康熙 《皇輿全覽圖》的數位化及意義

           

               

    ［摘要］ 康熙《皇輿全覽圖》是中國史上首次利用西方測繪方法繪製的覆蓋今日中國大部分地區的地圖，對該圖進行數位化，其科學意義和學術意義主要體現在以下四個方面: 其一、藉助數位化地圖，可提高近三百年我國河流、湖泊及海岸線變遷研究的精度; 其二、可望破解以往一些歷史政區研究的學術難題;其三、通過對該圖的分層數位化，並建立相應的屬性表，將形成一套以該圖完成的 1710 年代為時間界面的覆蓋目前中國大部分領土範圍的國家基礎歷史地理資料庫和地名資料庫，將為歷史地理及相關學科的研究提供便利; 其四、通過對該圖的數位化，並與此後各個時代繪製的相同地區的地圖進行空間對比分析，可以研究我國地圖測繪技術的變化，將進一步完善我國的測繪史研究。此外，還討論了該圖數位化過程中需要注意的問題。

   ［關鍵詞］ 皇輿全覽圖  數位化  測繪史

一

一直到二十世紀初，除了利瑪竇系列的世界地圖，中國人繪製的地圖很少考慮地球球形的形態，故很自然地把地球表面看作是平面，無論是晉代產生的製圖理論 「製圖六體」，還是宋代出現的計裡畫方，都只是解決把三維立體的地理要素在二維平面的地圖上表示出來的問題，沒有涉及如何把不可展開的球面放到平面上的問題。由此產生的繪製方法主要有兩種，一種是很少考慮地物之間實際的地理位置和距離關係的山水畫似的直觀描述法，這也是現存多數古地圖使用的方法，如康熙中期由河道總督張鵬翮繪製的 《黃河全圖》，始終沿著由東向西的方向呈一字型展開，全然不顧黃河在南北方向的位置變化；又如甘肅敦煌莫高窟第 61 窟西壁的繪製於五代（907—960）的《五臺山圖》，既繪製了五臺縣治所、南臺、中臺及東臺之頂，亦繪製了各個寺廟在五臺山地區的分布，同時還描繪了許多栩栩如生正在行進中的人物和車馬，宛若一幅山水人物畫。又如康熙四十六年 ( 1707) 前李苾繪製的《滇南鹽井圖》，展示了當地的製鹽場景。初閱此圖，它更像是一幅動態的畫面，讓人首先感受到的是撲面而來的忙碌氣息，是畫是圖? 讓人糾結。即使是對精度要求甚高的軍事地圖，也充分體現了圖畫的特點，其重要的軍事信息則由圖說來補充，如《雷州營汛輿圖》 以上西下東左南右北的方向，把雷州半島的外形描繪成長方形，以相同的圖例，主要以五排整齊羅列的方式繪製出各塘汛，它們之間的位置及駐兵人數則由圖旁的文字補充說明。另一種是基於一定測量基礎上繪製的地圖，除了宋代《禹跡圖》等少數地圖，其他地圖表示範圍都較小，一般以城市地圖為主，如我國現存最早的宋代 《平江圖》，不過這種圖往往會出現從繪圖中心向其他區域誤差逐漸增大的現象，除了《平江圖》採用縮地法把遠處的小山放置在圖的四周外，其他如現存最早的古地圖漢代《馬王堆地形圖》等都有這個現象，即在同一幅圖上採取不同的比例尺，或者同一幅圖上，有的地區按比例繪製，有的地方則很隨意。

從測量學上講，針對地球的半徑長度，在半徑小於10公裡範圍內施測時，用水平面代替水準面產生的相對誤差為1/122萬，這個誤差小於目前最精密量距的允許誤差1/100萬，因此在半徑小於10公裡的區域內，地球曲率對水平距離的影響可以忽略不計。即在面積為314平方公裡的範圍內，皆可以把地球球面當作地球平面。加上古人活動範圍有限，所以不考慮投影、不使用經緯度的古代中國輿圖一般不會影響地圖的繪製和使用。

但是與之相對的是，我們今天使用的絕大多數地圖採取的是西方的測繪方法，有特定的投影方式和坐標系，使用經緯度或平面直角坐標系來表示地物之間的相對位置，這與古代中國輿圖的繪製方法存在很大的不同。因此，我們會發現很難把絕大多數的古代輿圖與現代地圖進行空間比較分析，更不用說把這些地圖表示的地理要素搬到今天的地圖上了。鑑於古地圖是歷史地理研究中不可或缺的材料，這個時候的解決方法多數是尋找古今相同的小地名來定位，這樣無疑會影響研究的精度。試想，如果過去中國就存在用現代測繪方法繪製的地圖，那麼，今天我們藉助相應的地理信息系統軟體，對它們進行地理配準，再通過對不同時代的地圖進行空間疊加分析，就可以研究許多地理要素的演變，且會提高研究的精度，繪製於康熙時期的 《皇輿全覽圖》正是古代中國少有的利用現代測繪方法繪製的地圖。

二

康熙《皇輿全覽圖》系康熙四十七年(1708)至五十六年間，在康熙皇帝的要求下，主要由法國傳教士主持，中國地方官員、士兵及一些輔助人員參與，對今中國及其毗鄰地區進行測繪編制的地圖，這是我國首次利用西方現代測繪技術繪製的實測地圖。不僅如此，它還是當時範圍最大的實測地圖。此後，清朝政府以該圖為基礎，對新疆、西藏等地進行測繪，並結合亞洲其他地區地圖繪製而成《雍正十排圖》及《乾隆十三排圖》，形成清廷三大實測地圖。這次測量與乾隆、光緒年間進行的測量，構成了中國經緯度點的控制網，為此後測繪全國地圖奠定了控制基礎，在中國地圖史上具有裡程碑似的意義。

據馮寶琳考證，該圖在國內至少有五個版本，分別為故宮博物院圖書館藏兩個木刻墨印版本、德國學者福克司整理出版的地圖集、中國第一歷史檔案館藏彩繪紙本的《皇朝輿地全圖》以及 1929 年人們在瀋陽故宮發現的銅版《皇輿全覽圖》。 近年來在北京大學圖書館又發現了另一種彩繪康熙《皇輿全覽圖》的分省分地區圖，與福克司整理的地圖相比，省圖中缺少湖廣和廣西全圖。由於其他版本的《皇輿全覽圖》或利用不方便，或不完整，目前可供我們研究的版本只有兩個，一個是汪前進和劉若芳整理、以瀋陽故宮發現的銅版地圖為底圖重新印刷出版的地圖，一個是德國學者福克司 ( walter Fuchs) 整理出版的《康熙皇輿全覽圖》。

銅版地圖有41幅，出版時因版面所限，圖集的尺寸均較原圖略有縮小。除個別圖外，縮小的圖每幅一般高32釐米，寬55釐米，列為七列、八排，如果以最大範圍計算，則長2. 56 米，寬3. 85 米，面積約10 平方米。銅版地圖按照排和號來編排，其排號順序按自北而南分成八排，其中除第八排之外，每排的緯差是5°，再按自東向西的方式排號，從第一號到第七號，每號的經差不一，從6°到15°不等，如圖1所示。在每幅圖上，每隔經、緯差1°就標出一條經緯線。

圖 1 銅版康熙 《皇輿全覽圖》的排號方式

該圖經緯網覆蓋範圍為東經31度至西經51 度，北緯18 度至北緯55度之間，折算成今日的標準經度，即北緯18° ～ 55°，東經 65°23'27″～ 147°23'27″。第一排第一號為庫頁島，其經緯度分別為北緯 50°～ 55°，經度為 143 ～ 147°。五排七號為最西，但實畫到西45度，即 72°23'27″。該圖分別用漢字和滿文標註長城內外的地區，用漢字標識的陸地面積約為292萬平方公裡，用滿文標識的陸地面積約為587萬平方公裡，如圖 2 所示。

圖 2 銅版康熙 《皇輿全覽圖》與今中國地圖

註：底圖為國家基礎地理信息中心編制的《全國1：100萬基礎地理信息共享平臺》資料庫，2002。由於該圖比例尺很小，不能表示諸如釣魚島等小島。

    其中漢字標註的範圍，北面以東起山海關，西迄嘉峪關的明長城為界，最南至海南島，最東到臺灣，西面從嘉峪關往東，沿著祁連山北麓，到今武威市，折向西南到西寧，之後改向東南，經過青海、甘肅、四川等省，進入雲南省之後，先往南，再折向西、西北，在寧蒗彝族自治縣與麗江納西族自治縣間呈「U」形彎曲，往西至福貢，沿著怒江往南到瀘水，西南至潞西，再東南到勐臘縣，與今日雲南省界差不多。滿文標註的地區包括長城以北的整個內蒙古地區和東北三省，大部分青海省、部分西藏和新疆，境外區域包括朝鮮半島、外蒙古以及俄羅斯、哈薩克斯坦、尼泊爾和印度的一部分。

    福克司出版的康熙 《皇輿全覽圖》則是按照省或地區來編號，共35幅。地圖排序如表 1 所示，其中有三幅地圖地名基本重名，只是繪製的範圍有所不同，它們分別是哈密與哈密噶思、兩幅河源圖、長江瀾滄江怒江舊圖與金沙瀾滄等江源圖。

    在福克司出版的分省分地區圖上，每隔 30' 畫出一條經線和緯線，但是與銅版《皇輿全覽圖》一樣，緯度都是以赤道起算，經度則以通過北京某一點的經線為零度經線，即中央經線。藉助 ArcGIS，我們把兩幅圖進行空間對比，發現兩套圖表示的範圍一致。

此外，兩套圖的相同點還有：1，使用經緯度表示地物的地理位置。2，重視山水、湖泊、海岸及沿海島嶼等自然地理要素的繪製。3，用不同形狀和大小的圖例分別表示不同級別的政區和居民地，如府、州、縣的圖例皆用方框 「□」； 其他如鎮、村、墟、驛、鋪等聚落用「○」圈形圖例。4，所有地名的標註均為正體，無斜體。5，圖上無比例尺和投影方式。不同之處是，福克司圖上的地名全用漢字標註；另外，福克司按照省或地區進行地圖分幅。

如上所述，兩套圖皆使用經緯度，這為我們今天的數位化工作提供了空間信息的基礎。所謂數位化，即把各種航空照片、衛星照片等圖像資料，各種地圖圖形資料轉變為數字形式的過程。常用的圖數轉換器有手扶跟蹤圖數轉換器和掃描圖數轉換器，儘管後者較前者手工的描圖工作效率高得多，但是它的不足之處是在數位化過程中對線畫進行綜合取捨有一定困難，計算機處理也較複雜 ，加上這兩套圖皆存在部分圖面內容模糊不清，而且還會涉及許多異體和繁體字的判別等，我們對康熙《皇輿全覽圖》採取人工描圖的數位化方式。

由於福克司編繪的《康熙皇輿全覽圖》只用漢字標註地名，故我們的數位化工作先從這個版本入手。美國國會圖書館已經掃描了這套圖，並提供免費下載，我們利用的是這套電子地圖。藉助 ArcGIS，先對每幅地圖進行地理配準，然後分別按照點、線、面及區域特徵層分別進行人工數位化，其中點層又分為府、州、縣治所和鎮、村、墟、驛、鋪等聚落層; 線層分河流、海岸線、長城及特殊線畫地物等; 面層分湖泊、島嶼和沙洲; 區域分為省和地區層。每個層面皆設計詳細的屬性表，方便將來使用者的查詢。

三

     對康熙《皇輿全覽圖》進行數位化，其科學意義和學術意義主要體現在以下四個方面:

其一、藉助數位化地圖，可大大提高我國河流、湖泊及海岸地貌變遷研究的精度，並發現新問題。康熙《皇輿全覽圖》是中國史上首次利用西方測繪方法繪製的覆蓋今日中國大部分地區的地圖，該圖首次利用經緯度記錄了當時中國河流、湖泊及海岸地貌的地理位置和形狀。在對這些自然地理要素進行數位化的基礎上，藉助 ArcGIS 的空間分析工具，與今天同樣利用西方測繪方法繪製的地形圖進行空間疊加比較分析，可研究近三百年來中國水系、海岸地貌的變遷過程，將大大提高歷史地貌研究的精度，促進中國環境變遷的研究，下面以長江口的變遷為例來說明對該圖數位化之後的應用。

今長江河口區位於北緯30°50'～ 31°40'，東經121°00' ～ 122°30'之間的水域，北接黃淮衝積平原，南瀕杭州灣，東臨東海。從行政區劃而言，其北岸是今江蘇省南通市，南岸則包括整個上海市地區，河口中心地帶橫亙著我國第三大島崇明島。長江口變遷的研究可以追溯到上個世紀初，1917 年海登斯坦 ( Heidenstam) 曾根據長江輸沙量的分析，推斷三角洲伸展速度為每 37 年1公裡，1919 年丁文江根據縣治設置及海塘興建的歷史，得出每 43 年伸展 1 公裡的結論。1957年陳吉餘通過綜合研究河流搬運的泥沙堆積作用、波浪作用以及海塘修建、水系改造等人類作用，並根據方志記載和歷史文獻討論了長江口北岸沙嘴－廖角嘴 2000 年來的變遷 。20 年之後，陳吉餘等人發表了文章，總結了長江口兩千年來的河口發育模式 。就長江口北岸的變遷而言，除了陳吉餘的研究外，陳金淵 、劉蒼字及王慶 等人也作了比較深入的研究。

南岸的變遷往往是和上海地區的成陸問題相提並論的，譚其驤從 1960 年到 1982 年在不同刊物上發表了五篇文章，討論上海成陸問題，在批評前人認為整個上海地區在歷史時期是以均一的速度向外伸展的錯誤觀點之後，他提出上海市的大陸部分可分為四個區域，即岡身地帶、岡身以內、岡身以外裡護塘以內和裡護塘以外，在不同區域，成陸的速度存在明顯差異。 張修桂在譚其驤研究的基礎上，對歷史文獻和方志進行了更加細緻的梳理，並結合考古文物、古地圖研究，澄清了上海成陸過程中幾個關鍵性問題，包括下沙沙帶的形成年代、下沙捍海塘的位置，糾正了過去學者混淆兩者的錯誤看法 ，在此基礎上，他還系統地論述了上海地區成陸過程，深入探討了長江口的崇明島的變遷 ，以及上海南郊金山海岸線的變遷 。以上學者藉助考古、歷史文獻、古地圖及相關地理理論，奠定了後人研究長江口變遷的堅實基礎，但是受限於史料的不完整或文字描述，研究精度受到極大限制。他們皆繪製了長江口的變遷圖，但是這些圖只能是示意圖。現藉助康熙年間實測的地圖，並與當代地圖進行空間比對，可以清晰地顯示近三百年間長江口及崇明島形狀的變遷過程。

藉助 ArcGIS 的空間分析工具，可以得出近三百年長江口向海裡最遠推進 90 公裡左右，這發生在北岸的蓼角嘴; 最近也向海裡延伸了近15公裡，這發生在上海市南端，平均每年向海裡延伸175米。有學者研究，自1128 年到1855 年黃河下遊長期奪淮期間，廢黃河口平均每年向海裡延伸316米，長江口近三百年的移動速度雖然只是廢黃河口移動速度的一半，但是如果考慮今日的泥沙數據，我們會發現歷史時期長江的含沙量也不小。按今長江大通水文站的多年平均含沙量是0.437 公斤/立方米，黃河潼關水文站多年平均含沙量為30.7斤/立方米，是長江的70倍! 瑠 我們長期認為，黃河是高含沙量河流，攜帶大量泥沙，歷史時期隨著黃河口的移動，便在當地開始造陸運動。相對而言，長江泥沙含量小得多，但是為何三百年長江河口的淤漲也如此之快? 其背後的原因是什麼? 亦或是測量造成的錯誤? 通過類似的比對，我們還會發現許多以前不易為我們覺察到的問題。

其二、可望破解以往一些政區上的學術難題。如雍正時期鄂爾泰任雲貴總督時，曾談到貴州境內存在幾處獨立於政府之外，自成一體的「生苗區」，但這些 「生苗區」的具體位置及其範圍多大? 筆者曾根據貴州省測繪局編繪的《貴州省地圖集》(內部用圖1986年6月) 及相對應的古今地名求得「生苗區」的面積約佔今貴州面積的12%，即2.1萬平方公裡，但是這個數字由於受到古今縣級政區及縣界變遷的影響，只是粗略估計。這些地區在康熙《皇輿全覽圖》上表現為兩大塊空白地帶，由於該圖上有經緯度，同樣通過數位化，我們可以較為準確地在今圖上復原它們的位置，如圖2中貴州空白地區所示。同時，藉助 ArcGIS 的空間分析工具，我們還可以計算出黔南的一塊面積為0. 946 萬平方公裡，黔東南的面積是0. 912 萬平方公裡，兩塊 「生苗區」的面積為1. 858 萬平方公裡，佔貴州面積的10. 5% 。

此外，通過對圖上不同政區地名的數位化，尤其是聚落地名的數位化，可把這些地名復原到今天的地圖上，將有助於《中國歷史地圖集》中清代早期歷史地圖的修正和補充。譚其驤主編的《中國歷史地圖集》主要是後人通過考證的方法來實現對前朝地名的定位，當有的地名無法利用考證的方法來定位時，可以通過對此圖的數位化，直接實現對清代地名在今日地圖上較精確的定位。

其三、通過對該圖的分層數位化，並建立相應的屬性表，將形成一套以該圖完成的1710 年代為時間界面的覆蓋目前中國大部分領土範圍的國家基礎歷史地理資料庫和地名資料庫。據筆者初步統計，福克司編纂的《康熙皇輿全覽圖》中包含的自然人文及各個層級的地名總數約 13000 條，包括部分今日中國範圍外的地名。按照CHGIS1820年的資料庫，其縣以下地名有 8659個，縣一級地名1859個，府一級地名301個，省一級地名24個，共計10843個 。兩者相比，雖然其時間早一百多年，而且表示範圍小於1820年的範圍，但是地名數量信息豐富，可與 1820 年的數據比擬。這套資料庫建成之後將成為我國最早的具有科學意義的地理信息資料庫，將為歷史地理及相關學科的研究提供便利。

其四、通過對該圖的數位化，並與此後各個時代繪製的相同地區的地圖進行空間對比分析，可以研究我國地圖測繪技術的變化，將進一步完善我國的測繪史。

同樣需要注意的是，雖然康熙《皇輿全覽圖》系我國利用現代測繪方法實測的地圖，但是由於測量本身以及銅版印刷過程中產生的誤差，會在一定程度上影響該圖的精確性。此外，該圖繪製於清朝早期，對於沒有測繪或者因為各種原因到不了的地方，採取留空的方式，這些地區包括新疆、西藏等地部分地區以及貴州等地境內的生苗區等，在清朝乾隆時期皆納入清朝的範圍內，故康熙《皇輿全覽圖》不能完整地反映整個清朝的疆域。

註：原文發表於《清史研究》2016年04期，限於篇幅，注釋已省略。

韓昭慶，女，1970年生，貴州人，復旦大學歷史地理研究中心教授。

右起分別是吳宏岐、韓昭慶、郭世強、胡列箭（華師），2018年11月12日韓教授在我校作報告《康熙<皇輿全覽圖>的繪製及影響》時攝。