手把手教你自制户外登山地图GPS资源应用大全小组六只脚.docx

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手把手教你自制户外登山地图GPS资源应用大全小组六只脚

手把手教你自制户外登山地图_GPS资源应用大全_小组_六只脚

第一章.前言大概4年前喜欢上了户外运动，从此一发不可收拾，07年初买了一个GPS，最初只是为了避免在山中迷路，随着使用的深入，我逐渐对GIS（地理信息系统）这门学问也产生了浓厚的兴趣，我想这就是所谓的爱屋及乌吧。

我利用爬山之外的业余时间收集了不少这方面的资料，因为不是科班儿出身，在学习的过程中遇到不少困难，有时一个小问题会困扰我很多天，好在最终还是找到了解决办法，当然从中也获得了乐趣。

现在我想把我积累的一些自制登山地图的经验写下来，并且尽量用大白话描述，不讲复杂的概念（咱也没那个水平），让对GIS知识感兴趣的初学者们可以少走些弯路，尽快入门。

还是那句话，咱不是科班儿出身，对一些概念的理解上肯定有偏差，也不够深入，咱就本着实用主义的精神，能把地图做出来就行了，如果哪些地方说的不对请各位大侠们多多包涵，多多指正，谢谢！

第二章.基本概念

虽说尽量不讲概念，但是有些最基础的还是要提一下：

理解重点：

地理坐标系（经纬度）、投影坐标系、WGS84坐标系、UTM坐标系

很长时短时间都搞不清这些坐标系之间的关系，我觉得是初学者最容易糊涂的地方。

地理坐标系统说白了就是经纬度，经纬度坐标是球面坐标。

想一想假如我们想知道地球上两点间的距离，用一把尺子在地球仪上量是不可能的事情，因为地球仪是立体的没法量，所以我们要把地球投影到一个平面上，这样就把一个三维的坐标系转换成了一个二维的坐标系，这就是投影坐标系。

当然一个球体不可能完美的投影到一个平面上，必然会产生变形，不过科学家们用了很多复杂的算法让这个变形尽可能的小，具体是怎么弄得我也搞不懂。

地球是一个不规则的椭球体，不同国家地区的测绘人员会用不同参数的椭球来近似代替地球表面。

也就造成了选用不同的椭球体得出的结果会有偏差。

我们主要用的是美国国防局1984年搞的WGS84坐标系，这是专为GPS全球定位系统而建立的坐标系，这个坐标系采用的椭球体就是WGS84椭球，其他还有如北京50坐标系，用的是前苏联制定的一个椭球体（误差比较大），我国后来还制定了西安80坐标系和最新的2000坐标系，都用了不同的椭球体，这些坐标系之间是可以相互转化的，不过转化公式很复杂，也不用记，只要记住以后我们所做的工作都在WGS84坐标体系下完成的就行了。

投影坐标系的投影方式也有很多种，比如什么“高斯克吕格投影”、"UTM（通用横墨卡托格网系统）"之类，它们都属于平面直角坐标系的一种，不同投影的具体算法不必了解，只要知道我们用的都是UTM投影就可以了。

总结一下：

我们主要用到两种坐标系：

经纬度坐标系和基于WGS84椭球体，采用UTM投影方式的投影坐标系。

下面分别介绍一下经纬度坐标和UTM坐标（部分内容摘抄了前辈们的文章）

经纬度坐标国际上规定，把通过英国首都伦敦格林威治天文台原址的那一条经线定为0°经线，也叫本初子午线。

从0°经线算起，往东叫东经，习惯上用“E”作代号，往西叫西经，习惯上用“W”作代号。

东、向西各分180°，东经180°和西经的180°重合在一条经线上，那就是180°经线。

在地图上判读经度时应注意：

从西向东，经度的度数由小到大为东经度；从西向东，经度的度数由大到小，为西经度；除0°和180°经线外，其余经线都能准确区分是东经度还是西经度。

假如从地轴的正中间将地球切成南北两半，上边的一半叫北半球，下边的一半叫南半球。

被切的这个平面，叫赤道面。

赤道面与地球表面相交的线叫赤道。

纬线从赤道往两极越来越短，到了两极就缩小成一个点了。

科学家们把赤道定为0°纬线，从赤道向两极各分为90°，赤道以南叫南纬，赤道以北叫北纬。

UTM坐标系

UTM全称UNIVERSALTRANSVERSEMERCARTORGRIDSYSTEM,通用横墨卡托格网系统。

在UTM系统中，北纬84度和南纬80度之间的地球表面积按经度6度划分为南北纵带（投影带-就是一个竖长条儿）。

从180度经线开始向东将这些投影带编号，从1编至60（北京处于第50带）。

每个带再划分为纬度差8度的四边形。

四边形的横行从南纬80度开始。

用字母C至X（不含I和O）依次标记（第X行包括北半球从北纬72度至84度全部陆地面积，共12度）每个四边形用数字和字母组合标记。

参考格网向右向上读取。

如果要做一个地方的地图，必须要知道那个地方在UTM坐标系中的第几带上，比如北京周边活动的驴友，只要记住北京在UTM坐标系中的第50带就可以了第三章.基础数据

在这里我想我先说一下我们制作地图的核心思想：

就是从四处收集我们所需要的各种数据，对数据进行整理、提炼、格式转换，然后把他们叠加到一起。

有了这个核心思想，后面的事情就好办了，第一步要做的就是基础数据的收集工作。

先简单介绍一下我们需要的几大块数据：

1.用来生成等高线的东西--SRTM3

SRTM数据主要是由美国太空总署（NASA）和国防部国家测绘局（NIMA）联合测量的，SRTM的全称是ShuttleRadarTopographyMission，即航天飞机雷达地形测绘使命，2000年2月11日上午11时44分，美国“奋进”号航天飞机在佛罗里达州卡那维拉尔角的航天发射中心发射升空，“奋进”号上搭载的SRTM系统共计进行了222小时23分钟的数据采集工作，获取北纬60度至南纬56度之间，面积超过1.19亿平方公里的9.8万亿字节的雷达影像数据，覆盖全球陆地表面的80%以上，该计划共耗资3.64亿美元，获取的雷达影像数据经过两年多的处理，制成了数字地形高程模型，该测量数据覆盖中国全境。

SRTM数据每经纬度方格提供一个文件，精度有1arc-second和3arc-seconds两种，称作SRTM1和SRTM3,或者称作30M和90M数据，SRTM1的文件里面包含3601*3601个采样点的高度数据，SRTM3的文件里面包含1201*1201个采样点的高度数据。

目前能够免费获取中国境内的SRTM3文件，是90米的数据，每个90米的数据点是由9个30米的数据点算术平均得来的。

srtm3数据下载地址：

http:

//srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp

2.获得国界、省界、地、县行政界线等

国家基础地理信息系统数据下载服务，这里只提供一些公开的基础信息，并不能满足我们的需要，只要登记一下即可下载。

3.获得10万多个全国地名--china.names

下载地址：

4.获得全国公路、铁路、河流、湖泊、乡镇区县等详细数据--GarminV66（v70）纠偏地图

GarminV66地图是一个非常强大的GPS导航地图，几乎包括了所有你想要的东西。

不过这个地图不是免费的，而且官方提供的地图是被河*蟹过的，人为加入了一些误差，好在一些民间高手、大侠们经过不屑努力，破解了河*蟹算法，发布了纠偏版的电子地图，我们主要利用的就是这个纠偏版的电子地图。

下载地址请访问小胖熊的酷数码菜园，它的论坛置顶贴里面有一个FTP地址，登录这个FTP，可以看到里面的东西应有尽有，就是一个聚宝盆，寻找GarminV66简体中文分省纠偏地图下载（最近又发布了7.0版的地图，也可下载这个，不过我还没用过），.MP文件或.IMG文件都可，注意一定要是分省的，一个省市一个文件（也有可能1个省市2个文件），因为如果不分省的话，文件会很大，打开时很耗资源，机器配置不够的话根本打不开，如果只在北京周边地区活动，通常只需要北京和河北两个省市的分省地图就行了。

5.获得全国山峰数据

这个也可以在小胖熊的论坛上搜索到，但是这个山峰数据不全，谁有更全的可以提供一下。

6.获得高精度卫星图片--googlemap

这个不用多说了

7.获得gps穿越轨迹和地标

这个主要靠自己收集积累，网上也有很多人发布自己的穿越轨迹，搜一下能找到很多。

第四章.用到的软件

下面这些软件在网上搜一下都不难找到，就不一一列出下载地址了，有一些软件可能要破解才能使用：

1.生成等高线、叠加地图的软件--GlobalMapper（我用的版本10）

2.garminv66全国纠偏地图的提炼--GpsMapEdit（我用的版本1.0.54，不需要破解）

3.地图查看工具--OziExplorer（我用的版本3.95.4m）

4.OZI地图转换压缩工具--img2ozf

5.矢量数据格式转换工具--GPSBabel、GpsInfoShare

6.Googlemap（这个不用多说了，目前版本5.0）

可以到这里直接下载简体中文版完整安装包

7.Googlemap抓图工具--电子地图一把抓

8.如果想把地图导入到麦哲伦GPS上，会用到MMOffice2.7

以上是我们常用的一些软件，这些软件总的来说都是简单易用的，稍微琢磨一下就能基本掌握，GIS方面的软件还有很多，有些软件需要更高深的专业知识，我本身也没有这个能力掌握，就不一一介绍了。

第五章.自制户外登山地图

终于讲到正题上了，下面我就通过一个实例演示一下如何做一张户外登山地图，这个实例我选择了北京地区驴友经常走的一条初级经典穿越路线--香八拉地区户外登山地图，首先点击此处预览一下最终生成的地图吧，这个地图制作的还比较糙，文字、线条样式等细节没有经过太细致的调整，不过作为教程使用足够了。

第一步：

下载SRTM3高程数据

打开http:

//srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp

可以看到一张世界地图，鼠标选择你需要的那个区域，对于北京周边来讲，只需下载图中那四块蓝色区域：

然后点“ClickheretoBeginSearch>>”，进入下载页面，点击每个地图下面的“DataDownload（FTP）”即可下载。

这四块区域分别对应四个文件：

srtm_59_05.zip，srtm_60_05.zip，srtm_59_04.zip，srtm_60_04.zip，其中最常用的就是srtm_60_05.zip和srtm_60_04.zip。

注意：

下载下来的虽然是个zip文件，但是并不需要解压。

第二步：

导入SRTM3数据到GlobalMapper（以下简称GM）

打开GM，点击第一个方框“OpenYourOwnDataFiles”：

选择刚才下载的srtm_60_04.zip，一张北京北部山区的高程地图就呈现出来了：

从图中可以观察到，香八拉地区在这幅图中的最下面，并且只有上半部分，所以我们还要加载下半部分的地图，才能构成一个完整的香八拉地图，点击菜单File->OpenDataFile（s）...选择srtm_60_05.zip，打开，可以看到这两幅地图拼成了一个完整的地图：

其中香八拉区域只占地图中极小的一部分。

可以使用工具条上的放大镜不断放大这块区域，直到可以清晰的看到这条山脉：

OK，现在我们要把这块区域单独摘出来保存，选择菜单中

File->ExportRasterandElevationData->ExportDEM...

在弹出窗口中选择第三个选项卡ExportBounds，点击“DrawaBox...”按钮

在接下来的弹出窗口中圈出一块儿矩形区域，覆盖住整个香八拉地区即可，然后点OK：

在上一个弹出窗口中点“确定”，会弹出另存为...对话框，给它起一个名字叫xiangbala.dem保存。

然后点击File->UnloadAll...关闭所有地图层。

第二步工作就结束了。

第三步：

生成等高线

再次点击“OpenYourOwnDataFiles”按钮，这次选择刚才保存的xiangbala.dem，可以看到这次只有香八拉地区的地图呈现出来了：

选择File->GenerateContours...，在弹出窗口中，输入ContourInterval为25，单位为METERS，意味着我们要做一张等高线精度为25米的地图。

在Simplification选项卡中，把滑块移到最左边，这样可以使等高线看起来更圆滑：

点击“确定”，可以看到等高线就生成好了，有点户外地图的样子了吧？

接下来点击工具条上的Configuration按钮：

首先需要指定一个平面直角坐标系，选择Projection选项卡，Projection选择UTM，Zone选择50，Datum选择WGS84，PanarUnits选择METERS，关于这些选项的意义请参考第一章的基本概念部分。

然后选择General选项卡，GridDisplay选择CurrentProjection，GridSpacing选择Custom，后面的输入框输入500，点击确定。

可以看到地图上出现了一面网格线，每个网格是500m*500m的区域，可以让我们更好的估计两点间的距离。

这里补充一点：

如果你发现地图上山体的阴影很深，影响美观，可以通过Configuration->VerticalOptions里面的三个参数进行调节

最后，我们可以点击File->SaveWorkspace...把当前工作保存成xiangbala.gmw留待日后使用。

如果你认为这样已经很好了，可以把它保存为一个GEOTIFF文件，GEOTIFF是一种带地理信息的栅格图片格式文件，选择File->ExportRasterandElevationData->ExportGeoTIFF...

在弹出窗口中，FileType选择24-bitRGB，SampleSpacing中X-axis和Y-axis都填入10，代表输出10米精度的地图，下面复选框中前三个都勾上：

点击确定后，保存成xiangbala.tif文件，以及xiangbala.tfw文件。

第四步：

导入OZIExplorer

我们暂时关掉GM，打开OZIExplorer（以下简称OZI），选择文件->导入地图->SingleDRGMap（我用的是中文版，如果你的是英文版，请查找对应选项）。

首先出现一个对话框，告知你第一步是选择图片文件，按确定后打开刚才保存的那个xiangbala.tif

第二步是指定一个地图文件（.map文件）的名字和存放路径，按确定后打开一个文件浏览框，选择存放路径，输入一个文件名，比如xiangbala.map，最好把这个.map文件和xiangbala.tif文件放到一个目录中，.map文件保存的是地图定位及坐标系等信息，.tif文件保存的是具体的图像，二者必须同时提供。

然后弹出来的对话框中，地图数据选择WGS84，MapGridZone输入50，地图投影方式选择UTM，然后点击OK：

如果文件导入成功会弹出下面的对话框：

点击确定以后，刚才制作的地图就在OZI中显示出来了，注意在地图上移动鼠标时，地图左上角的经纬度坐标会随之变化，如果这里的数值为零或者没有变化，则说明导入过程中有误：

因为这张地图使用的位图文件为tif格式的，图片文件很大，会占用较大磁盘空间，OZI加载时也会比较慢，我们可以使用img2ozf这个软件把tif格式转换成OZI自己的ozf2（老版本）或ozf3（新版本）格式，转换后图片文件会小很多，加载速度也会快很多，特别是在制作大地图文件时感觉很明显，具体转换过程也很容易，不详细介绍了，请自行摸索，img2ozf是一个免费软件。

第五步：

加入地名

点击OZI工具条右侧的“名称”按钮，窗口右边会出现一个边栏，点击边栏上的“载入”按钮，在弹出的对话框中选择之前下载的全国地名文件china.names

然后会看到边栏下面出现了一个地名列表，地名非常之多，选中边栏中“在地图上”这个复选框，OZI会自动搜索出所有在当前地图上的地名，因为地名很多，这个搜索过程可能需要较长一段时间，请耐心等待，以后可以单独把北京周边的地名摘出来，保存成一个点文件（.pnt），以后再加载地名的时候就很快了，具体步骤可以自己摸索。

搜索完成后，点击边栏工具条中一个小红圈儿样的按钮，等待一段时间以后，地名文件就显示到左侧地图上了：

到此为止，这张地图已经可以满足基本的需要了，我们可以在OZI中选择文件->保存地图为图像文件->彩色图像把地图保存成一张bmp格式的图片，然后使用ACDSee或者Photoshop等软件转换成GIF文件或JPG文件发布到互联网上，也可以通过打印功能直接打印出来。

不过，这张地图还不够完美，其中缺少了公路、铁路、河流等信息，要想把这些数据也叠加到地图上，我们必须使用Garmin的全国详图以及GpsMapEdit这个软件。

第六章.从GarminV66地图中提炼有用的数据信息

首先说明一点，生成地图的方法有很多种，除了GM、GpsMapEdit、OZI之外，还有MapSend、MicroDem等很多，使用熟练了以后，可以灵活选择，灵活定制，还可以相互搭配。

第一步：

导入地图

打开GPSMapEdit（以下简称mapedit），选择菜单File->open，打开下载下来的“北京.img”分省地图，地图扩展名也有可能是“.mp”，“.mp”文件是未经过编译的文本格式本件，也叫Polish文件，俗称毛胚版，是最原始的地图文件。

“.img”文件是mp文件经过cGPSMapEdit编译以后的二进制格式文件，二者都可以用mapedit打开。

光加载一个北京地图还不够，还需要再加载一个河北省地图，点击File->add，选择“河北.img”文件，可以看到北京和河北的地图合并到一起了。

不断放大这个地图，地图上的内容会显示的越来越精细，可以看到地图上包含了大量的信息：

公路、铁路、河流、湖泊、城镇、居民区、饭店、宾馆、公安局、医院、剧场、图书馆、超市、机场、加油站、厕所、政府机关等等，应有尽有。

对于户外来说，我们关心的主要是道路、铁路、河流、湖泊这些信息，并且最关注的是崇山峻岭之中的那些偏远地区的道路交通情况，城市中的地理信息反而不关心了，所以我们的目的就是把我们需要的数据提炼出来，叠加到刚才制作的等高线地图上。

注意：

如果你使用的是7.0或7.01版的MP文件，用mapedit打开后可能会显示一片空白，遇到这种情况不必着急，继续按照下面的步骤做。

点击File->MapProperties，Levels选项卡，会看到一个level列表，从level0到level4，对应不同的精度，其中level4是无法删除的，把level1到level3全部删除，只保留level0和level4，如果你的地图刚才是一片空白的话，做了这一步，应该可以看到地图在屏幕上呈现出来了。

不管地图是不是空白，都要做这一步。