中國古地圖遺產集成了《中國古代地圖集》(戰國至元、明、清三卷)[4,5,6] 、《中國古地圖精選》[7] 、《中華古地圖珍品選集》[8] 、國家圖書館《輿圖要錄》[9] 、《中國古代地圖集》(城市地圖)[10] 、中國科學院圖書館藏古地圖敘錄[11] ,以及保存於海外的中國古地圖敘錄[12,13] 等文獻中提供的代表性地圖,涵蓋了世界輿圖、中國輿圖、天文圖、航海圖、海/陸防與軍事地圖、水利河工圖、地形圖、名勝古蹟圖、地質礦產圖、氣象圖、教育圖等專題圖,以及世界各大洲、區域與中國省區縣地圖等。面對所梳理的萬餘種古地圖,本文依據時間先後和技術發展劃分了西晉至元代、明代和清代三個時期,分別敘述了各個時期的代表性作品名稱、內容、特色和價值,其中聞名國內外的最具珍貴价值的世界輿圖、中國輿圖、海圖和天文圖特列於表1和表2。
2.1 西晉至元代古地圖—中國古代地圖科學起源與完善
(1)西晉裴秀領銜完成”禹貢地域圖”與“地形方丈圖”。西晉裴秀(公元224-271年),在主持完成《禹貢地域圖》十八篇和“地形方丈圖”基礎上,綜合前人經驗提出”製圖之體有六焉”(《晉書·裴秀傳》),後人稱之為“製圖六體”,開創了中國古代地圖科學之路。《禹貢地域圖》是一部以疆域政區為主的歷史地圖集,上起《禹貢》下至西晉,內容包括古代九州、西晉十六州,圖上表示了州以下的郡、國、縣、邑及它們間的界線,和山脈、平原、海洋、河流、湖泊、沼澤等自然地理要素,以及歷史上重大政治事件發生地,水陸交通路線等。《地形方丈圖》運用“計裡畫方”之法,按照1:1800000比例縮繪而成[14] 。
(2)南朝大臣謝莊領銜完成”木方丈圖”(南史·謝莊傳)。南朝(公元502-557年)宰相謝莊,在裴秀的製圖理論指導下,根據“左氏經傳,隨國立篇”資料製成“木方丈圖”,即由多個木塊圖拼接而成,分之即成州縣圖,合之則為全國地圖,實屬創新、便於攜帶。
(3)隋朝崔績撰《區宇圖志》等。隋煬帝(公元581-600年)時期,要求各州自制地圖並彙總朝廷,命內史侍郎虞世基推薦崔績撰《區宇圖志》,先後完成250卷、600卷和1200卷3個版本,最後彙編成129卷的中國第一部一統志,以及《諸州圖經集》100卷,綜合了地圖、地誌內容和體例。另派裴矩採訪編制《西域圖記》,載有西域各國地圖。
(4)唐朝宰相賈耽領銜完成《海內華夷圖》。《舊唐書·賈耽傳》介紹了唐代地圖學家賈耽(公元730-805年,唐德宗時宰相)用時30年編纂“海內華夷圖”,覆蓋了今亞洲大陸,實際是世界上最早的大型亞洲圖。該圖明示了比例尺,又用不同的顏色(古郡縣用黑色,現州郡用紅色)標識,讀者使用十分方便。
值得一提的是,唐朝(公元618-907年)規定地圖五年一修,在東都洛陽的圖書收藏機構中既有各郡縣的地方圖,又有國家編繪的一統圖,還大量出現邊防圖、對外圖。其中武后(公元684-705年)、唐玄宗(公元712-756年)、唐憲宗(公元805-820年)年間,朝廷均依府州所上地圖繪製了官方地圖——《十道圖》,其宰相李吉甫編繪了《元和郡縣圖志》等。公元8世紀初(約公元705-710年)的天文學家完成敦煌星圖,採用圓、橫兩種投影畫法分別以圓圈、黑點和圓圈塗黃3種方式繪出1350多顆星,成為世界上現存星數最多時間最早的星圖之一[15] 。
(5)宋朝沈括完成《守令圖》、黃裳完成《蘇州石刻天文圖》原圖等。北宋著名科學家沈括(公元1031-1095年)著有聞名於國內外的《夢溪筆談》,沈括是一位偉大的地圖學家,他編繪了“守令圖”(天下州縣圖),《補筆談》介紹了沈括採用“二十四方位,並以八幹(甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸)四卦(乾、坤、良、翼)作座標”,製圖精度獲得明顯提高。公元1074年,沈括用麵糊木屑創制邊境地形模型,後又改用木蠟製造。沈括善於利用比率、方位、與高下等,地形模型已相當精確。後人評說沈括所創制的地形模型,比歐洲18世紀瑞士最早製成的地形模型要早7個世紀,且規模大[16,17,18] 。另有宋代禮部尚書黃裳(公元1044-1130年)製作了木質“輿地圖”,1190年完成1440顆星的世界首創科學天文圖《蘇州石刻天文圖》原圖,後者屬於中國人首創科學天文星圖。
宋朝地圖保持至今的有10餘種,其中石刻地圖和印刷地圖展示了中國宋代的地圖文明特點,因而保留了中國宋代之前古地理風貌。例如:北宋時的《華夷圖》是中國最早的石刻地理圖,1117-1125年依據唐朝賈耽《海內華夷圖》於公元1136年石刻,並修改了當時行政區域的變化;公元1155年,南宋楊甲編撰《十五國風地理之圖》,展示了長江以北、長城以南的地區,其為中國最早印刷地圖。科技史專家李約瑟評論“歐洲的第一張印刷地圖要比它晚200年左右”;1265-1274年間完成的宋朝《輿地圖》,以宋代政區為主體,依次表達了契丹、女真、西夏,東包日本、西至蔥領,南括印度及海上印度尼西亞諸島嶼,北達蒙古高原,還涉及到當時亞洲一些國家,反映了宋代大航海事業帶來的外國風貌。
(6)元朝地圖學家朱思本製作《輿地圖》。元朝著名地圖學家朱思本(1273-1333年,玄教宗師),繼承了裴秀、賈耽、沈括製圖方法,總結了唐宋以來的地理學成就,又增加了許多自己獲得現勢性資料,用時十年繪製成《輿地圖》(公元1315年)。朱思本“輿地圖”標誌著中國古代地圖科學的成熟與完善。
元朝另二位著名地圖學家,一是李澤民完成《聲教廣被圖》,二是清濬完成《混一疆理圖》和《廣輿疆理圖》。明代《水東日記》詳細記述了清濬於公元1360年所繪《廣輿疆理圖》。據作者介紹,該圖東自黑龍江、西海祠,南自雷、廉、特磨道站至夕灘、通西,皆界為方格,南北約九十餘格,東西略少。其間省、路、府、州,別以朱墨,仍書名山大川水陸限界。清濬的地圖將歷史沿革與政區設置相結合,北遠過黃河,直至今蘇聯境內雅庫茨克一線,西越天山、印度、巴基斯坦,可至阿富汗境。這是一幅以“夏”為主,旁及諸“夷”,包羅廣闊,也正象清濬本人所說的“萬里山川咫尺中”的地圖[19] 。
1959年英國學者李約瑟博士分析元代地圖時做出來如下評論:“14世紀的歐洲和阿拉伯地圖中,常把非洲南部的那個尖端畫成指向東面,直到15世紀中葉才把這個錯誤糾正過來,可是在公元1555年刊印的由“輿地圖”分幅而成的羅洪先《廣輿圖》,非洲的那個尖端則是指向南方,說明朱思本早在公元1315年就已經是這樣畫的了……中國元代地圖學家顯然是優勝者。”
2.2 明代古地圖—中西地圖融合發展
明初在朱棣皇帝的創導下,中國航海業達到頂峰,公元1405-1433年,鄭和領銜了世界上最大船隊,先於西方完成了遠洋航海,同時完成了聞名世界的《鄭和航海圖》。明代還完成了《航海總圖》、《航海針路圖》、《海道指南圖》與《南海天書更路簿》等,形成系列航海圖[20] 。
明初1389年自主完成《大明混一圖》,現已成為國寶;1418年完成《天下諸番識貢圖》,標誌著中國人先於西方完成由兩半球構成的世界地圖[21,22] 。
100年後,明代傑出地圖學家羅洪先(1504-1564年),以朱思本《輿地圖》為基礎,參考李澤民《聲教廣被圖》、許西峪《九邊小圖》、唐漁石《三邊四鎮圖》等十四種當時能夠找到的元、明地圖,編撰了中國古代第一部綜合性地圖集—《廣輿圖》。羅洪先將《輿地圖》分割為40幅小圖,依據圖幅和地區範圍的大小,分別採用每40裡、100裡、200裡、400裡和500裡等不同比例尺,還創制了24種常用圖例符號,僅代表不同職能居民點的符號就有府、州、縣、驛、衛、所、屯、堡、城、營、站、關、寨、墩、臺等17個之多。《廣輿圖》聞名中外,此後明清之際出現的“計裡畫方”地圖,大多源於《廣輿圖》。意大利傳教士利瑪竇於1583年完成的《華國奇觀》附圖是《廣輿圖》的拉丁文版。
意大利傳教士利瑪竇於1582年進入中國澳門,帶來了地理學家奧代理斯編繪的《世界地圖》,並在中國人幫助下組織了以中國人為主的製圖團隊,主要採用中國羅洪先的《廣輿圖》等,進行了“中西地圖融合”,編繪了《萬國全圖》,傳佈“東西兩半球、兩極、五大洲、五帶”等地理知識。後來將《萬國全圖》更名為《山海輿地圖》,先後被刻印達12次之多,最後更名為《坤輿萬國全圖》,中國科學家李之藻特寫了說明書《職外方記》,之後傳人日本等西方國家,被奉為傳授世界地理知識的名著[23] 。分別珍藏於日本、梵蒂岡、英國的“坤輿萬國全圖”,國內外專家一致評價其在16世紀前後屬於最為精確的世界地圖。李兆良教授發現該圖很多地名均為第一次出現,從而推斷該圖應該主要採用了中國人獲得的第一手資料。
明代天啟元年(公元1621年)茅元儀完成的《武備志》,全書240卷,200餘萬字,738幅附圖,屬於中國古代規模最為宏大的綜合性兵書。茅元儀論述古代的“方輿、鎮戍、海防、江防、四夷、航海”時,採用“圖文並舉”模式,詳細展示了“地理形勢、關塞險要、海陸敵情、衛所部署、督撫監司、將領兵額、兵源財賦”等內容,其中《鄭和航海圖》、《籌海圖編》、《海防圖論》等一批珍貴地圖得以保存至今當屬於茅元儀與武備志的重大功績之一,同時也佐證了鄭和航海過程中獲取的各種資料與工作日記等已被毀滅的傳說不實。
明末徐光啟等繪製的《恆星屏障圖》,實屬古今中外、黃赤兼備的最完備星圖(1812顆星),標誌著中國古天文圖在17世紀中葉仍然處於世界先進水平。
2.3 清代古地圖—地圖近代化漸趨成熟
清朝皇帝十分重視西方製圖技術應用於中國輿圖和世界輿圖編制。康熙於公元1674年聘用比利時傳教士南懷仁主持完成《坤輿全圖》;乾隆於公元1767年聘用法國傳教士蔣友任改編《坤輿全圖》。“南圖”四周14段文字分別論述“四元行、南北極、地圓論、地體之圓、雨雲、潮汐、風、海潮、氣行、海水之動、地震、人物、江河、山嶽”。“蔣圖”利用了當時最新世界地圖和中國地圖,概述了16-18世紀間世界地理調查成果,鮮明的桔黃色標示了“臺灣及其附屬島嶼(包括釣魚島列嶼在內)和中國大陸”,後人評說其“堪稱中國和世界製圖史上集大成傑作”[24] 。
表1 晉—梁—隋—唐—宋—元留存的代表性古地圖Tab.1 Typical ancient map of China from Western Jin to Yuan Dynasty
康熙皇帝組織了中國的官員和當時在華的西方傳教士白晉、雷孝思等共同主持全國各地的測繪製圖,於康熙57年(1718年)完成了中國第一部採用經緯網實地測繪的全國地圖—《皇輿全覽圖》(後被譯為滿文和法文),包括總圖與各省分圖。該圖在國際上被認為是“不僅亞洲當時所有地圖中最好,而且比當時所有的歐洲地圖都好,更精確”(英國李約瑟著《中國科學技術史》第五卷地學第一分冊第235頁,科學出版社1976年10版)。康熙皇帝還特地召來能工巧匠雕刻成“金鑲白玉中國地圖桌”,藏於北京故宮。然而,花了如此巨大投入所繪製的領先於世界的《康熙皇輿全覽圖》,長期收藏內府,社會上根本看不見,因而對經濟社會發展沒有起到應有作用,反倒是參加測繪的西方傳教士把資料帶回西方整理發表,使西方在相當長一個時期內對中國地理的瞭解要超過中國人。
清乾隆皇帝於公元1756-1760年間補充實測了新疆和西藏資料,編繪印製了104幅《乾隆十三排銅版地圖》,成為歷史上版圖最為完善的中國疆域行政圖。
直至第一次鴉片戰爭失敗後,魏源接受林則徐委託,以《四洲志》為基礎於1842年編纂了《海國圖志》50卷;1848年增補為60卷本;1852年又擴充為百卷本,全書包括88萬文字,75幅地圖,涵蓋沿革圖、全球圖、大洲圖、區域與國家圖等。《海國圖志》實為中西地圖與志書融合創新的中國近代第一本自編世界地圖集,國內外影響很大[25,26] 。1845年,葉子佩領銜設計製作了《萬國大地全圖》,創新設計了兩極各自為中心的南北半球掛圖,圖上標註“萬里石塘”、“七洋洲”、“萬里長沙”即為後來正式命名的南沙、西沙和中沙群島。
清同治時期,由胡林翼等編繪於1863年刊行31卷《大清一統輿圖》,對山川、城邑、關塞等標示更為精確,曾在清朝後期廣為流傳;清光緒年間刊行的《歷代輿地圖》,詳細標繪各朝代疆域、政區及山川形勢,並採用朱墨兩色分別套印古今地名對照,是一部內容較為詳細,頗具參考價值的中國歷史地圖集;基於各省測繪資料完成的《光緒會典地圖》,標誌著中國近代製圖技術已經得到普及[24] 。
公元1875-1911年,伴隨著晚清時期洋務運動,相繼創建了多個民營地圖機構,促進了各類實用地圖的快速發展,專題內容日漸豐富,製圖技術顯著進步,完全採用經緯度製圖方法,彩色印刷,隨之而來的正式出版、普惠百姓等,標誌著迅速發展的中國地圖市場化趨勢與日益成熟的近代化。觀看明清時期完成的地圖中,仍有許多采用傳統立體圖的筆法,既無方位,又無經緯線,在圖上除了山水、林木等自然景現之外,還有許多有趣的人文景觀,如民房、街市、村落,甚至行人、牛車、鹿群等,色澤豔麗,形象逼真,更象一幅難得的藝術珍品,雖然通常採取平面與立面結合的畫法講求形象、意境,但圖四邊說明文字甚多,體現了重使用的務實性;海防圖與近海航海圖多數採用長卷式,畫工隨船觀察寫景畫圖,足以說明中國古地圖科學具有一定的優越性和實用性[27,28] 。
2.4 國外保存的中國古地圖
史書相傳自唐宋時起,近鄰交往引發古地圖傳至朝鮮、日本等地。15世紀初朝鮮人李薈帶走了二幅元代地圖《聲教廣被圖》、《混一疆理圖》,合編為《混一疆理歷代國都之圖》,該圖1422年傳入日本後的摹繪本廣為流傳。
地圖學家李孝聰教授先後尋訪了倫敦大英圖書館等歐洲十餘個國家的幾十所圖書館、檔案館、博物館,甚至找到教堂、修道院乃至私人收藏家,基本上查清了保存在歐洲國家藏圖機構的一些十分珍貴的中國古地圖,例如:西班牙塞維利亞印度總檔案館內保存了明朝嘉靖34年(公元1555年)重刻的《古今形勝之圖》;英國牛津大學鮑德林圖書館(Bodlen library)藏《雪爾登中國地圖》(The Selden Map of China);英國倫敦大英圖書館收藏有中國古地圖200餘幅冊,100餘幅為蓋有當地官府滿漢文紅印的江蘇、浙江、福建、廣東等地編繪的軍事營訊圖,以及明朝天啟3年(1623年)傳教士陽瑪諾、龍華民在漆木構架上彩繪直徑59 cm的中文地球儀;英國皇家地理協會、亞洲協會及公共檔案館中收藏了數百幅中國地圖;英國國家檔案館中收藏有多幅清軍鎮壓太平天國時期的地圖;法國國家圖書館收藏有明清時期繪、刻本地圖40餘幅,較為珍貴的如明朝萬曆、天啟年間(1603-1626年)絹底彩繪王浮題識《輿地圖》朝鮮摹繪本,與傳教士南懷仁編繪的《坤輿全圖》;梵蒂岡教廷圖書館收藏了明朝中葉至清朝前期西方傳教士參與的中國古地圖,如《坤輿萬國全圖》、《赤道南北兩總星圖》、《中國總輿地圖》、《坤輿全圖》等;意大利地理協會收藏著明朝彩繪本《甘肅全鎮圖》16幅冊裝等中國地圖200餘幅,以及400餘幀清朝乾隆、嘉慶年間廣東、廣西、雲南、貴州等少數民族地區地圖與生活服飾圖說;德國收藏了近百幅清朝同治、光緒年間繪製的山東、直隸(今河北)兩省府、州、縣政區或河道水系地輿圖,長城長卷圖,長江水師營訊地圖等各種專題圖;慕尼黑巴伐利亞州立圖書館收藏有黃河工程全圖長卷;慕尼黑大學東亞研究所還將購得建築師博什曼博士20世紀初在中國考察旅行期間所收藏的中國古地圖列為特藏[12] ;保存在美國國會圖書館地理與地圖部特藏室的中文古地圖,許多采用傳統形象畫法繪製的輿圖,現已提供高清掃描電子地圖的網絡服務,包括世界地圖、域外圖,全國總圖,區域地圖:省、府、州、廳、縣,專題圖:城市、宮殿、園林、陵墓、河流、山脈、海岸圖等;美國康奈爾大學圖書館沃森藏書部、哈佛大學燕京圖書館、耶魯大學東亞圖書館等均收藏了較多中國古地圖。
表2 明—清留存的代表性古地圖Tab.2 Typical ancient map of China in the Ming and Qing dynasties
3 中國古地圖學遺產
中國古地圖學的主要內容包括:西晉“裴秀”提出的“製圖之體有六焉”;南宋沈括結合自身實踐提出了“製圖六體”的改進版”製圖七法”,即“分率、準望、牙融、傍驗、高下、方斜、遷直”;以及具有中國傳統特色的“記裡畫方”、“對景寫意/寫實”和“過洋牽星圖”等。
3.1 裴秀“製圖六體”
《晉書·裴秀傳》中提出的:“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。三曰道里,所以定所有之數也。四曰高下,五曰方斜,六曰迂直,此三者各因地而制宜,所以校險夷之異地也。有圖像而無分率,則無以審遠近之差;有分率而無準望,雖得之於一隅,必失之於他方;有準望而無道里,則施於山海絕隔之地,不能以相通,有道里而無高下、方斜、迂直之校,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”。後人解釋“製圖之體有六焉”大同小異,主要差異出現於對“準望”之理解,其中多數人認為“準望”即“方向”。李約瑟博士曾經全文翻譯了裴秀《禹貢地域圖》的序文,其中“準望,所以正彼此之體也”被翻譯成:“畫矩形網格(準望),這是繪出地圖各個部分之間的正確相對位置的一種方法(所以正彼此之體也),包含了方位、距離、比率的三種要素。”辛德勇教授認為:“古人在繪製地圖時,同樣需要首先解決如何把分佈在起伏不平地面上的各項地理要素,轉化到一個接近水平的平面上來的問題……需要以一種類似“平面水平投影”的形式,把立體的地形地物,轉化到同一基準平面上來,並由此擺正或者說是正定各項地理要素的相對位置關係。這應當就是裴秀所說的“正彼此之體也”的涵義……進而解釋裴秀的“準望”,就是地理座標”[29] 。古地圖收藏家劉剛深入地研究了《天下諸番識貢圖》所採用的兩半球圓形投影方法,認為:“準望”是“辨方正位”,“正彼此之體”可引導地圖製作者“沿著地圖左、右兩邊對準北極星,“計裡畫方”中的正方形可演變為梯形,直至圓形”[22,30] 。
3.2 沈括“製圖七法”
沈括(公元1031-1095年)是中國11世紀傑出的科學家。為天文學、地理學和地圖學做出了傑出貢獻。據史書記載,沈括在編繪《守令圖》之前4年(1076年)曾入主司天監,堅持連續觀星3個多月,畫了200多幅圓形天文圖。對沈括來說,“用這種天文圖的格式來畫地理圖,只不過是將天上的星宿換成了地上的郡縣”,以此促使沈括突破傳統,採用了天文圖上使用的放射式座標網而獨特地解決了地球表象投影在平面地圖上的問題,此外,首次將羅盤使用在地圖上,實現了地圖數值化。沈括代表的宋代製圖學成就,影響了其後的很長一段時期。
沈括在地圖學上的著名論述:“……所謂飛鳥者,謂雖有四至,裡數皆是循路步之。道路迂直而不常,即列為圖,則裡步無緣相應。故按圖別量徑直四至,如空中鳥飛直達,更無山川回屈之差”。沈括製作《守令圖》時提出了“分率、準望、牙融(互融)、傍驗、高下、方斜、遷直”製圖七法,沈括“以取鳥飛之數,得方隅遠近之實,始可施此法,分四至、八到為二十四至,以十二支、甲乙丙丁庚辛壬癸八幹、乾坤艮巽四卦名之。使後世圖雖亡,得了此書,按二十四至以布郡縣,立可成圖,毫髮無差矣”,聲稱“以後地圖即使失佚了,只要得到我這本書,根據記錄向二十四個方向上的確定位置佈置郡縣,馬上就可以繪成地圖,一絲一毫都不會相差”[17,18] 。
3.3“計裡畫方”——中國古人的平面地圖投影方法
“計裡畫方”方法很可能在初現地圖時就已經隱含在繪圖的過程中了,因為表達位置和距離時自然會想到的一種最簡便之法,同時也是一種更為有利於地圖的摹繪或複製之法,尤其是還處於“天圓地方”的宇宙觀時代。裴秀擔負著司空職務,努力尋求準確管理土地之法,當他發現之前地圖誤差太大時,必然會總結前人經驗盡力探索新的製圖方法,導致裴秀提出了“製圖之體有六焉”重大製圖理論,並在製作《地形方丈圖》時改進了“計裡畫方”技術。
實際上,“製圖六體”中第一原則“分率”需要通過“畫方”來實現;同時,“畫方”還體現了第二原則“準望,所以正彼此之體也”之要求;然而,裴秀觀測到“準望”因“道里”變化而失準,因此提出了“高下、方邪、迂直”三原則。裴秀的“道里”非距離而是路程,兩地之間的路程則取決於地勢傾斜與線路曲折的程度等,與比例尺、方向無關,兩地間的圖上距離除以比例尺得實際距離,即所謂“鳥飛之數”或“鳥道”數。因此,只有畫方正確,才能保證距離正確,不會引起位置和方向的改變。事實上由於球面不可以完全展開為平面,畫方繪圖的方向失真問題不可避免。然而裴秀的繪圖作業是分割在“方百里”的小塊範圍內進行的,可以想見在如此小的範圍內,無論是角度變形、還是距離變形在當時都是難以發現的。
裴秀的“準望”並不能完全等同於現代的方向或方位概念,它只能通過“計裡畫方”來實現。“畫方”的位置、方向正確就等於“準望”正確。在畫方內確定位置的方法,十分類似於現代的極座標法,這也就是後人採用梯形以求“準望”更為準確的緣由。正方形即為後來的等距離圓柱投影,梯形即為後來的圓錐投影,進而可以演變為方位投影。不過,“製圖六體”指導下的“記裡畫方”還只是一種較為科學的平面直角座標體系。
值得重視的是,裴秀論述“高下”之術時說“度數之實,定於高下”。大概有道路經過的山頂,古地圖上會記下其高度,即山頂與平地的高差是已知的,其“度數”應該是指站在山腳平地仰望山頂的高度角,進而求出山腳至山頂的水平直線距離,即所謂“徑路”數。裴秀應該是接受了當代流行的“渾天說”,顯然知道最終卻要在地圖上把大地展開為平面圖,那麼他的頭腦中就應該有了投影的初步概念,只不過他沒有用經緯網,而是使用了“記裡畫方”技術。裴秀的《地形方丈圖》採用“計裡畫方”的辦法,把“天下”分割為“萬方”,利用木工“縮放儀”的原理和方法,把每一“方”縮小到圖紙上,距離上相當於在每一個畫方內將“方百里”的地球表面投影到比例尺為“方百里”的水平面上,類似於用“方百里”的平面去逼近“方百里”的球面;然後依次將“天下萬方”緊密聯接為統一的大平面。相對於球面或者曲面而言,裴秀的“計裡畫方”,可以稱得上是一種不用經緯網的、中國式的等距離圓柱投影(方格投影),即每一個畫方由地球中心發射線至地表,正投影到平面上,然後將這些小平面拼接成大平面地圖,這樣製作出來的方格網地圖,可以很方便地轉換為基於經緯度的“等距圓柱投影”地圖。
3.4“對景寫意/寫實”——中國傳統繪圖藝術
中國古地圖,長期採用“對景寫意”或“對景寫實”或”寫意寫實”相互結合的方法描述各種地面對象,其中來自中國古代繪畫技術或藝術的影響很大。寫意是繪畫的精髓,而寫實確是科學地圖所要求。憑著製圖者回憶或聆聽旁人回憶而畫出的地圖更具有寫意性,其地圖精確性是難以估計的;對景寫實法同樣受到中國古代傳統宮廷繪畫所追求的高度“寫實”方法影響,屬於中國傳統寫景圖中常用的一種方法,即將所實際觀測到的山形以及具有標誌意義的地物均按其特徵寫實(符號)繪製。對景法的優點是:只要把圖與實地一一對景,便可判斷出當前所處位置和選擇前進方向,因而具有很好的藝術和實用效果。傳統繪圖技術大量運用在各種古代陸圖、海圖、軍事圖、水利圖、城市圖、名勝古蹟圖等。
3.5“過洋牽星圖”——世界航海史上的中國首創
牽星測量法是中國古代航海家發明的一種非常實用的通過測定星辰高度來確定船舶位置的方法,即依據星辰高度計算出該處的地理緯度,配合水上羅盤測定船隻的具體航向。牽星測量方法首次應用於鄭和航海導航,並在《鄭和航海圖》上註明有牽星數據,還配置有4幅專門的“過洋牽星圖”。這種牽星圖方位為上北下南,圖中央框內繪一艘航行的帆船,框的四周表示牽星所用的星座,並註明方位、星名及牽星高度。明代過洋牽星術常用的星座包括北辰星、織女星、布司星、水平星(船底星座α星)、北斗星、華蓋星、燈籠骨星等[20] 。出現於15世紀的“過洋牽星圖”,配合中國人創造的水上羅盤,實現遠洋航海導航,實屬於中國人的首創,她的基本製圖原理和導航技術,至今仍然具有值得我們去探討和借鑑之價值。
圖1 黃河圖(局部)Fig.1 Ancient map of Yelow River(part)
圖2 大運河圖(局部)Fig.2 Ancient map of the Grand Canal(part)
圖3 避暑山莊圖(局部)Fig.3 Ancient map of a summer resort
圖4 天津城鄉保甲全圖Fig.4 Ancient map of Tianjin bao-jia system between urban and rural areas
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