地圖發展回顧
原始形態的簡陋地圖,在人類未創造文字以前就存在了。現在能看到的最古老的地圖是公元前2500年前製作在粘土片上的巴比倫地圖。我國現存的最古老地圖是公元前299年鐫刻在銅版上的兆域圖。隨著社會經濟發展的需求,地圖的曆史經曆了古代、近代和現代三個發展階段:中國古代地圖以裴秀為代表,他的《製圖六體》奠定了中國古代地圖繪製的理論基礎,“計裏畫方”方法影響我國古代1400年的地圖格局,而外國古代地圖以托勒密為代表,他的《地理學指南》成為西方古代地圖繪製理論的代表,他首次用簡單圓錐投影繪製世界地圖;近代地圖的特點是各國先後都開始了大規模的三角測量和地形圖測繪,我國皇輿全覽圖的測繪,奠定了我國近代地圖編製的基礎;現代地圖的特點是國際合作,地圖編製規範化,專題地圖與地圖集大量湧現,計算機輔助製圖與遙感資料製圖迅速興起,地圖學理論研究深化並開拓了許多新領域。地圖發展史展示了地圖的功能擁有巨大潛力,地圖學的理論與技術在不斷豐富和現代化。
地圖起源和古代地圖
由於生活和生產的需要,在尚未創造文字以前,原始人類很早就知道在地麵上或石板上繪畫簡單的圖形或用石塊、貝殼來模擬所看到現象的形狀、大小、方向或相對位置等。在我國已發現的6000多處原始社會人類活動遺址中,有多處在陶缽或甲骨上刻劃著幾何形線條或多種多樣的圖案和圖象,可以認為這是原始形態的簡陋地圖。現在能看到的最古老的地圖,大約是公元前2500年前製作在粘土片上的古代巴比倫地圖(圖8-1),圖上表示了山脈、四個城鎮、流入海洋的河流及其他地理特征,這是古代地圖中有代表性的作品。1955年美國著名學者克拉默(Kramer)在耶魯大學發現了紀元前1500年前畫在泥板麵上的《尼普爾城邑圖》(圖8-2)。盡管它們的內容和表示方法很簡單,但已反映出地圖與人類生活和生產的密切關係。
中國古代,據《世本八種》記載,黃帝同蚩尤打仗,曾使用了表示“地形物象”的地圖。
春秋戰國(公元前770—前221年)時期,出於軍事、政治、喪葬以及社會經濟的需要,地圖品種也隨之增多,在《周禮》中曾有十幾處記載有:“司徒所掌之圖”(這是掌管土地和礦產用的專題地圖)、“塚宰之圖”(這是表示疆域戶籍為內容的行政區劃圖)、“司馬之圖”(這可能是全國性地圖)、“宗伯之圖”(這是表示墓地範圍地圖)。1972年在山東臨沂的銀雀山西漢墓中發現的《孫臏兵法》殘簡上,刻有講述地形、地圖對用兵重要性的文字外,還有“附地圖九卷”之說。上述這些地圖,都由於曆史久遠已經失傳。能夠見到的戰國時期的地圖,是1977年發掘中山王墓葬時發現的鐫刻在銅版上的“兆域圖”,這是用金銀鑲嵌的墓葬平麵圖,長94厘米、寬48厘米、厚約1厘米。圖上標明有宮垣及墳墓所在的地點,建築物各部分的名稱、大小、位置和它們之間的相互關係,繪製時間在公元前299年前後,證實了《周禮》的記載是可信的。
到了西漢時期,國家統一,農業、水利和工商業進一步發展,加上軍事擴張,地圖測繪出現繁榮。當時已有了簡單的測量工具和測算學,可以測定“高、遠、深、寬”,繪製了不少地圖,這在史書上都有記載,但無實物保存。1973年12月在發掘湖南長沙馬王堆三號墓時,發現了兩千一百多年前(公元前168)繪在帛上的三張彩色地圖,分別為地形圖,駐軍圖和城邑圖。圖上包括的範圍大致是現今的湖南、廣東、廣西三省(區),比例尺約為1∶18萬,內容和現代地圖大致相同。水係比較詳細,主支流區分明顯,按流水方向用線劃符號由細到粗表示生動自然;用封閉曲線描繪地形山體及走向;居民地按行政單位以不同符號表示縣、鄉、裏三級;道路用實線與虛線表示出不同等級。內容十分豐富,表示方法與繪圖工藝水平都較高。在《駐軍圖》上還用顏色按兩層平麵表示,這些都與現代地圖的表示方法相近似。因此,該圖在國內外的地圖發展史上享有很高的聲譽,是研究古代地圖的發展極為寶貴的實物資料。
中國古代著名地圖學家是西晉的裴秀(公元223—271),他主持編製了《地形方丈圖》和《禹貢地域圖》18幅,總結了前人的製圖經驗,創造了著名的地圖繪製原理“製圖六體”。在《晉書·裴秀傳》中記有“製圖之體有六焉:一曰分率,所以辨廣輪之度也;二曰準望,所以正彼此之體也;三曰道裏,所以定所由之數也;四曰高下,五曰方邪,六曰遇直,此三者各因地而製宜,所以校夷險之異也。有圖象而無分率,則無審遠近之差;有分率而無準望,雖得之於一隅,必失之於他方;有準望而無道理,則施之於山海隔絕之地,不能以相通;有道裏而無高下、方邪、遇直之校,則徑路之數必與遠近之實相違,失準望之正矣。故以此六者,參而考之,然遠近之實,定於分率;彼此之實,定於道裏;度數之實,定於高下、方邪、遇直之算。故雖有峻山矩海之隔,絕域殊方之迥,登降詭曲之因,皆可得舉而定者。準望之法既正,則曲直遠近,無所隱其形也”。這裏的第一項分率即比例尺,它是用來辨別地域麵積大小的準則;第二項準望,是用來訂正彼此間方位關係的準則;第三項道裏,是用來計算交通路線及其裏程的;第四、五、六項高下、方邪、遇直是指隨著不同的地形情況,道路有上山崗、下平野、垂直、斜行、曲折的區別。這六個方麵是相互聯係相互製約的,依此可以繪出比較精確的地圖。裴秀的製圖六體奠定了中國古代製圖的理論基礎,他們采用的計裏畫方方法,影響我國1400年間(西晉至明末)繪製地圖的格局。唐代的地圖製作,由賈耽集其大成。賈耽(公元730—805)是一位對地圖發展有卓越貢獻的人,他的代表作品是於公元801年完成采用朱墨二色表示古今地名的《海內華夷圖》,流傳五百年之久。該圖在南宋(公元1136年)經縮小刻石的《華夷圖》一直保存到現在,內容豐富,位置比較準確。
唐代在地圖測繪上另一傑出成就,是開始了子午線實地測量。這一測量工作是僧人一行(名張遂,公元673—727)主持的,於724年與南宮說在黃河以南的白馬(滑縣)、浚儀(開封西北)、扶溝(扶溝孫)和武津(上蔡)一帶五百餘裏的地麵上,用水準、墨繩和八尺之表觀測日影長度差(晷差),並實地丈量距離,還觀測了四地的北極高(緯度)分別為35°3’、34°8’、34°3’、33°8’,四點間的距離為198裏179步、167裏281步、160裏110步,共實測距離為526裏270步,晷差為二寸餘,經換算按當今的計量單位得子午線上緯度相差一度的距離為132.03公裏。這是科學史上劃時代的創舉。
宋代在地圖學方麵取得了重大成就,這個時期在宋王朝建立不久就曾下令各州縣繪製本區地圖。太宗淳化四年(公元993)“令畫工集諸州國,用絹百匹畫之,為天下之圖,藏秘府”,就是《淳化天下圖》,這些圖現已不存。現存的宋代地圖有:華夷圖、禹跡圖、九域守令圖、地理圖等。
《禹跡圖》是我國迄今發現最早的“計裏畫方”地圖。圖上有橫70、豎73、共計5110個方格,每方折百裏,比例尺約為1∶180萬。圖上著重表示水係,有黃河、長江、珠江及其支流形狀,洞庭湖、鄱陽湖、太湖、洪澤湖等大湖的位置以及海岸線的輪廓,比華夷圖細致,黃河在開封東北折向北流,至天津附近流入渤海,與今圖上表示的形狀比較接近。
《九域守令圖》是在四川榮縣發掘的北宋末年的石刻地圖,比例尺為1∶180萬左右,是一寸折百裏地圖。該圖的特點是以行政等級作為居民地分級的標準,府、州、軍為一級,監、縣為二級,以不同大小字級來區分,總體反映的是政區情況,表示出京府4個,次府10個,州242個,軍27個,監4個,縣1118個,是已傳世的地名最多、時間最早的全國政區地圖。
《平江圖》是南宋紹定二年(公元1229)郡守李壽明主持刻繪在石碑上的地圖。該圖以中國傳統流行的平麵與立體形象相結合的地圖畫法,描繪了城市的布局及各種建築物,是我國現存的最完整的一幅古代城市規劃圖。圖上表示的城廓、道路、河道、橋梁和重要建築物以及城外山湖風光的布局等,與現在的蘇州城對照,它們的位置是比較準確的。
北宋沈括(公元1031—1095)編製了“二寸折百裏”的《天下州縣圖》20幅,是當時最好的全國地圖。除此之外還在根治汴渠時進行過840餘裏的水準測量,利用木屑、漿糊、熔蠟及木刻等製作地形立體模型,並在長期實踐中發現了磁針偏角現象,是一個博學多才的科學家。
元代的地圖成就,主要是紮馬魯丁的地球儀和朱思本的《輿地圖》的繪製成功並在當時形成朱思本地圖體係。
紮馬魯丁是少數民族科學家,於至元四年(公元1267)撰萬年曆,在北京建立觀象台,製造天文觀測儀器7種。其中他製造的“地球儀”是我國最早的地球儀作品。據《元史·西域儀象》記載,“其製以木為球,七分為水,其色綠;三分為土,其色白。畫江河湖海、脈絡貫於其中。畫作小方井,以計幅原之廣寰,道裏之遠近”,對中國地圖學的發展,做出了重要貢獻。
朱思本(公元1273—1333)是元代地圖學家,曾於公元1311—1320年間完成了長寬各7尺的全國《輿地圖》二卷。他以計裏畫方之法繪製各地分圖,然後彙編成全國地圖,內容豐富翔實,寧缺勿濫,製圖非常嚴謹,是賈耽以來重要製圖作品,曾被多次摹繪,流傳至明代,後經羅洪先(公元1504—1564)增補修編成《廣輿圖》,又以“畫方易編簡”的道裏,將大幅分成小幅,製成了我國最早的綜合性地圖集。
總之,裴秀以後千餘年間,由於不同曆史時期的社會需要,地圖曾被廣泛應用於土地管理、外交活動和軍事鬥爭等各個方麵,尤其唐、宋兩代,官府的製圖事業曾盛極一時,裴秀的“製圖六體”也同時得到了廣泛應用與發展。
明代鄭和(公元1371—1435)是我國著名航海家,在公元1405—1433的28年間,七次下西洋,曆經30餘國家,最南到了爪哇,最西到了非洲東岸的蒙巴薩,並繪製了一卷《鄭和航海圖》。該圖原名為《自寶船廠開船從龍江關出水直抵外國諸番圖》,載於《武備誌》。原圖24頁,序1頁,地圖20頁,過洋牽星圖2頁,空白1頁。原圖按一字展開式繪製。收入《武備誌》時改裝為青本式如圖8-15。地圖上詳細記錄了開船時間、停泊地點、淺灘、礁石和五百餘地名,其中外域地名達300餘。
《鄭和航海圖》的繪製方法,不采用傳統的“計裏畫方”法,而用形象的“對景圖”。山形及具方位意義的地物,按其特征形象繪製。此圖各處的比例不甚準確,方位也有差誤,但並不能輕視鄭和是我國最早的航海圖的製圖學家和他在中國地圖學史上的偉大貢獻。
國外古代地圖的發展,比較明顯的還是在埃及的尼羅河沿岸開始有了農業的時候。為了重新確定被河水淹沒的土地,需要進行丈量,於是產生了具有數學意義的用圖形表示土地輪廓和數量的地圖。到了希臘、羅馬時代,由於手工業的發達,又開始了海上貿易和戰爭,需要繪製大範圍、高精度的地圖,於是測量經緯度,研究地圖投影,編製小比例尺的航海圖和世界圖就成為必要的了。公元前三世紀古希臘埃拉托色尼(Eratosthenes,約公元前275—194)著《地理學》一書內附有世界地圖,第一次計算了地球曲率、周長,並把經緯線表示在地圖上,圖上的山脈是以“毛毛蟲”的符號表示的。紀元後在地圖史上著名的代表人物是希臘的托勒密(ClaudiuoPtolemy,公元90—168),著《地理學指南》八卷,論述了地球形狀、大小、經緯度的測定方法,並選定經過大西洋中的費羅島的子午線為本初子午線,它一直沿用到1884年。這部著作實際上是地圖學理論、方法和資料的彙編。書中附有世界圖和分區圖。托勒密是首先使用簡單圓錐投影繪製世界地圖的人,雖然他錯誤的否認希臘人關於陸地是被海洋包圍著的島嶼狀的觀點,認為陸地麵積大於海洋,但他的地圖作品仍然具有劃時代的意義。
從四世紀到十三世紀1000年左右的時間裏,西方受宗教統治,神學代替了科學,處於曆史上的黑暗時代。地圖成果遭到摒棄,完全被宗教觀所代替,地圖蛻變為寰宇圖,成為宗教的禦用品,地球球形的概念代之以四邊形或圓盤形。拜占廷人科斯馬斯(Cosmas,公元六世紀)著的《基督教地形學》一書認為:世界是一個高平的矩形海島,長為寬的2倍,並被矩形海洋包圍;海洋深入陸地,形成羅馬海、波斯灣、黑海和阿拉伯海;在海洋彼岸的東方有一個在洪水後麵形成的極樂世界,從極樂世界流出4條神河——尼羅河、底格裏斯河、幼發拉底河和恒河;在地球上襯有穹窿狀透明的天空,可以看見下層天空、太陽、月亮和恒星等的運動;人們看到的天空星球的移動並非地球旋轉,而是星球自身的運動而引起等。另外流傳很廣的是“T—O”地圖,該地圖把耶路撤冷繪於中心,尼羅河、多瑙河、地中海和頓河繪成T字形,分割成歐、亞、非三洲。
當歐洲還處在黑暗時代,東方的阿拉伯人由於航海的需要汲取了希臘的地圖知識,結合他們的天文學、數學、幾何學方麵的進展,促進了地圖的發展。阿拉伯人的地圖把世界繪成圓形,外麵為大海包圍。該圖比托勒密地圖進步的是已表現出亞洲最大,非洲較小。這階段的著名作品是公元1154年埃錐西(Idrisi,1099—1164)繪製的世界地圖。該圖將亞洲繪的詳細,地圖的上方為南,與現在地圖方向相反。
近代地圖與基本地形圖測繪
西歐資本主義興起,開始了殖民主義擴張,既要探尋海上的通商航路,又要求進一步對大陸腹地的了解,因此海上探險、地理發現、繪製世界地圖特別是各國基本圖的測繪,就成為近代地圖史上的主要活動內容。
15世紀後期,東方貿易被土耳其人壟斷,從紅海以外其他航線走進印度洋,成為非常誘人的願望。葡萄牙人主張繞過非洲,1488年達伽瑪(VascodaGama,1469—1524)繞道非洲南端試航成功,1497年又延伸到了印度。佛羅棱薩人主張從未經航行過的大洋向西航行去尋訪在環球那一麵的中國,意大利人哥倫布(Gistoforocolombo,1451—1506)就是抱著這樣的信念,希望探險去發現一些新島,發現中國,卻沒有料到在中途可能發現新大陸,他甚至把所發現的新大陸誤認為是中國或印度的一部分。直到1519年麥哲倫(MagellanFerdinand,1480—1521)第一次環繞世界的航行,歐洲探險家才第一次約略地摸清大西洋西岸的輪廓。但是對於當時的中國沿海和太平洋沿岸,仍然是茫無所知。因此,1524年歐洲的一些世界地圖,仍把東南亞和美洲聯在一起,就是1587年的世界地圖上,太平洋沿岸的輪廓仍然是十分模糊的。意大利傳教士利瑪竇(MatteoRici,1552—1610)於1582年來中國進行地理考察,觀測緯度,一年左右時間就繪製了中國地圖並寄回西歐去,後來由於中國學者的幫助,把西方和東方編繪在同一幅世界地圖上,促進了東西方世界地圖知識交流。荷蘭地圖學家墨卡托(Mereator,1512—1594)以地圖集的形式,總結了前人關於地圖理論與技術的成就,根據新資料,對已有地圖進行修改和補充,他逝世後出版的世界地圖集是他的代表作,這部作品,創製並應用了正軸等角圓柱投影新繪製世界地圖,並以數學基礎嚴密、資料充實、內容新穎著稱。墨卡托第一個把希臘神話中肩負地球的巨神阿特拉斯(Atlas)的名字用作地圖集的名稱,成為專用術語,一直沿用至今。