古代计裏画方——地图、地球仪

裴秀提出制图六体

在中国，地形测绘自然也很古老，先秦时期已用测量工具“规”与“矩”并进行地形测量与方位测量。汉代，天文定位法被引入方位测量，十字线网格测量距离的原理也得到应用。

三国之后，晋王朝建立，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》，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。

曾任宰相的裴秀编制了最早的地图集——《禹贡地域图》，其中采用了“制图六体”之法。

这本书中提出了地图制图的六条原则：

一为“分率”，用以反映面积、长宽的比例，也就是今天的比例尺；

二为“准望”，就是方向的意思，用以确定地貌、地物彼此间的相互方位关系；

三为“道里”，用以确定两地之间道路的距离；

四为“高下”，即相对高程；

五为“方邪”，即地面坡度的起伏；

六为“迂直”，即实地高低起伏与图上距离的换算。

这六条原则的综合运用正确地解决了地图比例尺、方位及距离的问题。

唐朝初期，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。

浑仪、简仪

唐贞观七年（633年），天文学家李淳风制造了测量天梯球面坐标的仪器——浑天黄道仪，随后又制成一架铜制浑仪。

浑仪的关键部件是“窥管”，就是一根中空的管子，好像现代的望远镜，但是没有镜头。人眼在管的一端，通过窥管看见天上一个小的部分，窥管放置于不同方向就能看到天上不同的区域。可谓“以一管窥全天了”。所以，浑仪就是用来给肉眼所能看见的天体测定坐标的仪器。

（《中国人的千里镜——“望远镜”：第二部分》）

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计里画方作地图、地球仪

在中国古代出现“制图六体”以后，即制图时要考虑的六方面因素：分率（比例尺）、准望（方位）、道里（道路里程）、高下（地势高低）、方邪（角度）、迂直（弯曲度）。

有了这些考虑之后，可以确定各地标的空间关系，但如何将这些关系呈现在一张平面图上呢？

这便衍生出“计里画方”之法，是为使地图图形正确缩小尺寸而设计的按比例绘格网的方法。

古人的“计里画方”是按比例尺绘制地图的一种方法。

绘图时，先在图上布满方格，方格中边长代表实地里数，相当于现代地形图上的方里网格，然后按方格之框定绘制地图内容，以保证一定的准确性。

“制图六体”成为中国传统制图理论的重要依据，计里画方之法则是基本操作法，历代著名地图都少不了计里画方。裴秀之后，还有唐代贾耽的《海内华夷图》、北宋沈括的《天下州县图》以及元代朱思本的《舆地图》。历朝所改良处主要在纬度及里程测量的精准度以及折算的比例。

唐人贾耽编制了《海内华夷图》，北宋沈括编制了《天下州县图》，元朝朱思本绘制的全国地图《舆地图》，都采用“计里画方”的方法，精确性超过前人。

目前保存着的最早一部历史地图集是宋代的《历代地理指掌图》（又名《地理指掌图》）。此图集由北宋税安礼编绘，南宋赵亮夫增补。宋代曾多次翻刻流传，至今日本东洋文库还收藏着注明“西川成都府市西俞家印”的宋刻本，国内所见的几种都是明代翻刻本。这部地图集共有图44幅，每幅均有图名，图后都附说明。上起传说中的帝喾〔ku库〕，下至宋朝，各朝地图至少一幅，多则五幅。

第一幅是《古今华夷区域总要图》，图中的海岸线、河流、长城等的轮廓与阜昌七年（1136年）上石的《华夷图》相似，图后所附图说与《华夷图》上的文字说明也基本一致。

第27幅《唐十道图》的西部标有“星宿海”，可能是目前所知该地名最早见于地图上的一次。

最后一幅为《圣朝升改废置州郡图》（明刻本改“圣”为“宋”），其中有南宋的建置，说明已经增补过。

图 唐朝全国地图《十道图》之一

值得注意的是，这部图集的宋刊本就采用了红黑双色套印，准确地反映了原作“古墨今朱”的特色。这也证明，由贾耽开创的以不同颜色分别显示古今内容的历史地图绘制方法已为历史地图作者所普遍采用。

星宿海

“星宿海”是个很美的名字，这个星宿海在藏语中称为“错岔”，意思是“花海子”。 

关于“星宿海”，在中国古代春秋战国时期，就已经有了关于黄河源头的记载，晋朝张华的《博物志》中，有黄河“源出星宿”之说。

期间到了唐朝、元朝，不断组织考察队去黄河源头进行考察。

史料记载唐朝贞观年间，李靖、侯君集、李道宗三位军事家曾“次星宿川，达柏海上，望积石山，览观河源。” 

《新唐书吐谷浑传》作了这样的记载：贞观九年（635年），“（侯）君集、（李）道宗行空荒之地二千里，阅月次星宿川，达柏海上，望积石山”。这里的“星宿川”，指的就是星宿海。

元朝《河源记》中进行了非常详细的记载，认为黄河源头是由一片一望无际的草滩和沼泽组成的，这里就是星宿海。

元朝统一全国，结束了祖国南北分裂的局面。在这种条件下，元朝政府为了解黄河上游的水道情况，派都实前往勘察河源。元朝潘昂霄的《河源志》对此记道：元朝皇帝忽必烈“欲极其源（黄河源）之所出，营一城俾蕃贾互市，规置航传，凡贡物水行达京师（大都，在今北京）”。

此事在至元十七年（1280年）。这说明我国在13世纪就有由政府组织的河源考察了。这次考察的过程和结果，在延祐二年（1315年）由潘昂萧根据都实的弟弟阔阔出的转述，写成了河源专著《河源志》，《河源志》认为黄河的源头应该在今天青海的星宿海附近。后来，《元史》的编著者又把它载入史册到了《元史·地理志》中。

图 《坤舆万国全图》（日刻版）上的星宿海

明代《坤舆万国全图》（日刻版）上也可以看到，昆仑山就在成都的西边，在昆仑山的旁边就是星宿海。

【《坤舆万国全图》（日刻版）比较清晰一些，就用的日刻版。1602年《大明坤舆万国全图》李之藻刻本（明尼苏达大学图书馆藏）版本有些暗，就没用，此版本没有写“成都”，只写了“四川”，也是有“星宿海”的。】

新中国成立后，1978年，青海省水利局发动专家，再次勘察黄河源头，发现星宿海西面，一共有三条河流，分别是卡日曲、扎曲、约古宗列曲。专家们最后认定，三条河均为黄河源头，而水流量最大的卡日曲为主源。

禹迹图

历史地理图也包括各类专题图，如元丰三年（1080年），刘景阳和吕大防曾奉命绘制一幅长安（今陕西西安市）城的历史地图，此图的比例尺（折法）是二寸相当于一里，在图上绘出了古代的宫殿、城墙等建筑。此后李好文所绘的《长安志图》中的平面图就是以这幅为依据的。

宋代的石刻地图将地图刻在石上的传统至少可以追溯到6世纪的南朝梁时代，但目前所见最早的石刻地图却是宋代，而且宋代留下了众多各类石刻地图，石刻地图没有什么进步，但却能够历经千年战火风霜保存到今天。

在传世的石刻地图中，西安碑林中的《华夷图》和《禹迹图》制作年代最早。《禹迹图》刻于1136年4月，《华夷图》的上石时间要晚半年，它们同刻在一块石碑的正反两面，长、宽各约77厘米。

图 《禹迹图》的拓片，可以清楚的看到网格

同时，《禹迹图》采用方格作为比例尺，证明古代中国地图学家了解比例尺的重要性。方格网就像现代地图的经纬网一样，使《禹迹图》看上去更像现代地图。

《华夷图》的内容以中国为主，但涉及亚洲的大部分地区，不过四邻部分主要是用文字而不是用图形来表示。国内部分的山川、湖泊、府州位置等，与实际状况大致相符，但海岸轮廓变形较大，辽东半岛、山东半岛、雷州半岛突出部分的形状尚未表示出来，海南岛的轮廓也失真。

图 《禹迹图》和它背面的《华夷图》

《禹迹图》采用“计里画方”的办法，横方70，竖方73，共计5110方，每方折地百里，大约相当于1:150万。绘有政区名380个，标注名称的河流约80条、山脉70多座、湖泊五个。绘制比较精密，海岸轮廓、河流位置和形状都比《华夷图》更符合实际。

定量制图法：

中国古代的张衡发明了定量制图法，从而使制图科学向前迈进了一大步。张衡最先把矩形网格座标的方法应用于地图，这是一种更先进的去计算和研究距离和路程的方法。在他写的《算网论》一书中明显地含有精确使用地图座标的基本原理。

张衡的矩形网络座标成功地应用于缩小地图的尺寸，在手法上类似于照相微缩技术。纵观整个历史，有无精确的地图，是能否在政治和军事上取胜之关键因素，由此可知中国人发明定量制图法的意义是何等之大啊！

然而，据说西方直到15世纪才出现有相当价值的地图，这比张衡发明定量制图法晚了一千三百年左右。但是，很可能又是西方的伪史假说，因为它们的绘制地图一直并不精确。

宋朝普遍使用“水平”（水准仪）、“望尺”（照板）、“干尺”（度干）等仪器来测量地势的高低，沈括又以“互同”取代“道里”，可能就是现代的等高线标记。

杨甲在绍兴二十五年（1155年）前后编绘的《六经图》，是我国现存的第一幅印刷地图，这比欧洲据说的第一幅印刷地图要早200年左右，但制图水平比后者要高得多。不过，西方在法国1667年以前一直没有天文台，依据天文和地图测绘的关系，欧洲不可能出现那么早的地图，除非是外界输入的。

图 杨甲《六经图》所载《地理之图》

立体地图：

中国人最迟在西元前3世纪就发明了立体地图。在司马迁写的《史记》中，就记过了一张秦始皇墓地图。书上写道：“以水银为百川江河大海，机相灌输，上具天文，下具地理。”1985年6月《每日电讯》的一篇报导说：秦始皇墓地虽然还没有打开，但是可能已经发现了。据说是墓入口处的地方发现了微量的水银。考古学家猜测这可能就是上述立体地图上所示的水银。

早在西元前3世纪，中国有名的蓬莱仙山的地图就出现在罐子和香炉上。这对以后立体地图绘制技巧的发展有着十分重大的影响。西元32年将军马援讲到的军事立体地图，河谷山脉的模型是用糯米制作的。

此外，还出现了木刻的立体地形图，宋代沈括在《梦溪笔谈》中曾记述了这种地图。

在地图制作方面，《梦溪笔谈》记述了沈括以熔蜡和木屑制作立体地图的事情。书中对地图制做中州县相对方位的描述，由传统8个方位增至24个方位，同时特别重视对两地间直线距离——“鸟飞之数”的测量，使州县相对位置更为可靠。

一次，沈括去边境考察。为了更直观地描述边境地形，他就把木屑用面糊固定或用熔蜡做成立体的地形模型，固定在木板上，即现在的沙盘。神宗看了大喜，“乃诏边州皆为木图，藏于内府。”直到18世纪，欧洲才出现类似的地图，比沈括晚了700多年。

之后，神宗让沈括绘制全国地图，即《天下州县图》，沈括用了12年完成了20幅州县图。期间，他实地勘测时，改进了指南针，发现了磁针不是指向正南方，而是偏东不到5度，即磁偏角；他用“飞鸟之法”来测量距离，就像现在的航测；还独创了“二十四至法”，即可复制地图的说明书，沈括说：“得予此书，按二十四至以布，立可成图，毫发无差矣。”

1130年黄裳也制作了一张木刻立体地图。此图后来引了朱熹的兴趣，他千方百计地收集木刻地形图，以便进行研究。他自己也有时用粘土，有时用木刻制作立体地形图。黄裳在一部《鹤林玉露》里，还讲述了朱熹制作的一幅地形图的情况：“（朱熹）尝欲以木作华夷图，刻山水凹凸之势。合木八片为之。以雌雄榫镶入，可以折。度一人之力可以负之。每出则以自随，后竟未能成。”

很可能立体地形图的制作由中国传到阿拉伯，后又传到了欧洲。据说1510年，保罗·多克斯制作了欧洲最早的地形图，绘出了奥地利的库夫施泰因的邻近地区。阿拉伯人伊贝·巴蒂塔（1304—1377年）叙述了他在直布罗陀看到一张立体地形图。中国以外的国家有关立体地形图的记载没有比这更早了。不过，这个说法待定，值得怀疑。

中国地球仪

《元史·天文志》译作地理志：“其制以木为圆球，七分为水，其色绿；三分为土地，其色白，画江河湖海脉胳，贯穿于其中。画作小方井，以计幅圆之广袤，道里之远近。”

虽然《元史》里写的这个地球仪说是胡人所作，但是，我们已经知道了“计里画方”的地图绘制方法，再回看《元史·天文志》其中明显出现了“计里画方”之法：“画作小方井，以计幅圆之广袤，道里之远近。”，说明中国制作地球仪所用方法是地地道道的中国地图方法，也离不开中国的地图绘制知识，这不大可能完全独立由胡人所作。

　@咫尺理塘歸去来 2020-10-03 02:01:14

　　管子·揆度中说：“共工之王，水处什之七，陆处什之三，乘天势以隘制天下。”

　　今天我们知道地球上海洋总面积约为3.6亿平方公里，约占地球表面积的71%，陆地面积约占29%。共工，上古时代，就已经知道了地球上陆地和海洋的分布状况了，并且以此作为控制天下的手段。这难道是巧合？

图 管子·揆度中说：“共工之王，水处什之七，陆处什之三，乘天势以隘制天下。”

图 《管子·揆度》中说“共工之王，水处什之七，陆处什之三”，今天的数据亦与《管子》吻合。

所以，今天说“地球三分为陆地，七分为水”的知识可不是从胡人处得来的，《元史·天文志》中的地球仪也提到这个内容：“其制以木为圆球，七分为水，其色绿；三分为土地”，而现在追溯到目前最早是来自于《管子·揆度》中“共工之王，水处什之七，陆处什之三”的记载，这是中国人早已知道的知识嘛！

这只是以元代记载的地球仪为例涉及到的知识，虽然记载里写成是外国人制作，但是其内容表明都是来自于中国。

元代的地球仪看不到了，还有明代的地球仪，明天启三年，现存最早的中国制作的汉文注记地球仪，木质，彩漆描绘，直径58.4厘米，比例尺为1:21000000。

图 明天启三年，现存最早的中国制作的汉文注记地球仪

这个地球仪对于世界主要大陆、半岛和岛屿的形状，显示都相当精确。后来被盗卖出国，现存于英国博物馆。

应该还有很多我们不知道的信息可以证明古代早就知道地球的形状，目前所知也能证明是“地球仪”中国人所作的！