20.1　世界地图

20.1　世界地图

对地球的形状和大小进行测量，并在其表面精确设置足够数量的位置的经度和纬度，由此建构出精确的世界地图的结构框架，这就是在17世纪晚期和18世纪由位于巴黎的法国科学院发起，由一批大地测量学家和地图绘制学家着手进行的一项工程。

1669年，让·皮卡尔（Jean Picard，1620—1682）测量了通过巴黎的子午线的度数值。1700—1718年间，卡西尼（Jean Dominique Cassini，1625—1712）和他的儿子雅克（Jacques，1677—1756）对该子午线的北段和南段的弧度进行了测量。这两项测量的结果显示，接近极点的纬度的度数减小，这表明地球的极直径大于赤道直径。1736—1745年间，法国的一些探险队测量了高纬度地区和低纬度地区（分别在瑞典的拉普兰和秘鲁）的子午线弧长，确定地球的形状是在两极处略扁的扁球形，并且估测了在不同纬度处的一度的长度，这些就构成了18世纪地图绘制学的基础（第Ⅲ卷，边码553—554）。

17世纪曾出版过许多地理位置的检索图表。在1661年的一本地理学教科书中，至少列出了2200个地理位置，其纬度和经度“完全确定或基本确定”。然而，由不同的学者和地图绘制者进行估测的结果差异却非常大，都表明了其估测的不可靠性。如果没有一系列精确的位置，特别是如果没有一种可靠的方法来确定经度，那么面对全世界如此广袤的大地和海洋，地图绘制人员无论如何也无法较准确地确定其地域范围和形状。尽管托勒密（Ptolemy）的世界地图由于15世纪和16世纪的一系列地理发现而遭受否定，但是他对地球周长过低的估测，还反映在17世纪的地图中对经度距离的过分夸大上。例如，各大陆自东至西的宽度一般都太大，绘制的中国海岸线向东竟超出25度。托勒密确定地中海区域，经度范围为62度，比实际值多了15度至20度。

从1672年，即在法国巴黎天文台成立一年后，法国科学家就在沿海各观测站对经度进行了系统的天文测定，这些测定主要是依据对木星的各个卫星的食或掩的观测，有关木卫食或掩的各项图表于1668年出版。至1682年，法国沿海24个地点的经度和纬度已被测定出来，从而确定了该国经修正的轮廓。从1679年J.D.卡西尼出版天文年历《天文年历》（La Connoissance des temps）开始，其中记录的经精确确定的地理位置数量就逐年增加。在欧洲，1684年是32个，1691年是83个。从世界范围来看，1682年是40个，1706年是109个。

这些收集起来的观察资料，都汇集在1700—1726年间由被称为第一个现代地图绘绘制学家的德利尔（Guillaume Delisle，1675—1726）出版的地图中。尽管德利尔掌握的关于各大陆内陆部分的新资料很少，但在他的世界地图上绘制的各大陆海岸线的轮廓却相当准确，地中海区域的长度已减少为42度。德利尔还在选定本初子午线时引进了一项有效的改进。1634年，法国颁布了一项法令，规定经度要以加那利群岛中费罗岛西端为起始点，但其起自巴黎的精确经度则不明确。德利尔的经度是从巴黎以西20度子午线，即著名的费罗岛所在的位置起始的，这一方法就此一直沿用，直至随着包括专为格林尼治计算的天文表《航海历》（The Nautical Almanac）出版（从1767年开始），格林尼治本初子午线才逐渐被人们接受，尽管还算不上普遍。

安维尔（J.B.Bourguignon d'Anville，1697—1782）在评估地图绘制人员的材料时，采用的判定方法甚至更为严格。他对古代权威的报告和现代旅行者的报告进行彻底校勘，抛弃了所有那些与结果不符的传统数据资料，重新设计绘制了各大陆的地图。曾由16世纪的地图绘制人员进行过解读的托勒密绘制的非洲河流系统终于还是受到了质疑，安维尔的地图（1749年）就成为下一世纪勘探非洲内陆的出发点。对于东亚，他能够采用耶稣会天文学家在北京确定的各种地图和测定结果。对于北美洲腹地，则可采用一些法国探险队从五大湖地区到墨西哥湾最新获得的成果。(https://www.daowen.com)

从18世纪下半叶起，地图绘制师们就可不断得到日益增多的有关地理方位、地形学和海岸线轮廓等方面的大量可靠资料。这不仅是由于探险考察活动的活跃，而且还在于勘测技术日益精细，以及欧洲各国和少数非欧洲国家有组织的系统地形测量的发展。布干维尔（Louis de Bougainville）和库克（James Cook）分别在1767—1769年和1768—1779年的航海历程中，绘制了南太平洋的近代地图。弗林德斯（Matthew Flinders）在1798—1803年绘制了澳大利亚海岸的海图。库克和拉彼鲁兹（La Pérouse）分别在1778—1779年和1785—1787年在北太平洋的美洲和亚洲海岸进行测量，马拉斯皮纳（Malaspina）和温哥华（Vancouver）则分别在1791—1792年和1792—1794年在美洲海岸进行测量。1770—1855年间，英国、法国和德国的一些探险队揭示了北非洲的地理奥秘，并在1822—1826年勘测了这片大陆的海岸线。1819年，人们发现了南极洲大陆，到1850年已详细考察了其大部分海岸线。自18世纪七八十年代开始，旅行家们有了更轻型的精密仪器装备（第13章），它们与笨重的天文象限仪和经纬仪不同，可在勘查路途中或航船甲板上使用。一具反射式六分仪——“袖珍式天文台”——和一台天文钟，就可使他们以足够的精确度来测定所发现地区的纬度和经度，并在地图或海图上重新确认这些地方。

库克在首次太平洋航行（1768—1771）期间，为测定经度，使用了“由绕地球轨道运行的月球所形成的这一大型天然天文钟”。这就是说，他采用“月球距离”法，先用六分仪观察，再通过印制在《航海历》中的图表来获得格林尼治时间。这些图表使航海家们第一次能够快速计算经度，并可对足够数量的结果取平均值以大大减少个别观察人员和仪器的误差。据库克说，在对月球的观察过程中，“如果使用不同仪器，并通过对太阳和月球两侧的星星的观察，从而大大增加测定次数的话……就可肯定地得出在汪洋大海中位于1.5度范围内，通常甚至不到半度范围内的一艘船只的位置”。在1769年，他实际上已经测定了塔希提岛北端的经度，数值与现代估测值相差不到1分（其纬度用太阳中天高度法测定，精度小于1秒），在1769—1770年通过连续勘测得到的新西兰海图上，其经度误差几乎不超过半度。尽管库克在其第二、三次航行期间，携带了哈里森（John Harrison，1693—1776）设计制造的天文钟，但他与他的高级船员还是连续进行了次数特别多的月球观测。例如，1777年在汤加塔布岛对月球进行了131组定位测量，“累计达上千个观测距离”，但是，这些数据仅是用于比对“航海天文钟”。此后，伦敦的哈里森和巴黎的勒罗伊（Pierre Leroy，1717—1785）分别在1729—1761年间和1766年独立设计了一种精密计时器，后来由一些钟表设计师开发成为确定经度的标准仪器（第13章）。

因此，19世纪初的地图绘制师们在其世界地图上能够精确定位的地点数量，要比德利尔所掌握的多得多，据估计在1817年数量已超过6000个。到该世纪中叶，在欧洲各主要国家及其海外的少数领土上，尤其是在印度，研究人员采用了一种以用于测量角度和距离的改良仪器构成的三角测量网为基础的三角测量法进行勘测，所采取的最初举措就是对这些资料进行整理，使其可以作为一种“国际”地图的基础。自1791年法国科学院确定将地球子午线1/4的1/10000000定为“1米”以后，各个国家的长度测量标准就可换算成一种“自然”长度标准，这一基本的长度单位与地球的周长成一定的比例。对于地图来说，这种米制系统的采用引出了一个“自然比例尺”的概念，它用地图上一个单位长度与地球表面由其代表的同样单位的数值之比的分数来表示。1806年，《法国国家地图集》（Atlas national de la France）首先采用了这种“代表性分数”，成为与地方性长度测量无关的一个国际准则。

上述一系列的进展为19世纪世界地图的发展奠定了基础，这些成果为确定地球形状的新的大地测量方法提供了必要条件和机会。1830—1910年间，从全世界不同地方测定的弧度（图326），针对地球两极处的球体扁率，人们计算出了7个主要数值，其变化从1/293.5到1/300.8。