郭守敬字若思，順德邢台（今河北邢台市）人。生于南宋紹定四年（1231年），卒于元延佑三年（1316年）。是元代著名的天文學家和水利學家。

郭守敬一生的科學活動，主要在天文測量及水利方面。《元史・郭守敬傳》載，元至元十六年（1279年），郭守敬任同知太史院事，為主持修訂曆法之需，建議在：

“遠方測驗日月交食時刻不同、晝夜長短不同、日月星辰去天高下不同”。

他的建議獲得元世祖忽必烈的稱贊和支持。他很注重儀器的改進，認為曆法之根本在于測驗，而測驗之器莫先于儀表。于是創制了簡儀、高表、候極儀、渾天儀、玲珑儀、定時儀等十多種精巧的天文儀器。這些儀器既精确、靈巧，又簡便，在緯度測量中起了重要作用。

郭守敬為這次測量工作做了周密的準備，選擇東西寬6000裡、南北長1.1萬裡的廣大區域，在其中設置27個觀察站，自任總指揮。這次測量的内容之多、範圍之廣、精确度之高，是我國測繪史上空前的。

他在27個觀測站中，又精心篩選出7個觀測點，即南海（今南海上的一個島嶼）、衡嶽（今湖南衡山）、嶽台（今河南開封市西北）、和林（今蒙古鄂爾渾河上遊東岸哈爾和林）、鐵勒（今俄羅斯安加拉河、葉尼塞河）、北海（今俄羅斯下通古斯卡河下遊）和大都（今北京市）。除大都是首都外，其他6個觀察測點從南到北代表了各大區域，相鄰兩點緯度的間隔均為10度。這7個觀測點的項目較其他20個點齊全。

此外，郭守敬用自制的儀器，測定出黃道面與赤道面的交角為23°33′5″.3。根據現代天文學理論推算，郭守敬時代的黃赤交角應是23°31′58″.5，與郭守敬當時測量的結果隻有1′6”.8的絕對誤差。在700年前能達到如此精确的程度，簡直是個奇迹！

我國古代對地理經度的認識要比緯度晚得多，直至元初才建立起樸素的經度概念。當時已知道同一月蝕現象，在塔什幹（今新疆塔什庫爾幹）和中國内地兩地出現的時間不同。用今天的話說就是因這兩處的經度不同。

耶律楚材在西域觀察天象時發現，《大明曆》關于月蝕實際發生的時刻在中原地區相差甚少，在尋斯（今烏茲别克斯坦撒馬爾罕）誤差很大。究其原因，是尋斯離中原遠達萬裡，東西兩地相距遙遠，時差也大。耶律楚材指出：

“以尋斯幹城為準，置相去地裡，以四千三百五十九乘之，退位，萬約為分，日裡差”，“以東加之，以西減之”（《庚午元曆》）。

耶律楚材把尋斯幹作為地理經度的起始标準，把某地與它的距離乘上個數字因子，稱作某地的裡差，并在《庚午元曆》中多次應用，開創了後世天象預報中進行地理經度改正的先例。

在元朝，已經出現畫有經緯度的地球儀，此地球儀由回族天文學家紮馬魯丁所制作。關于該地球儀的形狀《元史・天文志》記載:

“其制以木為圓球，七分為水其色綠，三分土地，其色白。畫江河、湖、海，脈絡貫穿，于其中畫作小方井，以計幅員之廣闊，道裡之遠近。”

這裡的“小方井”顯然是經緯度。此即畫有經緯度的西域儀象。

至元八年（1271年），郭守敬升任都水監，後又并工部（掌管全國各項工程、工匠、水利等事務），任工部郎中。至元十二年（1275年），奉命勘察黃平原的地形，調查通航路線，建立水騷。

他自孟津（今河南孟津縣東南）以東，沿黃河故道，在方圓幾百裡的廣闊區域内進行了地形測量，把地勢傾斜變化及适宜開渠分殺河勢一一繪入地圖。為了得到兩地間的高差，據《元朝名臣事略》載:

“嘗以海面較京師至汴梁地形高下之差，謂汴梁之水去海甚遠，其流峻急，而京師之水去海至近其流且緩。”

郭守敬首先提出以海水平面作為高程起算的基準面，也是測繪地圖史上最早使用有關“海拔”的思想。郭守敬提出的海拔高程概念，在我國乃至世界測繪史上都具有重要意義。今天已廣泛應用于世界各國地形測量的海拔高程，郭守敬在700多年前就已提出，并應用于實地水平的測繪。

在元朝，已有畫有經緯度的西域地球儀傳入中國。那時我國不但進行緯度的測量，且萌發了樸素的經度概念，甚至在天文學中開始以地理經度改正日曆的創舉。應該說，在測繪地圖方面已具備了由“計裡畫方”向經緯度過渡的可能性。但由于“天圓地方”說仍占統治地位，使傳統的地圖繪制沒有得到根本的轉變。