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中国地图学的发展从总体上看分为三个大的时段:从先秦时代的原始地图到明代郑和七下西洋时制作航海图,可看作是中国地图学经历封闭式独立发展,达到当时世界领先水平的过程。
从明末利玛窦来中国传教到中华民国,是中国地图学的第二个发展时段,是西洋地图制图技术输入中国,并开始了我国的实测地图学发展的过程。从新中国成立至今,是中国地图学发展的第三个大时段,标志着我国地图学赶上世界先进水平,并迅速开拓地图制图现代化新局面的过程。
本文主要阐述第二阶段,即利玛窦之后中国古代和近代地图学的发展。
利玛窦让中国人知道绘地图要实测经纬度
明末,正是欧洲诸国进入资本主义原始积累时期。它们为了开拓世界市场, 掠夺财富, 开辟了欧亚之间的海上交通。 在这种背景下, 1508年,意大利传教士利玛窦来到中国。他以介绍西方的科学知识为传教的“诱饵”来取得中国统治阶层的重视。而对中国科学文化影响最大的是西方的实测地图制图技术,从此,这种新制图法在中国开始传播。
利玛窦不断地绘制并向中国人介绍世界地图,如他绘制的《山海舆地全图》、《万国图志》等,受到中国上层人士的普遍欢迎。继利玛窦之后,画这种世界地图的有:意大利传教士庞迪我的《海外舆图全说》二卷、艾儒略的《万国全图》、比利时传教士南怀仁的《坤舆全图》等。这些图的绘制方法及理论同利玛窦基本一致,但没有像利玛窦世界地图那样风行一时,为中国人所重视。
利玛窦地图向中国的传播,打开了中国人的眼界,冲击了中国人唯我独尊的虚骄心理。另外,在地图上打破了中国传统的绘图成规,开创了一条新的制图道路。所以,利玛窦世界地图的输入,在中国地图学史上有着不可磨灭的贡献。
利玛窦地图对中国地图学发展的贡献表现在:
1)测量经纬度。我国唐代虽然已经有了北极出高地的说法, 可视为初步的纬度概念,但尚不明确地球经纬度,而且中国人眼中的地球仍然是“天圆地方”。利玛窦首先介绍了东西两半球、二圈图的概念和经纬度测量的概念,并利用所谓量天尺测量北京、南京、杭州、广州、西安等地的纬度,又利用日月蚀测量经度。从此,才有较多学者相信大地为球形,才知画地图必须实测经纬度,并且学会了利用日食量经度的方法。经纬度制图法的引入,无疑给中国地图学的发展带来了一次大的飞跃。
2)五带的划分。利玛窦地图以赤道为中心, 平分地球为南北两半球,并画了南北二回归线、南北二极圈线。相应地把气候分为一个热带、两个温带、两个寒带。
3)新地理知识的扩充。中国人过去对世界地理的认识, 大约东至日本、菲律宾、西仅抵南欧和北非东岸,南到印度尼西亚。在这以外的地区多依稀恍惚,不甚明确,往往以海洋表示。自利玛窦地图输入以来,中国人的地理知识一跃扩展到南非洲、南北美洲,以及太平洋和印度洋。
4)外国地名的译定。 现在地理和地图使用的一些外域地名大部分是那时译定的。如“亚细亚洲(即亚洲)”、“欧罗巴洲(即欧洲)”、“大西洋”、“地中海”、“罗马尼亚”等译名一直沿用至今。
康熙主动接受西方地图学
明末,意大利传教士利玛窦把西方科学的经纬度制图法传入中国后,到清初受到重视。这以康熙年间测绘《皇舆全览图》为标志。康熙之所以采用西方制图法大规模测绘地图,与康熙亲政后平定叛乱、统一祖国的战争有关;此外,康熙接受西方科学技术,也是原因之一。
实测《皇舆全览图》的工程历时10年(1708—1718),每省单独成一卷。测量方法采用三角测量法。投影方法采用伪圆柱投影,从图上看,中央经线是通过北京的子午线,纬线与中央经线垂直,其它经线为对称于中央经线的曲线。图上的注记边疆与内地有所区别(即边疆部分加上少数民族文字)。完工后的《皇舆全览图》,其质量不仅是亚洲当时所有的地图中最好的一幅,而且比当时的所有欧洲地图都好。
《皇舆全览图》是我国首次全国性的实测地图,在中国地图学史上有着极为重要的意义。首先,它统一丈量尺度,即以地球经线每度的弧长作为长度度量的标准。其次,为牛顿提出的“地球扁圆说”提供了最早的实证。再次,第一次对我国宝岛台湾省进行了实测。第四,开我国实测经纬度地图之先河。
《皇舆全览图》目前已不存在,但有一部图集可知康熙年间所成地图的梗概,这就是沈阳故宫博物院发现的清初地图。该图已由沈阳故宫博物馆石印出版,题为《清内府一统舆地秘图》。全图共四十一幅,地图范围西至西经4°,北至北纬50°。
乾隆时期最终完成中国实测地图
康熙时期编制的《皇舆全览图》虽然是我国第一部实测省级地图集,但由于战乱使得新疆、西藏部分领土无法测绘,故它还不是完整的全国实测地图。乾隆皇帝执政后,对地图的编制比较重视,一方面刊行《大清一统图》,以备朝政使用;另一方面派人到西藏、新疆测绘康熙时期没有测绘完的部分疆域。西藏、新疆工地的测绘于乾隆二十四年(公元1759年)完工,尔后西洋教士蒋友仁在《皇舆全览图》基础上增加新疆、西藏新测绘的资料,编制成一部新地图集——《乾隆十三排地图》(也叫《乾隆内府地图》),使我国实测地图最终完成。
《乾隆十三排地图》的印刷本现已不存在,但1925年5 月北京故宫博物院文献馆点收故宫造办处存物时, 发现地图铜版一百零四方。 1931年经朱希祖整理审定,亦为乾隆时期的皇舆全图,便重新印行,题名为《乾隆内府地图》。
在数学基础上,《乾隆内府地图》与《皇舆全览图》基本相同。比例尺约为1:40万,在分幅上每纬差5°为一排,共十三排,所以叫《乾隆十三排地图》。各幅图的大小不同。投影为伪圆柱投影;过京的中央经线所注度数不为零,而为东一西一。在内容上,《乾隆内府地图》更详细,对河流与居民地、山名注记较详。
晚清闭关锁国 地图学倒退
《大清会典舆图》的绘制,表明中国传统地图制图法东山再起,制图技术倒退。清王朝自乾隆以后,逐渐以消极保守的闭关锁国政策,代替与各国贸易文化友好往来的政策,从而导致清政府中后期发展缓慢,科学文化进展不大。在地图学方面,尽管有清初内府地图的良好开端,但中国传统的制图法这时东山再起,许多地图西式中式混用,有的干脆不要西式经纬度制图法,完全采用计里画方或什么控制网都不要的制图法。这是制图技术倒退的象征。
《大清会典舆图》就是采用西式与中式混用的方式编制的。编制《大清会典舆图》是在同治年间提出的,但真正开始工作是光绪十二年(公元1866年)在北京建立“会典馆”以后。在图上的突出表现是:计里画方制图法与经纬网制图法混用,传统的地图符号与现代化的符号混用。
我国第一部新法绘制的世界地图集《海国图志》
我国采用经纬度制图法绘制的第一部世界地图集,是清末地理学家魏源编制的《海国图志》。它的编制与当时查禁鸦片、抗击帝国主义侵略有直接关系,即为了介绍“夷情”,“讲画”时务,了解国外情况为宗旨。
《海国图志》共三种版本:道光二十年(公元1840年)的五十卷本、道光二十六年(公元1846年)的六十卷本、咸丰二年(公元1855年)的一百卷,以第三种版本最为详细。全地图集共绘地图七十四幅,其中有《历史沿革图》八幅(包括中国历史沿革四幅、外域沿革四幅)、东西两半球图一幅、各大洲地图及各大洲国家分图若干幅。
各洲各国地图在绘制方法上,完全脱离了中国传统的计里画方之方法,采用经纬度控制方法。纬度以赤道起始,经度以穿巴里亚利斯岛的子午线为零度,全球分为东经180°、西经180°。这和清初的《皇舆全览图》、《乾隆内府地图》以过北京的子午线为起始零度是不同的。在地图投影的选择上,《海国图志》能够依据地图所括面积及所处的地理位置,比较灵活地选用所需投影;地图比例尺根据具体国家的情况而定,在图内各地物要素符号的设计上,与现今的世界地图有类似之外,但大部分符号仍然保持古地图的特征。
《海国图志》是中国地图制图学史上一部关于世界地图集方面开创性的著作。