沈括(公元1033～1097年)，字存中，錢塘人(今浙江杭州人)，是我國北宋時期卓越的科學家和文武全才的政治家。他出生於一個封建官吏家庭，從小就跟隨父親到過很多地方，長了不少見識。青年時，他就對儒家經籍、天文、地理、醫學、兵法及諸子百家有著濃厚的興趣，並且勤學好問，善於鑽研，經常通宵達旦、廢寢忘食地讀書。他一生大部分時間從事政治活動，同時極其勤奮地致力於科學研究，在天文、數學、歷法、地理、物理、生物、醫藥、文學、史學、音樂等多門學科取得了輝煌成就。他總結自己經歷而撰寫的《夢溪筆談》，包羅了天文、地理、藝術、軍事、法律等共20多種學科，被譽為“中國科學史上的坐標”。他在地圖制作和地圖測繪方面也有極高的成就，編繪了《天下州縣圖》，制作了多種材料的地圖模型，進行了創造性的水准測量，堪稱一位傑出的地圖學家。
北宋熙寧九年(1076年)，沈括奉旨編修《天下州縣圖》。他“先曾別編次一本，稍加精詳”，並“欲再於職方借圖經、地圖等圖草，躬親編次”，然而，由於政務繁雜，又兩度遭貶謫，中間還出守過邊疆，這項工作一直未能完成。但他從未放棄這項工作的計劃，總是把圖稿隨身攜帶著，直到晚年南遷謫居，他終於能專心致志地對所有的地圖資料進行詳細的整理加工，編繪成《守令圖》，又稱《天下州縣圖》。
這部圖集共有20幅地圖，包括一幅高一丈二尺、寬一丈的大圖，一幅小圖和十八幅各路圖。各路圖的分幅按當時的行政區劃十八路制劃分，每路一幅，比例尺為二寸折百裡，約合九十萬分之一。圖的地域範圍為當時朝庭實際控制的區域，圖名《守令圖》即由此而來，即設有守、令等官職的地方之圖。當時許多地理著作、資料都將陷於敵手的區域表示出來，表達作者收復河山的願望，但易使人們對國家山河破碎的現狀造成誤解。沈括將自己的心願利用圖名反映出來。沈括編繪地圖時發展了裴秀的制圖理論，采用了“飛鳥圖”法。“所謂‘飛鳥’者，謂雖有四至裡數，皆是循路步之。道路迂直而不常，既列為圖，則裡步無緣相應，故按圖別量徑直四至，如空中飛鳥直達，更無山川回曲之差。”他在編繪該圖集時設立了分率、准望、牙融、傍驗、高下、方斜、迂直7條制圖原則和方法，“以取鳥飛之數”。沈括還把過去圖上的四至八到定方位的方法發展為二十四至，以十二支、甲乙丙丁庚辛壬癸八干、乾坤艮巽四卦名之。“取鳥飛之數”和分二十四至采集地物距離和方位使測得的地物坐標精度更高。沈括在編圖時注重調查研究，吸收前人的研究成果，“遍稽宇內之書，參更四方之論，該備六體，略稽前世之舊聞；離合九州，兼收古人之余意”。對郡縣、疆土、河渠的變遷均以所見到的公文為准。
由上可知，這部圖集是極為精確的。可惜至元時便佚去了。
熙寧年間，北宋與契丹國因邊境問題發生尖銳矛盾。北宋遣沈括與契丹進行談判。沈括查閱了大量地理和地圖資料，據理力爭，駁回了契丹對北宋領土的無理要求。次年，他以使臣身份出使契丹。出使期間，他遍履山川，對契丹國的地理山川進行了詳細考察，將所掌握的北方地形和邊防情況，用面糊和木屑模擬成立體地形模型。不久，因天氣寒凍，“木屑不可為，又熔蠟為之”，具有輕巧易攜之特點。返回京城後，他又按蠟制模型圖原樣轉刻到木頭上。木模型地圖形像逼真，得到皇帝嘉許，皇帝還“詔邊州皆為木圖，藏於內府”。
沈括用三種材料制作的地形模型圖是地圖模型制作上的創新，比歐洲最早的瑞士地圖模型早了600多年。
北宋熙寧年間，沈括在主持疏浚汴渠水利工程時，領導了對汴渠的地形測量。在對汴渠的水准高度測量中，他因地制宜，利用測量舊溝階梯水面高度差再疊加的分層築堰法，精確測得汴渠的高差。這是我國最早的水准高度測量，比歐洲18世紀初開始進行的水准高度測量早了600多年。
沈括還較早發現了磁偏角現像，他觀察到磁針“常微偏東，不全南也”。他還動手做了四種磁針裝置法的實驗。他的這些成果對地圖測繪和航海事業的發展發揮了很大作用。
注：本文沈括生卒年采自杭州大學徐規教授的新考證，因此不同於《辭海》等書。