)家機(jī)器要建立一套管理控制大地域的辦法，具體說(shuō)就是“中央”管控大量“地方”的辦法，地理的政治內(nèi)容因此出現(xiàn)。

（2）不同文化的交融，是世界文明發(fā)展的推動(dòng)力量。獨(dú)具特色的中國(guó)傳統(tǒng)測(cè)繪在融合了西方測(cè)繪術(shù)后，也躍上了一個(gè)新臺(tái)階。在傳播西方測(cè)繪術(shù)的先驅(qū)者中，徐光啟是功績(jī)最為卓著的。

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。資質(zhì)聰慧的徐光啟很快得其要旨，并有所創(chuàng)造。在徐光啟等中國(guó)學(xué)者的一再要求和推動(dòng)下，外國(guó)傳教士才同意翻譯外國(guó)科技著作，向中國(guó)人介紹西方的測(cè)繪技術(shù)。明朝后期問(wèn)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)》。徐光啟認(rèn)為，《幾何原本》是測(cè)算和繪圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，力主翻譯。為了融通東西，他撰寫(xiě)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(xiě)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,1610年他受命修訂歷法。他認(rèn)為，修歷法必須測(cè)時(shí)刻、定方位、測(cè)子午、測(cè)北極高度等，于是要求成立采用西方測(cè)量術(shù)的西局和制造測(cè)量?jī)x器。此次儀器制造的規(guī)模在我國(guó)測(cè)繪史上是少見(jiàn)的，共制造象限大儀、紀(jì)限大儀、平懸渾儀、轉(zhuǎn)盤(pán)星晷、候時(shí)鐘、望遠(yuǎn)鏡等27件。利用新制儀器，進(jìn)行了大范圍的天象觀測(cè)，取得了一批實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其中載入恒星表的有1347顆星，這些星都標(biāo)有黃道、赤道經(jīng)緯度?？傊?，無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐上，徐光啟都算得上傳播西方測(cè)繪術(shù)最卓越的先驅(qū)者。

（3）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。

康熙帝愛(ài)新覺(jué)羅·玄燁,不僅是一位雄才大略的政治家，而且也是一位博學(xué)多才，勇于實(shí)踐的學(xué)者?？滴醯凼窒矏?ài)地理，在整治黃、淮的工程中，他多次在現(xiàn)場(chǎng)巡勘地形，測(cè)量天文并提出具體意見(jiàn)。康熙三十八年春，他巡至蘇北高郵，親自用水平儀進(jìn)行測(cè)量，測(cè)得運(yùn)河的水位比高郵湖水位高出四尺八寸，并據(jù)此對(duì)防洪護(hù)堤提出具體要求。

康熙帝在治理國(guó)家和抵御外國(guó)侵略的過(guò)程中，對(duì)當(dāng)時(shí)的地圖測(cè)繪粗略、精度不高、內(nèi)容不詳，甚感不滿。根據(jù)一些外國(guó)傳教士的奏請(qǐng)，決定進(jìn)行全國(guó)性的大地測(cè)量。

由于采用西方經(jīng)緯度法測(cè)繪全國(guó)省級(jí)地圖在我國(guó)還是第一次，為慎重起見(jiàn)，康熙帝在1707年底命傳教士白晉等人在北京附近進(jìn)行小面積的試驗(yàn)性測(cè)量，康熙帝親自加以校勘，認(rèn)為遠(yuǎn)較舊地圖精確。于是決定全面鋪開(kāi)，實(shí)測(cè)全國(guó)各省。

經(jīng)過(guò)十余年的準(zhǔn)備，康熙四十七年至五十七年（1708～1718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。