沈括(公元1031—1095年)是中国历史上最卓越的科学家之一，同时也是一位杰出的地理学家和地图学家。

宋朝已普遍使用“水平”(水准仪)、“望尺”(照板)、“干尺”(度干)等仪器来测量地势的高低。据《武经总要》的记载，这种水准仪的外形类似平板仪或经纬仪，是一个有三个浮标的水槽，而每一个浮标都有一个观测点。沈括认为，用这种仪器测量有一定误差，所以他在熙宁五年(公元1072年)奉命测量汴渠的地势时，就利用汴渠堤外过去取土后留下的旧沟，把沟分成若干段，拦水筑堰，利用水平面分别量算出各段之间的高差，然后得出总高差。沈括测得从开封上善门至泗州淮口840里130步之间的地势高差为19.486丈。他这种测量方法，在此前世界上从无先例，属于他的首创。

熙宁七年(公元1074年)，沈括奉命巡守北部边疆。为了更形象地显示山川道路的实况，在此期间制成了立体的“木图”。他首先对制图范围内的山川作了详细的实地考察，然后用面糊上木屑，在木盘上复原出地形。但不多久天气转寒，木屑冻结不能再用，他考虑到腊的重量轻，便于携带，就改用腊熔化后制成模型。回到首都后，他根据腊的形状，改用木材雕成立体地图。宋神宗召集大臣一起观看，认为有推广价值，下令各边疆州都制成这类“木图”，上报朝廷收藏。沈括的这种立体地图比西欧要早出700多年，但以后似乎并未推广和流传，显然是由于制作的困难，因为一般人很难同时具备两方面的条件——既能亲自进行实地观测，又能在制作中掌握好比例尺。南宋时，黄裳制作过木质的舆地图；朱熹尝试用胶泥制作，以后又企图用八块木板制作一幅组合的《华夷地图》，并在木板上雕刻山水的形状和高低，但没有成功。

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