О клубе

Новости

Отчёты

Карты

Фотографии

Разное

Форум

 

Про векторные карты для GPS-навигаторов и походную навигацию в начале XXI века.

Когда в конце XX века все, кто увлечённо ходил в походы, услышали о приёмниках GPS, то в их жизни появилась мечта обзавестись одним из этих чудо-устройств, обещавшим радикально (как всем тогда казалось) решить сложную проблему ориентирования в незнакомой местности даже в плохую погоду или ночью. Шло время и мечты сбывались, только надежды оправдались не полностью. Новомодными приборами все обзавелись. А вот использовать GPS-навигаторы в полную силу мешало отсутствие векторных карт тех мест, куда мы ходим в походы. Без карт польза от GPS-навигатора конечно же есть, и не малая (смотрите, например, вот эту отличную статью об использовании GPS в походах). Кроме того, с самими навигаторами теперь уже продают какие-то векторные карты областей России, на которых более-менее отрисованы населённые пункты, реки и дороги. И всё ж таки это не совсем то, о чем мечталось изначально. Нормальных карт, содержащих столько же информации, сколько содержит Генштабовская километровка, для GPS так и не появилось. Правда появились почти идеальные интересные программные решения для КПК и ноутбуков (OziExplorer и т.п.), которые позволяют отображать ваше местоположение поверх привязанной к координатам отсканированной карты любого масштаба. Но вес или проблемы с электропитанием делают такое решение совершенно неприемлемым даже для недельного лыжного похода - аккумуляторов КПК или ноутбука на морозе надолго явно не хватит. В походных условиях надёжно будет работать только прибор типа Garmin, найти карты для которого до сих пор проблематично.

В конце 2008 года, во время сборов в январский поход на Средний Урал, моё любопытство победило мою лень и я полез в Интернет, поразузнать, не изменилась ли ситуация к лучшему. Первые же результаты обнадёжили. Бесплатных векторных карт для Garmin стало гораздо больше и качество их заметно улучшилось (смотрите, например, векторные карты Пермского края или сборник векторных карт Урала). Даже появились с любовью сделанные специализированные туристические продукты. Такие, например, как хребтовка Киргизского хребта в формате Garmin IMG от турклуба "Вестра". Но всё это меня совершенно не устраивало.

И тут меня ждала первая замечательная находка - статья Самостоятельное изготовление карт для GPS-приемников. В этой статье содержатся две основных идеи. Первая заключается в том, что карту можно нарисовать (и главное - дорисовать!) самому в практически бесплатном редакторе GPSMapEdit. А вторая идея - использование данных SRTM, доступных на халяву в Интернете. Что такое SRTM, можно прочитать здесь, скачать их можно отсюда, а с помощью бесплатной программы GPSMapEdit с расширениями от Михаила Сотина из всего этого генерируются горизонтали рельефа с любым шагом по вертикали и легко заливаются в GPS-навигатор. Такие вот чудеса современных технологий. Именно таким образом была получена и залита в мой Garmin GPSmap 76CSx основа для карты рельефа района от Конжаковского камня до южных отрогов ГУХ, которая отлично себя зарекомендовала в нашем небольшом походе от Серебрянки до Ольвинского камня. В редакторе GPSMapEdit были на скорую руку подписаны основные вершины, а вся остальная информация о посёлках, реках и дорогах содержится в других, свободно доступных в Интернет, картах Пермской и Свердловской областей, которые были загружены вместе с картой рельефа (экспериментальный комплект объёмом 14 Мб можно скачать отсюда). Таким вот образом осуществилась в реальности моя мечта о настоящей GPS-навигации в зимнем походе на Урале. Как человек, который когда-то начинал ориентироваться по перерисованным собственными руками на кальку картам, с тремя горизонталями на квадратный дециметр, без всякой координатной сетки и не совсем понятного масштаба, могу утверждать, что ходить с GPS-навигатором, в который залита хорошая карта незнакомого района, это совершенно другое, ни с чем не сравнимое, качество походной жизни. Конечно же, точное определение своего положения на карте, это ещё не решение более масштабной задачи навигации в походе. И всё же, это одна из самых существенных частей решения этой задачи. А теперь это доступно каждому. Или, почти доступно...

Вернувшись из похода совершенно удовлетворённый результатами эксперимента, через непродолжительное время я был сражён жестокой реальностью жизни. Как и любая другая, найденная технология оказалась совсем не идеальной и весьма ограниченной. Мне просто очень повезло с районом, в котором проводился эксперимент. Первым ударом для меня стало то, что данные SRTM, на основе которых так легко, в несколько щелчков мыши, генерируются горизонтали рельефа, существуют не для всей поверхности земли. Американские спутники отсканировали лишь полосу вдоль экватора, которая заканчивается на 60º северной широты. Оказыватеся, на этой широте находится как раз Денежкин камень. Таким образом большая часть Северного Урала, я уж не говорю о Приполярном и Полярном, оказалась данной технологии не по зубам. Немного расстроенный, я обратил своё внимание на юг, в сторону Памиро-Алая, куда мы опять собираемся будущим летом. Данные SRTM для района доступны, но их качество оказалось сильно хуже данных Конжаковского района. Дело в том, что метод радиолакационного сканирования, с помощью которого были получены данные SRTM, даёт сбой в сильно пересечённой местности, каковой и являются горы Памиро-Алая. В данных полным полно пробелов, которые выглядят как белые пятна в исходных файлах и как разрывы линий горизонталей после их генерации. Страдают, как мне удалось выяснить, крутые скалистые склоны, которые даже на Генштабовских картах отрисовываются не горизонталями, а эдакими псевдообъёмными изображениями рёбер и скальных цирков.

Все эти расстройства привели к тому, что я продолжил свои изыскания в области картостроения для своего GPS-навигатора. Сначала я увлёкся редактором GPSMapEdit до такой степени, что даже купил его за 990 рублей. Шаг этот был довольно опрометчивым и на самом деле не очень-то необходимым. Для большинства задач вполне хватает и бесплатной версии. Но у купленной версии есть всё таки свои полезные вкусности, типа подгрузки на фон спутниковых снимков Google. Но не это главное. Изучив не очень объёмную документацию по редактору и общую теорию по векторным картам (смотрите статьи о создании векторных карт и учебный курс по созданию векторных карт проекта "Нарисуй карту"), я занялся поиском информации для основы, по которой можно было бы дорисовать неполноценные сгенерированные горизонтали в горах, а так же тропы, ледники и реки. Тут меня ждала вторая замечательная находка - бесплатно доступные для скачивания карты Генштаба с привязкой к координатам. Всё оказалось просто замечательным - скачиваешь файл с картой + файл с привязкой, открываешь всё это в GPSMapEdit и старая добрая Генштабовская карта ложится точно по координатам на основу, поверх которой можно рисовать новые и редактировать имеющиеся векторные объекты. Положив на привязанную карту точки с прошлогоднего похода на Памиро-Алае, я был приятно удивлён достаточно высокой степенью совпадения показаний своего GPS со старой советской картой. Дополнительно к этому в Интернете доступны и более свежие данные. Можно всегда подгрузить на фон спутниковые снимки Google - в платной версии GPSMapEdit это делается одним щелчком мыши. Если же у вас бесплатная версия, то спутниковые снимки вместе с их привязкой к координатам можно получить с помощью других бесплатных программ. Я пользовался программами GoogleMV2, MapBuilder или SatMap . Так как Google не даёт выкачивать большие объёмы снимков и быстро блокирует ваш адрес, то надёжнее выгребать спутниковые снимки из кэша родной программы Google Earth программой MapBuilder. Единственное неудобство - кэш сначала надо заполнить, т.е. приходится долго и медленно летать над интересующим районом в Google Earth. Программа GoogleMV2 полезна тем, что умеет выкачивать с привязкой к координатам не только спутниковые снимки, а ещё и карты Google, которые в горных районах содержат подробные горизонтали (свои карты Google даёт качать без ограничений на объём!). В дополнение к спутниковым снимкам стоит активно пользоваться и программой Google Earth, которая умеет совмещать спутниковые снимки с высотными данными рельефа и показывать трёхмерное изображение местности. Просмотр такого трёхмерного изображения часто бывает весьма полезен для определения местоположения, к примеру, какого-нибудь перевала. Весь этот комплекс данных может послужить качественным материалом для рисования и правки реальных карт для GPS. Можно дорисовать ущербные горизонтали в горах, а можно всё упростить и нарисовать классическую хребтовку. Для большинства походов не требуется отрисовывать весь район. Достаточно за несколько вечеров нарисовать основные элементы рельефа вдоль нитки маршрута (хребты, реки, перевалы, тропы, населённые пункты) и загрузить это творчество в свой GPS-навигатор. После чего станет ориентирование для вас простым и приятным.

Правильность и применимость найденных технологических возможностей подтверждает и тот факт, что в Интернете уже появились коммерческие проекты, предлагающие специализированные векторные карты для GPS-навигаторов созданные описанным способом. Смотрите, например, проект alpinemap.ru, предлагающий карту для района Гвандры на Западном Кавказе за 999 рублей. (в последнее время не работает).

За пределами моих экспериментов пока остались технологии векторизации отсканированных бумажных карт, которые так же имеют право на жизнь, но мне пока не очень интересны ввиду того, что в горных районах они скорее всего не работоспособны, а для Урала доступны более простые способы. Но для целостности картины я приведу пару ссылок на статьи по данным технологиям: Векторизация карт для загрузки в GPS с помощью Easy Trace и Векторизация карт для загрузки в GPS с помощью R2V.

Занимаясь всей этой ерундой и горя желанием создать векторную карту района Дугобы на Памиро-Алае для грядущего летнего похода, я внезапно получил очередной удар жестокой судьбы, а затем и очередной замечательный подарок. Началось всё с того, что Галя, собираясь в поход на Мань-Пупы-Нёр, залила за 600 рублей в свой GPS-навигатор у местного продавца карту всего Северного, Приполярного и даже кажется Полярного Урала. При чём там были не только реки-дороги, но и горизонтали рельефа, лесные массивы, болота. избы.... По крайней мере в районе Мань-Пупы-Нёра. Я был сражён наповал. Что же это? Оказывается все усилия были потрачены зря? Зачем так напрягаться, если за 600 рублей решаются все проблемы? Однако после полудня страданий, ко мне вернулось здравомыслие и я стал рассуждать логически. Логика говорила о том, что не может небольшая местная контора, торгующая GPS-навигаторами, нарисовать карты такого качества и такого объёма. А где тогда они их взяли? Правильно. В интеренете! С ходу конечно же ничего найти не удалось, но мне в очередной раз повезло. И вот она, очередная замечательная находка: векторные карты России (с рельефом) в формате ГИС Русса. Эти карты были созданы в ходе коммерческого проекта ГИС Русса на основе, кажется, 2-х километровок и выложены в свободный доступ из-за некрасивых и неприятных разборок между организаторами этого бизнеса. Они прекрасно открываются в GPSMapEdit, откуда их можно конвертировать и заливать в GPS-навигатор.

Таким образом, можно констатировать тот факт, что сегодня, в начале XXI века, можно и нужно использовать полноценную GPS-навигацию в туристических походах по всей России и ближнему зарубежью. Это значительно повышает безопасность в походах. Особенно для групп, которые водят начинающие руководители, не имеющие большого опыта в ориентировании и, как правило, не знающие местности, по которой они ведут группу. Технологии подготовки векторных карт пока фактически бесплатны, не очень удобны и не очень легки в освоении. Но они реально доступны всем, у кого есть голова, компьютер и доступ в интернет.


Во второй части своих практических измышлений хочется рассказать ещё об одной технологии, помогающей решить сложную задачу навигации в походе. Как уже говорилось выше, определение своего местоположения на местности (доступное теперь с высокой точностью даже начинающим), является лишь первым шагом в решении навигационной задачи. Собственно задача заключается в том, чтобы решить куда пойти дальше и попасть в желаемую точку с минимумом усилий и приключений. Для того, чтобы принять такое решение, нужно обладать информацией о местности, через которую пролегает дальнейший путь. Вообще-то для этого существует карта, но имеющиеся в распоряжении туристов карты часто не точны и не содержат актуальных сведений о местности. Только теперь в Интернете есть свободно доступные спутниковые снимки, полезность которых я смог оценить на личном опыте. Собственно на мысль о ценности спутниковых снимков навёл меня случай из похода на Центральном Тянь-Шане (Терскей-Алатоо) в 2006 году (отчёт смотрите здесь). В теории и при подготовке похода навигационная задача выглядела не слишком сложной. Акклиматизационное кольцо состояло из прохождения двух перевалов. Идём сначала через перевал Айлама (2А), а затем через рядом находящийся перевал Армейских туристов (2Б) возвращаемся в долину реки Айлама. В наличии имелся картографический материал в виде двух хребтовок Терскея (смотрите фрагмент первой хребтовки и фрагмент второй хребтовки), а так же генштабовская карта километровка (смотрите фрагмент карты). Однако реальность оказалась очень далёкой от изображённого на старых и неточных хребтовках, а более точная генштабовская карта так же оказалась малополезной, так как седловины нужных нам перевалов на ней не отмечены. Собственно всех нас смутил не отмеченный на всех трёх имеющихся картах безымянный ледник под перевалом Армейских туристов и совершенно не соответствующее действительности изображение отрогов хребта. Поэтому нам пришлось раньше времени встать лагерем в самом начале подъёма к перевалу Армейских туристов и провести весь вечер в спорах о месте нахождения нашего следующего перевала. Спасла нас только взятая с собой распечатка найденного в Интернете короткого описания прохождения перевала многолетней давности, в котором этот самый ледник мимоходом упоминался. В общем-то всё мы прошли успешно, но вернувшись домой осенью 2006 года я как раз впервые увидел спутниковые снимки Google и увиденное там меня, честно говоря, поразило до глубины души. Смотрите сами вот на этом фрагменте с пояснениями. Красным цветом отмечен пройденный нами правильный путь, а синим - наши несостоявшиеся ошибки (варианты, которые активно обсуждались в группе, но были к счастью отвергнуты коллективным разумом). А ведь будь у нас тогда вот этот самый снимок, насколько проще было бы нам сориентироваться. Да и идущим за нами я бы тоже рекомендовал взять его с собой, так как даже обновлённые карты-хребтовки (смотрите, например, вот этот фрагмент), хоть и стали точнее, только всё равно на них тот самый, смутивший нас ледник, так и не появился.

Спутниковые снимки вещь, конечно, в целом хорошая, да вот только качество бесплатно доступных снимков глухих уголков земли, интересных для туристов, порой оставляет желать лучшего. И потому извлечь из них ценную информацию бывает довольно сложно. А ценная информация там есть. Например в условиях Уральской тайги, редкая карта содержит полные и достоверные сведения о свежих вырубках, гарях, неосновных лесовозных дорогах, просеках и т.п. Вот тут-то на помощь туристу могут прийти распечатанные в цвете спутниковые снимки. Задачу дешифровки снимков может облегчить простая идея. С помощью программ GoogleMV2 и/или MapBuilder выгружаем снимки и карты с Google, а затем совмещаем их в хорошем графическом редакторе (типа Adobe Photoshop), регулируя прозрачность слоёв так, чтобы были хорошо видны как детали на спутниковых снимках, так и горизонтали карты. Показываю на примерах. Вот фрагмент генштабовской километровки, вот фрагмент малопонятного спутникового снимка Google этого же места, вот фрагмент карты Google всё того же места, а вот фрагмент готового к распечатке и использованию в походе расшифрованного спутникового снимка с горизонталями, подписями для основных объектов, по которым снимок всегда можно мысленно совместить как с распечатанной топографической картой, так и с картой загруженной в GPS-навигатор. В данном случае дополнительной информации не очень много, но она есть. По крайней мере видно, что отмеченная на карте дорога и вырубки действительно существуют, а вдоль реки Каквы лес не вырубался и там, скорее всего, бурелом (что и подтвердил горький личный опыт).

В заключении приведу пример успешного решения с помощью таких вот подготовленных спутниковых снимков несложной навигационной задачи из нашего последнего похода (нитку маршрута можно посмотреть здесь). Мы удачно встретили в лесу Новый год, но переваливая через Серебрянку стали отставать от графика. Снега нынче к январю выпало на удивление мало и поэтому скорость передвижения по тайге и буреломам на лыжах оказалась сильно ниже ожидаемой. Снега как раз столько, что и без лыж не пойдёшь (глубина выше колена), но и в лыжах ходить не сахар (большинство из многочисленных упавших деревьев снегом не укрыто, как это бывает в нормальные зимы на Урале с высотой снежного покрова больше метра). Из-за этого перевалив хребет и выйдя на реку Полудневая, мы крепко задумались над тем, как бы нам ускорить своё продвижение по маршруту. С реки Полудневой мы планировали перевалить через Буртым. Глядя на карту (смотрите вот этот фрагмент), нам виделось два варианта дальнейшего пути. Первым и естественным желанием было пройти напрямик к перевалу между Ощим и Буртымом (красная линия на карте). Только вот путь туда лежал через отрог горы Иов, сплошь поросший, судя по карте, лесом. Горький опыт ломания обутых в лыжи ног в малоснежной тайге, полученный за последние два дня и стремительный марш-бросок по льду реки Иов, который мы совершили с утра, подталкивал нас ко второму варианту - пробежать по рекам: спуститься по реке Иов до устья реки Северный Иов и потом подняться по Северному Иову под перевал (синяя линяя на карте). Смущало только то, что путь по рекам получался почти в 3 раза длиннее (8 км против 3 км). Вот мы и призадумались, готовя обед на берегу реки. Но когда достали и внимательно посмотрели на взятые с собой распечатки спутниковых снимков, то обнаружили на них как раз в том месте, где пролегал короткий путь, огромную вырубку, отсутствующую на карте и невидимую с реки (смотрите вот этот фрагмент с ниткой реально пройденного маршрута). С учётом новых данных конечно же победил "короткий" вариант. И, как мне кажется, мы не прогадали. Конечно преодоление тех 200 метров от реки до вырубки с буреломами в три наката, заставившими нас снять лыжи, вылилось в отдельное приключение. Но оно того стоило. Весь оставшийся путь до вечера мы прошли без особого напряжения и заночевали в соответствии с планами на берегу Северного Иова под нашим следующим перевалом. Такой вот хэппи энд.

Для тех, кого всё это интересует и кто захочет освоить описанные здесь технологии, в приложении приводится список полезных ссылок на статьи и программы, которые были использованы автором. По всем взникающим дополнительным вопросам прошу обращаться к этим вот ссылкам или к поисковым Интернет-системам, благодаря которым и был собран весь этот материал.


Приложение.
Подборка полезных ссылок.

 

Чтобы связаться с нами, нажмите здесь.
Сайт ПНИПУ