4月底，英法联军又从天津调来1 000名援军，其中“桑福德中尉（Lieut Sanford）率领的皇家工程兵十六名，他们携有工程器材一大车，臼炮六门和大宗炮弹与火箭”[30]，后来的常胜军指挥戈登就是其中一员。这支部队隶属于1856年成立的皇家工兵部队（Corps of Royal Engineers），负责搭建浮桥、修整道路、安营扎寨等“所有与战场上军队相关的工程运作”[31]，并具备地图学知识，掌握“天文测量、常规测量、特殊测量和侦察测量，包括利用水准测量和等高线准确描绘崎岖不平的路面以及用画笔绘制山体轮廓”[32]的技术。据戈登所述，1860年9月，他来到中国，随英法联军攻占北京，此后一直驻扎天津。在这段时间里，“忙于测量过去欧洲人从未见过的邻近乡村，以满足军队需求，并时常往返于140英里外的大沽炮台”[33]。现在英国国家档案馆保存着多幅工兵在天津一带的测绘地图，包括《大沽口炮台北部低地平面图》（Plan of Lower North Taku Fort）、《塘沽略图》（Sketch of Tangkoo）、《大沽口炮台周边略图》（Sketch of the Country Adjoining the Taku Forts）、《大沽口炮台平面图》（Plan of the Takoo Forts）。[34]
当工兵部队到达上海后，联军处于战略反攻阶段，接连攻占嘉定、青浦、南桥、柘林。在此期间，工兵部队测量各据点，完成名为《1862年对抗中国叛军的军事行动》（Operations Against the Chinese Rebels in 1862）的地图集，包括《南桥》（Najow）、《青浦》（Singpoo）、《柘林》（Cholin）、《南翔》（Nah-Siang）、《嘉定》（Kah-Ding），共5幅地图。[35]英国国家档案馆收藏的这批地图，编号分别为：WO 78/990/1/18、WO 78/990/1/19、WO 78/990/1/20、WO 78/990/1/21、WO 78/990/1/22。
上述地图是英军利用战前侦察，测量绘制而成，为其了解敌情和制定战略战术提供了关键依据。据《北华捷报》报道，联军进攻嘉定前“派人侦察嘉定南门、护城河以及该地防御情形”。次日“我军再派兵侦察，并布置进攻计划”[36]。这支侦察部队主要由工兵组成，其任务是测绘地图。据《戈登日记》记载：“大军一到城外的营地，就派人侦察并测量南门、城壕和城镇的防御设施。”[37]法方马罗尔（Marolles）也说：“我和戈登两人向前侦察。”而且“三十日，继续侦察，研究地形，以便安置两尊三十生丁的开花炮”[38]。青浦之战前，“法国海军提督与英国陆军少将相偕乘船开往河浜上游，在那里进行侦察”。工兵一同前往，“皇家工兵部队的戈登队长，到达距护城河约五十码外的一座宝塔”[39]。《戈登日记》记载：“当侦察继续进行时，戈登来到一座宝塔下，他爬上去测量整个城市和进城的通道。”[40]因在塔顶测量，《青浦》完整展示出县城全貌，而《嘉定》仅描绘了城南部分。另外，南桥之战前，“士迪佛立少将与卜罗德提督进行了一次侦察”。马罗尔也说：“屡次侦察证明了该镇有两座城墙，两道壕沟，城坡上有许多竹箭和鹿角。”[41](www.xing528.com)
英军通过侦察绘制了大比例尺地图，其中《南翔》比例尺最大，达到1∶2 160，《柘林》最小，达到1∶10 800，内容包括城墙高度、城壕宽深、城内外道路、周边地形等，反映太平军的城防情况。地图展示的范围集中在英军进攻方向。其实，英法联军与清军、常胜军分工明确。嘉定之战由“英、法二国之兵环列南门迆至东门，常胜军环列西门”[42]；青浦之战，“英国将士环攻南、西二门，常胜军径攻东门”[43]；柘林之战，“英兵常胜军及炮勇营于城之西北，法兵营于城之西南”[44]。在这种情况下，英军测量其负责进攻的部分，其他区域并不涉及。使用这些地图，英军安排战略战术，布置兵力火力，尤其是为炮兵提供参考依据，故地图详细展示出英、法炮兵的部署，包括阿姆斯特朗炮、臼炮、三十二磅重弹炮的位置和攻击方向，这与战争过程吻合。
5月底英、法军从嘉定、南翔等地撤出，不再直接参战，而是支持常胜军和淮军，“自此以后英法军保卫上海只以近郊为限”[45]。随着战略转移，“在战争中饱受冲击的英法军队，正在从疲劳和疾病中恢复过来”[46]。常胜军和淮军成为太平军的主要对手，联手进攻浦东和沪西。直到8月，苏州、昆山、嘉兴的太平军大举反攻，英、法才十分有限地参与上海近郊和嘉定的战斗，所以英军主要测量上海和嘉定。据工兵部队军官利斯特（Thomas Lyster）的日记和信函称，他们自8月到达上海后，仅在法华和南翔进行少量测绘工作，更重要的是修桥和建造兵营，“我们开始修理仓库和寺院，使其能为军队提供住处”[47]。戈登也说：“在冬季来临前，为使英国军队住房能防风避雨，必须进行大量的修建工程。”[48]直到11月底太平军退出上海，工兵部队才围绕这一地区展开大范围的地图测绘。
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