20140508/北极纪行:图文详述如何深入解读GPS数据

(加中华文媒体北极行采访团/星星生活记者捷克佳)通常人们使用汽车导航系统(GPS)只是输入地址,稍加选择道路,便直接跟随指示前行。或者在一个陌生的地方,寻找附近的加油站,餐馆或购物中心等。其实,GPS的用途远不止这些,通过相关软件解读内部的数据可以了解更多。

这次北极之行,从育空地区的首府白马市到淘金名城Dawson市,再到西北地区的Fort McPherson和北极重镇Inuvik,以及濒临北冰洋的Tuktoyaktuk镇,大部分时间是沿着登普斯特公路(Dempster Highway)一路前行,这条公路也是加拿大唯一穿越北极圈的全天候公路。有人会说,路况这么简单的一条道走到底何必要用GPS?

其实恰恰相反,作为一条出发前只能寻找到有限相关资料的道路,行进途中无敌的景色风光和多变的地形地貌令人心醉,无论是自己分析研究,还是分享给朋友都是非常值得的。主要景点的位置,路途的海拔高度变化,每个路段的行驶速度等,这些都可以从GPS的数据中找到答案。

GPS不单是指向目的地那般简单,从事过地理信息系统(GIS)研究的人都知道,GPS是 GIS的一个特例,它组合了地图匹配、GPS定位和来计算车辆的位置,除了一般的地理资讯系统的内容以外,还包括了各条道路的行车及相关信息的数据库。这个数据库利用矢量表示行车的路线、方向、路段等信息,又利用网络拓扑的概念来决定最佳行走路线。

以这次北极之行使用的Garmin nuvi 2595为例,选用Garmin官方提供的软件GARMIN Express,与电脑相连接,找到GPX文件夹,根据使用GPS的日期,可以在Current.gpx或Archive文件夹的文件中寻找。

在这里,以gpx结尾的文件是采用可扩展标记语言(XML)来记录GPS数据的。直接将文件拖到浏览器如Google Chrome的地址栏内,便可以看到数据的结构与内容。只是表现的形式没有普通网页那样美观,看起来都是标记符号和数字。

从截屏图中可以看出,在这小小的三段行程点距中,已经记录的数据包括:经度(lat),纬度(lon),海拔[米](ele),时间(time),速度[米/秒](speed),与上一个记录点的距离[米](course)。这些数据构成了GPS数据的主体。

由于是XML文件,可从网上下载专门的编辑软件如免费的XML Notepad(微软网站可下载)来处理数据。用该软件打开相关的gpx文件,查看每个节点的时间,删除不相关的内容,将文件另存即可。这个文件可以分享给其他人,传到另外的GPS中,就可以调用。

深入分析GPS的数据可用另外的专业软件如开源的Viking软件(http://viking.sourceforge.net),这是处理GPS数据功能非常强大的一款免费软件,可以导入和标绘轨道,路点,并在地图中显示,还可从多角度分析数据。这只是该款软件中的部分应用。

运行Viking软件,在打开文件中选择之前已经处理过的以gpx结尾的文档,北极之行的线路立即出现在屏幕中。

在线路中可以找感兴趣的路段放大细节,如下图为临近Tuktoyaktuk镇时在冰原大道行驶的GPS记录。可以看出实际行驶线路与图中的线路有偏差,这是因为这条线路是冬季在坡降平缓的河道冰面上推出,每年的实际线路应该会有所不同。

右键点击感兴趣的日志(log),可将相关的日志按个人的想法(如按日期)合并(Combine),其中有依时间,路程,添加其它等几个选项。

文件存档后以该软件特有的vik结尾。

右键点击查看属性(Preperties),之后的各类数据便以图表清晰显示。如下图的统计数字(Statistics)中包括:车程,记载的节点数,几段主要路程,重复点,最大速度,平均速度,运动中的平均速度,平均节点间距离,海拔高度范围,起始时间和全程时间等数值。

其它的统计图还有海拔高度与距离,坡度与距离,速度与时间,距离与时间,海拔与时间,速度与距离等,这些图标与统计数据非常直观,行程一目了然。

对于单个的景点来说,普通相机通常没有记录GPS的功能,照片本身的EXIF信息也无法提供具体的经纬度,但在旅行线路上寻找并对比拍摄的时间,景点的位置便可以顺利找到。

的确,在数据时代,一趟精彩的旅程留下的不仅仅是文字、照片或录像,还有不少待挖掘的宝藏等待技术控们去进一步研究。

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