要画出地图，首先要进行测量，古人的测量方法由简到繁，发展出诸多办法。

 

据《春秋纬》说，五帝之一的炎帝，为了度量大地而远涉几十万里。大禹也曾派遣太章从东到西、竖亥自北至南步量国土，可见当时步量（踏勘）是大地测量的基本方法之一，以至于几千年之后，还有人把地图命名为《禹迹图》，意即大禹的足迹。

 

依据西汉刘歆《西京杂记》记载，当时有一种记道车，可以计算行路里程，东汉张衡将其改进后称为记里鼓车。这种车利用差速齿轮原理，行车十里则敲鼓一次，敲鼓满十则敲钟一次，大大提高了里程测量速度。

 

立杆测影是利用测量日影的长度推测距离、位置的方法。具体方法是：在同一天的中午，在南北方向两地分别竖起同高的表杆（通常高8尺，相当于1.88米），然后测量表杆的影子，并根据“寸影千里法则”（日影差一寸，实地相距千里）推算南北两地距离，并把夏至日的影长为1.5尺的地方视为方形大地的中心。据《周礼》记载，这个地点在阳城（今河南登封），这也反映了古人“天圆地方”的观念。

 

“寸影千里”是相当粗略的经验值，后来被南朝天文学家何承天、隋代天文学家刘焯和唐代天文学者僧一行、南宫说等的理论和实测所否定。

 

早在西汉的《淮南子》中，就记载了测量太阳高度的基本方法，到三国时，吴国人赵爽在为《周髀算经》作注时，绘制了日高图。日高图是利用双杆测量日影推算太阳高度的示意图，利用相似三角形边长成比例的原理测得太阳高度和两地的较远距离，为间接测量提供了方法。数学家刘徽说：“凡望极高，测绝深，而兼知其远者，必用重差。”他流传至今的《重差》有9个算例，包括测算海岛、山松、楼房的高度，测算城池的大小，测算涧谷的深度，测算河口、湖塘的宽度等。

 

汉代以后，先后发明了浑天仪、覆矩、牵星板等测量工具，天文测地活动更加活跃，方法更为精密，先秦常用的步量、丈量、立杆测影方法也仍然具有生命力。到了明代万历十年（1582年），意大利传教士利玛窦来华，带来了西方的天文测地方法。为了编修历法，在礼部侍郎徐光启的主持下，崇祯二年（1629年），成立了由西方来华人员参加、采用西方测算方法的西局，并与采用中国传统天文测量方法的中局一起，共同进行天文观测。经过5年的准备，制造了象限大仪、纪限大仪、平悬浑仪、列宿经纬天球、万国经纬地球、候时钟、望远镜等10种新式仪器，并开始实施以测时刻、定方位、测子午、测北极高度为内容的实际观测，西法取代中法的趋势已经显露出来。清代前期与后期两次全国性地图测绘，都采用了近代西方天文测绘方法。

 

 

地图的材质的变化跟书写材料的演进相始终。战国时期中山王墓中发现的《兆域图》，是以铜为质基。纸发明以前，帛是重要的书写材料，现存最早的帛地图是长沙马王堆汉墓发现的《长沙国深平防区地形图》和《长沙国深平防区驻军图》。目前发现的最早的纸质地图是天水放马滩秦墓纸地图残片，该图线划清晰，纸张质地均匀。该墓主人葬于秦王政八年（公元前239年），这也是造纸术在蔡伦之前就已发明的证据。

 

传说大禹治水时，河伯曾送给他刻在石板上的河图。战国时期，著名木匠鲁班曾将《禹九州图》刻于洛阳城石宝山东北的岩石上。这是我国地图以石为质基的最早记载。我国现存最早的东汉石刻地图是《市井图》。到了宋代，石刻地图猛增，流传至今的就有西安碑林的《华夷图》、《禹迹图》、《兴庆宫图》等。公元4世纪左右，人们发明了用纸在石碑上墨拓的复制方法——拓碑，这启发了印刷术的发明，同时也使得大量的石刻地图即使毁坏，也仍有相同版本的地图流传下来。古代地图多为手绘，绘制繁难，到8世纪左右印刷术发明之后，地图的印刷才便利起来。

 

我国现存最早的雕板印刷地图是宋代杨甲编撰的《六经图》中的《十五国风地理之图》，绘于南宋绍兴二十五年（l155年）左右，刻印于乾道元年（1165年）。在我国地图发展史上，以木材作为地图质基有两种情况：一是在木板上绘制地图，如天水放马滩秦墓出土的木版地图7幅，分别绘在4块松木板上，其中3块双面绘图，1块单面绘图。二是在一块大木材上雕刻地形地物，制成地形模型图，如沈括用木头雕刻了一幅与契丹国交界的北方边疆地型的模型图。

 

此外，如西汉昭帝时的张千秋，曾在霍光面前“画地成图”解说军事形势；东汉自称要“老当益壮”的伏波将军马援，在光武帝面前“聚米为山谷，指划形势”等，都是出于形式需要而做成的临时地图。