沒有 GPS 的時代,國土面積是怎麼精確丈量的?


國土面積測量的問題,最早源於古尼羅河及幼發拉底河泛濫後農田劃界和面積確定的需要。至於中國,夏商時代,禹治水涉及的測量工作在《史記》中有這樣的記載:

「陸行乘車,水行乘船,泥行乘撬,山行乘攆(jú),左準繩,右規矩、載四時,以開九州,通九道,陂九澤,度九山。」

國土面積測量受限於人對地球形狀與天文的認識,地圖投影水平的進步、長度測量與方位測量技術的發展

  1. 古人認為地面為平面,長沙馬王堆漢墓出土的地圖、@Limbo 同學提出的南宋《禹跡圖》的「計里畫方」等都基於這樣的認識。大面積國土測量需要考慮地球形狀,一方面地球為曲面,另一方面從北向南隨著緯度降低,同樣的經度差對應的弧圈變長,因此按照方里網測量國土面積原理上講是不夠準確(10公里*10公里的格網面積誤差不算太大)。對經線弧長認識的有古埃及的埃拉托斯特尼和中國的僧一行,他們都利用天文知識完成了不同精度的子午線測量。

  2. 地圖投影水平主要涉及幾何方面的橢球計算問題,代數方面的微積分問題。16世紀後,歐洲近代科學技術復興,由於航海和殖民的需要,地圖製圖有了發展的動力。墨卡托投影在航海中發揮了巨大作用,卡西尼用於三角測量的投影、蘭伯特的圓錐投影等。高斯-克呂格投影通過分帶可以制訂精度相當高的平面圖,等等。這些地圖投影為國土面積測量發揮了巨大的作用。另在西方傳教士的指導下,清朝在1718年完成了《 康熙皇輿全覽圖 》,該圖廣泛應用,直至民國初年出版新的全國地圖。

  3. 這裡需要提的技術有天文測量、電磁波測距、攝影測量和遙感和GPS技術。大範圍方位測量早起依賴於天文測量和三角測量。古代長度是以繩子打結來丈量的,考慮地形長度測量將非常困難,而且精度不高,在電磁波測距儀發明之後長度測量有了質的飛躍。19世紀中葉法國的洛斯發明了攝影測量方法,20世紀初德國發展航空攝影測量技術。攝影測量技術大大提高了地圖製圖、國土面積測量的效率!20世紀中後葉人造地球衛星上天后,遙感衛星、國土資源衛星等遙感技術、航天攝影測量技術進一步提高了效率。
  4. GPS、GLONASS等出現之後發展的衛星定位技術能夠直接精確地獲得基線矢量,該方法幾乎代替了傳統的三角測量和天文測量,在長距離測距上也優於電磁波測距。

謝@蔡嘯 邀,受限於專業,對製圖史不熟,只能講上述這些,歡迎指正。

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加一個人 裴秀

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請Google「大地三角測量法」,或者推薦看這部紀錄片,裡面講的很詳細

[BBC.地圖:權力、掠奪和佔有]

Maps - Power, Plunder And Possession


大地三角測量法


即使有gps 精確測量水準和和gps也沒有關係 二等水準gps就達不到要求了


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