地图学的历史与发展

马京振

人类生活在地球上，人类的一切活动都是在一定的地区或者地理环境中进行的，人们要使自己的活动获得成功，就必须认识和利用周围的地理环境。从远古时代起，我们的祖先就一直在寻找这种能描述和分析自己赖以生存的环境的工具，而地图便是这样一种最普通最常用的工具。从古代地图的起源与萌芽到近代地图的发展与传统地图学的形成，再到现代地图学与地理信息系统，地图经过几千年的发展而长盛不衰，并且在可以预见的未来仍然不可取代。随着科学技术的进步和社会需求的不断增加，地图学一直处在不断的发展中并且充满着生机和活力。

一、 地图学的历史轨迹

1. 地图学史

1.1古代地图

大约在距今1万至4万年之间的原始社会，出现了用小块石头、树枝在地上摆成的缩小模型，用来表示居住的位置及周围的通行路线。现在所能见到的最古老的地图是公元前27世纪梁流域的苏美尔人的地图，这幅古老的地图是雕刻在陶片上的。在我国，地图的萌芽可追溯到4000年前的夏代或者更早，在《左传》中记载的关于鼎地图的传说，后人称之为《九鼎图》；《山海经》也绘有山水动植物及矿物的原始地图。3000年前，西周为修建洛邑时绘制的洛邑城址地图，是我国历史上第一幅具有实际用途的城市建设地图。《管子·地图篇》对当时的地图内容和地图在战争中的重要作用进行了详细的叙述，并指出“凡兵主者，必先审之地图”，可见在当时地图在战争的作用已经很受关注。

古代地图从原始地图逐渐发展到具有相当绘制水平的地图，无论就地图的种类，地图的内容要素、地图测绘技术等方面来看，都反映了当时我国地图科学的蓬勃发展，但这时在制图的理论上还没有系统的阐述。从西晋到明末，这时期，裴秀创“制图六体”，奠定了制图的理论基础，中经贾耽、沈括、朱思本一直到罗洪先，终于形成在我国古地图中最有影响的《广舆图》体系。

1.2近代地图的发展

公元14世纪后，由于欧洲资本主义的兴起和中国的罗盘、造纸、印刷等技术的西传，推进了当时欧洲探险的地理发现，也推动了地图的发展。从16世纪开始，出现了社会对新地图的需要，当时最具代表性的地图学家，在东方是我国的罗洪先，西方就是佛兰德Flanders的墨卡托(Gerhardus，1512-1594)。墨卡托的《世界地图集》和我国罗洪先的《广舆图》总结了16世纪以前东西方地图学发展的历史成就。

十六世纪七十年代，在西欧各国出现了大规模的国家三角测量和地形测绘，并先后测制和出版了大比例尺地图和中比例尺地图。我国是亚洲最早以政府名义统一进行地图测绘的国家，清朝乾隆皇帝期间就开始了全国规模的测绘工作，主要是测定全国的三角网，历经十年的艰辛，终于在1718年完成了《皇舆全览图》，后来又编成中国分省图。这些大规模的三角测量和地形测绘，奠定了近代地图测绘的基础。

1.3传统地图学的形成

大约在20世纪五六十年代，地图学作为一个独立的科学形成。一方面，由于地理学、测量学、印刷学相继成为比较完整的学科，为地图学的形成与发展提供了外部条件；另一方面，由于地图学本身在漫长的生产实践中积累了丰富经验，经过不断的概括总结形成了一套系统而完整的关于地图制作的技术、方法、工艺和理论，我们把这之前的地图学称为传统的地图学。

传统地图学的研究对象是地图制作的理论、技术和工艺，传统地图学是以地图制作和地图产品的输出作为自己的目标的，因此，英国地图制图协会把传统地图学定义为“制作地图的艺术、科学和技术”。传统地图学是20世纪50年代以前地图学成果的积累和科学的总结，又是现代地图学形成与发展的基石与起点。

2. 中国地图学史的研究

地图学和文化发展的史是是研究地图的基本概念、制图技术以及地图对人类社会和文化发展的长期影响，地图学史也是从人的角度研究地图作为人脑内部世界与外部自然界相互关系的媒介。新中国成立以来，地图学史作为一门融考古学、心理学、哲学、地理学和目录学为一体的学科，在我国取得了很大的成绩。尤其是考古学在20世纪70年代后不断爆出惊人发现，如1973年在湖南长沙马王堆汉墓出土了“西汉帛地图”，1978年在河北省平山县出土了战国时期中山王墓中的“兆域图”，1986年在甘肃天水放马滩秦墓中出土了四块七幅木板地图，以及大量史前先民生活遗迹的发现，丰富了地图学史研究的内容，在时间维上将地图学史研究的实物地图向前推进了很多。在中国，地图学史的研究主要经了四个阶段：古地图的收集整理阶段；古地图内容和表示方法分析阶段；古地图的新发掘与研究阶段；地图学史系统研究阶段。

2.1古地图的收集整理阶段

王庸先生利用他在南京图书馆和北京图书馆工作的机会，阅读了大量馆藏的书籍，于1958年写成了《中国地图学史纲》，这是一本资料翔实并绘有大量古地图的书，它是中国专门研究地图史以及古地图的第一本书，为后人研究中国地图史奠定了一定的基础。1983年以后，由中国科学院自然科学研究史研究所曹婉如牵头开始了中国古地图正式收集与整理工作，历经14年，终于完成《中国古代地图集》，这是一项重大工程，是我国古代地图收集、整理和研究的重大成就，也是我国科技史研究的重大成果。

2.2古地图内容和表示方法分析阶段

在20世纪70年代以前，除宋代石刻禹迹图和华夷图之外，基本没有其他时间更早的古代实物地图，因此，地图学家根据禹迹图和华夷图以及裴秀的“制图六体”的文字记载，对古地图的表示内容和方法进行了分析。1973年长沙马王堆汉墓出土了三幅汉代帛地图，它开启了中国古地图研究的新阶段。20世纪70年代到90年代，有大量学者针对马王堆汉墓出土的《驻军图》和《地形图》进行了比例尺、地名、地图绘制内容和绘制方法的研究。1986年在甘肃天水放马滩考古发现了秦地图以后，又有大量学者开始研究秦地图。20世纪80年代以后，地图内容和表示方法的研究视野进一步拓宽，开始研究古代地图的数学基础。总之，60多年来，根据已出土的实物地图，中国的地图学家们已经能够确定中国古代地图的制作理论和制作技术，即：在中国古代地图中，以水系控制要素为主，以‘计里画方’为主要数学基础，并辅以图例和象形两种符号表示方法，根据实际情况，制作各种需要的地图。

2.3地图学史系统研究阶段

20世纪80年代以后，随着地图史料的公开和收集整理工作结束，对对地图学史进入系统研究阶段。其主要表现不仅研究陆地地图，而且研究海图；不仅注重国内学者的研究，也把眼光放在国外。在研究领域上，不仅研究地图本身的制作技术，而且拓展为研究地图与文化的关系，研究中西方地图学的比较。在这期间出现了地图学研究的书籍，如《中国地图学史》、《中国地图史话》、《中国近现代地图学史》等。2009年出版的《中国地图学史》更是从古代地图开始，一直写到现在中国地图的发展历程，是对中国地图学史发展的一个全面总结。

二、 现代地图学的进展

1. 地图学的现代革命

1.1传统地图学的扬弃

传统地图学是地图生产之本，长期以来它成功地指导着地图的生产。但是它确实存在着明显缺陷：其一，以经验总结为主，忽视基本理论的建设与研究；其二，以联系对本学科有直接关系的学科为主，忽视同更高层次学科之间的关系；其三，以地图制作为主，忽视地图应用的研究，尤其忽视地图制图者自身认识活动和地图使用者认识活动规律的研究。50年代信息论、控制论、系统论三大科学理论和电子计算机的应用，不仅对现代工程技术的发展有着决定性的意义，而且是继相对论和量子力学之后，又一次彻底改变了世界科学图景和当代科学家的思维方式，它无疑也为地图学的发展指明了方向。从此，地图学进入了新的由“封闭”到“开放”的发展时期，即现代地图学时期。

1.2地图制图技术上的革命

理论是技术的先导，当地图学家们认识到传统地图学的缺陷，并走出传统地图学的封闭体系后，伴随而来的是地图制图技术上的革命，主要表现在：电子计算机技术和自动化技术为地图学的发展开辟了新的道路，遥感图像制图的兴起为地理信息的获取和处理提供了新的方法和手段，地图印刷新材料、新技术、新工艺为提高地图质量创造了有利条件。因此，地图制图技术产生了根本性的变革，地图生产已开始由传统手工方式向数字化方式改变。

1.3地理信息系统

地理信息系统“脱胎于地图”，“脱胎于60年代的机助地图制图系统”，“从地图数据库脱胎出来”，由地图学到地图学与地理信息系统，这是科学的发展规律。相比较而言，GIS的数据源多，数据量大；在遥感技术的支持下，能保证信息传输的现势性；数据查询、检索方式灵活多样，信息传输的可选择性极强；通过数据分析和计算，可为用户提供大量派生信息；计算机图形技术提供了多种多样的地理信息传输方式。

把地图学和GIS加以比较可以看出，GIS是地图学理论、方法与功能的延伸。地图学与GIS是一脉相承的，它们都是空间信息处理的科学，只不过地图学强调图形信息传输，而GIS则强调空间数据处理与分析，可以说GIS是地图学在信息时代的发展。

2. 理论地图学的认识与探讨

2.1理论地图学的提出

20世纪60年代以前，对地图及其生产过程的研究都是从生产和技术的观点出发，因而把地图学称作研究地图编制的技术和方法的科学，60年代之后有的学者开始把地图学分成“理论地图学”和“实用地图学”。把地图学分成“理论地图学”和“实用地图学”使得地图学探索的范围向前推进了一步。尽管学术界对理论地图学的含义仍存在着分歧，但有一点得到公认，那便是必须引进和应用横断学科一些理论和概念与地图学嫁接，发展和建立理论地图学。因为每一门学科都需要有自己的理论体系，没有先进理论指导的技术是盲目的技术，没有先进技术支持的理论是落后的理论，地图学也不例外。理论地图学的提出扩展了地图学探索的范围，促进了地图学的发展，使地图学的研究不致局限于技术的范畴，对进一步阐述，地图学的研究对象和理论建设，认识地图学与遥感、地理信息系统的共性与个性，理解信息时代的地图制作与应用特点，都具有重要作用。

自理论地图学提出以来，已经经历了几十年的发展，目前为止，比较成形的理论有地图信息论、地图信息传输论、地图模型理论、地图认知理论、地图可视化、综合制图理论、地图感受论、地图符号理论等。

2.2数字时代地图学理论的发展与突破

随着数字技术的发展，地图学理论也在不断地发展、完善，特别是地理信息系统和数字制图学的发展，许多过去传统地图学中不曾有过的问题被发现或许多过去传统地图学未重视的问题提上研究日程，主要有以下几点：

（1） GIS的认知局限性

（2） 地理信息本体论

（3） 地理信息可视化

（4） 3D认知

（5） 地图语言学理论

2.3数字时代理论地图学的应用

随着数字技术的发展，理论地图学的应用也相应发生了深刻的变化，其影响最主要表现为地图生产过程的全数字化、地图产品形式的多样化以及产品分发方式的多样化等几个方面。

（1） 地图生产过程的全数字化

数字技术的发展对地图的生产技术支撑起到了非常大的推动作用。它使传统意义上的地图制作过程的全数字化成为可能。近几年来使用新的全数字化制图技术从事地图生产迅速得以普及。数字地图制图技术大大缩短了地图生产周期、降低了生产成本，同时在计算机软件的支持下还丰富了表现手段、提高了成图质量。

（2） 地图产品形式的多样化

随着地理信息的产业化，地图设计与制作环境发生了变化，地图的形式更是多样化。数字地图的出现打破了模拟地图一统天下的局面，数字地图通过数字表示传统在纸质地图上用图形、符号、颜色、注记等表示的空间信息，以计算机外存设备存贮管理。在地理信息系统的空间数据管理与处理软件的支持下可完成传统人们通过使用和阅读地图完成的一些空间信息加工活动。

三、 地图学的发展趋势

中国的地图制图学科已发展到地图制图学与地理信息工程学科，经历了传统地图学到数字化地图学并进一步向信息化地图学发展的过程，取得了令世人瞩目的成绩。近几年来，关于信息化地图学的讨论不断深入，对地观测技术和计算机网络通信技术快速发展，国家和军队信息化建设对地理空间信息的需求日益增长。可以预见，今后十年，地图制图学与地理信息工程学科将在以下六个热点问题上取得突破性进展。

（1） 异构地理空间数据同化问题越来越受到关注并将成为研究的热点

（2） 由着重地理信息源获取一端向面向用户的地理信息深加工一端漂移已成为必然趋势

（3） 地理信息服务的网络/网格化将成为主流模式

（4） 空间数据综合的智能化研究将从根本上实现地图生产的自动化

（5） 地理信息系统与虚拟地理环境的集成与一体化既是必要的也是可行的

（6） 以多模式时空综合认知模型为核心的地图制图与地理信息工程学科理论体系将进一步完善

（引自王院士《地图制图学与地理信息工程学科发展趋势》）

从传统地图学到现代地图学的历史转变，由地图学到地图学与地理信息系统，说明地图学是一个充满生机与活力的科学，在新的世纪里，地图以怎样的面貌和方式展现出新的生机应引起我们的思考和关注。

参考文献：

1. 娄倩，郭建忠.《地图的发展与地图学史》

2. 王家耀.《地图学的回顾与展望》

3. 王家耀.《地图制图学与地理信息工程学科进展与成就》

4. 中国测绘学会地图学与GIS专业委员会.《地图学与地理信息系统的现状与趋势》

5. 王家耀.《地图制图学与地理信息工程学科发展趋势》

6. 姜道章.《近九十年来中国地图史的研究》

7. 曹婉如.《近40年来中国地图学史研究的回顾》

8. 钮海燕.《评<中国地图学史>》

9. 朱东兴，李中原.《数字时代理论地图学的认识与探讨》

10. 王家耀.《我国地图制图学与地理信息工程学科发展研究》

11. 张国坤，张洪岩等.《现代地图学理论对地图学的影响》

12. 韩昭庆.《中国地图史研究的由今推古及由古推古》

地图学的历史与发展