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現(xiàn)在，當(dāng)我們到了一個陌生地方，只需動動手指，打開手機上的電子導(dǎo)航地圖，便可以定位當(dāng)前所在位置。那么，古代的地圖是怎樣的呢？地圖發(fā)展過程中的變與不變是什么呢？其實，不斷發(fā)展變化的是地圖制圖技術(shù)，不變的是地圖繪制原理。

讓我們在自然資源部第三地理信息制圖院重點實驗室專家的帶領(lǐng)下，一起穿越時空，探尋一下地圖的“前世今生”吧。

古人如何繪制地圖？

距離、方位、比例尺是地圖的三要素，古人是怎么確定這三種要素的呢？

在古代傳遞緊急公文時，有一種說法是：“八百里加急”，那么，古人如何確定日行八百里呢？西漢時發(fā)明了一種專門用來丈量行駛距離的馬車，名為“記里鼓車”，這種車有上下兩層，車每行一里路，敲鼓一下，車每行十里，敲打鈴鐺一次，駕車人通過記錄鼓聲和鈴聲次數(shù)，就知道走過的距離了。

當(dāng)送信使者查看下一個驛站地圖時，驛站方位是不能錯的。中國古代用來指示方位的是指南車，與指南針利用地磁效應(yīng)不同，它不依靠磁性，僅利用齒輪傳動來指明方向。駕車人使用車上的木人指示方向，不論車子轉(zhuǎn)向何方，木人的手始終指向同一個方向。

有了距離和方位，就可以簡單描述一個地物的位置了，如一條河流：長度八十里，起點向東，二十里后向東南，再十里后轉(zhuǎn)向南。

但是，上述兩種方法只能繪制局部地圖，當(dāng)古人要繪制全國地圖時該怎么做呢？西晉有個很厲害的地圖學(xué)家裴秀，他設(shè)計出了“計里畫方”的新型地圖繪制方法。這是一種按比例尺繪制地圖的方法——繪圖時以方格邊長代表實地里數(shù)，然后按方格繪制地圖內(nèi)容，測量出的山川、河流要素，就可以成比例縮小放在方格內(nèi)了。

“計里畫方”禹跡圖

宋代《禹跡圖》就是使用這種繪制方式，圖上標(biāo)注了“每方折地百里”，即圖上一個小方格代表實際100里，1里約等于現(xiàn)在的500米，一個小方格約1.1厘米，換算得出整幅圖的比例尺約1：450萬左右。該地圖橫向70格，豎向73格，一共5110格，可根據(jù)格子數(shù)量直接推算整幅圖的面積。這種方法沿用了1500余年直到清初，在我國和世界地圖制圖學(xué)史上都具有重要意義。

現(xiàn)代利用遙感等技術(shù)繪圖

在現(xiàn)代制圖流程中，我國制圖人員使用衛(wèi)星拍攝遙感影像數(shù)據(jù)、無人機拍攝城市影像數(shù)據(jù)和實地測量矢量數(shù)據(jù)等方式，獲取帶有方向和距離屬性的數(shù)據(jù)后，再對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行批量化整理、生產(chǎn)、質(zhì)量檢查，然后再匹配形象的地圖符號，最后利用自然資源部第三地理信息制圖院研制的快速地圖制圖系統(tǒng)，在幾分鐘內(nèi)就能完成一幅地圖輸出。

前段時間特別火的《黑神話：悟空》國產(chǎn)游戲，悟空經(jīng)歷的各個地圖關(guān)卡場景，使用了三維立體渲染技術(shù)來構(gòu)建，讓人有身臨其境的感覺。大家可能會想，在二維的地圖上只能有橫縱方向，三維空間在地圖中該如何表達(dá)？

貢嘎山三維冰川景觀圖

原來，三維立體渲染技術(shù)的出現(xiàn)讓地圖發(fā)生了令人矚目的變化?，F(xiàn)在制圖人員可使用帶有高度的數(shù)據(jù)，在三維渲染軟件中進(jìn)行高度的拉伸恢復(fù)出真實的地形模型，并將高分辨率遙感衛(wèi)星影像作為模型紋理貼圖，構(gòu)建出地理場景。同時，調(diào)整燈光、環(huán)境、相機等參數(shù)，這樣就可以得到具有超真實感的地理景觀圖了，而且還可以使用3D打印技術(shù)將三維地圖打印出來。

珠穆朗瑪峰3D打印模型

穿越了時空，感受了中國地圖的發(fā)展，大家是不是對地圖更感興趣了呢？