守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

測量面積自古以來就是一個不可或缺的工作,無論是國土面積,還是房屋面積,湖泊面積等等,大致都需要測量!

那麼,在沒有現代科技的中國古人手中,他們又是如何將需要測量的面積測量出來的呢?

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

大禹治水,上古的“規矩”與測量!

測量工作從上古時期便已有蹤跡,至於究竟是起源於何處,我們早已不得而知!但在中國中國夏朝時期,大禹治水的工作中便涉及涉及測量,正如《史記》中有這樣的記載:

“陸行乘車,水行乘船,泥行乘撬,山行乘攆,左準繩,右規矩、載四時,以開九州,通九道,陂九澤,度九山。”

由此可知,四千多年前的上古時期,夏朝的開創者禹在陝西龍門、華陰一帶治水時,就率先創造並使用了準、繩、規、矩這四種測量工具,在治水過程中進行輔助工作。“左準繩,右規矩”;就是說,大禹左手拿著準和繩,右手握著規和矩,從而幫助自己治理水患,巡察九州。

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

那麼,古代的“準繩”和“規矩”又是什麼測量工具?通俗來說,“準”和“繩”是兩種工具,都是當時人們用來測定物體平、直的器具;至於“規”和“矩,“規”是可以用來校正圓的工具,而“矩”則是畫方形的曲尺!那夏朝的時候,國土面積是怎麼算的呢?兩個字——估算!在《山海經》中,曾記載大禹在位時派自己的助手大章和豎亥去步量世界的大小:

所謂:“豎亥右手把筭,左手指青邱北”。

但受限於古人對於地球與天文的認識,人們其實並不能夠真實地測量出國土面積大小,古人更多的時候只是估算出一個地區的大概面積!

測量與繪製,古代地圖的製作方法!

在古代,測量面積後的一大用處便是製作地圖,那麼,古代的地圖繪製是如何進行的,地圖又是如何製作出來的呢?

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

總體來說,中國地圖繪製水平的進步以及國土面積的測量,也是隨著時間的發展而發展的!而中國古代繪製地圖技術的進步,則離不開一個名叫裴秀的人。中國古代繪製地圖的水平其實是很高明的,而其中的巨大進步之一便是西晉時的裴秀,提出了後世沿用許久且十分著名的“製圖六體”,

也就是“分率、準望、道里、高下、方邪、迂直”六體。

其中,分率也就是後世的比例尺,準望即正確的方位,道里即道路的測量,高下即物體高度的測量,至於方邪,即用勾股求弦,迂直即對直線和曲線的測量!從中我們也可以看出,西晉裴秀的製圖六體,其實已經包含了後世的比例、測量等最基本的製圖元素,並且成功地把如勾股求弦等數學知識引入到了六體制圖中,這也充分說明了中國古代的製圖技術和測量技術在自成一體的情況下其實也是十分高超的!

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

測量工具的應用,特別是“規”和“”矩”的應用其實在古代也是比較廣泛的!即使到現在,我們依舊可以在諸多前代畫作中,看到伏羲氏手執矩,女媧氏手執規的畫面,而這也說明了古代“規矩”的重要性!

如《周髀》首章記述:“平矩以正繩,偃矩以望高,復矩以測深,臥矩以知遠”。

這也說明“矩”在古代是測量高、深、平、遠的重要工具。“規矩”的發明可以說具有重大的時代意義,通過“矩”可以構成直角,才能夠進行更好的測量工作!

計裡畫方,盛行千年的製圖方法!

此外,如果要提到古代製圖的方法,其中不可缺少的一種重要方法便是“計裡畫方”!何謂計裡畫方,簡單的講就是在地圖原稿上,畫上許多垂直線,把圖稿分成一個一個的小格子,每個方格代表一定的測量長度,比如說將一方相當於100裡,然後就以這個比例尺,將對大地的測量結果繪製在圖稿之上。

其實即使到現在,我們在機械製圖中操作也和這種方式大致相同!通過利用計裡畫方這樣的高超方法,古代中國人也得以繪製了許多影響至今的高質量地圖,比如長沙馬王堆漢墓出土的地圖以及宋代非常有名的《禹跡圖》!

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

計裡畫方在中國使用了很長時間,一直到清朝,中國的國土測量與製圖始終並未脫離計裡畫方這一方法!明朝時,西方傳教士利瑪竇第一次把我們後世的經緯度製圖法介紹到中國,雖然我們依舊以計裡畫方為主,但受益於西方先進天文地理知識的傳入,清朝時也開始有許多重要地圖都是採用經緯度來繪製完成!

比如說清朝康熙帝時期,在西方傳教士地指導下,於1718年間便完成了關於中國的整體地圖《 康熙皇輿全覽圖 》。該圖廣泛應用,幾乎一直沿用了整個清朝時期,一直到民國初年出版新的全國地圖。

不斷進步的國土測量與地圖繪製技術!

對於整個世界國土測量工作來說,自從十六世紀以來,隨著西方近代科學技術的發展以及航海和殖民的需要,國土面積的測量工作和對於地圖的繪製工作也有了新的發展動力!比如荷蘭地圖學家墨卡託所擬定的墨卡託投影,便在在荷蘭及之後英國的大航海時代中發揮了巨大作用,此外,卡西尼用於三角測量的投影以及蘭伯特的圓錐投影等,也都發揮了各自具有的一定價值。

除此之外,德國數學家、物理學家、天文學家高斯於19 世紀20 年代擬定,後經德國大地測量學家克呂格於1912 年對投影公式加以補充的高斯-克呂格投影,也在十九世紀之後的地圖繪製以及地理發展中產生了極大的效果,通過高斯—克呂格投影,已經可以通過分帶制訂精度相當高的平面圖!綜上所述,這些地圖投影技術的發展為世界國土面積測量發揮了巨大的作用!

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

隨著現代科技的發展,國土測量工作已經愈加先進!電氣時代的來臨,特別是在電磁波測距儀發明之後,對於物體或者地區長度測量可以說有了質的飛躍。19世紀中葉,法國的洛斯發明了攝影測量方法,20世紀初,德國發展了航空攝影測量技術。這些攝影測量技術的發展,大大提高了人們地圖製圖、國土面積測量的效率!等到20世紀中後期,各國人造地球衛星上天以及遙感衛星、國土資源衛星等遙感技術、航天攝影測量技術的發展,對於國土測量的效率更得到充分提高,隨著科技發展達到前所未有的水平!

守土有責,中華民族五千年來的國土測量與地圖繪製歷程!

總而言之,隨著科技的發展,人們對於國土面積的測量愈發精確,但我們卻仍不能忘記古人們的智慧與貢獻。從古到今,我們總會不時地測量我們腳下的國土面積,正所謂守土有責,中國的土地,一寸也不能少!


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