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至元八年（1271年） ， 郭守敬升任都水监 ， 后又并工部（掌管全国各项工程、工匠、水利等事务） ， 任工部郎中 。
至元十二年（1275年） ， 奉命勘察黄平原的地形 ， 调查通航路线 ， 建立水骚 。
他自孟津（今河南孟津县东南）以东 ， 沿黄河故道 ， 在方圆几百里的广阔区域内进行了地形测量 ， 把地势倾斜变化及适宜开渠分杀河势一一绘入地图 。
为了得到两地间的高差 ， 据《元朝名臣事略》载:
“尝以海面较京师至汴梁地形高下之差 ， 谓汴梁之水去海甚远 ， 其流峻急 ， 而京师之水去海至近其流且缓 。”
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郭守敬首先提出以海水平面作为高程起算的基准面 ， 也是测绘地图史上最早使用有关“海拔”的思想 。
郭守敬提出的海拔高程概念 ， 在我国乃至世界测绘史上都具有重要意义 。
今天已广泛应用于世界各国地形测量的海拔高程 ， 郭守敬在700多年前就已提出 ， 并应用于实地水平的测绘 。
在元朝 ， 已有画有经纬度的西域地球仪传入中国 。
那时我国不但进行纬度的测量 ， 且萌发了朴素的经度概念 ， 甚至在天文学中开始以地理经度改正日历的创举 。
应该说 ， 在测绘地图方面已具备了由“计里画方”向经纬度过渡的可能性 。
但由于“天圆地方”说仍占统治地位 ， 使传统的地图绘制没有得到根本的转变 。
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