In bici con il gps lezione teorica

11/14/16
In bici… con il GPS
parte 1
Valerio Dutto
Cuneotrekking.com
Ricevitori GPS per lo sport
1
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filosofia: mantenere un approccio
indipendente, pragmatico e senza estremismi
cercheremo di capire il perché delle cose
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in ogni sport abbiamo esigenze diverse
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bici
escursionismo
alpinismo
MTB
4
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corsa
idealmente: a ciascuno sport il suo dispositivo
5
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in realtà: miglior compromesso (per noi)
“Avrei bisogno di un consiglio: qual è il GPS
migliore?”
– commento su Cuneotrekking.com
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7
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A cosa serve un GPS?
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a “registrare” il percorso che compiamo
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2
a fornirci statistiche su di esso
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in tempo reale
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e a posteriori
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a supportarci nell’orientamento
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4
a “conoscere” le nostre capacità
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per saper scegliere i percorsi alla nostra portata
(e evitare di non farcela)
es: posso sapere se 2000 metri di dislivello su
un giro da 60 km sono alla mia portata (o
meno)
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Perché tra i dati tecnici di un’escursione non
indicate il tempo di percorrenza?
– commento su Cuneotrekking.com
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a gestire gli allenamenti
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6
a spronarci a fare di più
un ricevitore GPS può essere usato:
§ prima di un’uscita (per la preparazione)
§ durante un’uscita (per tracciare, orientare, allenare e spronare)
§ dopo un’uscita (per analizzare e archiviare quanto fatto)
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domani lo vedremo in pratica
Che cosa non fanno?
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non forniscono statiche precise al metro
non ci guidano (ancora) come un navigatore da
auto
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non sui sentieri, quantomeno
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9 cose da sapere sul GPS
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1
il sistema GPS è costituito da una flotta di
satelliti che orbitano intorno alla terra
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2
il sistema GPS è liberamente accessibile
3
il segnale GPS è trasmesso a senso unico
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“Mia moglie può sapere dove mi trovo se porto
il GPS con me?”
– commento su Cuneotrekking.com
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Garmin LiveTrack, GeoResq, ...
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4
il GPS funziona ovunque
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5
…ma il segnale GPS non è in grado di
oltrepassare muri, palazzi, metalli, acqua
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© dcrainmaker.com
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6
il segnale GPS rimbalza
multipath
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riflessioni segnale ⇾ percorso più lungo
il ricevitore pensa che il satellite sia più lontano
di quello che è realmente
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per questo il GPS è meno preciso in gole,
canyon, boschi e città
percorso realmente
compiuto
percorso che il GPS
crede di aver compiuto
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percorso che il GPS
crede di aver compiuto
percorso realmente
compiuto
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7
il sistema GPS è relativamente impreciso
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~5/10m di scarto nelle
migliori condizioni
8
l’infrastruttura dei satelliti del GPS serve “solo” a
permettere al dispositivo di calcolare latitudine
e longitudine
in un certo istante con una certa (im)precisione
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spetta al software del ricevitore calcolare
velocità, distanza, registrare il percorso, ...
9
il ricevitore GPS rileva “di tanto in tanto”
latitudine e longitudine e da queste
“approssima” il percorso compiuto
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rotta
traccia
37
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trackpoint
traccia
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più i trackpoint saranno “densi”, più la traccia si
avvicinerà al percorso reale
ma senza raggiungerlo mai
registrare molti trackpoint, però, significa attivare
molto più spesso il ricevitore GPS
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e usare intensivamente il ricevitore GPS significa
ridurre l’autonomia delle batterie
+ trackpoint ⇾ + precisione
− batteria
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margine di imprecisione
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“Faccio sempre lo stesso percorso.
Perché ogni volta mi dà una lunghezza
differente, anche di diverse centinaia di
metri?”
– commento su Cuneotrekking.com
percorso reale
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traccia ottenuta unendo i trackpoint
traccia “interpolata” dal software
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insomma: un ricevitore GPS deve essere dotato
di buon hardware (antenna) e ottimo
software
tutti i dispositivi ricevono lo stesso segnale!
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molti ricevitori permettono di impostare
quando registrare un trackpoint
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meglio lasciare decidere al software l’intervallo
di tempo tra un trackpoint e il successivo
a causa del margine di errore non è detto che
avere registrato più trackpoint porti ad una
traccia più precisa
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Riassunto terminologia
traccia: è il percorso che stiamo compiendo
o che abbiamo compiuto
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una traccia è composta da trackpoint
rotta: è l’itinerario da seguire
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una rotta è composta da routepoint
Latitudine e longitudine
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equatore
longitudine
latitudine
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latitudine: 44,3858°
longitudine: 7,5506°
formato DD (gradi decimali)
latitudine: 44° 23’ 08,88”
longitudine: 7° 33’ 02,16”
formato DMS (gradi minuti secondi)
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1
demo
Il fix GPS
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il dispositivo all’accensione ha bisogno di tempo
per allinearsi con i satelliti
perché i satelliti cambiano continuamente la
loro posizione (non sono “geostazionari”)
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si parla di fix GPS
to fix = fissare
(su mappa)
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il fix va fatto all’aperto
© howtechnologywork.com
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+ satelliti ⇾ + precisione
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il tempo per ottenre il fix aumenta quando è
cambiata “di molto” la posizione dei satelliti
dall’ultimo uso
in pratica quando:
§ si riaccende il dispositivo dopo molto tempo
§ ci si sposta di molti chilometri
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“Ho due smartphone uguali. Perché uno ottiene
il fix subito e l’altro ci impiega molto di più?”
– commento su Cuneotrekking.com
per migliorare le cose sono usate diverse
tecniche che cercano di “predirre” la posizione
dei satelliti
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GPS Assistito (A-GPS), Extended Prediction
Orbit (EPO), HotFix, ...
esse fanno uso della rete dati o cellulare per
ottenere in anticipo la mappa dei satelliti
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3G/4G
smartphone
ecco perché non di rado uno smartphone
ottiene la informazioni sulla posizione più
velocemente di un dispositivo dedicato
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...comunque anche i dispositivi dedicati ormai ne
fanno uso sfruttando il Bluetooth
3G/4G
GPS
smartphone
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GLONASS
è la controparte del GPS sviluppata dalla
Federazione Russa
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quando si utilizzano i satelliti GLONASS il
tempo impiegato per il fix si riduce del 20%
inoltre il ricevitore è in grado di ricevere segnali
da più satelliti rispetto al solo GPS
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questo è particolarmente utile in gole, canyon,
boschi e città
lo svantaggio del GLONASS è una contenuta
riduzione della durata della batteria
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GLONASS ⇾ + precisione
− batteria
GLONASS è disponibile su praticamente tutti i
dispositivi dedicati, sugli iPhone dal 4S in poi e
su buona parte degli Android moderni
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in sintesi:
§ se disponibile attivare GLONASS
§ accendere il dispositivo all’aperto con un po’ di anticipo (trucco:
vicino a una finestra se si parte da casa)
§ dargli il tempo di ottenere un buon fix
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Sensori
Barometro
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la tecnologia GPS ci permette di determinare
con una “buona” accuratezza la posizione sul
piano orizzontale (latitudine e longitudine)
sul piano verticale (altitudine) l’imprecisione è
decisamente superiore
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⇾ non è sufficiente per chi deve conoscere con
accuratezza la quota o misurare il dislivello
ecco perché è utile anche l’altimetro
barometrico
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il barometro è presente su alcuni dispositivi
dedicati e su alcuni smartphone (es: iPhone 6 e
successivi)
purtroppo esso richiede di essere ritarato
continuamente perché è sensibile ai
cambiamenti metereologici
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soluzione presente sui dispositivi/app più
sofisticati?
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GPS + barometro
è il GPS stesso che calibra costantemente
l’altimetro barometrico
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i dispositivi che ne fanno uso tipicamente hanno
errori di quota ridotti, <5 m
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Bussola elettronica
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la bussola ci permette di sapere in ogni
momento la posizione dei punti cardinali
la bussola elettronica è presente su alcuni
dispositivi dedicati e su buona parte degli
smartphone (es: iPhone 3GS e successivi)
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la bussola su un GPS serve per:
§ orientarsi
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la bussola su un GPS serve per:
§ orientarsi
§ capire come raggiungere un punto (in linea d’aria)
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la bussola su un GPS serve per:
§ orientarsi
§ capire come raggiungere un punto (in linea d’aria)
§ orientare le mappe
© openstreetmap.org
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© openstreetmap.org
79
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2
demo
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Accelerometro
rileva e misura le variazioni di accelerazione
subite dal dispositivo
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determina se ci si sta spostando, in quale
direzione e altre informazioni riguardanti la
posizione e il movimento
viene usato per misurare i passi, stimare le
calorie consumate, etc.
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Sensore cardiaco
permette la rilevazione della frequenza cardiaca
direttamente al polso attraverso la
fotopletismografia
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serve per gli allenamenti (per i runner)
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inoltre i fitness tracker la utilizzano per stimare
le calorie bruciate e misurare la frequenza
cardiaca a riposo (FCR)
suggerimento: durante l’attività indossarlo
stretto e “all’americana”
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Il calcolo del dislivello
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“Durante l’ultima uscita il GPS mi diceva che ho
compiuto 1320 m di dislivello, mentre il
secondo i miei calcoli dovrei averne superati
solo 1134 m. È rotto? Devo portarlo in un
centro assistenza?”
– commento su Cuneotrekking.com
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ascesa stimata
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se calcolassimo l’ascesa come la somma delle
differenze risulterebbe che abbiamo superato
molti metri di dislivello
pur essendo andati perfettamente in piano
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occorre “fare pulizia”, ovvero applicare una
funzione matematica chiamata filtro passabasso
profilo altimetrico “filtrato”
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il filtro deve essere “tarato”
ma non esiste una taratura univoca
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alcuni danno risultati più precisi su percorsi
tendenzialmente in piano
altri su percorsi alpinistici
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ecco perché il dislivello sul indicato sul
dispositivo può essere molto diverso da quello
indicato da altri software
sono solo approssimazioni
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3
demo
Il formato GPX
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96
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da notare che nel GPX non sono indicati
distanza, ascesa, tempo complessivo, etc.
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essi vengono ricalcolati ogni volta
e ogni software li calcola a modo suo
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“Perché se apro uno stesso file con software
diversi ottengo dati differenti?”
– commento su Cuneotrekking.com
5
demo
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il GPX, pur non essendo il formato “migliore”, è
il più universale
101
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Firmware
è il software che rappresenta il cuore del
nostro GPS
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si occupa del suo funzionamento
gestisce l’interfaccia utente, la ricezione del
segnale GPS, la registrazione della traccia, la
cartografia, i punti di interesse etc.
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è bene tenerlo sempre aggiornato
come aggiornarlo?
https://cuneotrekking.com/2013/09/16/come-aggiornare-il-firmware-di-un-ricevitore-gps-garmin/
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Come scegliere il ricevitore GPS più
adatto a noi?
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e non abbiamo considerato Tom Tom, Polar,
Suunto, Mio, Wahoo,Two Nav, ...!
non è necessario acquistare subito il top di
gamma, si può procedere per gradi
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Dispositivo dedicato o app per
smartphone?
Dispositivo dedicato
Prezzo
App
✔
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Dispositivo dedicato
Prezzo
✔
✔
Facilità d’uso
Dispositivo dedicato
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
App
App
✔
✔
✔
109
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Dispositivo dedicato
App
✔
✔
✔
✔
✔
Dispositivo dedicato
App
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
Funzionalità
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
Funzionalità
Precisione
✔
✔
✔
✔
✔
✔
110
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Dispositivo dedicato
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
Funzionalità
Precisione
Robustezza
✔
✔
✔
App
✔
✔
✔
✔
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Dispositivo dedicato
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
Funzionalità
Precisione
Robustezza
Autonomia batterie
✔
✔
✔
✔
App
✔
✔
✔
✔
112
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Dispositivo dedicato
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
Funzionalità
Precisione
Robustezza
Autonomia batterie
Visione al sole
✔
✔
✔
✔
✔
App
✔
✔
✔
✔
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Dispositivo dedicato
Prezzo
Facilità d’uso
Dimensione display
Funzionalità
Precisione
Robustezza
Autonomia batterie
Visione al sole
Cartografia
✔
✔
✔
✔
✔
✔
App
✔
✔
✔
✔
✔
114
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...continua
Dispositivo dedicato
Accessori
App
✔
115
11/14/16
116
11/14/16
117
11/14/16
...continua
Dispositivo dedicato
Accessori
Sensori
App
✔
✔
118
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...continua
Dispositivo dedicato
Accessori
Sensori
Uso con i guanti
App
✔
✔
✔
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...continua
Dispositivo dedicato
Accessori
Sensori
Uso con i guanti
Altri fattori di forma
✔
✔
✔
✔
App
Accessori
120
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App
Android:
§
§
§
§
§
§
§
§
§
AllTrails
Endomondo
GeoResq
Map My Hike/Map My Ride/Map My Walk
OruxMaps
Runkeeper
Runstatic/Runtastic Road Bike GPS/Runtastic Mountain Bike GPS
Strava
ViewRanger
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iOS
iOS:
§ AllTrails
§ EasyTrails GPS
§ Endomondo
§ Gaia GPS
§ GeoResq
§ Map My Hike/Map My Ride/Map
My Walk
§ MotionX GPS
§ Runkeeper
§ Runmeter GPS/Cyclemeter
GPS/Walkmeter
§ Runstatic/Runtastic Road Bike
GPS/Runtastic Mountain Bike GPS
§ Strava
§ Trails
§ ViewRanger
Cartografia
122
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è importante disporre di cartografia “offline”, di
cui si possa usufruire anche in assenza di
connessione dati
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Mappe raster o vettoriali?
raster:
a ciascun pixel viene assegnato uno specifico
colore (come nelle foto)
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vettoriali:
sono ridimensionabili a piacere senza perdere
qualità
il livello di dettaglio aumenta con l’aumentare
dello zoom, mostrando elementi della mappa
prima non visibili
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Vettoriale
Raster
© openstreetmap.org
Vettoriale
Raster
© openstreetmap.org
126
11/14/16
Vettoriale
Raster
© openstreetmap.org
Vettoriale
Raster
© openstreetmap.org
127
11/14/16
OpenStreetMap
la “Wikipedia delle mappe”
128
11/14/16
vettoriali
complete
(curve di livello, sentieri, punti di interesse, etc.)
129
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aggiornate
gratuite
130
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collaborative
molte derivazioni: OpenCycleMap,
OpenMtbMap, VeloMap, OpenAndroMap, ...
131
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6
demo
come installarle sui Garmin?
https://cuneotrekking.com/2014/07/09/openmtbmap-come-installare-su-tutti-i-garmincartografici-le-migliori-mappe-gratuite-per-escursionismo-e-mtb/
132
11/14/16
come installarle su OruxMaps?
133
11/14/16
TrekMap Italia v4 Pro
è la cartografia ufficiale Garmin
134
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vale davvero la spesa (149 €)?
https://cuneotrekking.com/2016/02/23/recensione-della-cartografia-garmin-trekmapitalia-v4-pro-vale-davvero-la-spesa/
Trucchi e consigli pratici
135
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1
scegli l’app o il dispositivo più adatto a te
2
accendi il ricevitore in anticipo
136
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3
tieni il ricevitore dove possa “vedere il cielo”
137
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4
spegni il ricevitore durante le pause
138
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5
parti con le batterie di qualità ben cariche
(e stacca l’antenna WiFi su smartphone)
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6
ricorda che il GPS ha una certa imprecisione
140
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7
esporta le tracce in formato GPX
8
archivia le tracce GPX in un posto sicuro (su
computer con backup o online)
141
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9
prima di partire cerca sul Web una traccia GPX
del percorso che intendi compiere
10
usa una buona cartografia offline
(=OpenStreetMap)
142
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11
mantieni aggiornata la tua app o il software
(firmware) del tuo dispositivo
per concludere:
143
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12
non dimenticare il buonsenso
Per domani
144
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ci vediamo alle 14
ricordatevi di portare:
§ ricevitore GPS (con batterie ben cariche)
§ cavo per collegarlo al computer
§ chiavetta USB
145
11/14/16
Grazie!
146