1、地圖學的歷史與發展馬京振 29020142001人類生活在地球上，人類的一切活動都是在一定的地區或者地理環境中進行 的，人們要使自己的活動獲得成功，就必須認識和利用周圍的地理環境。 從遠古 時代起，我們的祖先就一直在尋找這種能描述和分析自己賴以生存的環境的工具， 而地圖便是這樣一種最普通最常用的工具。 從古代地圖的起源與萌芽到近代地圖 的發展與傳統地圖學的形成，再到現代地圖學與地理信息系統，地圖經過幾千年 的發展而長盛不衰，并且在可以預見的未來仍然不可取代。 隨著科學技術的進步 和社會需求的不斷增加，地圖學一直處在不斷的發展中并且充滿著生機和活力。一、地圖學的歷史軌跡1 .地圖學史1.1 古代

2、地圖大約在距今1萬至4萬年之間的原始社會，出現了用小塊石頭、樹枝在地上 擺成的縮小模型，用來表示居住的位置及周圍的通行路線。 現在所能見到的最古 老的地圖是公元前27世紀梁流域的蘇美爾人的地圖，這幅古老的地圖是雕刻在 陶片上的。在我國，地圖的萌芽可追溯到4000年前的夏代或者更早，在左傳 中記載的關于鼎地圖的傳說，后人稱之為九鼎圖；山海經也繪有山水動植 物及礦物的原始地圖。3000年前，西周為修建洛邑時繪制的洛邑城址地圖，是 我國歷史上第一幅具有實際用途的城市建設地圖。管子地圖篇對當時的地圖內容和地圖在戰爭中的重要作用進行了詳細的敘述，并指出“凡兵主者，必先審之地圖”，可見在當時地圖在戰爭的作

3、用已經很受關注。古代地圖從原始地圖逐漸發展到具有相當繪制水平的地圖，無論就地圖的種類，地圖的內容要素、地圖測繪技術等方面來看，都反映了當時我國地圖科學的 蓬勃發展，但這時在制圖的理論上還沒有系統的闡述。從西晉到明末，這時期， 裴秀創“制圖六體”，奠定了制圖的理論基礎，中經賈耽、沈括、朱思本一直到 羅洪先，終于形成在我國古地圖中最有影響的廣輿圖體系。1.2 近代地圖的發展公元14世紀后，由于歐洲資本主義的興起和中國的羅盤、 造紙、印刷等技 術的西傳，推進了當時歐洲探險的地理發現， 也推動了地圖的發展。從16世紀 開始，出現了社會對新地圖的需要，當時最具代表性的地圖學家，在東方是我國 的羅洪先，西

4、方就是佛蘭德 Flanders的墨卡托(Gerhardus , 1512-1594)。墨卡 托的世界地圖集和我國羅洪先的廣輿圖總結了16世紀以前東西方地圖學發展的歷史成就。十六世紀七十年代，在西歐各國出現了大規模的國家三角測量和地形測繪， 并先后測制和出版了大比例尺地圖和中比例尺地圖。我國是亞洲最早以政府名義 統一進行地圖測繪的國家，清朝乾隆皇帝期間就開始了全國規模的測繪工作，主要是測定全國的三角網，歷經十年的艱辛，終于在1718年完成了皇輿全覽圖， 后來又編成中國分省圖。這些大規模的三角測量和地形測繪，奠定了近代地圖測 繪的基礎。1.3 傳統地圖學的形成大約在20世紀五六十年代，地圖學作為一

5、個獨立的科學形成。一方面，由于地理學、測量學、印刷學相繼成為比較完整的學科， 為地圖學的形成與發展提 供了外部條件；另一方面，由于地圖學本身在漫長的生產實踐中積累了豐富經驗， 經過不斷的概括總結形成了一套系統而完整的關于地圖制作的技術、方法、工藝和理論，我們把這之前的地圖學稱為傳統的地圖學。傳統地圖學的研究對象是地圖制作的理論、 技術和工藝，傳統地圖學是以地 圖制作和地圖產品的輸出作為自己的目標的，因此，英國地圖制圖協會把傳統地圖學定義為“制作地圖的藝術、科學和技術”。傳統地圖學是20世紀50年代以 前地圖學成果的積累和科學的總結，又是現代地圖學形成與發展的基石與起點。2 .中國地圖學史的研究

6、地圖學和文化發展的史是是研究地圖的基本概念、制圖技術以及地圖對人類社會和文化發展的長期影響，地圖學史也是從人的角度研究地圖作為人腦內 部世界與外部自然界相互關系的媒介。新中國成立以來，地圖學史作為一門融 考古學、心理學、哲學、地理學和目錄學為一體的學科，在我國取得了很大的 成績。尤其是考古學在20世紀70年代后不斷爆出驚人發現，如1973年在湖 南長沙馬王堆漢墓出土了 “西漢帛地圖” ，1978年在河北省平山縣出土了戰國 時期中山王墓中的“兆域圖”，1986年在甘肅天水放馬灘秦墓中出土了四塊七 幅木板地圖，以及大量史前先民生活遺跡的發現，豐富了地圖學史研究的內容， 在時間維上將地圖學史研究的實

7、物地圖向前推進了很多。在中國，地圖學史的 研究主要經了四個階段：古地圖的收集整理階段；古地圖內容和表示方法分析 階段；古地圖的新發掘與研究階段；地圖學史系統研究階段。2.1 古地圖的收集整理階段王庸先生利用他在南京圖書館和北京圖書館工作的機會，閱讀了大量館藏的書籍，于1958年寫成了中國地圖學史綱，這是一本資料翔實并繪有大量 古地圖的書，它是中國專門研究地圖史以及古地圖的第一本書，為后人研究中國地圖史奠定了一定的基礎。1983年以后，由中國科學院自然科學研究史研 究所曹婉如牽頭開始了中國古地圖正式收集與整理工作，歷經14年，終于完成中國古代地圖集，這是一項重大工程，是我國古代地圖收集、整理和研

8、 究的重大成就，也是我國科技史研究的重大成果。2.2 古地圖內容和表示方法分析階段在20世紀70年代以前，除宋代石刻禹跡圖和華夷圖之外， 基本沒有其他 時間更早的古代實物地圖，因此，地圖學家根據禹跡圖和華夷圖以及裴秀的“制 圖六體”的文字記載，對古地圖的表示內容和方法進行了分析。1973年長沙馬王堆漢墓出土了三幅漢代帛地圖，它開啟了中國古地圖研究的新階段。20世紀70年代到90年代，有大量學者針對馬王堆漢墓出土的駐軍圖和地 形圖進行了比例尺、地名、地圖繪制內容和繪制方法的研究。1986年在甘肅天水放馬灘考古發現了秦地圖以后，又有大量學者開始研究秦地圖。20世紀80年代以后，地圖內容和表示方法的

9、研究視野進一步拓寬，開始研究古代 地圖的數學基礎?？傊?，60多年來，根據已出土的實物地圖，中國的地圖學 家們已經能夠確定中國古代地圖的制作理論和制作技術，即：在中國古代地圖中，以水系控制要素為主，以計里畫方為主要數學基礎，并輔以圖例和象 形兩種符號表示方法，根據實際情況，制作各種需要的地圖。2.3 地圖學史系統研究階段20世紀80年代以后，隨著地圖史料的公開和收集整理工作結束，對對地 圖學史進入系統研究階段。其主要表現不僅研究陸地地圖，而且研究海圖；不 僅注重國內學者的研究，也把眼光放在國外。在研究領域上，不僅研究地圖本 身的制作技術，而且拓展為研究地圖與文化的關系，研究中西方地圖學的比較。在

10、這期間出現了地圖學研究的書籍，如中國地圖學史、中國地圖史話、中國近現代地圖學史等。2009年出版的中國地圖學史更是從古代地圖開始，一直寫到現在中國地圖的發展歷程，是對中國地圖學史發展的一個全 面總結?，F代地圖學的進展1 .地圖學的現代革命1.1 傳統地圖學的揚棄傳統地圖學是地圖生產之本，長期以來它成功地指導著地圖的生產。 但是它 確實存在著明顯缺陷：其一，以經驗總結為主，忽視基本理論的建設與研究；具 二，以聯系對本學科有直接關系的學科為主，忽視同更高層次學科之間的關系； 其三，以地圖制作為主，忽視地圖應用的研究，尤其忽視地圖制圖者自身認識活 動和地圖使用者認識活動規律的研究。50年代信息論、控

11、制論、系統論三大科 學理論和電子計算機的應用，不僅對現代工程技術的發展有著決定性的意義，而 且是繼相對論和量子力學之后，又一次徹底改變了世界科學圖景和當代科學家 的思維方式，它無疑也為地圖學的發展指明了方向。 從此，地圖學進入了新的由 “封閉”到“開放”的發展時期，即現代地圖學時期。1.2 地圖制圖技術上的革命理論是技術的先導，當地圖學家們認識到傳統地圖學的缺陷， 并走出傳統地 圖學的封閉體系后，伴隨而來的是地圖制圖技術上的革命，主要表現在：電子計 算機技術和自動化技術為地圖學的發展開辟了新的道路，遙感圖像制圖的興起為地理信息的獲取和處理提供了新的方法和手段，地圖印刷新材料、新技術、新工藝為提

12、高地圖質量創造了有利條件。因此，地圖制圖技術產生了根本性的變革， 地圖生產已開始由傳統手工方式向數字化方式改變。1.3 地理信息系統地理信息系統“脫胎于地圖”，“脫胎于60年代的機助地圖制圖系統”，“從 地圖數據庫脫胎出來”，由地圖學到地圖學與地理信息系統，這是科學的發展規 律。相比較而言，GIS的數據源多，數據量大；在遙感技術的支持下，能保證信 息傳輸的現勢性；數據查詢、檢索方式靈活多樣，信息傳輸的可選擇性極強；通 過數據分析和計算，可為用戶提供大量派生信息；計算機圖形技術提供了多種多 樣的地理信息傳輸方式。把地圖學和GIS加以比較可以看出，GIS是地圖學理論、方法與功能的延 伸。地圖學與G

13、IS是一脈相承的，它們都是空間信息處理的科學，只不過地圖 學強調圖形信息傳輸，而GIS則強調空間數據處理與分析，可以說GIS是地圖學 在信息時代的發展。2 .理論地圖學的認識與探討2.1 理論地圖學的提出20世紀60年代以前，對地圖及其生產過程的研究都是從生產和技術的觀點 出發，因而把地圖學稱作研究地圖編制的技術和方法的科學，60年代之后有的學者開始把地圖學分成“理論地圖學”和“實用地圖學”。把地圖學分成“理論 地圖學”和“實用地圖學”使得地圖學探索的范圍向前推進了一步。盡管學術界 對理論地圖學的含義仍存在著分歧， 但有一點得到公認，那便是必須引進和應用 橫斷學科一些理論和概念與地圖學嫁接，發

14、展和建立理論地圖學。因為每一門學 科都需要有自己的理論體系，沒有先進理論指導的技術是盲目的技術， 沒有先進 技術支持的理論是落后的理論，地圖學也不例外。理論地圖學的提出擴展了地圖 學探索的范圍，促進了地圖學的發展，使地圖學的研究不致局限于技術的范疇， 對進一步闡述，地圖學的研究對象和理論建設， 認識地圖學與遙感、地理信息系 統的共性與個性，理解信息時代的地圖制作與應用特點，都具有重要作用。自理論地圖學提出以來，已經經歷了幾十年的發展，目前為止，比較成形的 理論有地圖信息論、地圖信息傳輸論、地圖模型理論、地圖認知理論、地圖可視 化、綜合制圖理論、地圖感受論、地圖符號理論等。2.2 數字時代地圖學

15、理論的發展與突破隨著數字技術的發展，地圖學理論也在不斷地發展、完善，特別是地理信息 系統和數字制圖學的發展，許多過去傳統地圖學中不曾有過的問題被發現或許多 過去傳統地圖學未重視的問題提上研究日程，主要有以下幾點：(1) GIS的認知局限性(2)地理信息本體論(3)地理信息可視化(4) 3D認知(5)地圖語言學理論2.3數字時代理論地圖學的應用隨著數字技術的發展，理論地圖學的應用也相應發生了深刻的變化，其影響 最主要表現為地圖生產過程的全數字化、 地圖產品形式的多樣化以及產品分發方 式的多樣化等幾個方面。(1)地圖生產過程的全數字化數字技術的發展對地圖的生產技術支撐起到了非常大的推動作用。它使傳

16、統意義上的地圖制作過程的全數字化成為可能。近幾年來使用新的全數字化制圖技 術從事地圖生產迅速得以普及。數字地圖制圖技術大大縮短了地圖生產周期、 降 低了生產成本，同時在計算機軟件的支持下還豐富了表現手段、 提高了成圖質量。(2)地圖產品形式的多樣化隨著地理信息的產業化，地圖設計與制作環境發生了變化，地圖的形式更是 多樣化。數字地圖的出現打破了模擬地圖一統天下的局面，數字地圖通過數字表 示傳統在紙質地圖上用圖形、符號、顏色、注記等表示的空間信息，以計算機外 存設備存貯管理。在地理信息系統的空間數據管理與處理軟件的支持下可完成傳 統人們通過使用和閱讀地圖完成的一些空間信息加工活動。三、地圖學的發展

17、趨勢中國的地圖制圖學科已發展到地圖制圖學與地理信息工程學科，經歷了傳統地圖學到數字化地圖學并進一步向信息化地圖學發展的過程，取得了令世人矚目 的成績。近幾年來，關于信息化地圖學的討論不斷深入，對地觀測技術和計算機 網絡通信技術快速發展，國家和軍隊信息化建設對地理空間信息的需求日益增長。 可以預見，今后十年，地圖制圖學與地理信息工程學科將在以下六個熱點問題上 取得突破性進展。(1)異構地理空間數據同化問題越來越受到關注并將成為研究的熱點(2)由著重地理信息源獲取一端向面向用戶的地理信息深加工一端漂移已 成為必然趨勢(3)地理信息服務的網絡/網格化將成為主流模式(4)空間數據綜合的智能化研究將從根本上實現地圖生產的自動化(5)地理信息系統與虛擬地理環境的集成與一體化既是必要的也是可行的(6)以多模式時空綜合認知模型為核心的地圖制圖與地理信息工程學科理論體系將進一步完善(引自王院士地圖制圖學與地理信息工程學科發展趨勢)從傳統地圖學到現代地圖學的歷史轉變，由地圖學到地圖學與地理信息系統, 說明地圖學是一個充滿生機與活力的科學， 在新的世紀里，地圖以怎樣的面貌和 方式展現出新的生機應引起我們的思考和關注。參考文獻：1 .婁倩，郭建忠.地圖的發展與地圖學史2 .