制图史Cartography,History of

制图学是研究绘制各种图表和天体图形的科学。几千年来，地图资料一直是各民族文化交流的工具。现存最早的地图是在中东发现的绘制在土板上的图形(公元前2300年)。公元前的一些哲学家和数学家（如毕达哥拉斯和亚里斯多德等）曾提出地球是球体的理论，并对地球周长进行测量。公元2世纪，C.托勒密编辑并整理了当时所知的地理知识，促进了地理学的研究。他提出应按比例绘制世界各区地理，并按坐标排列，在其1507年～1508年的地理著作中首次向人们展示了一幅加拿大地貌图。在此后近一个世纪中，托勒密的地图集被视为加拿大地理科学进一步拓展的依据。随着绘图学的发展和不断的探险勘察，在此后的几百年中，加拿大制图技术得以大大改进。16世纪的地图粗略而不精确，法国殖民统治时期则已对老地区进行了精确绘图，1800年后，天文技术已可以确定经度。到20世纪，加拿大制图技术已日趋完善。
加拿大土著居民的绘图 很早以前绘图就已是印第安人和因纽特人中一门广为流传的精湛技艺，最普通的导游图为狩猎者和拓荒者提供了方便，促进了地区间的贸易往来，同时也带来战争。印第安人和因纽特人的导游图常是凭记忆画在地上或雪地中的，并附有本地语言标注，但这种地图只能短期使用，使用者要将导游图完全记住后才能走完全程，这一点对训练有素的印第安人和因纽特人来说不成问题。当时的地图比例由一天的旅程来测量，同时考虑影响旅游时间的因素。尽管当时的欧洲人有时会觉得当地人的导游图过于简单，甚至含混不清，但对于那些拓荒探险的人们来说却从中获益匪浅。当地人的地图不仅可以进行交流，还是当地地理知识文化的集粹，有的展示了部落的兴衰史，有的反映了战争和早期移民的重大史事。他们的地图不仅给行路人指路，也给早期的欧洲探险家们提供了必不可少的地理知识，因而吸引了欧洲的冒险家、商人、传教士们纷至沓来，将大西洋沿岸的文明带到太平洋沿岸。
早期探险家的绘图 16世纪有关加拿大的地图都不是绘图员绘制的，而是地质考察者绘制的，既无日期，也无署名，难以查证。但人们普遍认为最早的加拿大地图在1502年～1506年就已产生。探险家们将纽芬兰岛的东海岸当作北大西洋一岛的东海岸，但他们对格陵兰岛和加勒比海周围的岛屿却一无所知。还把纽芬兰岛与格棱兰岛相接，并把它们当作亚洲大陆的延伸。直到1507年，瓦尔德塞弥勒绘制的地图第一次把新大陆和亚洲大陆分开，他的地图在以后的10年中成为公认的版本。
16世纪20年代，随着人们对纽芬兰的了解加深，地图上绘制的地形地貌也逐趋精确，建立在探险基础上的地图直到1524年才第一次将从佛罗里达到纽芬兰的完整海岸线绘制出来。自卡蒂埃探险(1534～1542)后，加拿大的整个地图已相当完整，但其地图却没有一份被保存下来。卡蒂埃地图最杰出的贡献是在北美洲的地图上加上了圣劳伦斯河和圣劳伦斯湾。
虽然格陵兰的最南端在1502年就开始出现在地图上，但北极在1576年才首次出现，对北极具体位置的确定始于爱德华·赖特1599年绘制的地图。
1763年前的绘图 塞缪尔·德·尚普兰1603年首创科学制图法，第一张东部加拿大的现代地图就是由他综合自己与亨利·哈得孙的探险成果，1613年绘制出版的。尚普兰绘制地图时有时以自己的考察为基础，有时则以当地原有的地图和人们的口述为依据。他在观测中既使用了指南针、纬度仪，也采用了估测距离的方法。尚普兰一共绘制了6张小比例地图和23张大比例地图。
17世纪绘制的大比例地图都局限于圣劳伦斯河谷。让·德赛绘制了较准确的圣劳伦斯河流向图(1685～1686)，直到18世纪中叶这张图都被人们当作标准航线图。18世纪，英、法关系不断紧张，法国工兵的工作显得更为重要，他们绘制了五大湖区的边界线图和许多防御工事图。在东海岸，还建立了加拿大第一座天文台(1750)。1756年开始的英法七年战争使绘图工作中断。法国人绘制的最后一张北美地图总汇了加拿大落入英国人手中前的最新材料，从中可看出当时加拿大远到西经102°的地区，哈得孙湾西岸和北极圈的地区都被绘制了出来。
1763年后探险家们的绘图 《巴黎条约》签订(1763年2月)前，吉恩·默里率领英国军队对蒙特利尔到魁北克城的地区进行详细勘察。默里地图的比例尺为1:24000，着重标注了具有军事意义的目标，如村庄人口、房舍位置、教堂、磨坊等，该图至少有5张手绘副本，现有2张为渥太华国家地图收藏馆收藏。
英国在北美庞大的殖民帝国由北极地区不断向墨西哥湾延伸，随之而来的贸易发展和资源开发迫切需要有关这一广大地区的海岸线、港口和内陆地区的准确地图。当时在加拿大服役的英国军人中有3位出色的勘测员，他们是陆军军官S.霍兰、J.德巴尔和海军舰长J.库克。三人都取得了丰硕成果，其中以库克最为突出。同时，其他勘测者则进行必要的土地测定，绘制一张能反映各乡镇农田空地的分布和主要地形特征的地图，以建立农庄。19世纪，与乡镇勘测具有同等重要性的另一制图勘测则是对五大湖的水文勘测。
这项工作最初由英国海军部负责实施，1884年后转交加拿大水文学家负责。整个19世纪乃至20世纪初绘制的上百张有关加拿大东部的地图实际上都是由乡镇详图和水文图简单汇编而成。当需要绘制勘测员未去过地区的地图时，就只好采用地质学家、森林工人及至皮毛商人绘制的草图。这些草图无法同标准的地形图相比，但制作成本却很低，是当时加拿大制作大、中型比例图唯一可行办法。县区图也很流行，上面标有新建的公路、铁路、商店、磨坊等，属于半官方性质。政府机构也对现存的测量数据进行编汇，并绘制出地图。
官方勘测 官方勘测主要包括水文勘测、地籍勘测、城区制图和边界勘测。加拿大水文勘测始于1883年对乔治亚湾的测绘。19世纪后期，乔治亚湾在全国的发展中日趋重要，因为这里的港口是农业、矿业和木材工业的集散地，对铁路和移民的向西延伸起着重要的支撑作用。英国和美国对乔治亚湾都不热心，于是加拿大海洋和渔业部就担当了勘测乔治亚湾的重任。1891年，加拿大从乔治亚湾抽调一批人前往温哥华进行首次咸水区勘测。1904年，海洋和渔业部首次开始对加拿大沿海水区的勘测。1928年正式成立加拿大水文部。加拿大有着世界上最长的海岸线，对其勘测主要是加拿大水文部的工作。地籍勘测指对一块块土地通过公共土地登记而进行的充分测量，确立标记和进行描述，或指在登记的基础上再立标记。在加拿大，与土地有关的所有权和有关事务一般由各省管辖，但育空和西北地区的领土以及联邦在各省的领土(如印第安人保留地、国家公园等)则由联邦政府直接管理。地籍勘测的核心部分是法律描述，其中必须包括预测土地的大小、形状和位置；描述可以是文字形式，或文字配图表，也可以完全是图表形式。在加拿大的很多地方，公共土地的再划分最初都是通过乡镇勘测来完成的，乡镇勘测本来就是一种对土地的再划分，因为勘测时乡镇的图表均被登记，空地也被编号。随着城市向农村扩张，乡镇农田划归城市的现象已屡见不鲜。出于税收、公共事业机构的选址和交通规划等目的考虑，所有城镇都必须拥有地图，即城区地图。大多数城市设有勘测办公室，镇一般有市政工程师负责对勘测记录和图纸的保管。大多数加拿大城市都为本市地图信息量的完整和勘测数据的翔实而自豪。这些图纸都具有翻新、快、地表建筑标示明确的特点。加拿大的县和农村行政区由乡镇组成，边界在设立乡镇时就被勘测确定了。区界很少勘测，除非碰巧与省界或县界重合。国界全都从地面上加以勘测，测定边界的工作人员经常受到美国—加拿大国际边界委员会的监督。加拿大幅员辽阔，制图显得格外重要。1872年～1930年间对西部大草原的成功开发就得益于对该地区的及时测绘。在此基础上，渥太华的制图者们绘制了第一张加拿大大草原的“三英里地区图”，该图包含由北向南的8个乡镇，由东向西的13个～15个乡镇。这些图纸直到1956年“国家地形图系统”出版后才被停止使用。简单的直线勘测在平坦的大草原地区很实用，但在落基山脉却行不通。1886年，一种从山头拍摄全景照片的勘测方法应运而生，1925年后，这种方法被广泛运用于空中斜角拍照的制图方法。受“三英里地区图”的鼓励，加拿大内政部又综合很多勘测数据，经编汇处理后，从1904年开始出版一些设计标准图，这些地图的比例尺为1∶250000和1∶500000,1948年停止发行。几十年里，它们一直是加拿大东部已开发地区最翔实的地图。1920年，内政部、军方和地质学家联合起来，参与地形图的绘制。1922年，三个机构的高级官员开始致力于创立统一地形图系统。加拿大人对自己的制图能力感到满意，大量的绘制工作由联邦政府完成，但各省出于对开发自然资料的考虑，在制图业中参与的程度日益加深。
第二次世界大战后的制图 战前的普遍方法是将地形用平板仪分割成小块绘制，这些小块又加以拼合，便形成完整的地图。该方法慢而不精，多林地带尤其不适用。战时加拿大军事部门熟悉了欧洲照相制图仪器，战后加拿大就有了一支训练有素的制图队伍。航空摄影制图是改变加拿大制图状况的技术革新之一。除航空摄影外，测绘区内的一些点需到实地去测量其位置数据，决定这些位置的点有两种：水平方向上的（即经线和纬线）和垂直方向上的（即海拔）。瞄准仪的使用为测绘提供了更大的方便。现更常用的一种仪器是多普勒卫星系统，这种仪器像一架飞机，装有天线以便接收信息。第二次世界大战后发明的空中描绘记录器改进了在开阔地区垂直定位的方法，这是个雷达装置，通过飞机在海拔待测点以上沿同一纬度线作垂直高度不同的飞行，当飞机飞过海拔已知的湖泊和江河时，测量线的标准可由此建立起来。过去20年，摄影绘图仪和绘图系统都有很大改进，光学仪器提供了更精确的标准单位。测量系统可使位置决定点和重复摄影点的摄影制图方格更为精确。70年代开始，地图细节绘制进步惊人。地图上线条和符号的绘制不再用手工，而是用磁盘，包括色彩的选择，这些磁盘都带有由计算机控制的绘图机。绘制的线条可由绘图机绘制并修改；在地形自然变迁或被人为改变时，绘图机可有效修改原来的地图，而无需另外重新绘制。