清朝康熙前期，先后平定了“三藩之乱”和台湾的郑氏政权，除了西北的准噶尔以外，国内其他分裂割据的威胁已经消除。经过一段时间的休养生息，经济得到恢复，国力日益加强。康熙皇帝对自然科学有着浓厚的兴趣，通过与西方传教士的亲身接触，更增加了对西方新知识、新技术的了解。早在康熙二十五年(公元1686年)，康熙皇帝已有了编绘全国地图的计划，在给《一统志》总裁勒德洪的上谕中，他提出了“务求采搜闳博，体例精详，厄塞山川、风土人物，指掌可治，画地成图”的要求。在掌握了数学、测量和其他科学常识后，康熙更认识到，无论是修订天文历法，还是编纂全国性的地理志，测量经纬度和编绘地图是必不可缺的基础工作。因此他在巡游东北、江南和亲征准噶尔首领噶尔丹时，都令人测量当地的经纬度，用以校验旧图。

此后，在康熙的直接过问下，作了一系列准备工作。康熙亲自决定选用《工部营造册》为标准，规定200里合经线1度，每里180丈，每丈10尺，每尺合经度1%秒。还通过广州向西方购买了一批测量仪器。康熙四十一年(公元1702年)测定了经过中经线霸州(今河北霸州市)到交河的长距。康熙四十六年(公元1707年)又在北京附近试测并绘制成地图。康熙亲自作了校勘，发现质量大大超过旧图。这更坚定了他采用新法测量全国经纬度和绘制地图的决心，也使他对曾参加这些试验的西方传教士的技术更加信任，决定委任他们到全国各地进行测绘。

测量开始于康熙四十七年五月十七日(公元1708年7月4日)，由白晋(Joach Bouvet，公元1656—1730年)、雷孝思(Jean-BapitisteRegis，公元1663—1738年)和杜德美(PetrusJartoux，公元1668—1720年)三位神甫负责测量长城沿线，包括长城的各门、堡，附近的城寨、河谷、水流等。选择长城为首次测量的目标，显然还考虑到有利于测定北方各省的界线和毗邻地点的经度。两个月后白晋因患病而提前离开，其他人至次年1月结束测绘，返回北京。

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