古代沒有衛星,怎麼測繪出地圖的?


在沒有飛機、遙感數據與人造衛星的古代,「繪製地圖」看上去是一件很困難的事情;實際上,古人們的測繪方式卻非常樸素——說白了,就是田野作業,實地考察。

古時的人們管地圖叫做「輿圖」,「輿」字的本意即為「車廂、車輛」,恰好概括了那時人們測繪地圖的方式,坐在車上(或騎馬、乘船、步行等)前往陌生的地方,憑藉簡單的定向設備確定位置,再將親眼偵測到的地理信息記錄下來,繪製到圖上。

而中國古代可用於大地測量的工具主要有:

表(根據日影測定方位);

羅盤(根據磁極測定方向);

望筒(利用日光和北極星測定南北);

規(測定單位距離,並畫圓畫弧);

矩(測定直角);

准(水準儀,測水平面);

繩(鉛垂線,測定垂直);

繩尺、丈桿、計里鼓車等。

具體到各個朝代測繪道具的進化又可以大致劃分這個脈絡:

漢代之前

左準繩,右規矩

《山海經》中提到,夏禹派大章和豎亥兩位徒弟步量世界大小(大範圍測繪),可見當時步量是大地測量的基本方法之一。

那麼難道古人除了步量就沒有其他工具了咩?當然不是!

相傳大禹治水時,就有「左準繩,右規矩」,其中「准」、「繩」是測定物體平、直的工具,「規」是矯正圓的工具,「矩"是畫方形的曲尺。這就是人們最早期的測量工具。

大禹治水成功,促進了農業發展,使夏朝進入盛世,各部族和九州首領向大禹進貢圖畫、金屬等物品,大禹命工匠鑄成九鼎,並刻上圖,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、狩獵時參考。

後來指南車和記里鼓車出現,地圖測繪又有了新的進展。

甘肅天水放馬灘的戰國地圖

漢至南北朝時期

「製圖六體」出現

當時地圖的繪製已經達到了很高的水平,運用更加普遍,地圖的形式也變得多種多樣。文獻記載的主要有地形圖、疆域圖、政區圖、城市圖、宮殿圖等,比較出名的是長沙馬王堆漢墓出土的地形圖和駐軍圖。

長沙馬王堆漢墓出土的地形圖

長沙馬王堆漢墓出土的駐軍圖

這一時期值得大家記住的一個人就是裴秀,他的「製圖六體」該是最早的地圖學理論:

  一為"分率",用以反映面積、長寬之比例,即今之比例尺;

  二為"准望",用以確定地貌、地物彼此間的相互方位關係;

  三為"道里",用以確定兩地之間道路的距離;

  四為"高下",即相對高程;

  五為"方邪",即地面坡度的起伏;

  六為"迂直",即實地高低起伏與圖上距離的換算。

隋唐至宋時期:

計里畫方

「製圖六體」之後又衍生出了「計里畫方」。這成了中國古代和近代地圖製圖的基本方法和數學基礎,是中國古代地圖獨立發展的重要標誌。

這種地圖的繪製方法是,先在圖上布滿方格,方格中邊長代表實地里數,相當於現代地形圖上的方里網格;然後按方格繪製地圖內容,以保證一定的準確性。

這一時期較為著名的是《禹跡圖》,其採用「計里畫方」的方法,橫方70,豎方73,共計5110方,每方折百里,大約相當於1:150萬的地圖,繪製的已經相當精密。

北宋《禹跡圖》拓片——中國現存最早計里畫方的地圖

元明時期

測量儀器出現,西方地圖投影法傳入

這一時期兩個關鍵人物:郭守敬和利瑪竇。

郭守敬是上知天文下知地理的奇才,他創製了儀錶,簡儀、高表、仰儀、立運儀、景符等十幾種專用儀器,還為野外觀測設計了丸表、懸正儀、座正儀等儀器。

而利瑪竇則將西方地圖投影方法傳入了中國。在中國待了28年,繪製了10多種世界地圖,測定了中國許大城市的經緯度坐標,翻譯了許多世界各地的地名,有的甚至沿用至今。

宋代趙伯駒《江山秋色圖》局部

明代《九邊圖》

明代《蒙古山水地圖》局部

清朝

受西方測繪影響

  

晚明以後西方傳教士將西方大地測量技術和地圖繪製技術帶到中國。由中國政府主持國家性實地測量,以清代康雍乾三朝繪製的《皇輿圖》為代表。

到康熙時代,主持繪製的《皇輿全覽圖》是中國第一幅按照經緯網根據大地測量數據繪製的地圖。此後隨著清代在西域開疆拓土,雍正、乾隆兩朝分別完善了西藏、新疆的大地測量,讓這一系統的地圖不斷完善。西方也根據這個系統的地圖繪製出了東亞地圖。

康熙《皇輿全覽圖》

乾隆《內府輿圖》

德國 1735 年《中國和日本全圖》


是大地測繪,比如你要繪製學校地圖,可以先確定教學樓和院牆的拐角然後以此為基準點繪製其它。地圖就是這樣繪製的,實際操作起來會比較複雜但基本原理一樣。

另外要說一點,古代沒衛星但人知道的東西不一定比現代人少。你知道的他們絕大多數都知道,他們知道的你不見得就聽過。比如現在一名大學生不一定知道所有《齊名要術》,現代中醫藥大學生不一定就理解《本草綱目》


在古代沒有專業的測量儀器的時候,我想都是人力測繪的,就是有專門的人跑地形,然後繪製線條輪廓,然後由專門的畫師來深化輪廓與地形,最後通過印刷術出地圖。。


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