自15世纪起，探险家开启了人类历史上伟大的“大航海时代”，在那个没有卫星技术的年代，一张精制的地图就是每位船员的生命线。而西方近代的地图学正是起源于那个波澜壮阔的时代。

提起扬帆起航的背后，是制图师们凝聚智力的支撑。但要绘制出精确的地图，难度堪比登天，需要克服很多的难关，下面让我们一起来看看“大航海时代”的其中两种绘图技术。

1.地图投影技术

制图技术在16世纪就已经有了迅速的发展，古代的地图已经不能满足人类探索海洋的需要。于是，人们开始寻找新的地图表示方法。

这时候在荷兰，诞生了新一代的制图法，而这种绘图方法能够将球面变换成平面，比以往的航海图更好地指引长距离的航海，这就是著名的“墨卡托投影”法。

墨卡托投影示意图(图片来自网络)

我们都知道地球是圆的，而世界地图却是二维平面的。那么，如何把地球体表面的一部分准确地表现在平面上呢?荷兰制图学家墨卡托(Gerardus Mercator)为这个难题找到了解决方法。1569年，他利用自己的理论首次创作的地图，独创性地提出假设地球被围在一中空的圆柱里，其标准纬线与圆柱相切接触，然后再假想地球中心有一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，地球就这样被“拉平”了。

利用“墨卡托投影”技术绘制出的地图，由每一点向各方向的长度比相等，它的经纬线都是平行直线，且相交成直角，经线间隔相等，纬线间隔从标准纬线向两极逐渐增大，因此没有角度变形。但地图上长度和面积变形明显，这是因为它具有各个方向均等扩大的特性，保持了方向和相互位置关系的正确。其最大的优点就是可以在地图上保持方向和角度的正确。如果用作航海图，循着墨卡托投影图上两点间的直线航行，保持方向不变就可以到达目的地，因此对船舰在航行中定位、确定航向都极为有利，给航海者带来极大的便利。

“墨卡托投影”地图绘制成功后，墨卡托的朋友——专门从事地图印刷和地球仪生产的洪第乌斯(Abraham Hondius)敏锐地嗅到商机，他说服了墨卡托，并为他编辑出版了墨卡托地图册。1606年，他向墨卡托的继承人购买了图片的版权，并出版了新版的地图册，使得这种投影法所绘制的地图广为传播，并呈现在我们面前。

2.经纬度测量

地球上本来没有什么经纬线的，这是人为加上去的。加上经纬线后，便能实现全球准确定位。比如，某船在海上出事，只要给个经纬度，就可以直接找到出事船只的位置，方便实施救援。

航海家们很早就知道如何测量纬度。一个熟练的水手可以根据天文的位置，例如用六分仪测量出北极星跟水平面的夹角，便可相当精确地测算出所处的纬度，这种方法沿用至今。但经度的测量要复杂得多。由于没法测量经度，船只经常会迷失方向，只能沿着海岸航行，这样海上活动便受到限制。

航海人使用六分仪测量纬度(图片来自网络)

为此，英国政府于1714年还颁布了一项“经度法案”，规定能准确测定地球经度的人都能获得相应的奖金，而且误差范围越小，金额越高。可见经度的测量一度真是“世界性难题”啊!在航海钟面世之前，天文学家和数学家们一直认为，解决经度问题的关键是天文观测法，当时流行的两种较有效的方法是“月角距法”和“木星卫星法”。

16世纪欧洲人通过观察天象测得大地经纬度(图片来自网络)

月角距是天文导航中经常使用到的一个术语，表示月球同另一个天体之间的角度，根据月角距可以判断所处的地理经度。假定地球上观察到的月亮行为都是一样的，只要在两地分别观测月亮，准确记下它移动到某个位置的时间，就能算出两地的经度差。

而木星卫星法的原理是每当卫星进入木星的影子里时，就发生卫星蚀。1610年著名的意大利天文学家伽利略(Galileo Galilei)用自制望远镜发现了木星最大的4颗卫星，发现四颗卫星高速绕着木星公转时，平均每天都会发生两次或三次卫星蚀，而且这种卫星蚀也有一定规律。这是一个发生频率足够大、距离地球也足够远、对于地球上所有的观察者来说都是同时发生的天文事件，用这种方法测出两地经度差。

天文学家卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)

找到测量经度的方法，对制图来说至关重要!借助科学的测量方法，天文学家卡西尼(Giovanni Domenico Cassini)首先将其运用在制图方面，并取得重大成果。他用天文观测的方法计算经纬度，在训练有素的测量员帮助下，最终为法国绘制出了182张地图，成图比例为1：86400，绘制了当时制图史上最准确和精美的地图。时至今日，他们运用的原理依然被大多数现代的科学地图使用。

结语

小小的图纸凝聚了制图师的心血，更是无数科学先行者智慧结晶，支撑着人们探索未知的海洋和广阔的世界。广州博物馆、上海中国航海博物馆、宁波中国港口博物馆共同举办的“海帆流彩万里风——18•19世纪中国外销艺术品展”，更是把大航海时代所绘制的地图精品在展柜展出，展期至2018年3月18日，感兴趣的观众朋友们千万要抓住机会，来感受这些地图背后那段“航海时代”的魅力吧!

来源：雅昌艺术网