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古代計裏畫方——地圖、地球儀

 ldjsld 2022-05-16 發(fā)布于廣西

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裴秀提出制圖六體

在中國，地形測繪自然也很古老，先秦時期已用測量工具“規(guī)”與“矩”并進行地形測量與方位測量。漢代，天文定位法被引入方位測量，十字線網(wǎng)格測量距離的原理也得到應(yīng)用。

三國之后，晉王朝建立，著名的制圖學(xué)家裴秀在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎(chǔ)上創(chuàng)造了《制圖六體》，即分率（比例尺）、準(zhǔn)望（測量方法）、道里（測量距離）、高下（測量高低）、方邪（測量角度）、迂直（測量曲線與直線）。

這六條測制地圖的原則，除經(jīng)緯線和投影之外，幾乎把現(xiàn)代地圖的測制原則全都扼要地提到了，這在中國制圖發(fā)展史上具有劃時代的意義，對后代測制地圖有著深遠影響。在裴秀的指導(dǎo)下，組織大批測量和制圖人員，編制了著名的《禹貢地域圖》計十八篇，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。

曾任宰相的裴秀編制了最早的地圖集——《禹貢地域圖》，其中采用了“制圖六體”之法。

這本書中提出了地圖制圖的六條原則：

一為“分率”，用以反映面積、長寬的比例，也就是今天的比例尺；

二為“準(zhǔn)望”，就是方向的意思，用以確定地貌、地物彼此間的相互方位關(guān)系；

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。

這六條原則的綜合運用正確地解決了地圖比例尺、方位及距離的問題。

唐朝初期，皇帝曾規(guī)定全國各州、府每年要修測地圖一次。可見當(dāng)時已建立起對地圖的實時概念。德宗皇帝曾令制圖學(xué)家賈耽繪制全國大地圖。

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》。圖的范圍東西三萬里，南北三萬五千里，是中國當(dāng)時疆域的范圍，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)方法測量子午線的長度。他根據(jù)不同地點的日影變化，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)比其他國家要早一千多年。

渾儀、簡儀

唐貞觀七年（633年），天文學(xué)家李淳風(fēng)制造了測量天梯球面坐標(biāo)的儀器——渾天黃道儀，隨后又制成一架銅制渾儀。

渾儀的關(guān)鍵部件是“窺管”，就是一根中空的管子，好像現(xiàn)代的望遠鏡，但是沒有鏡頭。人眼在管的一端，通過窺管看見天上一個小的部分，窺管放置于不同方向就能看到天上不同的區(qū)域?？芍^“以一管窺全天了”。所以，渾儀就是用來給肉眼所能看見的天體測定坐標(biāo)的儀器。
（《中國人的千里鏡——“望遠鏡”：第二部分》）
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計里畫方作地圖、地球儀

在中國古代出現(xiàn)“制圖六體”以后，即制圖時要考慮的六方面因素：分率（比例尺）、準(zhǔn)望（方位）、道里（道路里程）、高下（地勢高低）、方邪（角度）、迂直（彎曲度）。

有了這些考慮之后，可以確定各地標(biāo)的空間關(guān)系，但如何將這些關(guān)系呈現(xiàn)在一張平面圖上呢？

這便衍生出“計里畫方”之法，是為使地圖圖形正確縮小尺寸而設(shè)計的按比例繪格網(wǎng)的方法。

古人的“計里畫方”是按比例尺繪制地圖的一種方法。

繪圖時，先在圖上布滿方格，方格中邊長代表實地里數(shù)，相當(dāng)于現(xiàn)代地形圖上的方里網(wǎng)格，然后按方格之框定繪制地圖內(nèi)容，以保證一定的準(zhǔn)確性。

“制圖六體”成為中國傳統(tǒng)制圖理論的重要依據(jù)，計里畫方之法則是基本操作法，歷代著名地圖都少不了計里畫方。裴秀之后，還有唐代賈耽的《海內(nèi)華夷圖》、北宋沈括的《天下州縣圖》以及元代朱思本的《輿地圖》。歷朝所改良處主要在緯度及里程測量的精準(zhǔn)度以及折算的比例。

唐人賈耽編制了《海內(nèi)華夷圖》，北宋沈括編制了《天下州縣圖》，元朝朱思本繪制的全國地圖《輿地圖》，都采用“計里畫方”的方法，精確性超過前人。

目前保存著的最早一部歷史地圖集是宋代的《歷代地理指掌圖》（又名《地理指掌圖》）。此圖集由北宋稅安禮編繪，南宋趙亮夫增補。宋代曾多次翻刻流傳，至今日本東洋文庫還收藏著注明“西川成都府市西俞家印”的宋刻本，國內(nèi)所見的幾種都是明代翻刻本。這部地圖集共有圖44幅，每幅均有圖名，圖后都附說明。上起傳說中的帝嚳〔ku庫〕，下至宋朝，各朝地圖至少一幅，多則五幅。

第一幅是《古今華夷區(qū)域總要圖》，圖中的海岸線、河流、長城等的輪廓與阜昌七年（1136年）上石的《華夷圖》相似，圖后所附圖說與《華夷圖》上的文字說明也基本一致。

第27幅《唐十道圖》的西部標(biāo)有“星宿?！?/strong>，可能是目前所知該地名最早見于地圖上的一次。

最后一幅為《圣朝升改廢置州郡圖》（明刻本改“圣”為“宋”），其中有南宋的建置，說明已經(jīng)增補過。

圖 唐朝全國地圖《十道圖》之一

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值得注意的是，這部圖集的宋刊本就采用了紅黑雙色套印，準(zhǔn)確地反映了原作“古墨今朱”的特色。這也證明，由賈耽開創(chuàng)的以不同顏色分別顯示古今內(nèi)容的歷史地圖繪制方法已為歷史地圖作者所普遍采用。

星宿海

“星宿?！笔莻€很美的名字，這個星宿海在藏語中稱為“錯岔”，意思是“花海子”。 

關(guān)于“星宿?！保谥袊糯呵飸?zhàn)國時期，就已經(jīng)有了關(guān)于黃河源頭的記載，晉朝張華的《博物志》中，有黃河“源出星宿”之說。

期間到了唐朝、元朝，不斷組織考察隊去黃河源頭進行考察。

史料記載唐朝貞觀年間，李靖、侯君集、李道宗三位軍事家曾“次星宿川，達柏海上，望積石山，覽觀河源?！?nbsp;

《新唐書吐谷渾傳》作了這樣的記載：貞觀九年（635年），“（侯）君集、（李）道宗行空荒之地二千里，閱月次星宿川，達柏海上，望積石山”。這里的“星宿川”，指的就是星宿海。

元朝《河源記》中進行了非常詳細的記載，認為黃河源頭是由一片一望無際的草灘和沼澤組成的，這里就是星宿海。

元朝統(tǒng)一全國，結(jié)束了祖國南北分裂的局面。在這種條件下，元朝政府為了解黃河上游的水道情況，派都實前往勘察河源。元朝潘昂霄的《河源志》對此記道：元朝皇帝忽必烈“欲極其源（黃河源）之所出，營一城俾蕃賈互市，規(guī)置航傳，凡貢物水行達京師（大都，在今北京）”。

此事在至元十七年（1280年）。這說明我國在13世紀(jì)就有由政府組織的河源考察了。這次考察的過程和結(jié)果，在延祐二年（1315年）由潘昂蕭根據(jù)都實的弟弟闊闊出的轉(zhuǎn)述，寫成了河源專著《河源志》，《河源志》認為黃河的源頭應(yīng)該在今天青海的星宿海附近。后來，《元史》的編著者又把它載入史冊到了《元史·地理志》中。

圖 《坤輿萬國全圖》（日刻版）上的星宿海

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明代《坤輿萬國全圖》（日刻版）上也可以看到，昆侖山就在成都的西邊，在昆侖山的旁邊就是星宿海。

【《坤輿萬國全圖》（日刻版）比較清晰一些，就用的日刻版。1602年《大明坤輿萬國全圖》李之藻刻本（明尼蘇達大學(xué)圖書館藏）版本有些暗，就沒用，此版本沒有寫“成都”，只寫了“四川”，也是有“星宿?！钡?。】

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新中國成立后，1978年，青海省水利局發(fā)動專家，再次勘察黃河源頭，發(fā)現(xiàn)星宿海西面，一共有三條河流，分別是卡日曲、扎曲、約古宗列曲。專家們最后認定，三條河均為黃河源頭，而水流量最大的卡日曲為主源。

禹跡圖

歷史地理圖也包括各類專題圖，如元豐三年（1080年），劉景陽和呂大防曾奉命繪制一幅長安（今陜西西安市）城的歷史地圖，此圖的比例尺（折法）是二寸相當(dāng)于一里，在圖上繪出了古代的宮殿、城墻等建筑。此后李好文所繪的《長安志圖》中的平面圖就是以這幅為依據(jù)的。

宋代的石刻地圖將地圖刻在石上的傳統(tǒng)至少可以追溯到6世紀(jì)的南朝梁時代，但目前所見最早的石刻地圖卻是宋代，而且宋代留下了眾多各類石刻地圖，石刻地圖沒有什么進步，但卻能夠歷經(jīng)千年戰(zhàn)火風(fēng)霜保存到今天。

在傳世的石刻地圖中，西安碑林中的《華夷圖》和《禹跡圖》制作年代最早。《禹跡圖》刻于1136年4月，《華夷圖》的上石時間要晚半年，它們同刻在一塊石碑的正反兩面，長、寬各約77厘米。

圖 《禹跡圖》的拓片，可以清楚的看到網(wǎng)格

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同時，《禹跡圖》采用方格作為比例尺，證明古代中國地圖學(xué)家了解比例尺的重要性。方格網(wǎng)就像現(xiàn)代地圖的經(jīng)緯網(wǎng)一樣，使《禹跡圖》看上去更像現(xiàn)代地圖。

《華夷圖》的內(nèi)容以中國為主，但涉及亞洲的大部分地區(qū)，不過四鄰部分主要是用文字而不是用圖形來表示。國內(nèi)部分的山川、湖泊、府州位置等，與實際狀況大致相符，但海岸輪廓變形較大，遼東半島、山東半島、雷州半島突出部分的形狀尚未表示出來，海南島的輪廓也失真。

圖 《禹跡圖》和它背面的《華夷圖》

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《禹跡圖》采用“計里畫方”的辦法，橫方70，豎方73，共計5110方，每方折地百里，大約相當(dāng)于1:150萬。繪有政區(qū)名380個，標(biāo)注名稱的河流約80條、山脈70多座、湖泊五個。繪制比較精密，海岸輪廓、河流位置和形狀都比《華夷圖》更符合實際。

定量制圖法：

中國古代的張衡發(fā)明了定量制圖法，從而使制圖科學(xué)向前邁進了一大步。張衡最先把矩形網(wǎng)格座標(biāo)的方法應(yīng)用于地圖，這是一種更先進的去計算和研究距離和路程的方法。在他寫的《算網(wǎng)論》一書中明顯地含有精確使用地圖座標(biāo)的基本原理。

張衡的矩形網(wǎng)絡(luò)座標(biāo)成功地應(yīng)用于縮小地圖的尺寸，在手法上類似于照相微縮技術(shù)。縱觀整個歷史，有無精確的地圖，是能否在政治和軍事上取勝之關(guān)鍵因素，由此可知中國人發(fā)明定量制圖法的意義是何等之大??！

然而，據(jù)說西方直到15世紀(jì)才出現(xiàn)有相當(dāng)價值的地圖，這比張衡發(fā)明定量制圖法晚了一千三百年左右。但是，很可能又是西方的偽史假說，因為它們的繪制地圖一直并不精確。

宋朝普遍使用“水平”（水準(zhǔn)儀）、“望尺”（照板）、“干尺”（度干）等儀器來測量地勢的高低，沈括又以“互同”取代“道里”，可能就是現(xiàn)代的等高線標(biāo)記。

楊甲在紹興二十五年（1155年）前后編繪的《六經(jīng)圖》，是我國現(xiàn)存的第一幅印刷地圖，這比歐洲據(jù)說的第一幅印刷地圖要早200年左右，但制圖水平比后者要高得多。不過，西方在法國1667年以前一直沒有天文臺，依據(jù)天文和地圖測繪的關(guān)系，歐洲不可能出現(xiàn)那么早的地圖，除非是外界輸入的。

圖 楊甲《六經(jīng)圖》所載《地理之圖》

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立體地圖：

中國人最遲在西元前3世紀(jì)就發(fā)明了立體地圖。在司馬遷寫的《史記》中，就記過了一張秦始皇墓地圖。書上寫道：“以水銀為百川江河大海，機相灌輸，上具天文，下具地理?！?/span>1985年6月《每日電訊》的一篇報導(dǎo)說：秦始皇墓地雖然還沒有打開，但是可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了。據(jù)說是墓入口處的地方發(fā)現(xiàn)了微量的水銀。考古學(xué)家猜測這可能就是上述立體地圖上所示的水銀。

早在西元前3世紀(jì)，中國有名的蓬萊仙山的地圖就出現(xiàn)在罐子和香爐上。這對以后立體地圖繪制技巧的發(fā)展有著十分重大的影響。西元32年將軍馬援講到的軍事立體地圖，河谷山脈的模型是用糯米制作的。

此外，還出現(xiàn)了木刻的立體地形圖，宋代沈括在《夢溪筆談》中曾記述了這種地圖。

在地圖制作方面，《夢溪筆談》記述了沈括以熔蠟和木屑制作立體地圖的事情。書中對地圖制做中州縣相對方位的描述，由傳統(tǒng)8個方位增至24個方位，同時特別重視對兩地間直線距離——“鳥飛之?dāng)?shù)”的測量，使州縣相對位置更為可靠。

一次，沈括去邊境考察。為了更直觀地描述邊境地形，他就把木屑用面糊固定或用熔蠟做成立體的地形模型，固定在木板上，即現(xiàn)在的沙盤。神宗看了大喜，“乃詔邊州皆為木圖，藏于內(nèi)府。”直到18世紀(jì)，歐洲才出現(xiàn)類似的地圖，比沈括晚了700多年。

之后，神宗讓沈括繪制全國地圖，即《天下州縣圖》，沈括用了12年完成了20幅州縣圖。期間，他實地勘測時，改進了指南針，發(fā)現(xiàn)了磁針不是指向正南方，而是偏東不到5度，即磁偏角；他用“飛鳥之法”來測量距離，就像現(xiàn)在的航測；還獨創(chuàng)了“二十四至法”，即可復(fù)制地圖的說明書，沈括說：“得予此書，按二十四至以布，立可成圖，毫發(fā)無差矣?！?/span>

1130年黃裳也制作了一張木刻立體地圖。此圖后來引了朱熹的興趣，他千方百計地收集木刻地形圖，以便進行研究。他自己也有時用粘土，有時用木刻制作立體地形圖。黃裳在一部《鶴林玉露》里，還講述了朱熹制作的一幅地形圖的情況：“（朱熹）嘗欲以木作華夷圖，刻山水凹凸之勢。合木八片為之。以雌雄榫鑲?cè)?，可以折。度一人之力可以負之。每出則以自隨，后竟未能成?！?/section>

很可能立體地形圖的制作由中國傳到阿拉伯，后又傳到了歐洲。據(jù)說1510年，保羅·多克斯制作了歐洲最早的地形圖，繪出了奧地利的庫夫施泰因的鄰近地區(qū)。阿拉伯人伊貝·巴蒂塔（1304—1377年）敘述了他在直布羅陀看到一張立體地形圖。中國以外的國家有關(guān)立體地形圖的記載沒有比這更早了。不過，這個說法待定，值得懷疑。

中國地球儀

《元史·天文志》譯作地理志：“其制以木為圓球，七分為水，其色綠；三分為土地，其色白，畫江河湖海脈胳，貫穿于其中。畫作小方井，以計幅圓之廣袤，道里之遠近。”

雖然《元史》里寫的這個地球儀說是胡人所作，但是，我們已經(jīng)知道了“計里畫方”的地圖繪制方法，再回看《元史·天文志》其中明顯出現(xiàn)了“計里畫方”之法：“畫作小方井，以計幅圓之廣袤，道里之遠近?！?/span>，說明中國制作地球儀所用方法是地地道道的中國地圖方法，也離不開中國的地圖繪制知識，這不大可能完全獨立由胡人所作。

　@咫尺理塘歸去來 2020-10-03 02:01:14

　　管子·揆度中說：“共工之王，水處什之七，陸處什之三，乘天勢以隘制天下?！?/span>

　　今天我們知道地球上海洋總面積約為3.6億平方公里，約占地球表面積的71%，陸地面積約占29%。共工，上古時代，就已經(jīng)知道了地球上陸地和海洋的分布狀況了，并且以此作為控制天下的手段。這難道是巧合？

圖 管子·揆度中說：“共工之王，水處什之七，陸處什之三，乘天勢以隘制天下?！?/section>

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圖 《管子·揆度》中說“共工之王，水處什之七，陸處什之三”，今天的數(shù)據(jù)亦與《管子》吻合。

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所以，今天說“地球三分為陸地，七分為水”的知識可不是從胡人處得來的，《元史·天文志》中的地球儀也提到這個內(nèi)容：“其制以木為圓球，七分為水，其色綠；三分為土地”，而現(xiàn)在追溯到目前最早是來自于《管子·揆度》中“共工之王，水處什之七，陸處什之三”的記載，這是中國人早已知道的知識嘛！

這只是以元代記載的地球儀為例涉及到的知識，雖然記載里寫成是外國人制作，但是其內(nèi)容表明都是來自于中國。

元代的地球儀看不到了，還有明代的地球儀，明天啟三年，現(xiàn)存最早的中國制作的漢文注記地球儀，木質(zhì)，彩漆描繪，直徑58.4厘米，比例尺為1:21000000。

圖 明天啟三年，現(xiàn)存最早的中國制作的漢文注記地球儀

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這個地球儀對于世界主要大陸、半島和島嶼的形狀，顯示都相當(dāng)精確。后來被盜賣出國，現(xiàn)存于英國博物館。

應(yīng)該還有很多我們不知道的信息可以證明古代早就知道地球的形狀，目前所知也能證明是“地球儀”中國人所作的！

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