Измерение фактического пройденного расстояния по карте (с учетом изменения высоты)

Следуя этому вопросу: сколько калорий сжигает пеший туризм?

Итак, в том же путешествии приложение для отслеживания моих подруг сообщило, что мы проехали 20 км. Теперь это было основано на том, что мы путешествовали по квартире, но мы также путешествовали вверх примерно на 1 км.

Так сколько же мы на самом деле прошли? У меня была мысль, что это как-то связано с теоремой Пифагора, но это казалось слишком далеким.

Итак, если бы мы прошли, скажем, 10 км по прямой и поднялись на 1 км, сколько мы на самом деле прошли (примерно)?

Первый математический вопрос на TGO. И все такие "ДААААА" :)

Ответы (5)

На самом деле Pythagoras - это именно то, что вы бы использовали, приближенное настолько точно, насколько вам нужно для точности.

Что я имею в виду под приблизительным, это:

  • Если вы следуете непрерывному наклону, вам действительно нужен только один прямоугольный треугольник для вычисления гипотенузы, но если ваш наклон меняется, более точная цифра будет получена, если каждое изменение наклона будет считаться новым треугольником. Это также позволяет вам ходить вверх и вниз по склону.

Это очень быстро усложняется и раздражает, поэтому для большинства целей вы можете приблизиться к «немного больше» одного прямоугольного треугольника.

Мое предпочтительное решение:

  • GPS, который включает измерение высоты (из GPS или атмосферного давления) или орографические данные на своих встроенных картах, чтобы он мог рассчитать для вас общее пройденное расстояние.

И в ответ на ваш конкретный вопрос, 10 км в поперечнике и 1 км вверх дают вам общее расстояние 10049 м (что в основном составляет 10 км :-)

Мой личный опыт показывает, что оценка пройденной вертикальной высоты с помощью портативного устройства GPS не является точной. Даже при путешествии по идеально ровной местности он будет иметь значительный уклон из-за погрешности измерения и колебаний давления, и нет никакого способа отличить это от фактических изменений высоты.
На самом деле все зависит от качества GPS-устройства :-) Хорошее GPS-устройство может дать вам очень точные данные о высоте, и даже для большинства из них ошибка высоты указана в 1,5 раза по сравнению с погрешностью по горизонтали. Это означает, что пользователь стандартных потребительских GPS-приемников должен учитывать +/-23 метра (75 футов) с DOP, равным 1, для достоверности 95%.

Что именно вы хотите измерить?

Если вы хотите оценить использование обуви, лучше измерять шаги, а не расстояние.

Если вы хотите оценить усталость, то есть эвристика, вы должны предположить, что 100 м вверх эквивалентны 1 км по ровной местности.

Итак, вы прошли 20-километровый эквивалент. Это заняло у вас в два раза больше времени, чем если бы вы шли по ровной местности, и вы сожгли примерно в два раза больше калорий.

Это только оценка, но по моему личному опыту она очень точная.

Вероятно, вам следует взглянуть на этот вопрос outdoors.stackexchange.com/questions/6574/… . Я думаю, что этот ответ более актуален там?
100 метров вверх - это 1 км по квартире? Я никогда раньше этого не слышал, и мы почти каждый день совершали марши в течение 10 лет службы в армии. Я не говорю, что вы не правы, просто это кажется очень расплывчатым. На сайте geokov.com/education/slope-gradient-topographic.aspx есть отличное объяснение. Например, бег на 247 метров по подъему на 280 метров эквивалентен 373 метрам.
Вы не сможете правильно оценить эффект подъема, если не включите горизонтальное расстояние. 100 м на 1 км вы заметите, 100 м на 10 км - это ничто.

Вы можете получить точную оценку пройденного расстояния по времени или шагу. Правило Нейсмита (способ оценки времени прохождения определенного расстояния при подъемах) может помочь с временным аспектом, но представляет собой только оценку времени, необходимого для прохождения определенного расстояния с учетом подъемов и спусков. Зная ожидаемую среднюю скорость и затраченное время, можно оценить пройденное расстояние.

Шаг может быть очень точным при тренировке, но очевидно, что это немного обременительно, когда вы пытаетесь измерить относительно большие расстояния.

Вы также можете получить представление о пройденном расстоянии в холмистой местности, используя контурные линии на картах.

См. http://www.mcofs.org.uk/estimating-distance-travelled.asp для более подробной информации.

Итак, если бы мы прошли, скажем, 10 км по прямой и поднялись на 1 км, сколько мы на самом деле прошли (примерно)?

(похоже, математическая разметка здесь не включена?)

km = sqrt( distance^2 + elevation^2 )

 = sqrt( 10^2 + 1^2 )

Вы добавили целых 50 метров к своему походу с увеличением высоты на 1 км. Это предполагает устойчивый наклон.

Если маршрут идет вверх по холму и вниз по долине, вам придется повторять каждый склон. Явно не работа для логарифмической линейки. Вам понадобится как точный GPS, так и точная карта местности.

У нас не так много призывов к математике!

Изменение расстояния от квартиры довольно мало.

Наклон 10 % — это когда вы начинаете наносить удары носком, а не пяткой. Ваша нога согнута, когда ступня касается земли, и вы должны выпрямить ее. Это намного больше работы. Ваше расстояние примерно на 0,5% больше из-за уклона.

Стандартная лестница имеет подъем на 7 из 10. Теперь вы проходите примерно на 12% больше расстояния.

Типичные откосы осыпей имеют угол естественного откоса -- около 35-40 градусов. Теперь вы проходите примерно на 25% больше расстояния.

Однако это плохой способ взглянуть на это. Подъем и спуск требует гораздо больше энергии, чем перемещение по горизонтали. Когда вы идете по уклону 8% или ниже, биомеханика движения вашей ноги и длина шага определяют вашу скорость. Немного потренировавшись, вы сможете удлинить свой шаг и увеличить скорость.

При наклоне около 10% вы должны использовать другое движение, менее эффективное, с гораздо большей энергией. Для большинства из нас на 20% склоне (крутом холме) разговор состоит из коротких фраз, разделенных затяжками. (Я знал одного парня, который мог петь, поднимаясь по 15-процентному склону. Он также играл на волынке. Другой мог вести разговор на склонах и скоростях, я мог только хрюкать. Он сажал деревья на горных склонах в течение 5 месяцев. )

Спуск не намного лучше. Ваши мышцы не предназначены для поглощения энергии. Спускаясь с холма, вам часто требуется время, чтобы выбрать свой путь. Длительный спуск может оставить вас на дне с «желеобразными ногами», дрожащими от усилия сокращения под нагрузкой. Для этого тоже можно тренироваться, но машина для подъема по лестнице не работает. Вы должны спускаться по склону или лестнице.

Для беговых поездок в каком-то смысле мне все равно, как далеко я действительно проехал. Я хочу иметь хорошее представление о том, сколько времени это займет. Итак, у меня есть оценка «эффективного расстояния изменения высоты».

Что касается планировочных расстояний, я вычисляю 5:1 по высоте. То есть метр вверх фактически добавляет 5 метров по горизонтали. Это справедливо как для подъема, так и для спуска.

На практике подъем занимает больше времени у всех, кроме самых подготовленных, но спуск все же медленнее, чем плоский (вы более тщательно выбираете приземление). Как поднимаясь, так и спускаясь, вы делаете более короткие шаги.

Таким образом, 20-километровый круговой маршрут с общим количеством подъемов и спусков в 1 км займет примерно столько же времени и оставит такую ​​же усталость, как и 25-километровый плоский маршрут.

Более подробно: 8% — магическое число с точки зрения градиентов. Примерно до 8% уклона (8 футов подъема на 100 футов по горизонтали) вы можете нормально ходить. У вас удар пяткой. Ваш шаг укорачивается вверх по склону и удлиняется вниз по склону. При 10% для большинства людей вы переходите на приземление на носок и карабкаетесь, а не идете. Это далеко не так эффективно. Вы обнаружите, что вертикальное изменение полностью определяет вашу скорость. Например, когда вы идете, вы делаете 3 км/час. Когда вы лазите, вы делаете 1200 метров в час. Ваши цифры будут отличаться.

Но мне достаточно правила 5:1.