漫話中國古代測繪
測繪是門古老的科學，在中國源遠流長，自有文字記載以來就有關于測繪的描述。即日起，浙江測繪與地理信息科技博物館開辟專題，以朝代為單位梳理中國古代測繪的發展脈絡，讓我們一起拂去歷史的塵埃，在浩瀚的歷史星河中擷取測繪智慧的漣漪。
探尋中國古代測繪發展脈絡（一）
先秦時期
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華夏神州，經天緯地，測繪歷史，源遠流長。先秦測繪起源于人們對地理環境的初步認識，后發展為廣泛應用于土地劃分、工程建設、軍事部署、天文觀象等方面的實用技術，并產生了一批早期測量工具。列國之間，地圖已作為“版圖”之象征，科學測繪技術開始萌芽。
01 早期測量工具
木垂球和木覘標墩
商（約前1600年―約前1046年）
大家能看出這是挖井時使用的工具嗎？它可是世界上最早的測量工具實物哦。使用時，把垂球用線繩系住，尖向下，固定在井口圓中心部位，覘標墩置于井中，隨井掘進垂球下放，但垂球頭始終對準覘標墩中心小洞窩，這樣就能保證井不挖歪了。看到這里，你是不是跟小編一樣佩服古代先民們的智慧呢？
02 早期測繪應用
水利工程測量
相傳4000多年前，大禹治水時隨身攜帶測量工具進行水利工程測量，《史記》記載：“（大禹）左準繩，右規矩”，“行山表木，定高山大川”。大禹治水成功，促進了農業發展，使夏朝進入盛世。
錯金銀銅版兆域圖 前4世紀
這是一塊遭受過火燒和壓砸的銅版，它是戰國時中山王
（cuò）的陵園規劃圖。圖上標有陵園各個部位的尺度，換算后的比例尺為1:500。這是世界已知最早有比例概念的銅版建筑圖，也是我國現存最早的建筑平面規劃圖。
03 早期的地圖
西周散氏盤 前879―前843年
清乾隆中葉出土，其銘文記述了?鰨?zè）國賠償給散國的兩地界線、走向以及測定順序，記載了繪有兩地界線的地圖，是中國現存最早的界線測量及地圖的實證。
荊軻刺秦王
從大禹劃天下為九州，在九鼎上分鑄全國各地的山川和珍奇物產的圖形開始，地圖已經逐漸成為國家 *** 的象征。《韓非子》中“獻圖則地削，地削則國削”說明地圖是國土的象征，這也是為什么當荊軻以獻督亢地圖為掩護準備刺殺秦王時秦王愿意冒著風險接見他。
04 測繪與天文
寸影千里示意圖
你知道嗎？我國先民曾利用日影的長短變化進行遠距離測量，具體 *** 是選擇同一天正午，在南北方向上的兩地分別豎起同高的表桿，然后測量表桿影長，并根據日影差一寸實地相距千里的原則推算兩地距離，這種 *** 一直沿用到漢代。事實上，由于地球曲率等原因，這種 *** 并不準確。
秦漢魏晉南北朝
如果說先秦時期是中國古代測繪體系的肇始時期，那到了秦漢魏晉南北朝，我國古代測繪體系開始初步形成了，不管是測繪管理、理論、 *** ，還是工具等方面均有了突破性進步。得益于數學、天文學等學科的進步，測繪水平也有了提高。這個時期，裴秀提出的“制圖六體”成為中國古代傳統制圖的范式......
01 測繪管理
提起秦始皇，我們都知道他是中國之一位皇帝，正是他奠定了中國兩千余年政治制度基本格局。那你知道嗎，除了這些，秦始皇和測繪也有很深的淵源哦，特別是對測繪管理有著舉足輕重的影響和貢獻，一起往下了解你就知道啦。
公元前221年，秦始皇下詔統一文字、貨幣和度量衡。度量衡的統一為測量標準化奠定了基礎，而標準化的測量工具成為精確測量的必要前提。
上圖是西漢測繪管理職官體系圖。實際上，從秦漢時期就設置了管理測繪的職官，建立起一定規模的測繪機構或隊伍。朝廷中，御史大夫之下御史中丞的職能中包含測繪管理與圖籍保存。秦代丞相、御史衙門里存放著地圖，并為漢代的石渠閣所繼承和拓展。
02 地圖繪制
左：《長沙國南部駐軍圖》 右：《長沙國南部地形圖》
上面的兩幅帛地圖與著名的不腐女尸辛追夫人來自同一座古墓――湖南長沙馬王堆漢墓。這些出土的帛地圖表明，秦漢地圖科學地應用了比例尺，采用了表示地形要素的符號系統，運用了和諧的色彩，保證了較好的數學精度，是2100多年前中國測繪技術和地圖 *** 的杰出代表，反映了當時世界的更高水準。
03 測量與數學
小伙伴們沒想到吧，逛博物館還能遇到數學問題！這是因為測量的實際操作中蘊含著許多數學原理哦。
三國時數學家劉徽在注釋《九章算術》時，補著《重差》一卷。重差測量即根據相似直角三角形對應邊成比例的原理，進行測高、望遠、量深。唐代李淳風以《重差》之一題為測量海島高遠問題而將其更名為《海島算經》，這是中國歷史上之一部有關測量的數學專著。
九章算術細草圖說附海島算經細草圖說 清光緒二十二年上海文淵山房石印本 1896
清李潢撰，以戴震校訂的《九章算術》為底本，對《九章算術》及其劉徽注、李淳風注詳加解釋，并繪圖說明，便于讀者理解。
海島算經=相似三角形？
剛才說到了，三國時數學家劉徽就提出了重差測量的概念，也說明了重差測量原理是“根據相似直角三角形對應邊成比例的原理，進行測高、望遠、量深”。很多小伙伴也許聽得云里霧里，下面小編就給大家演示一下海島算經的原理。提前透露一下，這個原理簡單說來就是我們中學時都學過的相似三角形哦，是不是很神奇！
假設圖中的測量人員從1號標桿向后走127步其視線能與標桿頂部、海島頂部重合；測量人員從1標號桿出發向前走1000步其視線能與2號標桿頂部及海島頂部重合，此時測量人員距離2號標桿123步。假設海島高H，2號標桿離海島水平距離為L，標桿高10米，那么抓住“123步，10米，127步，1000步”幾個重要數據，我們可以根據相似三角形原理進行如下計算：
(123步)：(10米)=(123步+L):H
(127步):(10米)=(1127步+L):H
可解得L＝30750步，H＝2510米，即海島高度為2510米。
04 制圖理論體系
裴秀像
西晉地圖學家裴秀在編繪歷史地圖集《禹貢地域圖》時提出了一套完整的繪圖規范――“制圖六體”，標志著中國古代地圖制圖理論體系的形成。
裴秀生平
裴秀（224―271年），字季彥，河東聞喜（今山西聞喜）人。曾隨司馬昭平定諸葛誕叛亂，一路上留心觀察山川地勢，廣泛收集地理資料。司馬炎代魏稱帝后，裴秀先后擔任尚書令和司空，掌管全國戶籍、地圖、田畝、賦稅等。裴秀結合踏勘地形的實際經驗和朝廷秘藏的圖籍資料，編繪出《禹貢地域圖》，這是目前所知中國之一部歷史地圖集。
制圖六體
裴秀為《禹貢地域圖》作序時對制圖 *** 進行了理論概括，提出了“制圖六體”。其前三條闡述測繪地圖的三個基本條件：分率，即比例尺；準望，即方位；道里，指距離。后三條說明各地間由于地形高低變化和中間物的阻隔，道路有高下、方斜、迂直的不同，制圖時應采取逢高取下、逢方取斜、逢迂取直的 *** ，確定水平直線距離。
05 測量工具
古代測量工具小百科
左上司南 東漢（25-220年）
司南是世界上最早的磁性指南工具，早在戰國時已應用。東漢王充《論衡》：“司南之杓，投之于地，其抵指南。”該模型原件為科技史專家王振鐸據此設計復原而成。
左中 記里鼓車
記里鼓車是行進時測量距離的裝置，通過巧妙的機械傳動，車行一里路，車上的木人擊鼓一次，是世界上最早自動測報里程的儀器。記里鼓車至遲在晉代已有，曾與指南車一同作為皇帝出行儀仗隊的先行車輛。
左下銅圭表 東漢（25―220年）
圭表是古代利用日影長短變化判斷方向、推算距離、測定時間的測量儀器。該件圭表由圭（橫）和表（豎）兩部分組成，中間有軸連接，可隨時起合，或為煉丹時的計時器。
右上新莽銅卡尺 新莽始建國元年（9年）
由固定尺和滑動尺兩部分組成，兩者等長。使用時，將左手握住魚形柄，右手牽動環形拉手，左右拉動，可測器物的直徑、深度及厚度等，最小讀數為分，可估讀至半分。該圖中新莽銅卡尺下方為現代常用的游標卡尺，對比可看出很相似，古代先民的創造智慧由此可見一斑。
右中千章銅漏 漢成帝河平二年（前27年）
漏刻是古代的計時儀器。此壺的梁、蓋長方孔處插有刻度的沉箭（已失），沉箭隨壺水外漏逐漸下降，以測定時間。這是迄今容量更大、保存最完整的西漢銅漏壺。
右下托克托日晷 漢（前202―220年）
日晷是一種利用太陽投射的影子來測定時刻的計時用具，起源于圭表。該晷于清光緒二十三年（1897年）在內蒙古托克托出土，是現存唯一可靠且較為完整的漢代日晷。
