7世紀前期，世界局勢發生了很大的變化。橫空出世的伊斯蘭教很快發展成了一股以阿拉伯人為核心的全新的政治和軍事勢力。經過四大哈里發執政時期的開疆拓土，阿拉伯人消滅了盛極一時的薩珊波斯，又對式微的拜占庭帝國進行了進一步打擊，到了8世紀初，進入了倭馬亞王朝的阿拉伯人已經擁有了一個地跨歐亞非三洲的大帝國。阿拉伯人的迅速崛起，增添了中東歷史的多面性和不確定性。在這樣的歷史條件下，伊斯蘭文明發展出了自己的制圖學。

倭馬亞王朝極盛時期形勢圖（8世紀初）

花拉子米與馬蒙地圖

阿拉伯人僅僅用了一個世紀，就從沙漠里的小部落發展成了當時世界上最強大的帝國之一。在對外開拓的過程中，他們也不斷地吸收、學習周圍各個文明的文化和技術，以彌補自身的不足。當倭馬亞王朝崛起之后，阿拉伯人開始集中引進周圍各國的知識、技術和思想。他們對古希臘和古羅馬的科學、哲學進行了針對自身情況的改良和套用，這對新生的伊斯蘭文明產生了決定性的影響，也對古典時期遺產在中世紀時期的傳承和保護做出了極大的貢獻。

阿拉伯人最早的地圖是軍事地圖，因為阿拉伯崛起的歷史就是一段軍事擴張的歷史，而軍用地圖是行軍打仗不可或缺的工具。目前記載中已知最早的阿拉伯軍事地圖，是由阿拉伯帝國早期的名將優素福（ibn Yusuf）繪制的里海沿岸的地圖。除了軍事擴張以外，阿拉伯人也早早地發揮出了他們的文學想象。在早期的文學創作里，阿拉伯人根據被他們征服的波斯人歸納的地理知識，把世界簡化為一只鳥的形狀，鳥頭是中國，右翼是印度，左翼是可薩人所在的高加索山北側，尾巴是北非。隨著阿拉伯人的視野越來越廣，他們對這只假想的世界鳥進行了調整，不過總體來說，在倭馬亞王朝時代，世界鳥就是阿拉伯人的地理知識框架。

8世紀中葉，阿拔斯王朝（黑衣大食）取代了倭馬亞。此時的阿拉伯帝國已經基本完成了擴張，發展文化、科學和商貿成為了的主要任務。阿拉伯人是一個善于經商的民族，他們所處的地理位置讓他們得以和不同地區的人打交道，從而積累下來形形色色帶有不同民族風格的知識和傳說，也從各地不同的文明那里學習了制作地圖的方法。比如來自印度人的數學和天文知識，讓阿拉伯人的地理學和制圖學從一開始就站上了一個較高的起點線。而拜占庭帝國則給阿拉伯人帶來了托勒密的制圖學著作，它們被中世紀的歐洲基督教文明所拋棄、遺忘，但穆斯林們卻如獲至寶，將其統統翻譯成了阿拉伯文，加以認真地學習和鉆研。

阿拉伯人的早期地圖（斯特拉斯堡國家和大學圖書館）

阿拔斯王朝的第七任君主馬蒙（Al-Ma'mun）是一位科學愛好者，他擴建了巴格達圖書館，并夢想將世界上所有用其他文字書寫的知識全部都翻譯成阿拉伯文。他同時也是一個地圖控，雖然在位時間不長，卻有一項象征意義重大的“政績工程”——馬蒙世界地圖。他發動宮廷上下所有的學者，遍歷所有能找到的古希臘、古羅馬乃至波斯、印度的地理典籍，繪制了一張巨大的地圖。這張地圖不僅為了體現他對科學（尤其是制圖學）的癡迷，還象征著他至高無上的權力——世界上的一切都在他的掌控之中，所有重要的區域都在他的統治之下。

雖然這幅地圖沒能流傳至今，但從當時人的描述中，我們可以想象出這幅地圖規模之大、內容之詳細、繪制之精美，遠遠超出了中世紀歐洲的所有地圖。甚至有人直言不諱地指出，這幅地圖從外觀和內容上都超過了托勒密地圖。除此之外，這幅地圖還修正了托勒密世界地圖上的一些錯誤，而這要歸功于參與了地圖制作的著名學者花拉子米（Muhammad ibn Musa al-Khwarizmi，780 - 850）。

蘇聯為紀念花拉子米誕辰1200年而發行的郵票

花拉子米是效力于馬蒙的諸多學者之一，他這一生留下了太多的貢獻。比如，他把印度人發明的數字傳播到了中東及歐洲，并成功地使其冠名“阿拉伯數字”。他還提出了“代數”一詞，并發明了象限儀。在地理學和制圖學上，花拉子米同樣留下了自己的印跡。他有多幅傳世的地圖作品，也是主導馬蒙地圖繪制的學者之一。

花拉子米繪制的尼羅河地圖，左北右南（斯特拉斯堡國家和大學圖書館）

為了繪制馬蒙的地圖，他殫精竭慮地收集了一大批不同文明留下的地理資料，尋找各個城鎮和其他地點的經緯度。他發現這些記載中有許多互相矛盾之處。為了讓馬蒙的“政績工程”做到盡可能的準確，花拉子米展開了一項“光榮而艱巨”的任務。他利用自己在天文學和數學上的造詣，根據商旅和軍人們對不同地點間行走距離的記載，重新計算了托勒密地圖及一些其他典籍中記載地名的經緯度坐標。他將這些新計算的坐標歸攏到一起，組成了一份列表，里面含有2402座城市的坐標列表，以及關于地形地貌的描述。

花拉子米地理坐標列表的手稿

在這份列表里，花拉子米修正了當時被穆斯林視為權威的托勒密地圖中的一些謬誤。比如，他指出印度洋并不是一個巨大的陸間海，而是和大西洋一樣的廣闊海洋；他也修正了托勒密對地中海大小的過高估計，托勒密認為地中海的東西跨度有63個經度，而花拉子米經過重新計算，認為它只有50個經度，這與實際情況基本相符。他的努力讓馬蒙的地圖在正確性上遠超之前的任何世界地圖。雖然這幅地圖已經在歷史長河中損毀，但馬蒙留下的地理坐標為此后阿拉伯世界的制圖學及地理學發展做出了偉大的貢獻。

不拘小節的巴爾希學派

花拉子米于850年去世，此時的阿拔斯王朝開始衰落，呼羅珊地區已脫離帝國，形成了塔希爾王朝。就在這一年，在塔希爾王朝的巴爾赫（今阿富汗境內），另一位對阿拉伯制圖學發展產生了重大影響的人出生了，他就是阿布·扎伊德·巴爾希（Abu Zayd al-Balkhi，850 - 934）。巴爾希成年后去巴格達求學，后來他一生的大部分時間都留在了那里。他創建了巴爾希地理學派（Balkhi School of Geographers），匯集了當時伊斯蘭世界最為優秀的地理學家和制圖學家。

850年左右巴爾赫的位置示意圖

最初，巴爾希學派的創立，是為了研究亞里士多德對地球氣候的劃分。在古希臘時期，亞里士多德根據緯度，將地球劃分為7個不同的氣候帶。包括花拉子米在內的穆斯林學者將這7個氣候帶進行阿拉伯本土化，并致力于研究它們之間的邊界究竟在何處，但他們所有的結論終究無法達成廣泛的認可。于是，巴爾希召集了一大批有名的地理學家，一起來研究這個問題，希望能找到答案。

這些地理學家認為，這個問題之所以難以解答，是因為他們對阿拉伯的地理知識還缺乏足夠深入的認識。于是，他們開始深入地去研究西亞各地的區域地理，并為之繪制區域地圖。在這樣的動機之下，巴爾希學派繪制了一大批精美的地圖。和花拉子米不同，巴爾希學派的地圖并不追求大而全。他們對伊斯蘭文明以外的地區興趣不大，也不一定在意具體城市的細節，而更多是以體現每個區域的概況以及區域之間的空間聯系為主要目的。也正因如此，除了總覽圖以外，巴爾希學派還喜歡分別繪制分區地圖，從而組成一本地圖集。

由巴爾希親自繪制的一幅地圖

巴爾希學派的著名人物伊斯塔赫里繪制的波斯灣地圖（14世紀復制品，圖片：哥倫比亞大學）

標準的巴爾希地圖集包含一張世界的總覽地圖、兩張海圖（分別是印度和地中海）、四張原屬拜占庭帝國區域的分省地圖、以及14個原薩珊波斯省份的分省地圖。每張分省地圖都有一頁左右的文字描述，它們記錄了每個省份的道路、城鎮、山脈、河流等內容。這種地圖和馬蒙的地圖各有利弊。巴爾希學派的地圖集對于介紹分區的區位地理比較有用，這種把分區地圖做成地圖集的方式也是一種創舉，但其在總體的科學性和準確性上并不如馬蒙的世界地圖。

這些地圖集中的分省地圖無法像后來歐洲人發明的地圖冊那樣，能讓每張地圖連接在一起，從而拼形成一張總地圖，因此西方主流學者并未將其看做是近現代意義的地圖冊。這是因為巴爾希學派對投影、比例尺、經緯度和量化地理學都不感興趣，因此在數學上這些地圖不一定準確，導致無法拼接，這不能不說是個遺憾。

這些地圖在設計上都非常幾何化，道路是直線或弧線，河流是平行線，湖泊通常是正圓形，而城鎮可以是圓形、方形、星形等簡單幾何形狀，這和中世紀歐洲的T-O地圖在外觀上有相似之處，但在本質上完全不同。巴爾希學派這樣畫圖的目的和宗教無關，而是為了刪繁就簡、突出主題。他們認為省略不必要的細節能夠更有利于研究區域之間的總體聯系。 巴爾希學派的地圖作品在之后的幾個世紀里不斷地被各個穆斯林國家所復制，除了阿拉伯文版本以外，還有波斯文和突厥文的版本，并作為參考出現在其他學科的著作里。

重新丈量世界的比魯尼

巴爾希學派不重視數學在制圖中的運用，但同為穆斯林的比魯尼（Al-Biruni，973－1048）卻正好相反，他對用數學方法來在理解世界十分著迷。比魯尼是出生于花剌子模附近的塔吉克人，其祖上曾在薩珊波斯為官。薩珊波斯被阿拉伯人征服之后，他們一家都成為了穆斯林。他出生的時候，原來被阿拉伯人占領的中亞地區已經分裂出薩曼、白益、齊亞爾和伽色尼等國。比魯尼年輕時曾先后游歷多國，并以其淵博的學識得到了這些國家君主的禮遇。1017年，伽色尼王朝的蘇丹把比魯尼招進了宮中，讓其擔任宮廷學者。不久之后，伽色尼向印度擴張，比魯尼隨軍出征。在印度，他四處游歷，學習梵文及印度人的天文和地理知識，從此他對天文和地理產生了濃厚的興趣——尤其是對經緯度的準確測量。

比魯尼的畫像

在1030年前后，伽色尼王朝達到極盛，其疆域東到帕米爾高原，西到扎格羅斯山脈。和此前所有見證了大國崛起的穆斯林君主一樣，伽色尼蘇丹也想要一幅反映遼闊領土的地圖，這樣的任務自然而然地落到了因博學而受到青睞的比魯尼的手上。此前，周游印度的比魯尼在旁遮普地區對太陽高度角變化周期進行了仔細的觀察和研究，提出了地球自轉、公轉以及地軸傾斜角的理論。接到任務后，比魯尼開始了他的繪圖工作。他要面對的最大的挑戰是重新尋找地圖的基準經線。古典時代早期地圖的基準都位于地中海東部，比如羅德島或亞歷山大港。伊斯蘭文明崛起后，倭馬亞和阿拔斯兩個王朝的首都都在巴格達，因此他們繪制地圖的基準點自然選擇了巴格達。可是伽色尼王朝不同，雖然此時它盛極一時，但地中海東部和巴格達并不在其統治范圍內，因此比魯尼必須在伽色尼的首都加茲尼城附近重新選定一個經度，作為新的本初子午線。

可是加茲尼遠離各大傳統文明的核心區，歷史上沒有留下其經度的記載，于是測量加茲尼的經度成為了繪制新地圖最關鍵的一步。比魯尼認為，此時的伽色尼王朝是伊斯蘭文明的一面旗幟，首都加茲尼城是穆斯林世界的新中心，他要借此機會，把此前被人忽略的加茲尼地區融合進已有的經緯度體系網絡里。為了做到這一點，他派人分南北兩條路線，從巴格達前往加茲尼，記錄下各地之間的距離，以及各地的特定時間的太陽高度角（可推出緯度），然后根據球面幾何和地球的半徑，就能以巴格達的經度為標準，依次確定出從巴格達到加茲尼途徑中每個重要地點的精確經度，最終得到加茲尼的經度。

萬事俱備，只欠東風。此時他所需要的最后一個參數就是地球的半徑。在羅馬帝國時代，有人已經在埃及測算過地球的周長，但當時所用的距離單位為“步”，和穆斯林所用的距離單位無法做到精確的換算。因此比魯尼需要自己重新求出地球的半徑。這談何容易，比魯尼為了找到這個方法而食不安寢。傳說有一天，他登上了克什米爾的一座山峰，站在山頂眺望遠方。陽光下，山峰的陰影指向前方，而陰影盡頭的藍天下，微微彎曲的地平線映入了比魯尼的眼簾。他突然靈光一現，想出了一個利用山峰的高度，以及遠眺視線之間的夾角，來測得地球半徑的方法。

比魯尼測算地球半徑的大致方法

他立即派人去尋找一座陡峭（容易測量高度）卻又可攀登，而且周圍有廣闊平原的山，最后，索爾特嶺（Salt Range）的一座高出周圍平原四百多米的山峰被選中（約在今巴基斯坦首都伊斯蘭堡以南120千米處的南達納要塞遺址附近）。然后，他用當時已有的儀器測得了山的高度和不同眺望視線之間的角度，并以此求得地球半徑為6339.6千米，這只比今天通用的WGS84坐標系的標準半徑少了17千米。根據這樣的數據，他測出了加茲尼城（以及加茲尼到巴格達之間一些重要城市）的經度，并完成了一幅當時在數學上最為精確的地圖。

后人復原的比魯尼地圖

此后的時間里，比魯尼根據他新測算出的地球半徑，去不停地修改前人們的記錄里關于各地地理坐標的謬誤。在1037年，他意識到在亞洲以東、歐洲和非洲以西的海域實在是太過寬廣了，從非洲最西端到中國最東海岸的整個歐亞非大陸的寬度，不到地球周長的五分之二。于是他提出，在那里應該有一片未知的大陸。這比哥倫布發現美洲早了四百多年。除此之外，他還是世界上第一個提出“比重”概念的人，這是他在進行地圖測繪的過程中總結出來的，不過可惜的是他沒有對此進行更深入的研究。雖然擁有了空前精確的地圖，伽色尼王朝的強盛期卻并沒有持續多久，很快就被新一代西亞霸主塞爾柱帝國所擊敗，然后江河日下，最終被古爾王朝所滅。不過，地圖繪制者比魯尼的成果持續影響著穆斯林世界，乃至之后啟蒙運動時代的歐洲。他成為了制圖學乃至地理學發展史上最重要的人物之一，也被譽為“真正開啟了大地測量學（geodesy）之人”。