艰苦的大地测量：曾靠步量、记道车来测里程
测量当然是绘制任何地图最首要的一步。
据《春秋纬》说，五帝之一的炎帝，为了度量大地而远涉几十万里。大禹也曾派遣太章从东到西、竖亥自北至南步量国土，可见当时步量(踏勘)是大地测量的基本方法之一，以至于几千年之后，还有人把地图命名为《禹迹图》，意即大禹的足迹。
可步行丈量的效率、准确度……可想而知。好在各朝各代都不乏锐意创新之人，西汉时出现了一种“记道车”，可以计算行路里程。到东汉时，张衡仍嫌它不够好使，做了一番改进，利用差速齿轮原理，行车十里则敲鼓一次，敲鼓满十则敲钟一次，车上指南针记录车子行走方向，大大提高了里程测量速度。
古人还采用测“日影”的方式来推算实地距离：在同一天的中午，在南北方向两地分别竖起同高的表杆(通常高8尺，相当于1.88米)，然后测量表杆的影子，并根据“寸影千里法则”(日影差一寸，实地相距千里)推算南北两地距离，并把夏至日影长为1.5尺的地方视为方形大地的中心。但“寸影千里”是相当粗略的经验值，后来被南朝天文学家何承天、隋代天文学家刘焯和唐代天文学者僧一行、南宫说的理论和实测所否定。
不管此后测量工具再如何精细发达，实测工作仍然相当艰苦。比如近代地理学家邹代钧当年从英俄回国后，进行《湖北全省分图》的测绘编制，测量方面采用的是测经纬度法和大地三角测量法，每天的工作繁重琐细：“……计八人共测一州县，每八人中又分四小路，二人任‘测天度’(术语，用六分仪测天体高度)为一路，测州县治所及各定点外，仍应测地面三角;管‘记里轮’(术语，记录里程的工具)者一人，同学生一人为一路，测人行道里外，亦应测地面三角，余学生四人，分为两路，专测地面三角……”
　地图绘制：“计里画方”一直使用了1500年
大部分古代县志中“舆地”部分出现的地图，都画在许多方格里。这是一种古老的按比例尺绘制地图的方法，名为“计里画方”。绘图时，先在图上布满方格，方格中边长代表实地里数，相当于现代地形图上的方里网格;然后按方格绘制地图内容，以保证一定的准确性。
“计里画方”始自西晋裴秀提出的“制图六体”原则。除经纬线和地球投影外，现代地图学上应考虑的主要因素，他几乎全提了出来。这个方法在传教士利玛窦将西方地图带入中国前，一直使用了1500年，不过它的局限性也相当严重，因为没有标明经纬度数，只能适用于大比例尺和低纬地区地图。
被舆地邹家邹汉勋诟病的“像山水画”一样的地图，其实一直是中国早期地图的表现形式。见山画山，见水画水，虽然精确度不高，但胜在形象直观，立体感强，如果手笔好，更有可能成为欣赏把玩的艺术品。而赏画时若能读出地理信息，乐莫大焉。1930年代，梁思成、林徽因夫妇在翻看一本画册时，无意中发现了一幅唐代壁画“五台山图”，详绘了五台山及周边地理风貌，他们注意到画中一座叫“佛光寺”的庙宇。佛光寺始建于北魏，唐武宗灭佛时被毁，12年后才重建。而被毁之前的影像，被描绘于几千里之外的敦煌石窟，可想而知这座寺院在唐宋时代五台名刹中的地位。他们后来远赴山西，走了整整一天，真的找到了这座隐藏在山峦之下的破落古寺，打破了当时日本学者的断言：在中国大地上没有唐朝及其以前的木结构建筑。
古代第一次天文大地测量
一行是个有智慧且坚毅的僧人，他在唐玄宗授命下，组织领导了我国古代第一次天文大地测量，可称之史无前例。整个测量队伍由南宫说带领，向全国各地进发，一行则坐镇长安指挥。测量范围非常广阔，以河南平原为中心，北达蒙古的乌兰巴托，南达湖南常德，在这些地方分别测量了冬至、夏至的日影及北极高度，在实测中第一次测出了子午线长度。
　西晋裴秀提出的“制图六体”原则
“计里画方”始自这“制图六体”。
一为“分率”，用以反映面积、长宽之比例，即今之比例尺;
二为“准望”，用以确定地貌、地物彼此间的相互方位关系;
三为“道里”，用以确定两地之间道路的距离;
四为“高下”，即相对高程;

五为“方邪”，即地面坡度的起伏;
六为“迂直”，即实地高低起伏与图上距离的换算。