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讨论山地徒步中野外地图资料选择(精度,DEM,坐标系等)

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发表于 2011-11-3 01:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
讨论山地徒步中野外地图资料选择(精度,DEM,坐标系等)

BY 酱铺/Jumperhome

随着技术的进步与开放,在山地徒步活动中可以利用的地图资料也越来越丰富,
但是各种地图资料有着彼此不同特点,在此从某些方面归纳讨论一下,抛砖引玉:

1,精度的选择
精度选择本应该是一个比较复杂的问题,它与设备,成本和原始资料都有千丝万缕的关系,
作为山地徒步的应用而言,应该实事求是采用适宜的标准。
比方在以秦岭为范本的典型的浓雾天气下的能见度约20-30米,
巧合的是30米也是民用GPS在稳定工况下可以保证的水平精度,
也是可供公众免费获得的DEM(Digital Elevation Model,数字化高程模型)数据的最好取样精度,
因此不妨我们可以这么认为,用于山地徒步活动中的山野地图提供的地形,地貌,
关键点或参考线路的平面误差保证30米左右,就可以被认为足够实用和准确了。


2,地形原始数据的选择
官版的原始地形数据我们无法获知,我们能看到的只是已绘制成等高线方式的地形图。
而覆盖全球面对公众免费使用的DEM(Digital Elevation Model,数字化高程模型)数据通常有两个“流派”。
90米取样精度的SRTM,30米取样精度的ASTER数据。
哪个更好,每人有不同的解读,我只提供我的意见:
以秦岭或新疆为范本的比较中, ASTER更能表现地形的细节,
而SRTM在复杂的地貌中有时会空洞(空白数据),
ASTER暂时没有发现这种情况。

参考对比图:




关于DEM的基本概念提供一篇经典的科普资料,相信读过后大家会发现它并不难也更不神秘,
等高线地图&DEM闲谈v2.3  
作者:工兵pro  
链接:http://www.doyouhike.net/forum/comm_nav/343242,0,0,1.html


3,坐标系和坐标格式的选择
选择适当的坐标系的地图主要是为了方便使用定位设备(GPS),
WGS1984是国际通用的坐标系统,源于WGS-84椭球的相关参数,这也是所有GPS数据采用的标准。
它的常用坐标格式有两种经纬度和UTM(横轴等角割圆柱投影),
经纬度是常见的坐标表达格式,但更适合山地徒步活动的坐标格式应该是UTM,
他们最关键的区别是:你无法从一对经纬度坐标点中简便的估算他们的距离,
而一对UTM坐标点可以很容易估算出相对距离。

国内官版图采用的北京坐标系或西安坐标系固然有办法加以转换用于GPS,
而转换后又不可避免会产生操作和数据分享方面和麻烦和混乱。

UTM网格与国内官版图网格的差别比较,
如图说明你无法用标准GPS的utm读数在官版图上实现定位
(绿线和黄线为标准的UTM网格,黑线网格为官版图的网格):



4,高程系的选择

GPS的高程标准也源于WGS-84椭球的相关参数,因此和国内官版的黄海高程系常有数十米的差距。
在使用地形资料是还是采用公开的DEM数据比较方便实用。

5W图和DEM数据相同地理位置等高线的比较:



5,民版徒步地图与官版5W图的比较


民版山地徒步图和官版五万分之一地图的特点归纳:
-------------传统一比五万图------2011版山地徒步图
等高距--------------20米---------20米(或根据需要设定)
GPS导航电子地图-----无-----------有
叠加实际地貌图片----无-----------有
线路综合难度标注----无-----------有
适合徒步线路--------少-----------多
主要线路的关键点----少-----------多
水源和营地的标注----少-----------多
自然村级地名--------有-----------有
分副方式------------坐标区-------徒步活动区
磁偏角数据----------较旧---------最新
坐标系/网格--------------火星---------WGS1984/UTM

两处相同地理位置官版5W图和民版图的比较:
1、2为秦岭牛背梁顶周边
3、4为太白梁东塬周边



6,地图资料的针对性和局限性

无论什么地图都有不断提高和更新的过程,
从来不会有什么地图绝对的精确,准确和全面,(比方拿民国版的军版地形图和现在的DIY地形图比比?)

更何况每种地图都有其针对性的主题,其实也可以称为相对的“局限性”,
对军事有价值的物貌,军事地图当然应该详细标注,比方重要据点周边的房屋,断崖,瀑布。
对军事行动没有价值的物貌,地图上可以没有。

可是毫无军事价值的某无人山谷的断崖,营地,水源,线路等等,即使军版图也不会实测或标注。
却对我们有重大的价值,民版的图上可以有。

还提醒诸位注意一个细节,太白梁地图局部左下方,太白梁顶的位置,
正版图是错误的,向西北偏差了150m,东部的鞍形也没有任何反应。
民版图的位置是正确的,鞍形也清晰可见,当然这是验证后才能确定的。去过该线路的都可以回想一下。
这种问题很常见,因为现有官版图成图过程中,手工程序比较多,
而DEM成图虽然也有自身的问题,但是自动化程度高,因此与原始资料吻合度很高。
而在GPS时代,这种局部位置较大偏差很容易验证:用民用精度的仪器实测+SRTM+ASTER+高清卫片的对照分析。

地图资料之间有多种不同:技术实现方式不同,针对性不同,信息价值的衡量标准不同,制图,测绘和标注偏重不同。
应该根据户外徒步的实际需要相互借鉴互补。




7,结论

以上的比较可以得出的结论是:依托航迹、google earth maps、aster等公开数据地理信息数据,
民间完全有潜力建立建立一个规范的地图平台。
相比之下,官版地图在DEM时代,至少在山地徒步活动的领域内,
并不具备真正的实用性和权威性。


虽然我们可以利用的地图资源越来愈多,准确的地图资料和导航设备值得信任和重视,但不应迷信。
即使信息十分全面和准确地图资料也只能看做是重要的参考,
指望一切在图纸上解决,不出意外并不现实。
图纸和攻略并不能代替判断,
航迹和路点也不能代替脚步。


另外提醒一句:根据自身多年的实践证明,相比很多凭经验和主观判断的“山地向导”,
准确的地图资料和导航设备,以及熟练使用它们更能保证我们的行程安全和顺利。

注:本文源于与一位自称“测绘专业人士”的争论,原帖地址:
http://bbs.269.net/forum.php?mod=viewthread&tid=1998196&page=1



BY 酱铺/JUMPERHOME
FRM: 江工坊/WWW.JUMPERHOMS.COM
新浪微博:@酱铺江工坊

[ 本帖最后由 酱铺 于 2011-11-6 19:51 编辑 ]
发表于 2011-11-3 10:17 | 显示全部楼层
估计那哥们是测绘局里发报纸的吧呵,不用太在意撒
发表于 2011-11-3 12:44 | 显示全部楼层
古城论坛我看了一下,又是那种“装B白痴一本正经教育业余爱好者”的情况嘛。
来,晒一晒专业人士的高端言论:
“GOOGLE EARTH, ASTER,Global Mapper,SRTM……您所指的以上的伟大其实原图的提供者均为国家测绘总局提供。”——这是在说美国的“测绘总局”么?

“20万的图以经外放了,在20万地形图上以经能够基本准确判断出前进线路上的沟、崖、梁、脊及坡度……你真该好好买一套好好研究学习一下”——作为普通人,我诚求这种20万的地形图购买渠道。

“你怎么能证实你花点钱搞到的1-2米精度的DEM的精度呢?这类所谓精度只是骗骗人的而矣.”——这专业人士是要用DEM来操作机床么?反过来说,此专业人士又怎么能证实那只是骗人的1-2米精度?
综上,这位专业人士淋漓尽致的体现着天朝传统江湖郎中气质。啧啧。
发表于 2011-11-3 14:10 | 显示全部楼层
围观一下,真是夜什么自大,咱不要和“专业人士”计较~~随他去~~
发表于 2011-11-3 15:08 | 显示全部楼层
我最近也在思考是不是应该克服惰性,搞一个后台是SRTM/ASTER的在线等高图网站玩玩,Android版的还停留在过年床上的进度上,汗
如果有个好的在线框架,目前技术上是可以做到一个户外针对性的在线地图服务网站:DEM的等高线底图(DEM数据源可选,等高线间隔等任选,阴影渲染的光源角度任选,分色任选),选择叠加地点数据库,道路数据库,水系数据库,加入轨迹上传管理,路书照片上穿管理(wiki风格)

我3年前最想做的是手持设备上实现ray-casting的实时三维地形渲染,当时转念一想:这种鸟事应该google把他的GE提升下搞定阿,我瞎忙不划算。现在设备能力应该够了,我也变得越来越懒惰了

另一个想法是能否机器抓取天地图的水系和小路数据再次矢量化?天地图也就这两个亮点

[ 本帖最后由 工兵pro 于 2011-11-3 15:48 编辑 ]
发表于 2011-11-3 15:11 | 显示全部楼层
玩的越多越发现自主导航其实是更靠谱的玩法,“山地向导”相对科学仪器的优势只是体现在他们所熟悉的局部地形以及在野外的一些经验。

国内的地图资源是个让人讨厌的问题,每次都需要自己做,麻烦啊
 楼主| 发表于 2011-11-3 15:26 | 显示全部楼层

回复 5# 工兵pro 的帖子

工兵兄若有兴趣

我这里有些关于GE+PHP编程的问题想请教
发表于 2011-11-3 15:47 | 显示全部楼层
我不懂PHP阿  算法之类的可以努力下
发表于 2011-11-3 22:45 | 显示全部楼层
这么多功能,想法挺好啊!先实现一两个玩玩呗~~能自动抓出dem数据做简单处理就好

原帖由 工兵pro 于 2011-11-3 15:08 发表
我最近也在思考是不是应该克服惰性,搞一个后台是SRTM/ASTER的在线等高图网站玩玩,Android版的还停留在过年床上的进度上,汗
如果有个好的在线框架,目前技术上是可以做到一个户外针对性的在线地图服务网站:DEM的 ...
发表于 2011-11-4 00:42 | 显示全部楼层
建议酱铺等达人能搞个系列。
我用过军用地图,其准确性和精确性是不用质疑的,更新的也很快。秦岭1:2W的图应该早就有了,80年代好像有个公开的报导,说可可西里的高分辨率地图也有了。当年爬玉珠峰的人以为自己是首攀,上去后看到有一测量铁塔,应该是5,60年代建立的。向我军的测绘兵致敬。下面的链接介绍了当年昆仑山地区测绘的情况。
http://blog.sina.com.cn/s/blog_6cad8ea90100kujn.html

[ 本帖最后由 rocktrail 于 2011-11-4 00:59 编辑 ]
发表于 2011-11-4 09:33 | 显示全部楼层
原帖由 rocktrail 于 2011-11-4 00:42 发表
建议酱铺等达人能搞个系列。
我用过军用地图,其准确性和精确性是不用质疑的,更新的也很快。秦岭1:2W的图应该早就有了,80年代好像有个公开的报导,说可可西里的高分辨率地图也有了。当年爬玉珠峰的人以为自己是首 ...

只能说是某些重点区域有测绘吧,很多地方至今还是盲点
http://tech.sina.com.cn/d/2006-05-29/0756960517.shtml
发表于 2011-11-4 09:58 | 显示全部楼层
你误会了,这里没人质疑党guo军用地图的精确性。
这帖的背景是建立在在中国普通人无法获得相关地图资料的基础上的。
原帖由 rocktrail 于 2011-11-4 00:42 发表
建议酱铺等达人能搞个系列。
我用过军用地图,其准确性和精确性是不用质疑的,更新的也很快。秦岭1:2W的图应该早就有了,80年代好像有个公开的报导,说可可西里的高分辨率地图也有了。当年爬玉珠峰的人以为自己是首 ...
发表于 2011-11-4 10:53 | 显示全部楼层
原帖由 GRAYKNIGHT 于 2011-11-4 09:33 发表

只能说是某些重点区域有测绘吧,很多地方至今还是盲点
http://tech.sina.com.cn/d/2006-05-29/0756960517.shtml

骑士和中科院科考队去过可可西里,他们当时没有大比例尺地图吗?看来我国是我国,我军是我军啊。应该说只有西部个别地区可能还有空白,我国基本所有地区都有1:5W的地图,这也是公开的信息。80年代我军对包括可可西里在内的西部地区进行过一次大规模的测绘,光牺牲的测绘兵就上百人。这种苦活累活只有当兵的肯下死力啊。也觉得蛮好笑的,难道堂堂党Guo一省ZF居然拿不到我军的地图?再一次向我军测绘兵致敬。
http://www.chinanews.com/gn/2010/10-19/2597656.shtml

[ 本帖最后由 rocktrail 于 2011-11-4 11:08 编辑 ]
发表于 2011-11-4 11:29 | 显示全部楼层
原帖由 rocktrail 于 2011-11-4 10:53 发表

骑士和中科院科考队去过可可西里,他们当时没有大比例尺地图吗?看来我国是我国,我军是我军啊。应该说只有西部个别地区可能还有空白,我国基本所有地区都有1:5W的地图,这也是公开的信息。80年代我军对包括可可西 ...


专家们用的是5W的地质图,和地形图有些类似,不过除了等高线外标的都是地层信息这类,看着也挺有意思,不过听他们说也不是很靠谱,他们笔记本里还有套电子图,可惜没忽悠出来COPY一份,这些地区的5W图应该都是航空测绘几何投影法做出来的,缺少人工纠偏,所以只存在“有”的层次,很多地区还是没法做到精准,所以从地理意义上算是盲点吧

[ 本帖最后由 GRAYKNIGHT 于 2011-11-4 11:31 编辑 ]
 楼主| 发表于 2011-11-4 12:45 | 显示全部楼层
原帖由 Mega 于 2011-11-4 09:58 发表
你误会了,这里没人质疑党guo军用地图的精确性。
这帖的背景是建立在在中国普通人无法获得相关地图资料的基础上的。

为什么不能质疑呢,很多人手里都有正版大比例尺图,
都可以设计某种方式进行验证,只要方法合理,结论就可以参考。

要充分信任,但也不能完全迷信。

[ 本帖最后由 酱铺 于 2011-11-4 13:06 编辑 ]
发表于 2011-11-4 15:09 | 显示全部楼层
测绘和军方做过认真测绘工作的地区,绘制出来的“内参”图,酱铺意思是怀疑其准确性么?
我都没见过天朝的高精军事用图,凭感觉判断只要相关方面认真做过工作的,不至于我们这些人还去拿其准确性说事吧,只要公开发行适合户外运动用的就足够了哇。当然测绘员可能领着工资和津贴,在野外糊弄然后胡编,这是另外范畴咯。帖子主题不在这个方面,不说了。

另外诚求正版高精地图渠道。

原帖由 酱铺 于 2011-11-4 12:45 发表

为什么不能质疑呢,很多人手里都有正版大比例尺图,
都可以设计某种方式进行验证,只要方法合理,结论就可以参考。

要充分信任,但也不能完全迷信。

[ 本帖最后由 Mega 于 2011-11-4 15:14 编辑 ]
 楼主| 发表于 2011-11-4 15:53 | 显示全部楼层
MEGA,  所谓军版图, 当然应该被重视,但这不是绝对的。

无论什么地图都有不断提高和更新的过程,
从来不会有什么地图绝对的精确,准确和全面,(比方拿民国版的军事地形图和现在的DIY地形图比比?)

更何况每种地图都有其针对性的主题,其实也可以称为相对的“局限性”,
对军事有价值的物貌,军事地图当然应该详细标注,比方重要据点周边的房屋,断崖,瀑布。
对军事行动没有价值的物貌,地图上可以没有。

可是毫无军事价值的某无人山谷的断崖,营地,水源,线路等等,即使军版图也不会实测或标注。
却对我们有重大的价值,民版的图上可以有。

针对性不同,信息价值的衡量标准也不同,制图,测绘和标注偏重也不同。
理应根据户外徒步的实际需要相互借鉴互补。
正版图和民版图的对比,我前面有例图。
引用的正版图年份标注是86版,有的标注是源于国测局,有的是总参测局。

所谓重视, 不迷信,我的意思仅限于此。

增加第6节“地图资料的针对性和局限性”

[ 本帖最后由 酱铺 于 2011-11-4 16:28 编辑 ]
发表于 2011-11-5 12:14 | 显示全部楼层
我的夙愿是手持GPS自带全地形图,出门不用准备地图,目前中国大陆还没有做到,但新一代的欧美台版都有了
酱铺说的徒步特定信息,实际是可以在现有的官版50k上额外添加的

手持设备的强大,已经可以实现野外设备内置全球ASTER v2/SRTM 数据文件和路点,水网,道路,轨迹实现高精度全三维的地形表现,如果可以联入internet还可以叠加卫星图片,这会是个增强版的离线版google earth, 这才是GPS手机/平板的潜在力量,将会淘汰一切传统的等高线地图,这其实是我当初写DEM帖子的本意
发表于 2011-11-6 01:12 | 显示全部楼层
酱铺兄强调徒步者自己制图的确应该,看到太多无知无畏的例子,现有的GE等的确也能满足需要,如你或其他达人能做出一个相应的网站的确是一大善举。不过似乎没有必要因此否定无论是官版还是军版地图的作用,毕竟这些图不是那位官老爷在办公室里画出来的,而是一些普通的测绘人员一步一步量出来的。以你图示的5W地图为例,只要经过一定的训练用那张图足以在太白一带徒步。至于所谓军用图只标注有军事价值的地标的说法就是外行了。就我所知,所有的军用地图哪怕再旧再老在部队都是列为机密资料的,演习发的图用过都要回收,不用的图要销毁,即使是现役军官也不允许带出营区。也许有人会说什么什么,如何如何。多一事不如少一事,我建议还是点到为止。
 楼主| 发表于 2011-11-6 12:33 | 显示全部楼层
我固然不是测绘专业
但还知道如何拿地图与实地比较。 实地状况总没外行或内行之说吧。呵呵
ls 提到一步一步走出来的测绘方式,这里面很自然就有轻重缓急的选择。
这决定官版大比例图和任何其他地图一样只能是有针对性和局限性的
或者说仅就我手边n多张"资料"而言是这样。

还提醒诸位注意一个细节,太白梁地图局部左下方,太白梁顶的位置,
正版图是错误的,向西北偏差了150m,东部的鞍形也没有任何反应。
民版图的位置是正确的,鞍形也清晰可见,当然这是验证后才能确定的。去过该线路的都可以回想一下。
这种问题很常见,因为现有官版图成图过程中,手工程序比较多,
而DEM成图虽然也有自身的问题,但是自动化程度高,因此与原始资料吻合度很高。
而在GPS时代,这种局部位置较大偏差很容易验证:用民用精度的仪器实测+SRTM+ASTER+高清卫片的对照分析。

谢谢楼上指教。
但"否定"之说和原义不合
容我解释一下

[ 本帖最后由 酱铺 于 2011-11-6 19:58 编辑 ]
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