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[户外安全] [GPS技术探讨]灵山山难引起了部分朋友对GPS的探讨,应部分朋友要求,上文:将GPS轨迹与计算机结合制作户外登山地图

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发表于 2012-12-29 21:04:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 梦醒青楼 于 2012-12-29 21:07 编辑

    这是前段时间为应付公事凑论文数量写的篇论文,纯属凑数,发表也是花钱发表的,但虽然是应付公事,我觉得至少对于爱好GPS的朋友来说,还是值得一起分享、探讨的,文章晚上俩小时应付出来的,难免会有各种考虑不周,欢迎指导、拍砖。




将GPS轨迹与计算机结合制作户外登山地图
    摘要:本文就户外登山较容易迷路造成危险的问题进行了探索,并以青岛崂山为例,重点介绍了如何通过Garmin 60CSX 手持GPS导航仪,制作准确的户外登山地图,增加户外运动的安全性。
    关键词:GPS;登山;地图

    随着我国经济发展和人民生活水平提高,登山、徒步、骑行、自驾等户外活动在我国异军突起,逐渐成为人们工作之余强身健体、融入大自然的一种方式,甚至成为一部分户外爱好者生活中不可缺少的组成部分。但同时,我们也应充分认识到,任何户外活动都有风险,迷路、受伤、失温、等情况时有发生,这些风险有时甚至是致命的。其中,在户外登山活动中因迷路而造成的风险不可忽视。如今,GPS的广泛应用为避免户外登山迷路提供了条件和保障。本文以Garmin 60CSX手持GPS导航仪(以下简称GPS,下文中所有GPS均特指此型号导航仪)和青岛崂山为实例,详细介绍如何进行大众化的、非专业的户外登山地图制作,从而为户外安全登山提供地图和安全保障。
    一、青岛崂山户外登山现状
    青岛崂山最高峰巨峰海拔1132.7米,为中国海岸线最高峰,其面积446平方公里,素有海上名山第一的美称。崂山已开发的景区有登瀛景区、巨峰景区、流清景区、太清景区、上清景区、仰口景区、棋盘石景区、北九水景区、华楼景区等9个景区。据不完全统计,崂山有进山道路至数十条,山间小路累计近700公里,景区有标示的游览道路仅占其中的很小一部分,其余山间小路错综复杂,岔路甚多。
    近几年,随着户外登山运动的兴起,越来越多在城市生活的市民利用周末时间通过非景区的山间小路登山游览,但由于市民平时不生活在山里,因此大多数人对山间小路并不十分熟悉。崂山救援案例绝大多数集中在游客迷路上,仅2012年山间迷路求救事故就有二十多起,特别是迷路事故如果发生在冬季,而恰好救援不及时或救援困难,很容易在夜间因失温而造成死亡。假如这些游客有一个带有崂山山路详图的GPS,发生迷路的情况就可以避免。因此,制作一份供GPS使用的崂山登山详图,对青岛的登山爱好者来说很有意义,也很有必要。
    二、GPS登山地图制作方法
    GPS本身带的地图并没有山区的道路,网上也没有现成的GPS地图文件供下载,只有靠用计算机绘图或者在山地使用GPS实地行走,记录每一次登山轨迹,导入计算机,通过一系列软件汇总到机身地图上,再将地图传回导航仪。笔者的GPS为美国原版,经使用中文3.0固件刷机后,支持中文显示、台湾注音输入法和非纠偏地图。该GPS精度在10米以内,所记录的轨迹完全可以满足户外登山要求。经过一段时间的资料收集和研究摸索,笔者整理出一套可行的制作GPS登山详图的方法,下面将详细介绍。
    (一)使用GPS记录登山轨迹
    通过GPS进山实地行走,记录每一条道路的行走轨迹,标注各个标志性景点,是重要的环节,也是最基础的环节,同时,这个环节也是耗费时间最长的环节,登山地图能否做得准确、详尽,全在于此。通过这个环节,收集山路信息,为下一步制作登山详图准备充足的素材。笔者2人也是登山爱好者,利用工作之余,每周末携带GPS登山一天,记录全天行走轨迹。根据经验,一般一天可走20公里山路,在行走过程中,尽量提前规划好大致路径,尽可能多地选择曾经没有走过的山路记录轨迹。登山过程中在GPS标记下路过的每一个岔路口,供今后探索各条岔路的来龙去脉,最终将每一条山路至少走一遍。以崂山为例,参考70年代的崂山军用地图,笔者经过两年八十余次的登山,基本将崂山80%以上的山路走遍,剩余的不足20%的山路多人迹罕至,杂草丛生,基本已经荒废,可利用价值不大。
    (二)在计算机上制作地图需要用到的一系列软件
    1、MapSource v6.15.30:该软件为Garmin 60CSX GPS手持导航仪配套软件,主要作用是将GPS记录的轨迹、航点信息上传到计算机中,保存成.gpx通用格式文件。
    2、GPSBable v1.4.4:该软件的作用是将GPS通用格式文件(.gpx)文件和GoogleEarth输出文件(.kml)进行互相转换。
    3、Google Earth v7.0.1:该软件的作用是将每次登山记录的各条轨迹进行编辑、汇总,做成独立的.kml文件。
    4、UltraReplace v5.0.2:该软件是一个批量文本替换软件。因为ezimg不能正确转换带有中文的.gpx文件,所以需要用该软件将.gpx文件中的所有中文删除掉。
    5、ezIMG v1.02:该软件是将最终经过编辑、汇总、格式转换后的.gpx文件转换成GPS能够识别的.img文件。
    6、GmapTool v0.61:该软件将GPS原有的.img地图文件和山路行走轨迹记录并整理生成的.img文件(如果需要还可以从网上下载.img的等高线文件)进行合并,生成最终GPS可用的含有崂山小路的地图文件。
    (三)崂山登山详图制作流程举例
    1、携带GPS登山,并打开轨迹记录功能,将全天的登山轨迹记录在GPS中。同时,遇到岔路口,或著名景点,均使用mark键记录到GPS中。记录岔路口的目的是为今后登山选择曾经没有走过的山路提供方便,记录著名景点的目的是经过一段时间可以积累出整个崂山的各个景点坐标。
    2、登山结束后,将GPS通过USB线连接计算机,使用MapSource软件将记录的轨迹导入计算机中,保存到“轨迹.gpx”文件中。
    3、将“轨迹.gpx”转换成“轨迹.kml”:打开GPSBable软件,Input处选择File,Format处选择“GPX XML”,File Name(s)处选择第2步保存的“轨迹.gpx”文件;Output处选择File,Format处选择“Google Earth (Keyhole) Markup Language“,文件名可以保存成“轨迹.kml”文件,其余使用默认值。单击Apply执行格式转换操作。因Google Earth能够识别.gpx文件,这一步操作并非必须,但因为如果使用Google Earth直接打开.gpx文件,其轨迹信息将被精简,造成轨迹信息精确度下降,进行这一步操作将保留原轨迹精确度。
    4、使用Google Earth软件打开第3步生成的“轨迹.kml”文件。此时可以将该文件内的轨迹进行修正,去除重复的,明显错误的点。每次登山的轨迹修正之后,汇总到同一个.kml文件中并保存,假设我们保存成“崂山小路汇总.kml”文件,该文件包含历次登山轨迹。
    lao.jpg
    5、将“崂山小路汇总.kml”转换成“崂山小路汇总.gpx”:再次打开GPSBable,Input处选择File,Format处选择“Google Earth (Keyhole) MarkupLanguage”,File Name(s)处选择第4步保存的“崂山小路汇总.kml”文件;Output处选择File,Format处选择“GPX XML”,文件名可以保存成“崂山小路汇总.gpx”文件,其余使用默认值。单击Apply执行格式转换操作。
    6、去掉“崂山小路汇总.gpx”文件中的中文字符:打开UltraReplace软件,首先单击“特征替换”,在“起始特征字符串”处填入<name>,在“结束特征字符串”处填入</name>,选择右侧的“替换内容”,并填入<name></name>。单击上方按钮“+文件”,选择第5步生成的“崂山小路汇总.gpx”,单击右下方“开始”按钮。
    7、将“崂山小路汇总.gpx”转换成“gmapsupp.img”:打开ezIMG软件,选择第6步生成的“崂山小路汇总.gpx”,执行转换后,将在ezIMG的安装目录中生成“gmapsupp.img”。
    8、将第7步生成的崂山小路文件“gmapsupp.img”合并到GPS原始地图上:将GPS的TF卡取出,将卡中garmin文件夹中的gmapsupp.img文件复制到计算机中,打开GmapTool软件,在File选项卡中单击Add Files,选择第7步生成的崂山小路文件“gmapsupp.img”和TF卡复制到计算机上的“gmapsupp.img”两个文件;点击Join选项卡,Output File起名“gmapsupp.img”,Mapset Name随便填,如“ABCD”,点击Join All,执行合并。
    9、将第8步生成的“gmapsupp.img”文件复制到TF卡Garmin文件夹中,覆盖原有同名文件。
    至此,打开GPS,即可发现“崂山小路汇总.gpx”的山路已经出现在GPS中了。携带此GPS登崂山,将不再受迷路困扰,大大提高了登山的安全性和乐趣。同时,新上市的Garmin62ST等型号的GPS已经支持卡载多个.img地图并存,因此,该机型只要将上述步骤执行到第7步,然后将“gmapsupp.img”改名后复制到TF卡中即可使用,省却了第8步合并的步骤。
    三、结语
    上述内容笔者是经过不断查询资料、摸索、实践而总结出的一套切实可行的登山地图制作方法,具有很强的实用性,笔者的方向感很差,但通过这种方式登山从未迷路。近期,随着智能手机的普及,GPS模块几乎成为了智能手机的标配,同时也涌现出了各种轨迹记录软件,“六只脚”网站更是进行了有益的探索,将智能手机轨迹记录和网络分享进行了整合。相信在不久的将来,由于轨迹分享的不断增加,利用云存储技术,我们不必一个人上山一条一条山路进行探索,而可以集众人之力,制作出更为完整的各种实用户外GPS地图,增加户外运动的趣味性、安全性。

点评

走出来的图  详情 回复 发表于 2013-11-1 16:46
兄台也是在小熊混的吧  详情 回复 发表于 2012-12-31 13:31
哈哈,青楼你也混绿野啊  详情 回复 发表于 2012-12-31 13:18
是否存在轨迹飘逸的问题,是否经过实测?  详情 回复 发表于 2012-12-31 12:30
顶,如约好文, 造福山友,!  详情 回复 发表于 2012-12-31 12:14

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发表于 2012-12-31 12:14:04 | 显示全部楼层
顶,如约好文, 造福山友,!

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谢谢。  详情 回复 发表于 2012-12-31 15:19
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发表于 2012-12-31 12:30:46 | 显示全部楼层
是否存在轨迹飘逸的问题,是否经过实测?

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亲,全部是实际走的线路,而且,大部分线路都走过不止一遍。漂移由于是美国人特意加的,时时刻刻存在,但大部分情况下(除类似一线天的地方和其他导致收星甚少的情况),正负漂移实测都在20米之内,一般,上面显示精  详情 回复 发表于 2012-12-31 15:17
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发表于 2012-12-31 13:18:07 | 显示全部楼层
哈哈,青楼你也混绿野啊

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说实话,是上周小飞事件之后才来的  详情 回复 发表于 2012-12-31 15:19
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发表于 2012-12-31 13:20:53 | 显示全部楼层
好贴顶之

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thanks  详情 回复 发表于 2012-12-31 15:19
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发表于 2012-12-31 13:31:50 | 显示全部楼层
兄台也是在小熊混的吧{:1_1:}

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是啊,不过好长时间没去了  详情 回复 发表于 2012-12-31 14:31
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 楼主| 发表于 2012-12-31 14:31:42 | 显示全部楼层
aemca 发表于 2012-12-31 13:31
兄台也是在小熊混的吧

是啊,不过好长时间没去了
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 楼主| 发表于 2012-12-31 15:17:06 | 显示全部楼层
木光海 发表于 2012-12-31 12:30
是否存在轨迹飘逸的问题,是否经过实测?

亲,全部是实际走的线路,而且,大部分线路都走过不止一遍。漂移由于是美国人特意加的,时时刻刻存在,但大部分情况下(除类似一线天的地方和其他导致收星甚少的情况),正负漂移实测都在20米之内,一般,上面显示精度3米的时候,这个数乘以3左右,基本上接近实际正负漂移。

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感谢楼主分享,也谢谢有关漂移的提示,希望看到的人都能受益  详情 回复 发表于 2012-12-31 15:23
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 楼主| 发表于 2012-12-31 15:18:52 | 显示全部楼层
野外兰草 发表于 2012-12-30 12:02
顶,支持下,辛苦了

谢谢,本来也是为了发论文而写的,既然有人约文,就放上来了而已
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 楼主| 发表于 2012-12-31 15:19:12 | 显示全部楼层
渡舟fan 发表于 2012-12-31 12:14
顶,如约好文, 造福山友,!

谢谢。
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