平板電腦在野外繪制定向地圖中的應用

李啟暢 張坤

定向運動是利用定向地圖和指北針選擇線路、尋找目標的體育運動。定向地圖是定向運動最重要的器材，它的質量好壞直接關系到比賽過程是否安全、結果是否公正。因此，定向地圖在定向運動中是必不可少。根據定向運動的特殊性，同一場地同一名隊員最多使用3次本場地地圖。使用超過3次，隊員會在前幾次比賽的基礎上對地圖形成較好的熟悉度，從而根據記憶而非是依靠地圖參加比賽，這將使比賽失去定向運動的真正意義，也降低了定向運動對運動員的吸引力。因此，保證及時提供大量、高質量的定向地圖是廣泛開展定向運動的必要條件。

自1983年3月10日，中國人民解放軍體育學院首次在廣州白云山上組織了一次“定向越野試驗比賽”以來，定向運動在中國大陸已如雨后春筍般的遍地開花，對于定向運動的研究文獻也常見諸各類期刊，但是，相伴定向運動而生的定向地圖的制作和研究卻少有學者予以關注。為促進我國定向運動的健康快速發展，傳統的制圖工具與方法已經很難滿足實踐需要，今后定向地圖的制作需要更加智能、便捷、效率及大眾化。為此，筆者根據多年實踐經驗，利用衛星地圖影像導入OCAD平板電腦中，直接在野外測量和繪圖同步進行并直接制作成定向地圖的方法進行介紹，以供定向運動愛好者參考。

平板電腦制作定向地圖的步驟：

本文針對定向運動地圖制圖員及愛好定向運動各界人士，前提條件是必須能夠熟悉windows操作系統和熟練使用OCAD10.0軟件(以下稱OCAD軟件)。

1. 衛星地圖的下載

1.1 充分利用現有的網上資源

現在網絡衛星地圖資源非常豐富，例如谷歌、微軟、天地圖、百度、360地圖等衛星地圖，制圖員可根據自己需要，搜索相關范圍的衛星地圖；選定衛星地圖可以截屏或利用衛星地圖下載器下載。對于小范圍的地圖，截屏就能滿足需要。但對小比例尺的地圖必須使用衛星地圖下載器下載才能得到高清的衛星地圖。

1.2 截屏或利用衛星地圖下載器下載地圖(具體步驟：略)

2. 確定下載衛星地圖比例尺

定向地圖的比例尺是表示圖上距離比實地距離縮小的程度。如果導入衛星地圖的比例尺不準確，輸出地圖的比例尺同樣不準確，這樣就會對參賽隊員產生極大的影響。因此，確定下載衛星地圖比例尺非常重要。

2.1 在平板電腦中新建一個文件夾，將保存好的衛星地圖圖片拷貝到新建文件夾中。在電腦上打開Google地球軟件(聯網)，找到截圖區域內一直長地物或者兩明顯特征物，用標尺工具測量它們的直線距離并記住(如圖1)。

2.2 打開OCAD——單擊File菜單——單擊“New”按鈕——彈出New Map對話框——選擇制圖規范——單擊ok按鈕——新建定向地圖。單擊Background map菜單——單擊“Open”按鈕——彈出對話框，在對話框中找到新建文件夾——雙擊該文件夾——找到保存好的衛星地圖，雙擊衛星地圖——彈出對話框，在Draft scale中任意輸入一個數值然后單擊ok，這時就在OCAD中打開了衛星地圖。

2.3 利用縮放工具放大到合適大小，在右邊符號集窗口中任意選擇一線狀符號，在工具欄中選擇直線工具，用鼠標在直長地物或兩特征物間畫一直線，單擊工具欄中的“Measure”按鈕，在彈出對話框中已測量出定向地圖上兩點間的距離。比較在Google地球軟件中測量的距離和OCAD軟件中測量的距離，如果兩數值不一樣，說明我們輸入衛星地圖比例尺不正確。這時不保存OCAD文件重復上一步驟，根據數值相差的大小重新調節輸入Draft scale中的數值。直到使在Google地球軟件中測量的距離和OCAD軟件中測量的距離非常接近才保存OCAD文件，這時下載衛星地圖的比例尺已經確定，同時記住衛星地圖比例尺。

3. 校正定向地圖磁北線

定向地圖是否準確其磁北方向線的準確顯得非常重要，如果磁北方向線不準，后面測量出來的所有地物都不準。因為，地磁場是長期變化的，天文學教授享利·格利勃蘭德在1634年測得倫敦地磁偏角為4.1度與鮑羅1580年測定的11.3度有很大差別，從而得出磁方位角是變化的結論。地磁場長期變化是一種全球性的現象。地磁場強度的長期變化約60年左右為一周期。所以需要校正磁北方向線。

3.1 在平板電腦上打開Google地球軟件，找到下載區域內一直長地物或者兩明顯特征物，用標尺工具測量它們的磁方位角(如圖1)。

3.2 到達現地用指北針測量實際特征物(同Google地球中的特征物一致)的磁方位角，并計算出他們之間的角度差。如果Google地球中測得該特征物磁方位角269.5度(精確到十分位，四舍五入)，而在現地測得磁方位角為272度(精確到個位)，那么就需校正2.5度。(經實踐需輸入-2.5度)

3.3 打開OCAD——單擊File菜單——單擊New按鈕——彈出New Map對話框——單擊ok按鈕——新建定向地圖。單擊Background map菜單——單擊Open按鈕——彈出對話框，在對話框中找到新建文件夾——雙擊該文件夾——找到保存好的衛星地圖，雙擊衛星地圖——彈出對話框，在Draft scale中輸入衛星地圖比例尺，在Angle中輸入-2.5度——單擊ok，這樣就校正了定向地圖的磁北線。然后單擊保存按鈕——保存到新建文件夾。

4. 平板電腦野外測繪

4.1 帶上平板電腦到需要測圖的野外，在平板電腦中打開OCAD軟件，選擇之前準備好的OCAD文件就可以開始進行測繪。

4.2 在OCAD中打開衛星圖片，在圖片中找到明顯的特征物，確定站立點。帶上平板電腦并根據衛星地圖影像在要繪圖的范圍內考察一遍，確定勘測計劃。

4.3 衛星圖片影像清晰的地方，運用OCAD軟件中的各種工具直接繪圖。

4.4 對于衛星地圖中森林或者影像不清晰的地方一些必須掌握的測量方法

4.4.1 直線測定法測繪地物

①實地操作：確定好制圖員在圖上的位置，利用指北針測量出特征物的磁方位角，再運用步測技術測量出特征物兩點間的直線距離。

②平板上操作：利用磁性筆點擊縮放工具放大到合適大小，在右邊符號集窗口中任意選擇一線狀符號，在工具欄中選擇直線工具，用磁性筆在站立點向待測地物方向畫一直線，單擊工具欄中的“Measure”按鈕，在彈出對話框中查看測量出定向地圖上兩點間的角度和距離(如圖2)。調節OCAD中調節所畫直線的末端點位置，使所得數據與實際測量一致或數值非常接近，該直線的末端即為待測點地物的位置。

4.4.2 后方交匯法確定站立點

實地操作，在衛星地圖上找到制圖員可以看到的2個明顯特征物，然后用指北針分別測量出制圖員到這兩特征物的磁方位角。

平板上操作，利用磁性筆點擊縮放工具放大到合適大小，在右邊符號集窗口中任意選擇一線狀符號，在工具欄中選擇直線工具，用磁性筆在待測點向兩個明顯地物方向分別畫一直線，單擊工具欄中的“Measure”按鈕，在彈出對話框中查看測量出定向地圖上兩點間的磁方位角(如圖2)。調節線段使其角度和指北針測的角度一致，兩直線的交叉點即為制圖員的站立點。

4.4.3 前方交匯法確定地物。

實地操作，在衛星地圖上找到大型特征物附近兩個明顯的特征物，然后用指北針分別測量出兩個明顯特征物到大型特質物的磁方位角。

平板上操作，利用磁性筆點擊縮放工具放大到合適大小，在右邊符號集窗口中任意選擇一線狀符號，在工具欄中選擇直線工具，用磁性筆在兩個明顯特征物到大型特征物方向分別畫一直線，單擊工具欄中的“Measure”按鈕，在彈出對話框中查看測量出定向地圖上兩點間的磁方位角(如圖2)。調節線段使其角度和指北針測的角度一致，兩直線的交叉點即為大型特征物的具體位置。

4.5 修測和繪制等高線(如圖3)

具體方法：①確定等高距。②在平板電腦衛星地圖上找到線狀地物，比如山背、山谷、小路等用自己能區分的明顯線描出來(本文用藍色的線)，然后確定這座山海拔最低的位置用特殊地物表示出來(本文用綠色的叉表示等分點)。③現地利用4.4的方法測量各點的位置并綠叉一一標注出來，以此方法一直到山頂，再從山頂到山腳，至少要從4個方向進行標注。④標注完畢后在平板電腦上用磁性筆將綠叉用等高線連接起來，等高線即繪制好了。

4.6 將測好的點、線、面連接、填充、修飾好后就繪制好一張定向地圖了。

5. 結語

在平板電腦中使用直線測定、前方交匯、后方交匯等方法時和在制圖膠片上面手繪操作上具有操作方便、提高測量精度和提高工作效率等優勢。筆者2016年以來，利用平板電腦測繪了20多張定向地圖，明顯感覺到以上的優勢。