【講座紀錄】登山安全系列講座─登山APP教學（原理篇）

Lucky Chang
2020-08-18 發表
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在人手一支智慧型手機的 2020 年，要去陌生的地方已經不再是件困難事，特別是在台灣這塊遍布文明的寶島，只要使用手機應用程式（APP）Google Maps 的導航功能，幾乎沒有到達不了的地方。不過， Google Maps 並非萬能，作為一個以道路導航為主要目標的 APP，在沒有道路的山林荒野中便不那樣管用。

不用怕！拜現代發達的資訊工程所賜，我們擁有琳瑯滿目的「登山循跡 APP」，無論您是使用 iPhone（iOS）還是 Android 系統的手機，一定都可以找到適合的產品。今年「全國登山日」登山安全系列講座特別請到《健行筆記》的總監王迦嵐（老王）和行銷主編邱晨儀（Molly）來講解如何利用手機 APP 定位與循跡，並且分別介紹 iOS 與 Android 系統下的登山循跡 APP。

▲ 登山APP 教學小講堂：iOS 場（上）及 Android 場（下）

如欲觀看演講影片複習可點選以下連結：

〈登山APP教學小講堂─ iPhone〉（8/11）
〈登山APP教學小講堂─ Android〉（8/13）

本紀錄依照演講內容分成兩篇文章，本篇介紹利用登山循跡的背景知識，包括手機定位原理、GPX 路徑檔和圖資，並表列常見的登山循跡 APP 做比較；另一篇則專注在「健行筆記 APP」的使用教學。

什麼是登山循跡？

雖然登山循跡 APP 有很多，不過基本的概念是一樣的，就是讓登山者知道自己當下所處的位置在哪裡，從哪兒來到這個位置，以及之後要走到哪裡去，而要達成這樣的目的，所謂的「登山循跡三寶」就相當重要。

什麼是「登山循跡三寶」呢？那就是

位置：登山者當下所在的空間位置，即經緯度和海拔高度，以「點」來表示。
路徑：同樣包含經緯度與海拔訊息，以「線」來表示，並註明方向或起終點。
圖資：作為底圖來視覺化位置和路徑，同時提供空間地理資訊。

此處所指的路徑有二，其一是前人利用衛星定位所記錄下來的軌跡（通常指 GPX 軌跡檔），另一則是記載於圖資中的路徑。

手機協助使用者獲取位置資訊的過程叫「定位」，指引使用者遵循特定路徑行進的過程則稱為「循跡」。

手機定位原理

一般提到空間定位，都會想到「GPS 衛星定位」，其實衛星定位不只 GPS 一種，而定位方式也不僅止於衛星。定位的原理很簡單，就是幾何上的「三邊測量法」（Trilateration），最少只要有三個量測點就能夠唯一決定被測者在平面（嚴格來說是橢球面）上的位置（經緯度），而最少只要四個量測點就可以決定被測者在三維空間中的位置（經緯度與海拔），如果有更多量測點則可以進一步限制測量誤差。

▲ 利用「三邊測量法」進行定位的原理（圖片來源：GIS Geography）

手機進行空間定位的媒介總共有四種：

衛星
無線網路（Wi-Fi）
行動通信（包含電話和行動網路）
藍芽

其中藍芽主要適用範圍在近距離室內空間，對於戶外空間定位的幫助並不大，以下忽略不提。

關於全球衛星定位，除了大家耳熟能詳、由美國所開發的 GPS系統之外，常用的還有另外兩大系統，分別為俄羅斯的 GLONASS 和歐盟的 Galileo，蘋果手機 iPhone 都能夠接收來自前三者的定位訊號，而根據近日報導，iPhone 11 還能夠支援中國開發的北斗（BDS）系統。

無線網路定位則是利用無線網路基地台（包括手機熱點）的位置來定位，同時手機也會回傳經由其他定位媒介所獲取的位置資訊來更新無線網路基地台，因此當附近使用者數量較多的時候定位資訊就會很精準。利用無線網路來定位不需建立連線，只要手機能搜尋到基地台即可，相當方便。

行動通信定位則是透過電信業者所設立的基地台來獲取位置資訊，不過並不需要是同一家電信公司也可以，例如台灣大哥大的門號也可以透過中華電信的基地台來定位。

以上三種定位方式適用的場合不盡相同，也各有優缺點，下面表格是三者之比較。（如使用手機，建議橫置以便閱覽以下表格。）

	衛星	無線網路	行動通信
訊號範圍	幾乎全球	基地台附近數十米	基地台附近數公里
定位費時	長	短	中
室內精度	低	高	中
手機耗電	低	低	高
飛航模式	可用	可用	不可用
優點	地勢空曠處定位極為精準。	定位快速，人潮密集的室內極為精準。	室內外皆可定位。
缺點	易受地形與天氣影響，室內誤差極大。	荒郊野外不管用。	易受地形影響，若離基地台太遠則無法定位。

手機可以同時透過上述多種方式進行定位，常聽見的輔助式全球衛星定位系統（AGPS）就是一例，原則上比使用單一定位方式更精準，不過也會比較耗電，務須注意。

認識 GPX 軌跡檔

GPX 是「GPS Exchange Format」的縮寫，是記錄衛星定位數據的通用格式（副檔名），GPX 格式基本的元素有三，分別是軌跡點（trackpoint）、軌跡（track）和標記點（waypoint），其中包含的資訊又以經緯度最為重要，目前 GPX 檔中通用的經緯度座標系統是於 1984 年定義的世界測地系統（World Geodetic System），簡稱為「WGS 84」。

▲ 以文字編輯器觀看 GPX 軌跡檔內容

大多登山循跡 APP 可以將手機定位訊息記錄下來，進而匯出成 GPX 檔，當中除了經緯度之外，還包含時間與海拔等延伸資訊，此 GPX 檔可供後人參考使用，部分登山循跡 APP 則可手動匯入 GPX 來進行循跡。

標記點則是附加於路徑之上的註記功能，可用來記錄路況、水源、營地、岔路等資訊，提升記錄的參考價值。

▲ 利用軟體將 GPX 軌跡套疊至地圖上

手機記錄的 GPX 路徑檔可進行事後編修，包括刪除因定位誤差而飄移至不正確位置的軌跡點，以及事後新增標記點等等，在公開分享 GPX 給其他使用者時，建議將明顯的錯誤編修掉，並新增適當註記，以避免經驗不足的新手一時不察而發生危險。

目前 GPX 路徑資料蒐集最完善的平台是《健行筆記》的 GPX 資料庫，截至今（2020）年八月為止已經有超過三萬筆資料，不過由於這些資料的來源是網友自由上傳，因此品質良莠不齊，許多網友所走的路線也未必適合大眾，因此挑選參考 GPX 時務必多行比對，並以註記完善者為優先。

圖資介紹

地圖提供最重要的訊息莫過於等高線和路徑，在使用傳統地圖和指北針的年代，判讀地圖的技巧直接影響了一趟登山行程的成敗，時至今日，在手機的幫助之下，定位與循跡已經幾乎是人人都能上手的事情，即便如此，基本的等高線判讀仍然是不可或缺的技能，特別是要會判斷坡度、山脊與谷地。

而在國內、外數不盡的圖資中，由台灣山友 Rudy Chung 所推行的魯地圖（Taiwan Topo）是最適合台灣登山的圖資，它擁有精確的等高線（套用內政部 20 米數值模型）、豐富的路徑（整合山友紀錄與 GPX 軌跡）與完善的地理資訊（群眾共編的開放式圖資），每週都會更新並且擁有專門社團匯集山友提供的資訊，具有相當高的即時性與可靠性。

其他常見的圖資還有 OpenStreetMap、台灣通用電子地圖（Taiwan e-Map）、Google 地形圖與Google 衛星圖，不同的地圖各有優缺，不過整體而言都沒有比魯地圖更適合用於台灣登山。下面列出上述五種圖資的比較：（如使用手機，建議橫置以便閱覽以下表格。）

圖資	等高線	路徑	地理資訊	即時性	視覺	國際通用性
魯地圖 Taiwan Topo	精確	豐富	完善	極高	複雜	僅適用於台灣
OpenStreetMap	無	豐富	完善	高	簡潔	全球通用
台灣通用電子地圖 Taiwan e-Map	精確	無	普通但可靠	中	簡潔	僅適用於台灣
Google 地形圖	不精確	不齊全	普通	低	簡潔	全球通用
Google 衛星圖	無	無	無	低	實景	全球通用

▲ 上述五種圖資在市區（左）與山野（右）之比較

除了以上五種圖資，大家比較熟知的還有 Garmin 圖資，不過 Garmin 圖資比較少出現於手機，而是廣泛出現在 Garmin 車用導航機、自行車機、戶外運動腕表等產品中，因此這邊並沒有列入比較，關於 Garmin 產品芝詳細內容可以參見《健行筆記》之 Garmin 品牌專輯。

還有許多地圖能夠提供特殊用途，例如熱愛探勘的老王就以 1924 年日本陸地測量部所繪製的五萬分之一地形圖（簡稱「1924 陸測圖」）為例，解釋如何利用古地圖來認識從前的遺址與古道。

登山循跡 APP 之選擇

在初步了解登山循跡三寶之後，找一個適合自己的登山循跡 APP，並且在出發前熟悉其功能是最重要的事情，而 APP 不一定要擁有很多高級的功能，能夠直觀操作並且具有好的穩定性才是最重要的。以下列出常見的登山循跡 APP，以及他們的特色與優劣勢。（如使用手機，建議橫置以便閱覽以下表格。）

圖示	名稱	系統	付費	分級	優勢	須注意
	健行筆記	iOS Android	否	入門	結合網站資源，連結路線資料庫且路線資訊完善，下載與匯入 GPX 直覺便利，具備多種圖資並可離線使用，可回報路況並查看山友回報，具備娛樂性質（如任務與活動等）。	無法自行匯入圖資，iOS 版本運作較不穩定且下載離線地圖有所限制，外國登山資訊缺乏。
	登山客 GPS Hiker	iOS	否	入門	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用，使用介面直覺易上手，可快速發送求援簡訊。	功能陽春。
	Hikingbook Pro	iOS	是	入門	結合網站資源，連結路線資料庫且路線資訊完善，可透過已知路線進行路線規劃與導航，可自行匯入 GPX 軌跡，可串流分享即時動態（須連網）。	無法自行匯入圖資也無法更換底圖。
	Maps.me	iOS Android	否	入門	可透過已知路線進行路線規劃與導航，使用介面直覺易上手。	無法自行匯入圖資也無法更換底圖，無法匯入 GPX 軌跡，較適合旅行而非登。
	山林日誌 Hiking Logger	iOS	是	中級	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用，使用介面直覺易上手，可快速發送求援簡訊。
	綠野遊蹤	Android	是	中級	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用，使用介面直覺易上手。
	蛙弟 wadi	Android	否	中級	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用，內建座標資料庫，可快速發送求援簡訊，提供中央氣象局雨量觀測資訊（須連網），可使用 Google 導航（須連網）。	外國登山資訊缺乏。
	Oruxmaps	Android	是	進階	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用。	使用複雜不易上手。
	Cartograph 2 Maps	iOS Android	是	進階	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用。	使用複雜不易上手，Android 版本尚未穩定，中文支援度低。
	Locus Map Pro	Android	是	進階	可自行匯入圖資與 GPX 軌跡離線使用，連結路線資料庫且路線資訊完善，可透過已知路線進行路線規劃與導航，可查詢天氣（須連網）與日出日落時間，支援外部傳感器，同時適用於道路導航。	使用複雜不易上手。

其中「健行筆記 APP」結合自家網站資源，讓登山資訊更為透明且流通，同時也藉由知識傳遞和新手—老互動來增進登山安全，對於台灣登山教育與登山運動普及化有極大助益。本文將深入介紹「健行筆記」這款登山循跡 APP 之功能與使用，包括最基礎的登山定位循跡，到其它具有教育和娛樂性質的附加功能，特別是由教育部體育署所推動的「全國登山日」相關活動任務之執行辦法，希望能夠將登山運動以更生動的方式推廣給全國民眾。