(GE-7)GPS的gpx檔+照片定位+Google Earth的kml檔 @ Keep Environment Nature's Blog :: 隨意窩 Xuite日誌
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  • 200709230836(GE-7)GPS的gpx檔+照片定位+Google Earth的kml檔

    本文主要內容:由Google Earth讀入GPS的gpx檔,討論讓照片與地標及GPS航點結合顯示,最後存成Google Earth的kml/kmz檔與朋友分享。

    Note:將另文討論關於GPS的gpx檔的相關內容。文內所運用GPS接收器為GARMIN GPSmap 60CSx。

    主要的參考網站:
    (1)GEmVG Blog(版主何大哥是師長輩的,從他那學到很多!)
         網址:
    http://www.wretch.cc/blog/steven0625;新網址:http://gemvg.com/
    (2)Mobile 01 網站: PDA與GPS應用
    (3)GPS、經緯度等部份相關文字來自於「
    維基百科」。
    (4)GPS專業術語(Garmin網頁):http://www.garmin.com.tw/aboutGPS/glossary.htm

    版權宣告:
    (1)Google Earth為google公司所有, 編寫過程使用Google Earth Free版本, 1600 Amphitheatre Parkway., Mountain View, CA., 94043 USA.
    http://earth.google.com/。簡稱GE。
    (2)GARMIN GPSmap 60CSx、MapSource、Taiwan City Navigator、MapSource Taiwan BlueChart、MapSource Taiwan TOPO、MapSource Taiwan Tides、MapSource Taiwan Trail為台灣國際航電公司所有, http://www.garmin.com.tw/index.html

    關於座標問題有幾個重要網站一定要去看看:
    (1)上河文化-地圖漫談.座標系統與二度分帶座標 (這是上河對於推廣地圖教育的重要貢獻)
      網址:
    http://www.sunriver.com.tw/grid_tm2.htm
    (2)積丹尼(Dan Jacobson) :Taiwan 衛星定位系統 GPS and 座標轉換
      網址:
    http://jidanni.org/geo/taiwan_datums/

     

    (1)先準備好GPS的gpx檔:

    gpx檔是由GPS(Global Positioning System,全球定位系統)接收器所產生的檔案,內容記錄在路線行進中所接收到的衛星資料,包括:空間資料(經緯度、高程)、時間資料(接收時點)、地面資料(如景點標記等)。gpx檔如下:台北河濱自行車道.gpx。

    台北河濱自行車道.gpx檔的內容,GPX檔主要由XML語法構成,可分為六個部份,以下分別說明:

     

    第一部份:檔頭。
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    第二部份:解釋資料(metadata)。
    為描述數據的數據(data about data),主要是描述數據屬性(property)的資訊,用來支持如指示儲存位置、歷史資料、資源尋找、文件紀錄等功能。
    ---------------------------------------------------------------------------------------------------

    第三部份:航點(Waypoint)
    記錄特殊地點作為事後追蹤,內容包括:記錄時間、航點(Waypoint)名稱,並且可以用小圖像(Icon)顯示。可以在GARMIN GPSmap 60CSx主機面版上按「標定」增加一(航點Waypoint)、或在MapSource系統中用「航點工具」功能鍵於(航跡Track)或(航線Route)中增加一(航點Waypoint)。

    GARMIN官網說明:此為值得記錄於您的機台中,重要的地點及地標,這些地方您等一下會返回,它們也許是路徑上的叉路或是地表顯注物體(露營區,卡車....),您可以由地圖或參考資訊的座標來設定及儲存Waypoint,這些甚至在離開家門之前就可完成,常見的用法是直接在一地點輸入名稱並儲存,Waypoint也可依其它已儲存的定位點來設定,您只須給定一參考點,然後輸入相對距離及方位即可。
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    第四部份:航跡點(Tracks points)
    (航跡Track)是連接許多(航跡點Track points)所累積繪製的曲線,通常記錄的方式,可依時間單位:如每1秒、5秒等記錄一點;依距離單位:如每2m、5m等記錄一點。記錄內容包括:經度(longitude)、緯度(latitude)、海拔高度(elevation)、時間(time)等。關於我國「座標系統」可參考:上河文化--座標系統與二度分帶座標(
    http://www.sunriver.com.tw/grid_tm2.htm)。

    關於經緯度的簡單概念:
    (1)豎「經」(longitude)
    經度是地球上一個地點離一根被稱為「本初子午線」的南北方向走線以東或以西的度數。「本初子午線」的經度是0°,地球上其它地點的經度是向東E到180°或向西W到180°。經度沒有自然起點而使用經過倫敦格林尼治天文臺舊址的子午線作為起點。東經180°(記為N 180°)即西經180°(記為W 180°),約等同於國際換日線。
    (2)橫「緯」(latitude)
    緯度是指某點與地球球心的連線和地球赤道面所成的線面角,其數值在0至90度之間。位於赤道以北的點之緯度叫北緯,記為N;位於赤道以南的點之緯度稱南緯,記為S。
    (3)經緯度轉換:
    經緯度以度數表示,一般可直接以小數點表示,但亦可把度數的小數點分為角分(1角分等於六十分之一度),和秒(一秒等於六十分之一分),經緯度轉換案例如下:
    例:台大圖書總館:E121°32’20.8”  N25°1’2.4”
     
    (稱:東經121度32分20.8秒;北緯25度1分2.4秒)。

    ●度分秒換算為十進位:
    (a)經度(longitude):
     20.8/60/60 = 0.005777778
     32/60 = 0.533333333
     121 = 121
     ∴ 121 + 0.533333333 + 0.005777778 = 121.539111
     Ans. E 121.539111
    (b)緯度(latitude):
     2.4/60/60 = 0.000666667
     1/60 = 0.016666667
     25 = 25
     ∴ 25 + 0.016666667 + 0.000666667 = 25.01733333
     Ans. N 25.01733333

    ●十進位換算為度分秒:
    (a)經度(longitude):
     121.539111取整數 = 121   .......為度
     121.539111-121 = 0.539111
     0.539111x60 = 32.34666667  取整數 = 32   .......為分
     32.346667-32 = 0.34666667
     0.34666667x60 = 20.8   ...........為秒
     ∴ Ans. E 121°32’20.8” (稱:東經121度32分20.8秒)
    (b)緯度(latitude):
     25.01733333取整數 = 25   .......為度
     25.01733333-25 = 0.01733333
     0.01733333x60 = 1.04  取整數 = 1    .......為分
     1.04-1 = 0.04
     0.04x60 = 2.4    ........為秒
     ∴ Ans. N 25°1’2.4” (稱:北緯25度1分2.4秒)
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    第五部份:航跡記錄(Tracks Log)
    如第一條航跡命名為:ACTIVE LOG 001。每個gpx檔可以記錄多條航跡。
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    第六部份:檔尾。
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    Note:如果事先有進行(航線Routes)規劃,則會再多出來第七部份記錄(航線Routes)資料。(航線Routes)即為一系列的航點(Waypoint)所組成,以便導引方位,以路網圖為基礎進行導航分析,也就是說路網的屬性資料越完整,系統在進行路徑規劃時越有效率。

    觀念說明:

    或許已經被航跡、航點、航線...這些名詞搞的暈頭轉向,將心得與認知補充如下圖,其中POI是Point of Interest的縮寫,一般是在GPS系統中透過航點(waypoints)建立,主要空間資訊包括:名稱、類別、經度緯度。有的機種還可納入文字說明、照片、超連結(Hyper linking)、甚至可以播放語音或MP3檔,當針對某一主題(Theme)的所建立的POI集合檔,亦被稱為景點書。

    (2)由Google Earth載入GPS的gpx檔:

    在檔案類型選擇:*.gps檔,將「台北河濱自行車道.gpx」載入。

    下圖有兩個重要的部份要討論(由綠色框框起)。

    第一在左側對話盒中看到一目錄名為「GPS device」,其下有三個子目錄:

    (1)Waypoints(航點/標示):
    即為上述.gpx檔內容的第三部份的航點(Waypoint)。當gpx檔載入航點後,對Google Earth而言即視為「地標 Placemark」,可以加以編修及結合照片顯示,請參考這篇「讓Google Earth的地標與照片結合」。航點可以在GARMIN GPSmap 60CSx主機面版上按「標定」增加一航點,記錄當時所在地的位置與時間、或在MapSource系統中用「航點工具」功能鍵於航跡或航線中增加一航點,規劃做為導航或景點提示。

    (2)Tracks(航跡):
    即為上述.gpx檔內容的第四部份的航跡點(Tracks points)的累積曲線。以本gpx檔為例,有兩條航跡分別為紅、黃兩線,當gpx檔載入航跡後,對Google Earth而言即視為「路徑 Path」上的「節點 Node」,可以加以編修或移動,請參考這篇「編修Google Earth中的路徑與多角形」。

    (3)Routes(航線):
    以本文所用的GPS接收器GARMIN GPSmap 60CSx為例,可編輯50條航線(Route),每條航線內最多可編入250個航點。(航線Routes)就是由起點到終點的路線,可以事先規劃,當使用者由GPS接收器取得(航跡點Tracks points)資料後,即與航線資料進行分析比對,當事先規劃的(航線Routes)與(航跡點Tracks points)有差異時,系統即會提出警訊或進行(航線Routes)的自動修正規劃,依目前所在條件再找出一條新規劃的(航線Routes)。

    第二是圖面上方的時間軸:

    因每個航跡點的屬性資料都記錄了經度(longitude)、緯度(latitude)、海拔高度(elevation)、時間(time)等(如上述.gpx檔內容部份),所以Google Earth的時間軸功能即可扮演重要角色。藉由時間軸的標記,系統可以隨著不同時間點的移動,顯示不同的空間資訊。

    Google Earth的時間軸功能(如下圖):

    1.設定時間軸的細部屬性。(如顯示速度、顯示型態等)
    2.讓時間段往前(左鍵)或往後(右鍵)移動 。
    3.向左或向右拖曳時間段範圍的標記,重新定義資料顯示時間範圍 。
     (可以讓航點依時間的不同顯示,在兩個端點間的時間段即是顯示的時間段)
    4.拖曳此鈕可以讓顯示時間段固定,讓顯示時間前後移動 。
    5.依時間序列自動播放空間資料畫面。
     (小技巧:讓時間範圍標記縮小點,可以得到比較好的顯示效果)
    6.時間段的起點,如gpx中的時間到時分秒,則亦會顯示時分秒。
    7.時間段的終點,如gpx中的時間到時分秒,則亦會顯示時分秒。



    (3)編輯「地標 Placemark」(航點/標示):

    當gpx檔載入航點後,對Google Earth而言即視為「地標 Placemark」,可以加以編修及結合照片顯示,參考這篇「讓Google Earth的地標與照片結合」。於左側對話盒點開「Waypoints」目錄,系統即會顯示所有航點(依時間段),將滑鼠移到某航點後點滑鼠右鍵,選最後的(內容 Propertys),即出現(地標 Placemark)對話盒,輸入Name、Description等,按確定。於圖面上或左側對話盒的航點,即可顯示定位後的照片。







    還可以在航跡上增加「地標 Placemark」,過程如前文所述。(此地標不是由gpx所匯入的航點,而是由使用者於Google Earth中自行加入的)。







    此時可以將整合照片的(航點Waypoints)、(地標 Placemark)與(航跡 Tracks)等,由Google Earth轉存為kml/kmz檔,與朋友分享。小技巧:當gpx檔載入航跡後,對Google Earth而言即視為「路徑 Path」,可以加以編修,請參考這篇「編修Google Earth中的路徑與多角形」。點GPS device(最上層目錄)按滑鼠右鍵,選「另存新檔 Save As」,檔案類型可選*.kmz檔案較小,適合網路分享。



    就這麼簡單,試作看看吧!至於GPS的gpx檔、GARMIN MapSource、GPSmap 60CSx操作,將另文說明。

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