Om brug af GPS på vandreture

Der er nogle vandrere, som mener, at et elektronisk apparat som en GPS ikke hører hjemme på en vandretur. De mener, at det på en eller anden måde formindsker naturoplevelsen. Hertil vil vi sige: Tværtimod! Når man går efter et GPS track, kan man helt koncentrere sig om at nyde naturen, idet man ikke behøver at være bange for at gå forkert eller fare vild. Og man behøver ikke at spilde tid på at studere kort eller spørge om vej.

Selvom man har en guide-bog med et detaljeret kort og en beskrivelse, kan det være svært at følge ruten. Det er aldrig et problem, hvis man har et GPS track at gå efter. Vi har gået mange vanskelige ruter, som ikke har været beskrevet i guide-bøger eller afmærket på kort eller langs stien, og som ville have været så godt som umulige at følge uden et GPS track.

Andre fordele ved at bruge en GPS er, at man kan samle statistik om sine vandreture mht. afstande, højder, osv, og at man nemt kan dele sine ruter med andre, som vi f.eks. gør det på denne blog. Vi har vandret i mange år og har før i tiden haft flere ubehagelige ture, hvor vi enten er gået forkert eller har taget en genvej, som har vist sig at være umulig eller meget grusom. Vores vandreoplevelser er helt afgjort blevet bedre, efter vi er begyndt at bruge GPS.

Opload af GPS Tracks til en Garmin GPS

Som nævnt i sidepanelet kan man nemt konvertere Google Earth tracks (KML eller KMZ filer) til GPS tracks online på gpsies.com eller det kan gøres offline med et program som f.eks. det gratis GPSBabel. Det mest almindeligt brugte format for GPS tracks er "GPX Track", som bl.a. bruges af alle Garmins GPSer.

Når man oploader et GPX track til en Garmin GPS, vil det normalt blive lagret som et "saved track" med det navn, som sporet har i GPX filen. I de fleste Garmin GPSer kan et "saved track" højst indeholde 500 punkter, så hvis det track man oploader indeholder mere end 500 punkter, vil man miste en del af sporet. Det problem kan undgås, hvis man ændrer navnet på sporet til ACTIVE LOG. Det kan nemt gøres i et program som Mapsource eller EasyGPS, der også bruges til at oploade filen til GPSen. Sporet vil nu blive lagret i GPSens active log, der kan indeholde mindst 2000 punkter (afhængigt af GPS model), og man kan nu gemme sporet ved at bruge GPSens "Save" funktion. Den komprimerer sporet, så det nu kun indeholder 500 punkter. Opløsningen bliver lidt dårligere, men man mister ikke noget af sporet. Husk at tømme ACTIVE LOG (også kaldt "track log"), før du oploader din track-fil til GPSen.

Du kan også vælge at komprimere dit track, før du oploader til GPSen. Hvis du vil kunne specificere, hvor mange punkter, der skal være i det komprimerede spor, kan det gøres med GPSBabel eller på gpsvisualizer.com.

Analyse og Statistik

Når man kommer hjem fra en vandretur kan man downloade den rute, man har gået, fra GPSen til sin computer som en GPX fil. Denne fil kan man åbne i forskellige programmer såsom Google Earth, Garmins Mapsource, eller EasyGPS. Det kan nu være meget forvirrende og frustrerende, at man får forskellige længde og højde data fra de forskellige programmer.

Et GPX track består af en række punkter, som er defineret ved de geografiske koordinater (længde- og breddegrad) samt højde. Sommetider måler GPSen forkert, f.eks. i dybe kløfter eller i skove, hvor signalet er svagt. Det betyder, at der kan være skarpe "knæk" eller "hop" langs sporet, som gør, at en beregning af afstande og højdeforskelle bliver forkert. Der findes software, som automatisk kan fjerne den slags diskontinuiteter. Et online program findes på trackprofiler.com. Man kan også manuelt redigere en GPX fil. Det bedste program til redigering er Google Earth, hvis du har Version 6.1 (meget vigtigt, for Version 6.0 komprimerer dit track!). Her kan man kun gemme den redigerede fil i KML/KMZ format, men det er som nævnt ovenfor nemt at konvertere til GPX igen.

Man bør altid downloade sit track fra ACTIVE LOG og ikke fra et gemt track på GPSen. De gemte tracks er komprimerede og indeholder normalt færre punkter end det originale track, så de vil være mere ujævne. Hvor jævnt det originale track vil være, afhænger af hastigheden og hvor tit GPSen lagrer et punkt. Men i alle tilfælde vil sporet bestå af en række små liniestykker, mens man i virkeligheden går i en mere eller mindre glat kurve. Det betyder, at hvis man beregner afstanden som en sum af alle de små liniestykker, vil den normalt være for kort. Der findes også software, som kan udjævne sporet til en glat kurve (f.eks. Topofusion), en proces der på engelsk kaldes "splining". Spørgsmålet er, hvor godt det udjævnede spor ligner den rute, man faktisk har gået.

De fleste programmer beregner flade afstande uden at tage hensyn til højderne. Det betyder igen, at den beregnede afstand vil være for lille, og forskellen kan være signifikant for et track i et stejlt område. Desuden kan afstanden mellem to punkter beregnes mere eller mindre nøjagtigt (se Wikipedia artikel).

Med alle disse problemer er det måske ikke så sært, at forskellige programmer giver forskellige resultater. Det ville være godt, hvis både GPS og softwareleverandørerne ville offentliggøre, hvilken beregningsmåde, de bruger, men den slags information er som regel ikke tilgængelig.

Hvis man f.eks. sammenligner længden af et track, målt på GPSen, i Google Earth, i Mapsource og i EasyGPS,  vil de ofte være forskellige alle fire. Jeg vil tro, at de tre programmer udregner afstande som "flade afstande" uden at tage hensyn til højdeforskelle. Der er en webside, der hedder uTrack som kan analysere et GPX track og beregne en "Real distance", som tager hensyn til højdeforskellene. Den er altid længere end den længde, GPSen har målt.

Om Google Earth og GPX tracks

Man kan åbne GPX filer direkte i Google Earth (GE), men det bør man kun gøre, hvis man har Version 6.1 eller nyere. Grunden er, at GE Version 6.0 og formentligt også tidligere versioner komprimerer dataene, hvilket betyder, at dit track bliver vist med en dårligere opløsning, end det rent faktisk har, og statistik fra trackprofilen vil blive helt forkert. Vi har flere steder i dagbogen skrevet, at GE viser en mindre afstand end andre programmer, og nu har vi fundet årsagen. Det sker på grund af den komprimering GE foretager. GE fjerner simpelthen nogle af punkterne. I vores tracks er typisk 4 ud af 5 punkter fjernet.

Dette er ikke noget Google snakker om, og det er simpelthen for dårligt, at Google gør den slags uden at informere brugerne om det. Hvis man søger i GE's forum, kan man dog finde flere brugere, som skriver om problemet (klik her).

Det bedste er at opgradere GE til Version 6.1 (se nedenfor). Alternativt kan man konvertere filen til en KML eller KMZ fil med f.eks. GPSBabel eller på gpsvisualizer.com. Disse konverterede filer vil indeholde de originale GPS højdemålinger, og GE læser disse data, så man kan vise en track profil.

Hvis man redigerer et track i GE  Version 6.0 skal man være klar over følgende. Hvis man flytter et punkt, justerer GE ikke højden af punktet, og hvis man tilføjer et punkt, får det samme højde som punktet før. Dvs. man kan ikke stole på profil eller højdedata for et redigeret track. Man kan erstatte alle højdedata i en track fil med de globale højdedata, der findes i den såkaldte SRTM database. De findes uden for USA kun med en opløsning på 90 m på kortet (i USA 30 m). Det har dog den fordel, at det vil udglatte din track profil, da der kan være meget "støj" i dine GPS målinger af højden. Vi har prøvet at tilføje/erstatte højderne i et af vores tracks på både gpsies.com og gpsvisualizer.com. Resultaterne er meget forskellige. Højderne fra gpsies.com er helt forkerte og giver en track profil, som er helt vanvittig. Derimod ser højderne fra gpsvisualizer meget fornuftige ud, og den beregnede akkumulerede stigning er nu mindre end den originale, hvor gpsies gav ca. den dobbelte. Forskellen skyldes formentligt, at gpsvisualizer interpolerer SRTM dataene.

Ved at studere ruterne og profilerne for vores vandreture på Tenerife er vi kommet frem til følgende:
  1. En automatisk korrektion eller udglatning af rutens 2-dimensionale forløb vil ikke give et godt resultat, da knæk i ruten tit er virkelige knæk, hvor vi af den ene eller anden grund er gået bort fra stien. Desuden vil ujævnheder i kurven på grund af GPS fejl, som forlænger den målte længde, modvirkes af den forkortede længde, som skyldes, at GPS kurven ikke er glat, men sammensat af små liniestykker,
  2. For at få en mere nøjagtig gengivelse af den rute man har gået, er det nødvendigt med en manuel redigering af sporet. Det gøres bedst i Google Earth Version 6.1. Et godt alternativ er RouteConverter (mange korttyper, men kun 2D). Man bør i det mindste kigge på sporene og fjerne punkter, som helt klart ligger uden for ruten.
  3. For at få en nogenlunde korrekt måling af den distance vi faktisk har gået, er vi nødt til at tage højden i betragtning og beregne en "3D længde".
  4. En udglatning af højde-profilen er helt nødvendig, hvis beregning af den akkumulerede op-og nedstigning skal give et realistisk resultat. Man kan bruge en udglatnings-algoritme såsom "moving average" eller "exponential smoothing", men et mere realistisk resultat fås ved at erstatte højderne med højder fra Google's Elevation Service, som er bedre end SRTM data.

Vores resultater

For at vi kan være sikre på, hvordan beregningerne er lavet, har vi skrevet vores eget "program", et awk script, som kan analysere et GPX track. Her er en analyse og sammenligning af forskellige programmer med vores script for den sidste vandretur på Tenerife, 20111105-El Batán. Længderne er i km og højderne i m:


Google Earth 6.0 var helt ved siden af, når GPX filen blev loaded direkte. Ved først at konvertere til KML uden at miste nogen punkter på gpsvisualizer.com bliver længden bedre, men de akkumulerede højdedata (Uphill og Downhill) er stadig helt ved siden af. "GPS Smooth" på trackprofiler.com gør længden for kort, mens "splining" i Topofusion formentligt giver en mere korrekt 2D længde. Men Topofusion beregner ikke nogen 3D længde.

I den tredje-sidste linie er vores awk script modificeret til at foretage en udglatning af profilen, baseret på et såkaldt "moving average", hvor vi tager gennmsnittet af højderne for de sidste 5 punkter. I de to sidste linier er sporet blevet redigeret og højderne erstattet med data fra Google's Elevation Service. Se detaljer om Google Earth 6.1 nedenfor. Vi mener, at vores awk script giver værdier for akkumuleret op- og nedstigning, som er mere realistiske end Google's, idet vores script udglatter profilen yderligere ved at tage højden for hver 10 meter (ved interpolation).

Vi har desuden tilføjet en beregning af en Sværhedsgrad i vores script. Det skulle vise sig at blive nyttigt til at analysere downloadede tracks til vores vandreture i fremtiden, da man slet ikke kan stole på det "Difficulty level", som f.eks. bliver angivet på Wikiloc. Sværhedsgraden er beregnet som en sum af sværhedsgraden for hvert liniestykke i track filen, og beregningen tager hensyn til både længden, stejlheden, og højden over havet for hvert liniestykke.

Klik her for at se resultaterne for alle vores ture.

----------------
SIDSTE NYT:
----------------
19. nov. 2011:
I den allernyeste version af Google Earth, Version 6.1, gengives GPX tracks uden væsentlig komprimering. Det ovennævnte El Batán track med 1637 punkter bliver gengivet med 1627 punkter, og man kan ikke umiddelbart se nogen forskel fra det originale track. I Google Earth's "Release Notes" kan man læse:

  • Improved the resolution seen in elevation profiles for lines and tracks.

Den version, vi brugte, da vi havde problemet, var 6.0.3. Vores version er netop nu blevet opgraderet til 6.1.0 via Google's "auto update" funktion. Hvis din version ikke er blevet opdateret, vil vi anbefale, at du installerer den nye version ved at gå til advanced update, hvor du selv kan bestemme, om du vil have auto update aktiv eller ej.

Med den nye version vil dit track se ud, som det skal på kortet, men den profil der vises, passer ikke med de højder, der er i filen. Det ser ud til, at Google bruger sine egne højdedata (som er bedre end SRTM data) . Hvis du gemmer dit track som en KML eller KMZ fil, vil den dog indeholde de samme højder, som fandtes i den originale GPX fil. Hvis du redigerer sporet og kigger på højdeprofilen, ser det umiddelbart ud som om Google opdaterer højderne, men når du gemmer filen, har du det samme problem som med 6.0 (hvor den viste profil passede med højderne i den gemte fil).

Grunden til at Google har valgt denne løsning er formentligt, at de målte GPS højder tit er meget upålidelige. Som nævnt ovenfor er man nødt til at udglatte profilen for at få nogenlunde pålidelige data i en analyse, og erstatning af højderne med standard-højder for de målte koordinater er en af de måder, man kan bruge for at udglatte profilen. Vi forstår dog ikke, hvorfor det ikke er muligt at gemme sporet med Google's højder.

Man kan erstatte højderne ved at bruge Google's Elevation Service. Vi har skrevet et par awk scripts, som erstatter højderne i GPX filen med Google's højder. Det kan også gøres med 3D Route Builder, som dog begrænser længden af sporet til 500 punkter i den gratis version.
----------------
9. marts 2012:
Den sidste nye version af RouteConverter (publiceret den 25. feb. 2012) henter som standard højderne fra Google's Elevation Service. Klik her for at downloade RouteConverter, som er gratis (selv om websiden er på tysk, er programmet på engelsk).
----------------

Ingen kommentarer:

Send en kommentar