三号墓东边箱57号长方形漆盒里，发现了三幅画在帛上的地图，它们折叠成长24厘米、宽12厘米的一叠。由于经过2000多年的叠压和水的浸泡，折处断裂，已无法打开，运到北京后，整理小组人员只好一片一片地揭下来。结果一幅大一点的断裂为32块长方形残片，中等的一幅断裂为28片，小的一幅也断裂成好几片。鉴于几幅地图均已残破不堪，整理小组人员打算先把最大的那一幅拼复一下看看效果。

断裂的帛片上，有墨绘的河流、山脉、城市、道路、乡村以及篆书的古代城市乡村和一些河流的名字。由于帛片相互渗印有很多深浅不一、粗细不等、形状不同的线条、圆圈、方框和篆书注记，加上帛片边缘的严重残损，给复原带来了困难。整理人员在拼复的过程中，发现最上边的帛片上，有一块很大的用墨绘的半月形全黑图形，它的下面与河流相连，显然，这是表示湖海等水域的标记。根据这一特点，当时有人认为这很可能是古代的湖南地图，并且认为最上边那块全黑的半圆形图形就是古代的洞庭湖。在这一设想的基础上，整理人员把它拼成了和现在的湖南地图相似的长方形地图，北边是洞庭湖，有湘、资、沅、澧四水与它相连。待拼复以后，大家才发现矛盾百出，图上的河流、山脉都不相连属，有些帛片明显倒置，若按这样排列形式，河水不是由西向东，而是由东向西倒流了。第一次拼图宣告失败。后来经过复旦大学历史地理研究室、国家测绘总局测绘研究所、地图出版社、故宫博物院和湖南省博物馆等许多单位调往北京参与帛书整理的专家，经过艰苦的努力，终于恢复了地图的原貌。原来这幅古地图的方向和今天地图的方向刚好相反，是一幅上南下北的地图。上边那块半圆形全黑的图形不是洞庭湖而是南海。拼复后地图是正方形，边长96厘米。图上没作图名、图例、比例尺和绘制年代的标注。

关于该图的成图年代和制图区域范围，根据与该图同时出土的一件木牍的记载有“十二年二月乙巳朔戊辰”字样，可以断定这幅地图绘制的年代当在此以前。地图所包括的范围大致为：东经111度至112度30分、北纬23—26度之间，地跨今湖南、广东两省和广西壮族自治区的一部分，相当于今广西全州、灌阳一线以东，湖南新田、广东连县一线以西，北至新田、全州以南，南界到达广东珠江口外的南海。地图的主区包括当时长沙国的南部，即今湘江上游第一大支流潇水流域、南岭、九嶷山及其附近地区。其邻区为西汉诸侯南越王赵佗的辖地。地图主区部分内容比较详细。邻区表示粗略。按照通常以主区命名地图的原则，有的人认为可以把这幅图叫作《西汉初期长沙国南部地图》。也有的人认为此图主区范围很小，只是长沙国南部的一部分，不宜只用“南部”二字，应加上“深平防区”较为妥当。

马王堆三号汉墓出土的《地形图》摹本

全图分为主区与邻区，主区的城邑、山脉、水道以今湖南道县（古营浦）及潇水流域（古深水）为中心；山脉以九嶷山为中心，东南包括今南岭的萌渚岭，以西则以都庞岭为界

为了弄清该图是否有统一的大致比例，整理人员首先选择了古、今地图上能够大致确定位置的五个同名点，然后分别在复原图和现代1∶50万地形图上进行量算，结果发现，复原图的主区有一个大致的比例，约在1∶17万—1∶19万之间。当时的度量制为一里折300步，折1800尺，折18000寸，可以初步推断该图统一的名义比例为1∶18万，相当于一寸折十里地图。

地图上表示的主要内容既包括作为自然地理要素的山脉、河流，又表示了作为社会经济要素的居民地、道路等，而地貌、水系、居民地、交通网四大要素，正是现代地形图的基本要素。因此可以说，这是一幅相当科学的大比例尺的地形图。

地图内容各要素的表示特点为：

一、水系在这幅图上表示得比较详细而突出。这可能是由于南岭地区山路崎岖，而该图又着重被用于水路运输和行军作战有关。因此，河流表示得相当详细、准确而生动。图上共有大小河流30多条，其中至少有九条标注了河流名称，如营水、舂陵水、泠水、精水、罗水、垒水、临水、参水等，其中深水、泠水两河还标明了水源。图上河流用粗细均匀变化的线划表示而出。湘江上游最大支流潇水是图内的主要河流，线划粗度由源头0.1厘米逐步变粗到营浦以下0.8厘米。河流的主次关系表示明确，弯曲自然，主、支流交汇口的图形正确，河流与地形的关系处理得当。河名注在支流入主流的河口处，与现代地图河流注记排列方法不同，但这种注记方法读图还是比较方便。整理人员把原图的水系与现代地形图做了比较，发现河流骨架、河系的平面图形、河流流向及主要弯曲均大体相似，可知当时的测量是相当准确的。有的河流如泠水、深水、舂陵水等名称至今还在沿用。

二、地貌。该图主要表示了山脉、山簇、山峰、山头、山谷等内容。南岭地区山脉纵横交错，山岭盘结成山簇，图上用了闭合的山形线，表示山脉的坐落，山体的轮廓范围及其延伸方向。例如观阳、桃阳以东的都庞岭的走向表示得清晰醒目，与现代地形图对照，可知其山脉走向大体正确。地势复杂的南岭表现得脉络清楚，成为长江与珠江两大水系的天然分水岭。山形线上加绘了月牙形符号，可能是表示山体外侧的突出地形如山头、山嘴等。在山形线的闭合曲线内还辅以晕线。九嶷山的表示更具独到之处，除了用正射投影的较粗的山形线表示山体的范围外，又用鱼鳞状图形表示其峰峦起伏的特征。向南绘了九个柱状符号，向东绘了七个柱状符号，描绘从侧面所能望见的主要山峰，表示各山峰的排列和高矮。图上的九嶷山未注名称，传说帝舜死后葬于九嶷山，此山西侧注有“帝舜”两字。图上又画有九个柱状符号以示九峰，《九嶷山志》曾有“九峰相似”“行者疑惑”而得名的记载，可知图上龁道以西的群山即九嶷山。

三、居民地。图上表示得比较详细，位置也相当准确。全图共表示了80多个居民地，基本上分为二级，即县级居民地八个，乡里级居民地可以辨认的有74个。县城用矩形符号表示，乡里用圈形符号表示。符号大小不等，例如营浦县（今道县）的图形要比南平（今兰山）县的图形，其面积大三至四倍。深平的圈形符号比其他乡里级居民地的圈形符号也大几倍。注记分别注在县级居民地矩形符号和乡里居民地圈形符号内，不易混淆。字体近于篆书和隶书之间。

四、道路。图上尚能判读出来的计有20余条。营浦、龁道、南平等县城，以及一些重要乡里级居民地如深平等地之间都有道路相连通。道路一般用实线表示，个别用虚线表示。

五、其他内容尚标注有“帝舜”“封中”等字样，前者可能是表示舜之葬地，后者可能是指当时南越国内的封阳地区。

尽管这幅汉初地图距今相去2000余年，但通观其整体，除了境界线、土质植被外，现代地形图上的基本要素：地貌、水系、居民地、交通线等都做了比较详细的表示，由此可以看出，这是古代的一幅内容相当丰富的地形图。从地图内容要素的表示来看，该图绘制技术也达到了相当熟练的程度，例如河流的粗细变化、自然弯曲表示得相当生动，河口处没有通常易于错绘的倒流现象，道路的绘画几乎是一笔绘成，看不出有换笔的接头，描绘居民地的圈形符号的圆度很好（如深平），这一切，无不显示出该图较高的绘制技术水平。

长沙马王堆三号汉墓地图的出土，不仅为中国地图学史增添了新的一页，同时也给世界地图学史带来了新的光彩。就中国而言，关于地图的传说非常久远，很早就有绘着山水、动物、植物、矿物的《山海经》图。当然，这种传说中的地图，还不能脱离图画、象形文字而单独存在。随着生产力的发展，由于战争和管理土地的需要，春秋战国时代相继出现了各种地图和有关的著作，如《管子·地图篇》《孙子兵法》和《孙膑兵法》中分别有附图九卷、四卷，燕国有督亢地图。公元前221年前后，秦始皇在南开五岭时派史禄主持勘测了南岭地区的地形等等。可惜这些古代的地图全都失传了。在这幅地图出土以前，所能见到的最早的地图，要算是南宋时期刘豫阜昌七年（公元1136年）刻于石碑上的《禹迹图》和《华夷图》，而马王堆出土的汉初地图。除开它丰富的内容和测绘的精确不说，单是成图时间就比《华夷图》等早1300多年。在外国，古代巴比伦4000多年前有陶片地图，但这种地图仅相当于用于中国《山海经》一类的传说中的地图，显然已无法与之相提并论。直到公元2世纪才有罗马帝国时代的埃及人托勒密（公元99—168年）的《地理学》一书中的地图，其中世界图的大陆东方及南半球的地理轮廓是根据传闻和想象绘制的，该图的内容和实用性远不及前述汉初地图，而在时间上至少也晚了300多年。因此，这幅汉初地图就成为目前世界上发现的最早的一幅地图。

从这幅地图的内容来看，很可能是经过实地勘测的。该图地貌的表示已不拘泥于形象图画，而用闭合曲线来表示山体范围、谷地、山脉延伸方向，并辅以俯视、侧视相结合的方法表示九嶷山区耸立的山峰，这与现代地形图上利用等高线配合山峰符号的画法基本相似。值得注意的是，图中所绘地区，属中国江南地区有名的五岭山脉，山上云雾缥缈，至今还绵亘着无边无际的原始森林。如萌渚岭、九嶷山的主峰香花岭高达1592米，都庞岭的主峰高达1628米。真难以想象，这样高峻的大山，在2000多年前没有航测技术的情况下，却测绘得如此准确，这就不能不令人以钦佩之情追寻其根底，古人究竟是怎样进行测绘的？

汉以前的文献中，虽然有关地图的史料很多，例如先秦时代的《尚书》《诗》《周礼》《管子》和《战国策》等都有记载，但是，关于地形的测量和地图的绘制却不见有说明。不过，从成书于战国时代的《管子》中可以看出，地图在当时的政治、经济特别是在军事上有着重要的地位，可见那些地图已是相当适用了。而且，在绘制上已有方位、距离和比例尺的规定。

到了秦统一中国后，随着生产力的发展和科学技术的进步，地形的测定和地图的绘制有了长足的进步。中间又经过了汉朝400多年的不断发展，制图技术达到了很高的水平。不过，汉代地图仍有不少是没有根据大量实测材料绘制而成的，尤其是东汉以后，战乱频仍，绘制一般的行政图，要想经过实测已力不能及。因此，西晋的裴秀所能看到的汉代一般行政地图，都已相当简陋。裴秀总结了前人的经验，拟定了“制图六体”，奠定了我国古代的制图学理论，从而成为中国伟大的制图学家。在世界地图科学发展史上，裴秀与托勒密齐名，人们敬佩地将他们两个比作东西方两颗灿烂的明星。

作为大制图学家，裴秀对世界制图史的贡献，是他提出的制图六体，也就是制图的六条规范，用现代的话来说那就是：一分率、二准望、三道里、四高下、五方邪、六迂直。

所谓分率，就是比例，用它来反映地域的长度大小。准望就是确定彼此之间的方位关系。道里是指两地之间的人行里程。至于高下、方邪和迂直，可能是指山川的分布、走向和高低，人行路程的弯曲、平直，必须逢高取下，逢方取斜、逢迂取直，因地制宜，求出两地之间的水平直线距离。

按照裴秀总结出来的制图六原则，再来对照一下马王堆出土的《地形图》，人们惊讶地看到，早在西汉初期古人就已经知道按这些原则绘制地图了。而当时人们在地形的测量和地图的绘制过程中。究竟使用了一些什么测绘仪器马王堆汉墓中虽没有仪器出土，但把现代绘制的南岭地区的地图同《地形图》进行比较，就可以看出，《地形图》中城镇之间的距离和位置比较准确，由此可以说当时可能使用了指南针、水平仪和其他有关计算工具。之所以说使用了指南针，还因为马王堆三座汉墓的方位都是正北正南，而且椁板上也清楚地刻有东西南北的方位名称。如果不是使用了方位测量仪器是不可能做到这样准确的。

当然，绘制地图仅凭指南针和水平仪是无法完成的，很可能还使用了规矩准绳。规是圆规，矩是角尺，相当于现在的三角板。规和矩的发明，可以追溯到很古老的年代。汉代不少画像石刻中经常可以见到伏羲和女娲手中各拿着规和矩的图像。甚至在十万年以前，河套人使用的骨器中已有菱形纹图案。司马迁在《史记》中还记载着夏禹运用准绳规矩等工具来规划洪水的治理。春秋鲁国人公输般（鲁班）也曾用角尺、墨斗画线来制造攻城用的云梯和能够飞行的木鸟。就马王堆汉墓的情况来看，棺椁用了52立方米共70多块木料组成，大小虽然不等，但每一块都平正方直，角度十分恰当，套合时丝丝入扣。木板上绳墨痕迹清晰可辨。“没有规矩不成方圆”，在制作棺椁时显然是使用了绳墨规矩的。既然如此，绘制地图时自然也会运用这些工具。

汉代之后，水准绳墨开始被用来进行天文测距。据说唐开元十二年（公元724年），太史监南宫说，他们曾采用隋朝刘焯的主张，在河南一带用水准绳墨测量距离，从黄河北岸的滑州起，经汴州、许州，直到豫州，不仅量出了滑州、开封、扶沟和上蔡四个地方的纬度，而且得出子午线一度之长是351里80步（唐制300步为一里）。这是世界上第一次实测子午线的长度，虽然数值不是很精确，但就测量方法而言却是先进的。

王振铎复原的指南车模型

据中国绘图部门专家的推断，除了指南针、水平仪和绳墨规矩以外，这幅地图的绘制，很可能还使用了指南车和计里鼓车。

据民间传说，大概4600多年以前，也就是原始氏族社会末期，黄帝伐蚩尤时，天大雾，黄帝因迷失了方向而吃了败仗。后来，黄帝下决心制成了指南车，终于在战争中取胜。这个故事的真实性大可怀疑，因为那时候对于磁石指极性的特点还没有足够的认识，同时能否利用齿轮转动的原理制造机械式车具，目前考古发掘资料中也还找不到证据。不过，到了汉代，制造指南车的条件是完全具备了。指南车在汉代出现应是可信的。据古籍记载，汉代的张衡和三国时候的马钧都曾制造过指南车。

王振铎复原的指南车模型指南原理图

指南车是古代一种指示方向的车辆，也作为帝王的仪仗车辆。指南车起源很早，历代曾几度重制，但均未留下资料，直至宋代才有完整的资料。它利用齿轮、传动系统和离合装置来指示方向。在特定条件下，车子转向时木人手臂仍指南。指南车的自动离合装置显示了古代机械技术的卓越成就。

清华大学教授、机械工程史专家刘仙洲在所著《中国机械工程发明史》（第一编）中说指南车的发明应以古籍《西京杂记》记载为据，定为西汉。而文物研究专家王振铎在所著《科技考古论坛》中说“创造指南车者，当以三国时马钧为可信”，并引《魏略》所记来加以证明。

英国著名学者李约瑟在对指南车的差动齿轮做详细研究后指出：“无论如何，指南车是人类历史上第一架有共协稳定的机械（homceostatic machine）；当把驾车人与车辆成一整体看待时，它就是第一部摹控机械。”

继指南车之后，汉代的科学家张衡又在前人创造的基础上，发展、完善了远距离测量工具——计里鼓车。这种车子的形状，据晋崔豹的《古今注》说：“计里车，车上为二层，皆有木人，行一里，下一层击鼓，行十里上层击镯。”并说这种鼓车计里的方法，在晋朝的政府里有存档可查。到北宋时，计里鼓车的制作方法有所改进。从这个时候的记载中可以看出，它的外形是独辕双轮，车上左右各坐一人。一对足轮的直径是六尺，圆周18尺；车内有一个直径为一尺三寸八分的叫作立轮的齿轮，有18个齿；有四个大小不一的平轮（齿轮），依次叫作下平轮、中平轮、小平轮、上平轮，直径各不相等，齿数也有多寡，分别是54、100、10、100；还有立贯心轮、铜旋风轮等。整个齿轮系统同车轮相连接。只要车轮一转动，就把齿轮系统带动起来；车轮一停，齿轮也就静止。这种车的足轮直径是六尺，轮子转动一周就是18尺，转动100周，就行驶了180丈，这个数字恰好是一里。为了使足轮在行了一里时，车上木人敲一下鼓，只要使中平轮在这个距离内只转动一圈就可以了。而足轮、下平轮、旋风轮和中平轮这四个齿轮的齿数按顺序是18、54、3、100，这个数字若列成算式计算，正好为一周。如果在中平轮的轴上装一个起凸轮作用的拨子，当中平轮转一周时，就拨动木人的手臂，击一次鼓。如果再加上一个十齿的小平轮和一个100齿的上平轮，每当车子行驶十里时，上平轮才转动一周，带动拨子拨动另一个木人的手臂，击一次镯。如此一来，测量的速度就会得到一个大的提高，其测量结果也应该是较准确的。马王堆汉墓出土的地图，或许正是靠着这些先进的机械而完成的。

汉画像中的记里鼓车

记里鼓车又有“记里车”“司里车”“大章车”等别名。有关它的文字记载最早见于《晋书·舆服志》：“记里鼓车，驾四。形制如司南。其中有木人执槌向鼓，行一里则打一槌。”晋人崔豹所著的《古今注》中亦有类似的记述。因此，记里鼓车在晋或晋以前即已发明了。

记里鼓车的用途很窄，从《宋书·礼志》《旧唐书·舆服志》《唐书·车服志》和《金史·仪卫志》等文献材料来看，它只是皇帝出行时“大驾卤簿”中必不可少的仪仗之一，没有实际的用途。其次，是比较笨重，携带和使用不便，无益于事。故一经战乱，器失传不存。至元代，此车已不见于卤簿，明清以降未闻有传其制者，此车遂绝迹于人间

王振铎复原的计里鼓车模型

王振铎复原的计里鼓车测绘原理图