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位置:第101期>>第26版:文艺复兴时期的地图测绘
 
文艺复兴时期的地图测绘
 
 
2018-06-14 12:59 编辑:廖永生 浏览量:3473人
 
 

 
 

地图,是人类文明进程中最重要的工具和标志之一,人类的地图制作和使用都有悠久的历史,如果从雏形地图产生的时间计算,地图历史甚至比象形文字的更长,而古代要绘制地图,测绘则是最基本的工作。而从历史的发展来看,人类每一次文明的飞跃都会对测绘和地图产生重要影响,一方面,文明的进步都会涉及到战争、开疆拓土和人口数的增加,需要地图支撑人类文明发展的活动;另一方面,文明的进步为地图测绘工作提供了更加先进的技术支撑,如数学理论、光学设备和时空量测设备。

 

人类空间定位是依赖于空间中的参照物,只有确定了空间参照物,基于人类的时间和空间测量工具,才能有效实现地球人类空间的定位。古代采用了两种定位方式,即绝对定位和相对定位在13世纪以前,西方以绝对定位测量为主,其参照物以星星和太阳为主;而我国则是以相对定位进行地图测绘为主。绝对定位的地图测绘法适合大范围的地图测绘,如全球地图,而相对定位的地图测绘法适合小范围的地图。但是人类文明开始后很长时间,其地图绘制技术一直发展比较缓慢。

 

那么,人类历史发展至今,最重要的一次测绘和地图制作技术的飞跃是什么时候?

 

毫无疑问,是欧洲文艺复兴时期,即公元14世纪到16世纪。在欧洲文艺复兴前,欧洲经历了所谓的“千年黑暗”时期,在这个时期,欧洲的地图测绘技术也止步不前,最主要是因为在这一时期,欧洲人的活动范围有限且不频繁,另外,经济和科技发展缓慢,不需要大范围的精确地图。直到到十二世纪,欧洲人沿用的基本上是一千多年以前托勒密的制图理论。

 

在古埃及最后的阶段,即公元一世纪,天文学家托勒密曾经提出“地圆说”,并首次提出了世界地图投影法,即球面投影和圆锥投影,并绘制了部分地区,但是由于当时的数学理论和测量以及计时设备非常不成熟,最常用的设备是星盘,一种本来用于占星术的设备,但是托勒密的基本理论在成果在欧洲一直沿用了到公元十三世纪。十五世纪以前,欧洲由于宗教势力强大,很多地图学家遵循“地方说”,即世界为圆盘而将地图绘制为“T-O”型,空间真实感和准确性极大降低。而在中国,从晋朝开始,以裴秀为首的中国地图学家创立了“计里画方”的地图测绘原则,即在地图上按照一定的比例关系绘成方格坐标网,并以此来控制地图上各要素的方位和距离,该方法是典型的相对定位方法,在13世纪传到欧洲,是欧洲文艺复兴前最常用的地图测绘方法,而以星星作为参照物的绝对定位法也在同一时期传入中国。

 

公元14世纪欧洲开始的文艺复兴,其内容和范围远超文艺范畴,文艺复兴很多成果极大推动了地图学和测绘学发展,特别是近代天文学确定了“地圆说”和“日心说”,同时伽利略发明了天文望远镜,而数学理论特别是几何理论得到了巨大进步,都为测绘和地图学的飞跃奠定了坚实基础。

 

在公元十五世纪,哥伦布发现新大陆以前,由于文艺复兴的推动,已经开始出现一些世界或大区域的地图,包括意大利人Fra Mauro绘制的热那亚版世界地图(1457年)和德国学者的Martin Behaim Matellus世界地图(1490年),虽然这些地图仍然是基于托勒密理论绘制,而且当时未发现美洲和澳洲等地,只有欧、亚、非三块大陆,但是已经具备了大陆的基本轮廓,特别是西欧地区的亚平宁半岛、西班牙地区以及不列颠岛的形状表现,已经和真实形状相差不大,体现了文艺复兴时期欧洲地图测绘技术巨大进步,当时Martin Behaim甚至已经做了一个地球仪。而且从地图标注、绘制艺术和色彩来看,都具有文艺复兴时期欧洲绘画的特点。虽然这类地图还不是完整的世界地图,但是已经具有世界地图的一些特点。

 

真正促使人类测绘与地图飞跃并构建现代地图体系的事件,则是文艺复兴的顶峰——大航海时代的来临。

 

十五世纪末到十六世纪初,欧洲人的几次大航海和地理大发现,开辟了人类文明的新时代,而麦哲伦团队完成的首次环球飞行,第一次证明了地球是圆的。

 

欧洲的航海和探险,基本上都是到未知的领域进行活动,为了能够不迷失方向,同时为未来的探险、贸易以及殖民活动提供地图,大航海活动中,各个国家和队伍都非常重视地图测绘工作并建立了早期的测绘和地图编制理论,由于全球各地都有西方探险家的身影,全球地区日趋成熟。

 

从十五世纪开始,直角仪逐步替代了星盘进行测绘,同时由于机械钟表的出现,其测绘精度大大提高,从16世纪初开始,西方探险家开始测绘美洲大陆,并对全世界进行精测量和绘制地图。1502年,意大利人Ferrara绘制的Cantino版世界地图已经出现了美洲东段海岸线,在之后的几年,随着欧洲大航海和探险的不断进行,地图的数据越来越丰富,精度越来越高.1507年,德国地图学家绘制了世界上第一幅有完整美洲大陆的地图。1569年,墨卡托创立了圆柱投影法编绘世界地图,1570年,比利时人Abraham Ortelius绘制成功被公认的世界上第一幅真正意义上的世界地图——Theatre of the World,在该世界地图上,全球大陆轮廓已经基本完整,仅澳洲除外,地图上地名、河流、山脉和岛屿的准确度都很高,而地图设置了标准的中央经线,并借鉴墨卡托投影规则,几何精度也大大超过以往的世界地图。该地图的完成,对于地图测绘工作来说是一个飞跃,而对于很多普通大众认识世界的手段也是一个飞跃。该地图也成为了之后很长一段时间内欧洲人绘制区域和世界地区的参考。

 

图1 Matellus世界地图

 

图2.Theatre of the World世界地图

 

图3.Nicolaes Visscher一世绘制的世界地图

 

从总体上看,在整个16世纪到17世纪中叶,地图测绘技术从广度和深度上都飞速发展,精度不断提高、区域不断完整,地图的比例尺也不断增大。另外,就是在这个时期内,地图的宗教性和艺术性依然非常明显,地图的使用价值和艺术价值都很高。在这个时期内,地图绘制者以德国和意大利以及部分荷兰的学者以及画家为主,而当时德国和意大利都不是航海强国,说明当时的测绘数据采集与制图是相对分离的,测绘工作由航海家和探险家负责,而制图则是有地图学家负责。

 

16世纪末,大航海时代和地理大发现,对整个欧洲带来了巨大影响。特别是英国击败西班牙而逐渐成为海上霸主以及荷兰独立,荷兰逐渐成为“海上马车夫”。由于荷兰在全球殖民活动加剧,继续更加精确的地图作为行动引导,同时,其活动也提供了大量地球测绘数据,因此,从17世纪初开始,荷兰在逐渐成为海上强国的同时,也替代德国成为当时世界第一地图绘制强国,当时欧洲一半以上的地图专家都是荷兰人,而阿姆斯特朗也成为全球地图绘制中心,这段时间被成为"荷兰制图学的黄金年代"在这个时期中,影响力最大的就是Nicolaes Visscher一世在1658年编绘的世界地图。该地图已经完成了除澳大利亚东海岸外全球大陆和主要大型海岛的编绘,对世界的绘制已经基本完整。

 

除Nicolaes Visscher外,当时最著名的制图学家(同时也是最著名的地图商人)则是Frederik de Wit,他最成功之处是实现了地图的商业化,并编制了大量分区域的地图,如各大洲地 图 和 小 镇 地 图 。 从 Nicolaes  Visscher编制的亚洲地图上看,其精度已经达到很高水平甚至有长城和钓鱼岛。

 

由于有世界地图作为定位,全球很多地方都可以开展区域更大比例尺地图测绘编制,但是由于测绘仪器不完善,大比例尺地图测绘精度仍然是个无法回避的问题。

 

在17世纪末,伟大的科学家牛顿提出了六分仪的方案,虽然牛顿没有直接制造出原型设备,但是其方案很快得到了航海家和测绘人员的实践,该仪器极大提高了地图测绘效率和精度。18世纪20年代开始,成熟的六分仪和八分仪已经大规模生产,并逐步开始出现平板制图法,1730年,英国机械师发明了经纬仪,现代制图技术开始成熟,地图制图的重点逐渐从大面积的全球测绘转为区域大比例尺地形图测绘。18世纪中,英国船长、制图家库克完成对澳大利亚东海岸和新西兰岛的测绘工作。1794年,英国人Samuel Dunn完成了除南极外所有大陆的地图编绘工作,全球地图测绘基本完成。

 

19世纪开始,文艺复兴结束,随之而来的是第一次工业革命浪潮。在这个时期,高斯等人为现代地图测绘奠定了数学基础,而全站仪、水准仪的出现,也使地图测绘工作走向标准化和规范化。同时,由于现代印刷技术的出现,也实现了大规模批量化的地图印制。地图测绘工作走向专业化和标准化,传统的地图艺术家和手绘地图逐渐减少,全球的测绘工作也翻开了新的一页。

 

图4.Nicolaes Visscher编制的亚洲地图

 

编辑就职于广西地理国情监测院,高级工程师

 
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