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全國地圖的共同錯誤!!
2003/8/22
今天收到民航局的每月通告, 提到三貂角新近安裝啟用航路搜索雷達, WGS84經緯度是N25度0分27.5秒, E122度0分3.9秒, 高度128.4公尺(421英尺), 馬上查對上河文化的北島地圖發現居然這地點是在海裡面, 再看看其他地圖發現政經版1/25000地圖的, 戶外生活的全部都是如此, 因此判斷這應該是這些國內地圖都是使用TWD67所致, 也就是全部都是以虎子山為基準算出來的. 如果你要再確認, 不妨用松山機場報道中心點位置(N25度04分10秒, E121度33分6秒)確認就知道了!!
更讓我訝異的是與上河文化聯繫時, 技術人員告訴我說經緯度本來就是全世界共同, 與WGS84, TWD67沒有關係, 只是無法答覆該地圖的經緯度是如何跑出來的, 是用WGS84, 還是TWD67, TWD97 map datum為基準繪製? 看來datum與position format讓許多人暈頭轉向了!!! 如果用這地圖來判斷搜救地點(假設都用WGS84告知國家搜救中心), 差距接近1公里, 可有的找了!!
註: 雷達位置應該是在萊萊山東方山麓才對.
更讓我訝異的是與上河文化聯繫時, 技術人員告訴我說經緯度本來就是全世界共同, 與WGS84, TWD67沒有關係, 只是無法答覆該地圖的經緯度是如何跑出來的, 是用WGS84, 還是TWD67, TWD97 map datum為基準繪製? 看來datum與position format讓許多人暈頭轉向了!!! 如果用這地圖來判斷搜救地點(假設都用WGS84告知國家搜救中心), 差距接近1公里, 可有的找了!!
註: 雷達位置應該是在萊萊山東方山麓才對.
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WGS84相對於台灣所使用的虎子山系統兩者的經緯度值本來就不同，您提供的數值換成虎子山系統為：25度0分34.1秒；121度59分33.9秒，其位置在燈塔的西側近處(海拔高約90幾公尺)，民航局提供的高度是雷達天線的高度因此會比當地的地表高一些，另外TWD67是所謂的方格座標，它的另一方式是經緯度座標，所以把TWD67和WGS84扯在一起是不對稱的，WGS84是世界民航系統共用的，有沒有必要為了搜救時的便利就把全國現行的虎子山系統改掉，相信不是那麼單純的，爾後只要大家都知道目前飛航單位是用WGS84來導航，那在回報座標時記得強調一下便可，全國的相關測量人員起碼超過萬人，多所大學也有測量學系，所以並不是全國的地圖都錯了，只是不同系統要轉換罷了。
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這其中其實有許多溝通上必須有的共識, 也就是國內各單位如果要求以經緯度報告地點時, 是以TWD67還是WGS84為基準(map datum), 當然如果使用TM2(二度分帶坐標)表示地點, 當然約定俗成是以TWD67為datum, 可惜使用經緯度時卻沒有進一步的說明. 至於你提到"WGS84是世界民航系統共用的，有沒有必要為了搜救時的便利就把全國現行的虎子山系統改掉，相信不是那麼單純"沒有此必要, 虎子山系統是給TWD67用的, 重點是經緯度到底誰在使用, 誰用到TWD67的經緯度嗎? 這是我目前不清楚的, 希望有高手可以明示. 最後, 大家也必須要有認識, 就是每個地點的標示需要map datum(TWD67, TWD97, WGS84)加上coordinate座標系統(二度分帶, 經緯度, 電力坐標), 這樣才能精確定位, 不然我們的討論就會失焦.
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登山時一定會帶紙地圖，目前紙做的地圖包括最新的經建三版地形圖或上河的圖，仍是用 TWD67來標示，而飛航用的 GPS因為要通行全世界不可能每到一個地方就去換成當地座標系統(除了台灣用的虎子山超過百個國家地區都不一樣)，在山上向搜救人員報座標時應該報 TWD67就可以，搜救人員要輸進飛航用GPS時自然會將其換成經緯度(因WGS84是使用經緯度的)，至於TWD97雖然和WGS84很近似但是也不相同，二者也要轉換，在紙做的地圖全面改變前似乎座標轉換的問題仍會繼續存在。
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"在山上向搜救人員報座標時應該報TWD67就可以，搜救人員要輸進飛航用GPS時自然會將其換成經緯度(因WGS84是使用經緯度的)" 你提到的這句話可以更具體精確些, 向搜救人員報TWD67, 該用經緯度還是TM2坐標? 輸入飛航用GPS就會轉換, 難道該設備會自動將datum從TWD67改成WGS84? 三貂角雷達就是因為datum不同, 卻都用經緯度才從山上掉到海裡面的, 似乎你的若干說法需要修正. 不知可否以"datum + 坐標系統"來說明, 我覺得你有部分核心觀念有誤了!! 難道你是說用經緯度(TWD67)告訴搜救中心, 他們就將此數值直接數入原本就設定為WGS84的航用GPS? 還是他們會先將GPS先切換到TWD67 datum, 再輸入該數值, 然後轉換到datum WGS84?
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我曾從事飛航導航設備維修多年，因此我看到民航局公佈的助航設施資料就知道它是WGS84，自然不會將之套在TWD67的圖上，也不會認為全國的地圖都錯了，我所說的TWD67是指像224785/2539475的座標，還會有人用虎子山系統時去讀出經緯度嗎(在經建版紙地圖上極難讀出經緯度值)，這樣做有點自找麻煩。
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http://gis.thl.ncku.edu.tw/coordtrans/coordtrans.aspx 有TWD67, TWD97(WGS84)的二度分帶座標與經緯度的轉換介面, 將三貂角雷達站經緯度(WGS84)輸入, 取得以下答案: TWD67經緯度座標值 : 121:32:36.38137, 25:04:16.41618 TWD67二度分帶座標值 : 304823.820, 2773786.567 TWD97經緯度座標值 : 121:33:06.00000, 25:04:10.00000 TWD97二度分帶座標值 : 305654.446, 2773582.921 因此可知雷達站就在燈塔西側50公尺以內!! 此外這段時間與消防署與Garmin何經理, Jidanni請教, 發現目前搜救單位的經緯度其實都沒有規定是WGS84的, 因此我建議消防署最好研究後定出一個標準然後通告相關單位及向社會宣導, 減少社會成本的浪費, 其次, 各搜救單位手中的海圖與地圖也是TWD67, WGS84混和存在, 同時消防署本身也不知道WGS84與TWD67造成的誤差(近900公尺). 最後, TWD97(WGS84)為大地基準的航照圖已經開始產生了, 而許多一二等衛星控制點也改用TWD97(WGS84), 只是我們手中使用的經建版地形圖何時有開始轉用TWD97就不得而知了, 屆時不知道政府要如何過渡這樣的紊亂期間, 是我們需要留意的. http://www.gps.moi.gov.tw/satellite/index.html 內政部衛星測量中心, 有提供台灣地區8個衛星追蹤站的TWD97的經緯度與二度分帶坐標, 以及全省衛星追蹤站一二等衛星控制點, 一等一二級水準點, 及一等重力點的地圖與二度分帶坐標(當然是TWD97的!). 註明: WGS84與TWD97基準時, 相差僅10cm左右(Garmin經理說明的), 對我輩來說其實無差.
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TACAN兄： 我是那個用虎子山系統且讀經緯度的人，因為許多舊資料都是以經緯度列出，包括最近找出的王武塔等，由於懶得換算都沿用舊資料直接鍵入電腦及GARMIN，成果似乎還可以。經建版電子地圖會同時讀出TW67及經緯度兩種資料，且TrackMaker也對資料的轉換處理的很好，所以沒有多大的困擾。
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7777兄：我說的是在山區搜救時的情況，通常登山者手上會有一份地形圖(經建版)，當他想要通知山下的人來救援時，他因為有GPS可以讀出自己的座標，他要標示自己目前在他所攜帶地圖中的位置時，一定是用方格座標，若讀取GPS的經緯度後想要在野外的地圖上定出位置，相對於方格座標絕對很困難，因此我的意思就是在野外目前實用的方式是方格座標，經緯度我也常在換算，不過那是在家裏才能做的事，若回報給搜救單位除了座標外能加上對地形的描述(例如：在三叉山基點南方約1公里，3199M標高東南約200M的凹谷中海拔3050M)，相信會減少很多誤解。
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老廖： 經建版電子地圖三版，有何方法取得？
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據我所知向內政部取得測量數據，若要求高精確度也是可以提供，但是有一個小小的不便，那就是要MONEY，免費的就只能看到個位數皆為0。
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敝人有一個讓人見笑的疑問想就教於各位先進： 方格座標會因基準點、投影方法等不同而有偏移，這很容易理解。但我一直以為經緯度是跟公斤、公尺、秒一樣，是放諸四海皆準的國際通用度量，有一套世界一致遵循的唯一的精確定義，否則來往國際的機船如何通報位置？謝謝！
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其實這都要怪地球本身，為何不是真正的正球體﹝正圓球體﹞或是橢圓形球體，而是介於兩者之間的兩不像，害的地球科學家一天到晚爭吵看誰的公式最適用於大地測量及衛星導航。
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總觀這些日子與多位討論得來的訊息看, 消防署有必要規定日後以TWD67/二度分帶坐標及GWS84的經緯度為通報地點的主要格式, 以相容目前兩種版本的地圖與裝備, 而且以內政部衛星測量中心的轉換程式即可相互轉換無誤, 只是民眾宣導與下屬單位的教育必須用心就是了, 同時輔以附近地貌等資訊來確認救災地點的正確性. 科技時代勢必要有科技頭腦, 適度以資訊裝備輔佐, 讓搜救時間與人力盡量節省, 美國海岸油輪漏油不就是以電腦模擬油漬可能的漂流方向而加以攔截, 台灣的搜救單位也必須思考一下如何改善搜救效果, 不要老是自以為經緯度就是萬能的.(近日就遇到一位消防署的值勤人員傲氣的說出他的想法, 根本不相信TWD67, WGS84的存在!!)
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http://www.moiland.gov.tw/land/map/Html&Img/25k_topo.htm
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前陣子十月初走南二段發現步道邊大部分木製的方向里程指示牌上都嵌上了標明當地經緯度或 TM2 座標及標高的小金屬牌子. 有些牌子上標明的數字照理應該是 TWD67 datum 的 TM2 座標值 (六位數, 七位數); 而另一些牌子則標明的是經緯度 (度分秒). 我用 Garmin eTrex summit GPS 手機做對照經緯度, 發現牌子標明的經緯度與 gps 的度分秒讀數有些誤差. 如果 gps datum 設 wgs84 則誤差頗大; 如果 gps datum 設 taiwan 或 hu-tzu-shan 則誤差較小. 判斷這些牌子上標明的經緯度是基於 twd67 datum. 就以目前一般觀察在國內的應用, 不論(T67 六位數 七位數) 或是 (度分秒) 都仍舊大部分使用 twd67 datum, 除了軍方美規較新型與 gps 有關的器材或是另外有特別說明的才是使用 wgs84 或 twd97. 同樣的經緯度在不同的 datum 的位置和高程是不同的, 水平可以有一公里甚至以上的差距. 在人類能從太空精確測量地球及 gps 發展以前, 世界各國各地根據當地的精密天文地理測量各自訂定適合 *當地精密定位* 的 datum; 在人類能從太空精確測量地球及 gps 發展之後, 適合 *全球任意地點精密定位* 的 datum 的定義成為可行. 這兩種不同方法 (各地各自的天文地理測量; 衛星全球測量) 定義出的地球橢圓體自然不盡相同, 經緯度也自然不同. 座標則是根據所依據的 datum 做投影, twd97, wgs84 都可以同樣的數學方法投影出 TM2 座標, 不限於 twd67, 當然不同 datum 的同座標表示不同地點. 投影出的座標值本身並不是很容易計算的, 這牽涉到橢圓周長及弧長的計算, 牽涉到無限項和的積分; 反函數 (座標轉經緯度) 則不言可喻的更為困難. 至於說特別再說明附近地形一項, 以過去經驗求救時無線電通訊因為信號品質, 手機電池因素往往須經過層層轉述, 轉述者不一定是熟悉當地地名的人, 尤其是雪山區域曾經幾次無法第一時間定出失事地點. 這種情況也須特別注意. 建議是 wgs84, twd67 的經緯度都報, 再加 twd67 tm2 座標.
