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沈括在地圖學上的成就
查字典地理網 來源|2013-01-05 發(fā)表|教學分類:地理科普

地理學習

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北宋熙寧九年(1076年),沈括奉旨編修《天下州縣圖》。他“先曾別編次一本,稍加精詳”,并“欲再于職方借圖經、地圖等圖草,躬親編次”,然而,由于政務繁雜,又兩度遭貶謫,中間還出守過邊疆,這項工作一直未能完成。但他從未放棄這項工作的計劃,總是把圖稿隨身攜帶著,直到晚年南遷謫居,他終于能專心致志地對所有的地圖資料進行詳細的整理加工,編繪成《守令圖》,又稱《天下州縣圖》。

這部圖集共有20幅地圖,包括一幅高一丈二尺、寬一丈的大圖,一幅小圖和十八幅各路圖。各路圖的分幅按當時的行政區(qū)劃十八路制劃分,每路一幅,比例尺為二寸折百里,約合九十萬分之一。圖的地域范圍為當時朝庭實際控制的區(qū)域,圖名《守令圖》即由此而來,即設有守、令等官職的地方之圖。當時許多地理著作、資料都將陷于敵手的區(qū)域表示出來,表達作者收復河山的愿望,但易使人們對國家山河破碎的現(xiàn)狀造成誤解。沈括將自己的心愿利用圖名反映出來。沈括編繪地圖時發(fā)展了裴秀的制圖理論,采用了“飛鳥圖”法?!八^‘飛鳥’者,謂雖有四至里數(shù),皆是循路步之。道路迂直而不常,既列為圖,則里步無緣相應,故按圖別量徑直四至,如空中飛鳥直達,更無山川回曲之差?!彼诰幚L該圖集時設立了分率、準望、牙融、傍驗、高下、方斜、迂直7條制圖原則和方法,“以取鳥飛之數(shù)”。沈括還把過去圖上的四至八到定方位的方法發(fā)展為二十四至,以十二支、甲乙丙丁庚辛壬癸八干、乾坤艮巽四卦名之?!叭▲B飛之數(shù)”和分二十四至采集地物距離和方位使測得的地物坐標精度更高。沈括在編圖時注重調查研究,吸收前人的研究成果,“遍稽宇內之書,參更四方之論,該備六體,略稽前世之舊聞;離合九州,兼收古人之余意”。對郡縣、疆土、河渠的變遷均以所見到的公文為準。

由上可知,這部圖集是極為精確的??上е猎獣r便佚去了。

熙寧年間,北宋與契丹國因邊境問題發(fā)生尖銳矛盾。北宋遣沈括與契丹進行談判。沈括查閱了大量地理和地圖資料,據(jù)理力爭,駁回了契丹對北宋領土的無理要求。次年,他以使臣身份出使契丹。出使期間,他遍履山川,對契丹國的地理山川進行了詳細考察,將所掌握的北方地形和邊防情況,用面糊和木屑模擬成立體地形模型。不久,因天氣寒凍,“木屑不可為,又熔蠟為之”,具有輕巧易攜之特點。返回京城后,他又按蠟制模型圖原樣轉刻到木頭上。木模型地圖形象逼真,得到皇帝嘉許,皇帝還“詔邊州皆為木圖,藏于內府”。

沈括用三種材料制作的地形模型圖是地圖模型制作上的創(chuàng)新,比歐洲最早的瑞士地圖模型早了600多年。

北宋熙寧年間,沈括在主持疏浚汴渠水利工程時,領導了對汴渠的地形測量。在對汴渠的水準高度測量中,他因地制宜,利用測量舊溝階梯水面高度差再疊加的分層筑堰法,精確測得汴渠的高差。這是我國最早的水準高度測量,比歐洲18世紀初開始進行的水準高度測量早了600多年。

沈括還較早發(fā)現(xiàn)了磁偏角現(xiàn)象,他觀察到磁針“常微偏東,不全南也”。他還動手做了四種磁針裝置法的實驗。他的這些成果對地圖測繪和航海事業(yè)的發(fā)展發(fā)揮了很大作用。

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