在中國地圖史學(xué)中，3世紀(jì)地理學(xué)家、地圖學(xué)家裴秀是一位非常重要的人物。裴秀生前的政治地位相當(dāng)顯赫，但是他死后深為史學(xué)家關(guān)注的，并不是他的政治業(yè)績，而是他在地圖學(xué)方面的貢獻(xiàn)。

裴秀出生于一個世代官宦家庭。他聰慧好學(xué)，博覽群書，在道教和儒學(xué)方面有很高的造詣。裴秀擅長道術(shù)，曾經(jīng)給皇太子看相、算命。三十而立后，裴秀步入仕途。四十五歲時，他被晉朝皇帝委任為司空（其職位相當(dāng)于現(xiàn)代的國家副總理）。

晉朝時期，司空的職責(zé)非常特殊，凡是與大地相關(guān)的事宜都在其管轄范圍之內(nèi)。這不僅包括農(nóng)業(yè)種植、人口戶籍、田畝賦稅、防洪治水、興建城鎮(zhèn)、察看風(fēng)水和皇家喪葬等諸多政務(wù)，而且還負(fù)責(zé)皇帝祭祀地神和祭拜祖先的禮儀。

順延傳統(tǒng)理念，晉朝皇帝將祭天、祀地、祭祖視為國家大事。這些宗教禮儀的著眼點(diǎn)在于承天啟地，疏通皇帝與天地之神的溝通渠道。為此，負(fù)責(zé)安排、組織禮儀的官員身肩重任，他們需要深諳陰陽之術(shù)。在這些官員的觀念中，祭祀禮儀的任何細(xì)節(jié)都必須符合道教理念，不能有絲毫之差，否則皇帝與神明之間的交流就會受阻。

晉朝基本上承襲了漢朝確立的祭祀禮儀，包括將地圖作為祭祀地神的祭品。身為晉朝司空的裴秀自然深知地圖在祭祀地神禮儀中的重要性。他曾撰文說：地圖由來已久，自古以來前賢憑借地圖承天效法。2裴秀深受道教宇宙觀的影響。在他心目中，大地地表“登降詭曲”，呈現(xiàn)出穹隆形。為了使皇帝與地神之間的交流暢通無阻，裴秀認(rèn)為，用于祭祀的地圖應(yīng)當(dāng)顯現(xiàn)出地表彎曲和名山大川等自然地理狀況。

裴秀擔(dān)任司空之后，仔細(xì)查閱了朝廷書庫中收藏的地圖。查閱結(jié)果令裴秀大失所望，他發(fā)現(xiàn)朝廷書庫中竟然沒有一幅令他滿意的地圖。裴秀曾憤憤地寫道：這些地圖粗制濫造，既沒有采用相同的比例和經(jīng)緯網(wǎng)絡(luò)，也沒有遵循“準(zhǔn)望”的規(guī)則，并且在圖中看不到名山大川。這種地圖絕不可用于祭祀之中。

出于道家理念，裴秀認(rèn)為，用于祭祀的地圖必須符合一定之規(guī)。經(jīng)過深思熟慮，裴秀提出了地圖繪制的六項(xiàng)基本原則，這些原則就是中國地圖史學(xué)中著名的“制圖六體”理論。

“制圖六體”理論的第一項(xiàng)原則為“分率”，它是指一種由經(jīng)、緯線構(gòu)成的方格網(wǎng)。裴秀認(rèn)為，這種方格網(wǎng)可以作為識別地圖東西（即橫向）和南北（即縱向）遠(yuǎn)近的尺度4，由此，繪制地圖必須采用相同的比例將地域輪廓縮小到地圖上。裴秀指出：地圖若僅有圖像而沒有設(shè)置方格網(wǎng)和比例尺，則無法審核出地域之間的遠(yuǎn)近距離。

裴秀提出的第二項(xiàng)繪圖原則是“準(zhǔn)望”。如第三章中所述，“準(zhǔn)望”的基本含義是指，通過準(zhǔn)望北極星確定地圖以北為上的方位。在此基礎(chǔ)上裴秀還強(qiáng)調(diào)，“準(zhǔn)望”的另一個作用是端正“彼此之體”，即通過地圖左、右兩邊對準(zhǔn)北極星從而將地圖的形體由方形調(diào)整為梯形。

鑒于地圖的形體調(diào)整為梯形，裴秀進(jìn)一步提出了“道里”、“高下”、“方邪”、“迂直”四項(xiàng)繪圖原則。

裴秀所說的“道里”是指一種地圖標(biāo)識，它示意出從一個地點(diǎn)去往另外一個地點(diǎn)的方向和直線距離。裴秀認(rèn)為，隨著地圖形體的變化，應(yīng)該調(diào)整“道里”標(biāo)識的指向，否則“道里”示意的方向?qū)霈F(xiàn)誤差。

裴秀“制圖六體”的后三項(xiàng)原則“高下”、“方邪”、“迂直”分別指地圖上邊和下邊長短的調(diào)整、地圖形體由方形變?yōu)樘菪我约皥D中直線與曲線之間的相互調(diào)整。裴秀認(rèn)為，實(shí)施此三項(xiàng)原則的目的是在地圖中呈現(xiàn)出地表彎曲的自然形狀，從而能夠在平面地圖中仿效出彎曲的地表。

裴秀特別強(qiáng)調(diào)“制圖六體”的六項(xiàng)原則缺一不可，并且相互之間應(yīng)當(dāng)彼此兼顧。他論述說，若地圖只有地域圖形而不設(shè)置方格網(wǎng)和比例尺，則沒有辦法辨認(rèn)地域之間的遠(yuǎn)近。若地圖只設(shè)置方格網(wǎng)和比例尺而不根據(jù)“準(zhǔn)望”對地圖形體做出調(diào)整，即使圖中某一側(cè)畫得準(zhǔn)確，而另一側(cè)必定會失準(zhǔn)。若只考慮對地圖形體做出調(diào)整而忽略對“道里”指向的調(diào)整，“道里”標(biāo)識所指示的方向則如同進(jìn)入山海隔絕之地，根本無法相通。若只對“道里”標(biāo)識指向作出調(diào)整，而忽略地圖上下兩邊、正斜之體以及直曲之間等三方面對球冠形地表的仿效，則“道里”示意出的路徑遠(yuǎn)近就會違背實(shí)際情況，從而也會喪失“準(zhǔn)望”之校正。由此，六項(xiàng)法則應(yīng)當(dāng)相互參考、相互依賴。通過方格網(wǎng)和比例尺確定圖中地域之間的距離；通過地圖左、右兩邊校準(zhǔn)北極星從而對地圖形體做出調(diào)整；通過對“道里”標(biāo)識朝向的調(diào)整從而指明兩地之間實(shí)際的直線距離；并且，圖中兩地間的長度決定于圖形上下兩邊的長短、梯形的形狀和由直線變成曲線等三方面的計算。地圖繪制雖然面臨高山大海之隔，天涯地角相距遙遠(yuǎn)，以及地表彎曲等問題，正確運(yùn)用這些法則可以反映出真實(shí)的地理狀況?！皽?zhǔn)望”尤為重要，“準(zhǔn)望”正確，則地圖可以通過直線與曲線以及地域的遠(yuǎn)近顯現(xiàn)出地表的彎曲狀。

從裴秀的論述中可以看出，“制圖六體”是一種關(guān)于梯形投影的理論（有關(guān)“制圖六體”理論的詳細(xì)分析見《附錄三》），因此裴秀繪制的地圖也應(yīng)是一種具有梯形投影效果的地圖。梯形投影是一種在經(jīng)線長度方面不做變形且地圖形狀為梯形的投影方法。這種梯形投影的最主要特征為：經(jīng)線為放射狀直線，緯線為同心圓弧。

在一千七百多年以前，裴秀已經(jīng)系統(tǒng)地探討地圖投影的問題，這會讓人們覺得裴秀似乎超越了他所處的時代。然而，事實(shí)并非如此。裴秀對地圖投影的研究不僅出于中國傳統(tǒng)的宇宙觀和“以象觀道”的理念，并且還基于前輩地圖學(xué)家的實(shí)踐以及當(dāng)時的數(shù)學(xué)研究水平。

裴秀“制圖六體”中的“準(zhǔn)望”和“分率”等理念都可在《周髀算經(jīng)》中找到。而“高下、方邪、迂直”三法則是基于漢代趙君卿對地圖投影問題的研究。可見，“制圖六體”理論與《周髀算經(jīng)》一脈相承。

唐代張彥遠(yuǎn)在《歷代名畫記》中記載了裴秀的《地形方丈圖》，同時他還提及漢代張衡繪制的一幅《地形圖》。張衡是渾天說的倡導(dǎo)者。他的《地形圖》顯現(xiàn)出來的地表形狀絕對不會是一個平面。張衡還著有《筭罔論》一書?！逗鬂h書·張衡傳》記載：此書“蓋網(wǎng)絡(luò)天地而筭之，因名焉?！贝擞涊d說明，《筭罔論》的名稱源于其測繪天文和地理的方法，即用經(jīng)、緯線網(wǎng)絡(luò)測繪天文圖和地圖。可見，張衡是將經(jīng)、緯線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到地圖學(xué)的最早實(shí)踐者之一。

魏晉時期的數(shù)學(xué)研究水平也為裴秀的地圖投影理論提供了先決條件。在裴秀之前，中國已有《周髀算經(jīng)》和《九章算術(shù)》。這兩部著作提供了各種形狀的面積計算方法。特別是《九章算術(shù)》，此書提供了一次方程和正、負(fù)數(shù)等運(yùn)算方法。與裴秀同期的數(shù)學(xué)家劉微，不僅對《九章算術(shù)》一書作注，并且還編纂了《海島算經(jīng)》。此書論述了如何運(yùn)用標(biāo)桿測量地形、地貌的方法，以及如何解決各種測量中出現(xiàn)的數(shù)學(xué)問題?！逗u算經(jīng)》不僅為中國古代測量數(shù)學(xué)奠定了基礎(chǔ)，而且將中國地圖學(xué)引入數(shù)學(xué)定量的軌道。可以說，裴秀的地圖投影理論是秦漢時期數(shù)學(xué)發(fā)展的結(jié)果。

“制圖六體”理論對地圖投影學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。這種影響不僅僅局限于中國，而且擴(kuò)展到歐洲和伊斯蘭世界。西方著名漢學(xué)家李約瑟曾對裴秀的成就給予了很高評價，他認(rèn)為，裴秀完全可以與古希臘地圖學(xué)家托勒密相提并論。李約瑟的這一評論絕對不是過譽(yù)之詞。史料告訴我們：托勒密僅僅提出了地圖投影的理念，真正首次系統(tǒng)地論述地圖投影并且將理論付諸實(shí)踐的是裴秀。此外，更為重要的是，裴秀是地圖以北為上的最先倡導(dǎo)者。他的“準(zhǔn)望”法則最終促使全世界接受了以北為上方的地圖繪制規(guī)則。

裴秀繪制的地圖雖然沒有能夠承傳下來，然而史料和古地圖卻保留下“制圖六體”的一些遺跡。