(1)大地测量与地理认识
明末清初，不少西方基督教传教士远渡重洋，来到我国进行传教活动，为了取得中国士大夫的信任，他们也不断将西方带来的科学技术知识介绍给中国人民。如明万历初年来华的意大利传教士利玛窦(公元1552—1610年)就曾绘制了多种世界地图(如《山海舆地全图》、《坤舆万国全图》等)，介绍西方地理知识和成就。由于他的地图是运用西方科学的地球球体观念、经纬度和科学投影法来绘制，同时又吸收了地理大发现的新知识。因此，他的地图就给中国人带来一个新的世界，给中国人的地理观念和认识以很大冲击。如通过他的地图，给人们介绍了有关地球说和寒、温、热带的划分；介绍了整个世界地理概貌：当时已将世界分为五大洲，即欧罗巴(欧洲)、利未亚(非洲)、亚细亚(亚洲)、南北亚墨利加(南北美洲)、墨瓦蜡泥加(澳洲)，同时还把五大洲的位置及四邻界址作了扼要说明；各洲之上还标出了汉语国名，河、湖、海、岛名称。其中一些名称一直延用至今，如地中海、尼罗河、罗马尼亚、罗马、古巴、大西洋、加拿大、南极、北极、地球、经纬线、赤道、北极圈等。此外，他还以科学方法测定了中国许多地方(如北京、杭州、西安、太原等)的经纬度。指出绘图中经纬度的重要性，以及经纬度的表示方法等。
利玛窦之外，其他传教士如蒋有仁、艾儒略、南怀仁等也都向中国介绍了不少新的地理知识，扩大了清初人们的地理视野。也提高了投影法、经纬度测量在地图制作中的重要性和意义。
正是在这种新知识的刺激下，清初康熙、乾隆两朝采用西方科学方法，进行了两次大规模的全国大地经纬度测量和地图编制工作。
自康熙四十六年(公元1707年)在北京附近试测并绘制地图，到康熙五十六年(公元1717年)康熙皇帝聘请外国传教士雷孝思、杜德美、白晋等人率领我国测绘人员，进行了历时10年的我国第一次大规模全国大地测量工作。共测绘了全国641个(未计西藏)经纬度基点，其中北直隶48处，江南37处，山西28处，山东28处，浙江30处，河南29处，江西30处，陕西28处，湖广54处，四川28处，广东37处，海南岛7处，贵州25处，福建30处，云南30处，蒙古93处，辽东8处，广西28处，台湾7处，吉林、黑龙江36处。此外，还派在钦天监学习过数学的喇嘛楚儿沁藏布兰木占巴等前往西藏进行测量(后因遇叛乱骚扰，到恒河源后便停止了)。因为西北地区新疆准噶尔贵族叛乱，所以当时的测量只限于哈密。到乾隆时期，平定了新疆等地叛乱后，即开始了第二次对全国经纬度的测量。这次主要工作是：在内地调整测绘了一些经纬基点；两次(1756年、1759年)补测了新疆地区的经纬点，获得哈密以西至巴尔喀什湖以东、以南地区约90个点的经纬度数据。
利用这两次大地测量数据，采用经纬度和投影法，清初先后编绘了两种全国地图，即康熙五十六年至五十七年(公元1717—1718年)制作的《皇舆全览图》和乾隆时期的《乾隆内府舆图》。《皇舆全览图》以经过北京的经线为子午线，图幅范围由子午线向西40多度；向东至东海；北到北纬55度。包括内地各省以及东北各省、内外蒙古、台湾及哈密以东地区。全图由28幅分图组成，比例尺为1∶40万—1∶50万。康熙五十八年(公元1719年)又将楚儿沁藏布兰木占巴等绘制的西藏图补入总图中。《乾隆内府舆图》(又名《乾隆十三排图》)是在《皇舆全览图》的基础上，吸收了新疆等地的新测量成果，于乾隆二十五一二十七年(公元1760—1762年)绘制的，也是采用经纬度和投影法制成的地图。它所涉及的范围约大于《皇舆全览图》一倍，图上的地理范围：以中国为中心，西至波罗的海、地中海；北至俄罗斯北海；南至琼岛(海南岛)；东至海。是一幅真正意义上的亚洲地图。
这些在大地测量基础上编制的地图，不仅是制图技术进步的标志，无疑也是我国人民对当时中国及其周边地区地理深入认识的一个标志。它比过去任何时代都要深入、仔细。例如世界最高峰珠穆朗玛峰就是在康熙时代测量时，首次明确载入地图。这要比印度测量局的英国测量员额非尔士对珠峰的测量(公元1852年)早135年。
此外，配合清初大地测量还有两件重要的地理观念产生。一是在总结实测经纬度数据的基础上，为了制图计算方便，规定以当时的工部营造尺(1尺=0.317米)为标准，1800尺(即180丈)为一里。即每尺刚好合经线百分之一秒。把长度单位与地球经线每度弧长联系起来，这在当时是一个创举，是以球形体来确定尺度的最早尝试，比18世纪末法国人以赤道长度来规定米制要早约80年。另一件事是，在康熙时的测量中，通过对穿过中央子午线的霸州(39°N)至交河(38°N)间弧长，与东北齐齐哈尔以南，北纬41度至47度同一经线上的弧长比较，发现东北地区1度的弧长比交霸间1度的弧长要长，而且越向北经线1度的距离越长。这种经线不等距的发现，实际上是最早为“地球扁圆说”提供的实证资料。
(2)新的地理思想
由于受西方科学地理学原理和方法的影响，以及长期的地理知识积累，清初出现了几位具有先进地理思想的著名地理学家——刘献廷、顾祖禹和孙兰。他们在学科发展、人地关系、自然地理理论等方面，都各有新的见解。
刘献廷(公元1648—1695年)，字继庄，又字君贤，自号广阳子，顺天府大兴(今北京大兴县)人。他主张经世致用、学以致用和经济天下，认为学问不应只满足于了解一些书本知识。他对礼乐、医术、法律、农桑等都有钻研，而以对地理的见解最为重要。针对中国历代地理著作重沿革、人文，且偏重描述的特点，他提出地理学必须科学化，必须注意自然地理规律的探讨。他在《广阳杂记》卷三中说道：
方舆之书所纪者，惟疆域、建置沿革、山川古迹、城池形势、风俗职官、名宦人物诸条耳。此皆人事，于天地之故，概乎未之有闻也。余意于疆域之前别添数条，先以诸方之北极出地为主，定简平仪之度，制为正切线表。而节气之后先、日食之分秒、五星之凌犯占验，皆可推求。
他这里的“天地之故”，即指地球表面的自然规律。他首次对我国古代地理学重沿革、古迹、城池等“人事”传统的治学、著作体系，提出了反对意见，认为讲那些内容是不够的，还必须注意自然地理规律的研究和记述。而关于改革地理学，使之科学化的具体方法，他提出在区域地理著作的“疆域”记述之前，亦即地理著作的开头，先根据北极星高度与地平线角度，求出该地的经纬度表，然后就可以根据经纬度的差异来推求各地节气的早晚等自然规律。
刘献廷的这一思想，无疑对改变我国古代地理学的沿革地理传统，促进地理学趋向近代化、科学化，有着积极的意义。然而，他的观点和思想却并不为当时人们所重视，甚至在他死后不久的乾嘉时代，反倒兴起了一个更趋向沿革古迹“人事”化的沿革地理学热，使以沿革地理为主要特征的中国古代地理学得到更大的发展。
顾祖禹(公元1631—1692年)，字复初，号景范，以居处近宛溪而又称宛溪先生，明末清初的历史地理学家。他以毕生精力著《读史方舆纪要》(130卷，另附《舆图要览》四卷，共计280万字)，书中详列各地山川险要，形势利害，考订古今郡县沿革变迁等，是一部集大成的历史地理著作。他在历史地理研究中，就地理学的基本理论问题提出了“人地相关”的见解。他认为山川形势对人类的政治、军事、经济活动固然有很重要的作用，但也绝不能忽视人的作用，其实真正起作用的是人为的条件，是人对自然的主观能动作用。如在《读史方舆纪要·总序》中，他列举历史上人地相关的历史事件进行分析后，概括总结说：
知求地利于崇山深谷、名城大都，而不知地利即在指掌之际，乌足与言地利哉!
这种地理思想出自他大量历史事件研究的基础之上，而且在17世纪初就明确提出，充分代表了当时较先进的地理认识水平。
孙兰，明末清初地理学家，字滋九，一名御寇，自号柳庭。著有《柳庭舆地隅说》、《大地山河图说》、《古今外国地名考》等。在自然地理规律与学科发展方面，有许多重要见解。
孙兰在关于革新中国古代地理学传统方面，也提出了要进行地理规律(即所谓“说”)的探讨。在《柳庭舆地隅说》自叙中，他首先指出了古代传统地理学的志、记与“说”的区别，指出：
志也者志其迹，记也者记其事。说则不然，说其所以然，又说其所当然，说其未有天地之始与既有天地之后，则所谓舆地之说也。
“说”的内容包括有：
何以为山，何以为川，山何以峙，川何以流，人何以生，国何以建，山何以分支别派，川何以输泻传流，古今何以递变为沿革，人物何以治乱成古今。
显然，孙兰这种强调重视自然地理、人文地理规律研究的思想，与刘献廷革新中国古代地理学传统的思想一样，代表了当时的进步地理学思想。
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