感悟户外徒步（十二）

吕保国

（三）扎实基础、拓宽可能 　　户外徒步登山也是个哲学问题，即我在哪？我从哪里来？要到哪里去？ 而在日常生活中特别是在户外徒步登山时，这个问题的解决，就要用到各类地图及其开发的APP（地理信息系统），所以有必要先学习一点地图及其应用的基础知识。 　　以前我们出差或旅游前，都要购买和查找地图，以便寻得去返路线、车次站点、找得旅游景点；去了目的地后，再翻寻地图或手绘示意图，找到坐公交车路线和景区内部人行路线；返回后细心的人还会对着地图作些总结，找出遗憾和失误，得出正确合理的路线。总而言之，那种折叠的纸质地图是我们出行的囊中必备之物。 　　清康熙版《永宁州志》——离石地域图 　　明清时期离石地域图 　　民国时期离石地图 　　明清时期离石城池图 　　随着科技的发展和计算机的普及，矢量化后的电子地图（数字地图）出现在人们的生活中，其后遥感影像地图（即航空像片和卫星相片）的应用，如谷歌地图等，使得其内容更加层次分明，地貌更加立体丰富，图面更加清晰易读，地理信息更加详细实时。比起当年的地图，它的优势显而易见，一是从静态变到动态，二是从二维提到三维，三是从封闭升到交互。 　　离石区地域卫星图 　　离石城区卫星图 　　离石城区卫星图（局部） 　　明清时期离石城池与现状离石城区对照 　　GPS是美国研制发射的一种以人造卫星为基础的高精度无线电导航的定位系统，包括我国后来建立的北斗卫星定位系统。这些系统都能够提供全球任何地方及近地空间的准确地理位置、车行速度及精确的时间信息，可以记录活动走向和轨迹，故在汽车导航、快递物流、、公路巡检等场景得到广泛应用。如我们现在户外广泛应用的高德地图、百度地图等导航软件，淘宝、京东等电商平台的货物跟踪功能，都是在此基础上二次开发的应用APP。 　　随着户外徒步的迅速发展，围绕其开发的APP也得到了广泛应用。如驴友们现在广泛使用的两步路户外助手、六只脚等，使得规划线路、搜索轨迹、离线使用、报名携险、相关服务、分享经验、交流心得等在平台上得以实现。 　　两步路户外助手界面 　　我们在中学时学会了笛卡尔直角坐标系和平面极坐标系，全是二维、三维空间的定位和计算。在后来的学习和工作中，掌握了物体三视图和建筑设计立面、平面、侧面的原理，接触了地形测量中的水平仪、经纬仪、平板仪、全站仪、GPS测量仪等仪器，进行过地形图的测设。 　　物体三视图 　　建筑设计立面、平面、侧立面、剖面图 　　水准仪、经纬仪、全站仪、GPS测量仪 　　而和我们户外直接相关的是另一种坐标体系，即地理坐标系，它是基于地球的自转和赤道划分，使用经度和纬度来描述地球表面的位置，广泛应用于导航和地图制作。以经纬度为基础，再加上高度信息就是三维系统，就能更完整、更全面、更准确地为户外徒步登山者服务。 　　方山县老蛮沟（2017.10.29） 　　交城县庞泉沟八水沟（2021.9.25） 　　“我现在在哪里？”“到垭口还有多远”“到山顶还有多高”“怎么才能找到回去的路？”这是登山过程中最常见的问题。以前的话，你要掌握地图和指南针的使用，还需要懂得如何使用高度计，而今，你只需学会在手机上定位、导航，就能解决了这些困难，这也是户外人的必备技能。 　　忻州市五台山古南台（2024.6.28） 　　而这一切的基础，便是知道你在地球上的定位。定位是确定自己在地球上确切位置的技术，导航是确定目标位置并从起点到达目的地过程中保持正确方向的技术。徒步路线即从一个位置到另一个位置，攀登高度即从一个海拔到另一个更高的海拔，这就涉及到经纬度和等高线的应用。 　　离石区骨脊山西峰（2023.4.1） 　　1、经纬度 地球是一个巨大的球体，平均直径12742千米。赤道直径12756米，地球南北极之间的直径是12631千米；地球直径周长40076千米，南北极周长39900千米。地球表面积5.1亿平方千米，海洋面积占70.8%，大陆和岛屿占29.2%。 　　那么，如何在这么一个庞大的星球上定义自己的位置呢？有什么参照对象呢？以什么为基准呢？ 　　直角坐标用距离原点的两条直线距离来定位，即（x，y）,极坐标用极点、极轴和极径组成，用一角度和一条直线距离来定位，即（r，θ）。而地理坐标系则用两个角度来定位，即（θ1，θ2），这就是经度和纬度。 　　（1）纬度 地图学家用假想的平行线网格给地球上的点定位。在这个网格中，赤道将地球分为相等的两部分,分别叫作北半球和南半球,与赤道平行的线叫作纬线。纬线的特点是形状为圆、长度从赤道向两极递减、指示东西方向。 　　纬度是纬线距赤道的角距离,也就是说，纬度是某点与地心的连接线与赤道平面夹角的度数，是一条线与一个平面的夹角。如上图所示，赤道是参照点,它的纬度为0°，南北两极的纬度分别为90°。从赤道到两极，纬度就从0°增加到90°。赤道以北的位置用北纬(N)表示,赤道以南的位置用南纬(S)表示。 　　每一纬度相当于约111km的地表距离。地图学家是怎样确定这个距离的呢?地球是一个球体,可等分为360份,而地球的周长约为40000km。用40000km除以360,得到每一纬度的距离。 　　（2）经度 地图学家用经线、也叫子午线来确定东西方向上的位置。如上图所示，经度是向东或向西距本初子午线（经度参考点）的角距离。每条经线与地轴形成一个半圆形的平面，经度是某条经线所在的平面与本初子午线所在平面的夹角，也就是经度是两个平面的夹角。 　　本初子午线是0°经线。1884年，天文学家确定经过英国格林尼治天文台旧址的子午线为本初子午线。本初子午线向西从0°到180°为西经(W),向东从0°到180°为东经(E)。 　　经线是地球表面连接南北两极的半圆弧,并与纬线垂直。与纬线不同,经线之间是不平行的。与本初子午线相对,在地球另一侧的经线是180°经线,东经180°和西经180°在这里重合，这条经线也叫国际日期变更线。 　　纬度1°跨越的距离是固定，经度1°跨越的距离随位置的不同而改变。所有经线在南北两极交会，经度1°跨越的距离从赤道上的111 km向南北两侧递减,直到南北两极缩小为一点。 　　为了确定地球上的精确位置,纬度和经度缺一不可。只知道某点的纬度，我们不能确定它的确切位置,因为该纬线上的任何一点都可能是它的位置。同样,如果我们只知道某点的经度，它可以是该经线上的任何一点。 　　为了精确定位，必须知道包括纬度和经度在内的完整坐标。如吕梁市离石区世纪广场的地理坐标为东经111.13961649°、北纬37.51711431°。 　　离石世纪广场竣工剪彩仪式（2001.9.28） 　　经纬度通常也用度分秒表示，就像时间的单位一样，那上面的十进制如何转换成60进制呢？可以使用以下公式： 度＝整数部分 分＝（十进制度－度）*60 秒＝（分－整数部分（分））*60 如将上述十进制坐标转换为60进制度分秒： 度＝111 分＝（111.13961649－111）*60＝8.3769894 秒＝（8.3769894－8）*60＝22.619364 因此，111.13961649°等于111°08′23″，同理37.51711431°等于37°31′61″。而离石区境域的地理坐标为东经110°55′－111°35′，北纬37°21′－37°42′。 　　建成后的离石世纪广场（2002年） 　　要将度分秒制转成十进制，则可以使用下列公式： 十进制度＝度+分/60+秒/3600。 用度数+分钟数/60+秒数/3600即可。 两步路户外助手APP中，有个户外工具“经纬度换算”，可以进行快速换算，非常方便。 　　世纪广场改建前原貌（2001年初） 　　（2）海拔高度 经纬度表示点的平面坐标，海拔高度表示点的高低，这样便成为三维地球的定位工具。 海拔，是指地面某个地点与海平面之间的垂直距离，即绝对高度或绝对高程，简称海拔。海拔的起点叫作海拔零点或水准零点。两点之间的海拔高差称为相对高差。 　　海平面潮起潮落，大浪小浪不停，因此，人们就想到用一个确定的平均海水面来作为海拔的起算面。又由于地球内部质量的不均一，地球表面的平均海平面相差迥异，故到目前为止，世界各国各自确定自己的基准海平面，无统一水准零点。 　　即使在我国，海岸线漫长，有渤海、黄海、东海、南海之分。1954年，中国在山东省青岛市的设立了观潮站，确定了第一个国家高程系统，称为“1956年黄海高程“。1987年规定将青岛观潮站1952年1月1日至1979年12月31日所测定的黄海平均海平面作为全国高程的起算面，并推测得青岛观象山国家水准原点高程为72.260米，根据该高程起算面建立起来的高程系统，称为1985国家高程基准，比1956年黄海高程系统低0.029米。我国各地面点的海拔，均指由黄海平均海平面起算的高度。 2006年5月，在青岛银海大世界内建起“中华人民共和国水准零点”。 中国水准零点标志位于旱井内的“零点”石球，该石球的顶点高程为海拔0米。 　　中国水准原点位于青岛市观象山，于1954年建成。它是全国高程控制网的起算高程，相对于黄海平均海平面（即零点）的高程为72.6204米。 　　我国各地的海拔高程均以几何水准测量结果为准。几何水准测量是指从青岛基准面开始，每35米立一个标杆，用水准测量仪计算两边海拔高度的变化，沿着某山的山脊一步一步往上测量，一站一站地将高度差累加起来，直到峻极峰顶。水准测量仪的标尺长度只有3米，每次能够测量的高差也只有2米多。在平原，测量人员每天推进至少8公里，但在山区，随着山势坡度的加大，测量难度也会加大，每天完成的测量高度也越来越小。为了保证测量结果的精确，测量到山顶后，还要再从山顶往山脚测量一次，完成整个测量过程。可想而知，建立全国的海拔高程系统费了多大的劲。 　　我国登山队于1975年测定珠穆朗玛峰的海拔高度是8848.13米。2005年5月22日，中国登山队成功登上珠峰峰顶，再次精确测量珠峰高度，公布高度为8844.43米，2020年12月8日，公布珠峰新高度，为8848.86米。 　　依此类推，上海海拔为4米、北京为40米、吕梁世纪广场940米左右，骨脊山峰顶2535米，孝文山2831米，华北屋脊五台山北峰叶斗峰3058米。 　　上海市陆家嘴 　　北京市天安门 　　忻州市五台山北台华北屋脊（2023.6.10） 　　交城县庞泉沟孝文山（2019.7.13） 　　离石区骨脊山主峰（2019.1.1） 　　需要注意的是，我国也有比海拔零点低的地方。如艾丁湖，位于新疆吐鲁番市高昌区，是中国陆地最低点，湖面海拔－154.31米，湖底最低处－161米。 　　艾丁湖 　　（3）等高线地图 等高线是地图上海拔相等的各相邻点所连成的闭合曲线。在真实的大自然里，梯田就像是等高线的活生生展示，它们跟着山势走，一圈一圈地建在山坡上，就像大地妈妈戴上了漂亮的彩带项链，从天上往下看，就像是指纹一样，在山间绕来绕去，特别好看。 　　陕北延长县的塬，大塬萎缩成了小塬。 　　黄土高原航拍图 　　等高线就像是一位画家，用线条把地面的高低起伏都画得清清楚楚，高山、深谷、陡坡，一目了然。 　　云南省元阳梯田 　　云南省元阳梯田 　　A、五种基本地形及其等高线特点 前面已述，地球地表的形态分为平原、丘陵、盆地、山地、高原五大基本地形，那么在等高线地形图上分别是什么特征呢？ 平原：地势平坦开阔，地面起伏小，一般海拔在200米以下。等高线非常稀疏，且数值很小。 　　河北省定州市 　　丘陵：地势起伏不大，坡度和缓，海拔在200米至500米之间，相对高差不超过200米。等高线独立分散，细碎明显，数值较低。 　　河北省涞水县 　　盆地：四周被山地、高原或丘陵环绕，地势相对较高，而中部地势相对低平。四周等高线密集，底部稀疏，数值外高内低。 　　我的家乡——交城县截岔盆地 　　截岔盆地地形图（两步路提供） 　　山地：崎岖不平，地面起伏很大，坡度陡峭，沟谷幽深，呈脉状分布，一般海拔在500米、相对高差200米以上。等高线密集，疏密变化明显，呈封闭曲线，弯曲较多。 　　陵川县王莽岭（2023.10.29） 　　南太行王莽岭、十字岭一带 　　河南省辉县蛙跳峡（2024.9.22） 　　高原：顶部比较宽阔平缓，高低起伏小，边缘往往有陡峭的崖壁，一般海拔在1000米以上，相对高度较小。等高线较稀疏，边缘较密，分布不规则，且数值较高。 　　青藏高原 　　西藏拉萨巿布达拉宫（2014.7.31） 　　西藏拉萨巿地形图（两步路提供） 　　B、等高线的规律和特征 要说怎么认等高线，其实挺简单的。 你只要记住这些口诀，多学习，多实践，多将实际地形与等高线地图进行对比，熟能生巧，解读的能力会越来越强。最终，你就能够通过一张地图清晰地想象出实际地形的样子，即从二维地图立即得到三维立体的地形地貌。 　　等高线地图口诀有： “等高线，海拔出，山顶之处有标注。陡坡密，缓坡疏，两山之间是鞍部。高凸谷，低凸脊，陡崖就是重叠处。” “同线等高，同图等距。里大山顶，里小盆地。疏小密大，疏缓密陡。凸高则低，凸低则高。大于大的，小于小的。河流向凹，洋流向凸。凹坡通视，凸坡不通视。” 　　“里大山顶里小盆，疏小密大判坡度，凸高为谷凸低脊。等高线上看起伏，一凸一凹要清楚。凸向低处是山脊，就像骆驼背突出。凹向高处是山谷，仿佛大地开条谷。山脊分水线来护，山谷集水成小湖。记住这些不糊涂，判断起来很自如。” 看等高线地图要将形状与数值结合起来综合观察、对比、分析、鉴别、确定。 　　a、同线等高：指的是在等高线地形图中，同一条等高线上的所有点都具有相同的海拔高度，并且等高线是一条条闭合的曲线，它们不相交。 　　b、同图等距：表示在同一幅地图上，相邻两条等高线之间的垂直距离是相等的。如是10米都是10米，是20米均是20米，这有助于判断地形的坡度和变化。距离间隔越小，地形反映越真实清楚。 　　c、里大山顶：等高线往里面数值越来越大，海拔就越来越高，中心则为山顶或山丘。 　　方山县峪口镇石虎山（2024.11.17） 　　方山县石虎山等高线图（两步路提供） 　　d、里小盆地：等高线往里面数值越来越小，海拔就越来越低，中心则为盆地或洼地。 　　锥状火山 　　锥状火山地形图 　　e、密陡疏缓（密大疏小）：等高线的密集程度反映了地形的陡峭程度。等高线越密集，地形越陡峭，坡度越大；反之，等高线越稀疏，地形越平缓，坡度越小。 　　f、凸低为脊：当等高线向低处凸出时，表示该处海拔比两侧更高，形成山脊。等高线与山脊线垂直相交，山脊线为河流流域的分水线。如孝文山山脊为汾河（主流）与文峪河（支流）的分水线，骨脊山山脊为文峪河与东川河的分水岭。 　　g、凸高为谷：当等高线向高处凸出时，表示该处海拔比两侧低，形成山谷。等高线与山谷线垂直相交，山谷线为河流的集水线。 　　h、重叠为崖：如果等高线在某处重叠，表示该处地形陡峭，可能存在悬崖或峭壁。 　　i、隔四加粗：地图中每隔四条等高线便加粗一条，用粗实线表示，便于分辨和查看，称为计曲线。 　　方山县北武当山（2024.4.27） 　　方山县北武当山地形图（两步路提供） 　　j、高升低降：从等高线海拔低值到高值为上升路线，即爬坡阶段；从等高线海拔高值到低值为下降路线，即下坡阶段。 　　岚县饮马池（2019.6.8） 　　岚县饮马池高山草甸地形图（两步路提供） 　　k、凹坡通视：由高向低，等高线由密变疏为凹坡，可通视。 　　l、凸坡不通视：由高向低，等高线由疏变密为凸坡，不能通视。 　　m、河流向凹：在等高线图上，山谷处河流的流向和等高线的凸出方向相反。 　　n、洋流向凸：在等温线图上，洋流的流向和等温线的凸出方向是相同的，即等温线往那个方向凸，洋流就往那个方向流。 　　o、大于大的：在相邻两条等等线之间出现闭合的等高线，如果闭合等高线海拔与两侧等高线中的较大数值海拔相等，则闭合区域内的海拔大于这条等高线的海拔数值，此地可以为小山峰。 　　p、小于小的：在相邻两条等等线之间出现闭合的等高线，如果闭合等高线海拔与两侧等高线中的较小数值海拔相等，则闭合区域内的海拔小于这条等高线的海拔数值，此地可能为小洼地。 　　q、U宽V窄：等高线形成U形向上表示宽缓的山谷或沟槽，形成V形表示狭窄的山谷或沟槽，U形或V形的开口方向指向更低的海拔。等高线形成U形向下表示宽缓的山脊，形成V形表示陡峭的山脊，U形或V形的开口方向指向更高的海拔。 　　东太行景区北高峰（2024.5.16） 河北省武安市东太行景区地形图（两步路提供） 　　石楼县黄河第一湾（2020.6.11） 石楼县黄河第一湾地形图（两步路提供） 　　要熟悉等高线地形图，必须在书本上多学、多看，在实践中多对比、多分析，勤能补拙，熟能生巧。不久的将来，你就会熟练图纸，识别地形，提高效率，保证安全，做到心中有数，遇事不慌。 　　风蚀蘑菇地貌 　　风蚀蘑菇地形图 　　岱崮山顶地貌 　　岱崮山顶地形图 　　喀斯特峰林地貌 　　喀斯特峰林地貌地形图 　　太行山昔阳县窟窿山（2024.8.24） 　　骨脊山卫星图（两步路提供） 　　骨脊山地形图（两步路提供） 　　孝文山卫星图（两步路提供） 　　孝文山地形图（两步路提供） 　　忻州五台山仰望北台（2024.6.30） 　　忻州五台山叶斗峰地形图（两步路提供） 　　陵川县老龙口瀑布（2024.9.21） 　　陵川县老龙口瀑布（2024.9.21） 　　陵川县老龙口瀑布（2024.9.21） 　　陵川县抱犊村老龙口地形图（两岁路提供） 　　河南省辉县蛙跳峡（2024.9.22） 　　河南省辉县蛙跳峡地形图（两岁路提供） 　　等高地图也有一定的局限性。它们无法显示路线中看到的所有地形特征，因为地图上所能容纳的信息是有限的。如果地形特征的高度小于等高距，它可能不会显示。因此，如果你使用的地图等高距是10米，一个5米高的悬崖可能会让你措手不及。检查地图的日期很重要，因为等高线地图更新不频繁，森林、道路等信息可能已经过时。自上次地图修订以来，森林可能被砍伐，道路可能延伸或关闭。 　　河南省辉县蛙跳峡（2024.9.22） 　　河南省辉县蛙跳峡（2024.9.22） 　　尽管如此，对于徒步者来说，等高线地图是最好的选择，也是攀登者必备的工具。 　　（4）等温线地图 前面前到等温线地图，其实它和我们的登山徒步也是有联系的。 等温线是地图上温度相同的各点的连线。通过等温线图，可以分析气温的分布和变化规律。等温线的稀疏程度反映了气温的差异大小，密集的等温线表示气温差异较大，而稀疏的等温线表示气温差异较小。 　　气温主要受纬度因素和海陆位置的影响，等温线与纬线平行是受太阳辐射影响（由低纬向高纬递减），等温线和海岸线平行是受海洋影响。 　　和我们登山关系密切的是海拔升高与气温下降的规律。随着海拔的升高，气温会逐渐下降。一般来说，海拔每升高100米，气温大约下降0.65℃。这是因为随着海拔的增加，大气压力降低，空气稀薄，空气的保温能力减弱，导致热量散失。 在等高线地图上比较两地的海拔高差即相对高差，即可计算出温度差值。 　　如离石城区的海拔为940米，当日气温为20℃，吕梁第一高峰孝文山的海拔为2831米，则当日孝文山顶峰的气温大约为20-（2831－940）*0.65/100＝7.7℃。 　　交城县庞泉沟孝文峰（2022.5.2） 　　如太原五一广场的海拔为800米，则离石城区比太原气温降低约（940－800）*0.65/100＝0.91℃。 　　太原市五一广场（2024.10.5） 　　除海拔对气温的影响外，地形对气温也有显著影响。同一等高线上的点，海拔高度相同，但气温不一定相同，因为气温还受阳坡和阴坡、地形等因素的影响。 等高线越密集，表示地形坡度越大，气温变化越大，因此等温线也越密集。 　　交城县庞泉沟瞭望塔（2019.7.13）