国行佳明手表等高线 OSM 地图折腾记

Update 2025/4/7：增加了一种在 Garmin 手表地图遇到 BUG 时的应对策略
Update 2025/4/3：更正了安装步骤中的描述错误，并详细分析了不同资源门户地图的优缺点，给出了一种更合理的佳明手表地图配置策略
Update 2025/3/25：感谢测绘专业大佬 @ajaxyz 的指正，已更新全文中不严谨的部分描述。

1. Background

众所周知，佳明的国行手表自带有国行专属的城市导航地图（带有硬件锁，外区手表无法使用），此国行地图是具备资质且审核过的，道路和 POI 信息更新准确，配合国行手表专属的坐标偏移转换程序，非常适合国内路跑、骑行、步行使用。

然而，此国行地图由于“测绘”等相关法律规定，是完全不包含有等高线信息的。这也导致了此国行地图在“徒步”、“登山”场景中的作用非常有限。而随着我国户外运动的发展，等高线地图的需求也日益增长。目前国内最便利访问等高线地图的方法为使用两步路 App 的等高线叠加层，但毕竟徒步时掏出手机相比于查看手表还是非常不便，通过各种“折腾”手段为国行佳明手表安装等高线地图的需求也应运而生。

本文使用设备：国行佳明 FR 965 + 国行账号

2. Conceptions

2.1 GPS 坐标系统

在我国接触到的最常见的 GPS 坐标系统有四种：

WGS84：地球坐标系，国际通用
GCJ02：火星坐标系（国测局坐标系），由 WGS84 加算法偏移而来，仅国区使用，目前国内大部分接触到的地图底图均为 GCJ02 偏移过后地图数据（即本就是偏移过的地图）
BD09：百度坐标系，基于 GCJ02 再次加偏移而来，除了百度地图及 API 产品外，几乎没什么地方在用
CGCS2000：2000 国家大地坐标系，是未加偏移的原始坐标系，国内主要是天地图在使用

关于 WGS84 和 CGCS2000 坐标系，两者参考的地球椭球模型有所差异（后者的椭球更贴近中国形状），但实际应用中两者的偏移不会超过一米，对于非军事等高精度地图的需求，可以近似认为两者是相等的。故在本文的地形图户外运动场景下，可以认为两者是等同的。

2.2 Open Street Map

Open Street Map，又称 OSM，是一个全球开源的免费地图项目，使用 WGS84 坐标系。由全球贡献者共同参与完成并更新。众多的国内外户外地图的图源大部分都来自于 OSM + ALOS@EORC（包括两步路的等高线信息），可见其应用之广、认可度之高。

值得一提的是，由于在我国测绘必须取得相关的法律资格，所以 OSM + ALOS@EORC（后文简称 OSM）的国区地图理论上是非法的且 Out Of Date 的（但是其依然包含有可靠的等高线和 DEM 等信息资源）。

由于佳明本是航电起家，其地图资源技术的社区讨论活跃度在相当早期就具备极大优势，尤其是社区工具 mkgmap 的出现（基于逆向工程），使得佳明的第三方地图资源的丰富度极大的得到了扩充。

而众多提供户外地图资源下载的门户网站，均是以 OSM 资源为基础，使用 mkgmap 进行打包整合而来，地图的精细程度完全取决于资源提供门户的打包和扩充粒度。这些众多门户在国内使用中最著名的有两个：

2.3 CN China NT & China DEM

这两个是国行佳明手表自带的国区专用地图：

CN China NT 为国行有审核资质的国内导航图，使用 GCJ02 坐标系记录地图数据
China DEM 则是国区地图专用的数字高程模型，模型精度不错，依然是以 GCJ02 坐标系记录数据，在和其他 WGS84 坐标的地图一起使用时会有图层偏移（边界对不准）的情况

2.4 TopoActive

TopoActive 是佳明官方基于 OSM 进行深度定制的户外地图，使用 WGS84 坐标系，在 Garmin Express 中可以下载到基础的免费版本，也可以在海外官网购买更详细信息的付费版本。

值得注意的是，最新的 Garmin 固件将 TopoActive 作为了一个“地图类型”，这导致了 TopoActive 地图要么全部开启，要么全部关闭，无法单独开关其中某个 TopoActive 地图。

2.5 Garmin Express & Garmin Basecamp

Garmin Express 是专门用于管理手表和安装官方地图的软件。值得注意的是，国行手表默认无法下载任何 TopoActive 地图，而通过全局上网模式，可以解锁下载 TopoActive 地图（但是国行 Express 中没有 TopoActive China ML 的下载选项）。

Garmin Basecamp 则是专门的地图管理和路线制定软件，安装第三方 OSM 地图大部分均需要通过 Basecamp 软件进行。

注意：由于有众多案例反馈，Express 和 Basecamp 在 MAC 系统上存在严重的稳定性问题，故在此只推荐使用 Windows 版的 Express 和 Basecamp 软件。本文采用的是 Windows 11 系统环境。

3. Install Map & Map Comparison

使用佳明带登高线地图的方法大致有两种，第一种是使用官方的 TopoActive 地图，另一种是使用第三方 OSM 地图。

3.1 TopoActive

TopoActive 地图的优势在于下载方便，只需 Express 应用和全局上网即可，单独删除时也可以在手表端独立操作。但劣势是只能更改地图类型使其全部加载或全部关闭，并且其性能相比 OSM 地图更差，以及国行手表无法下载 TopoActive China ML 地图。

至于 TopoActive China ML 地图，它是具有硬件锁的，国内流传的解锁版本往往更新日期较早，资源体积也较小，且可能具有 BUG 使用可靠性不会很高。不过在此仍附上 TopoActive China ML 的一些可能的下载途径：

值得一提的是，通过 Express 下载的 TopoActive 地图使用 Basecamp 查看可以发现，它是附带有一张“极为平坦” 的 DEM 对应地图的。由于其“极为平坦”，其作用仅用于渲染山体阴影使用，并不能真正作为高程信息辅助，真是有些侮辱了 DEM 这个词。

由 Basecamp 可确认，随 TopoActive 地图附带有 DEM 对应地图

综上，对于 TopoActive 地图的使用建议为：

若有对应地区更优质的 OSM 地图，则建议优先使用 OSM 地图
TopoActive 地图建议和 OSM 地图互补使用（若地区重叠，TopoActive 地图会覆盖在最上层）
不推荐使用 TopoActive China ML 地图（同时为了稳定性，也不推荐任何其他的解锁地图）

3.2 OSM

第三方 OSM 常用的两个下载门户为 OpenTopoMap（后简称 OTM 门户）和 alternativaslibres（后简称 ALT 门户）：

OTM 门户的地图体积性价比很高，安装也极为方便，其在提供了详细的 OSM 底图之外，还整合了 DEM 信息以及 10m 等高距的等高线；缺点则是等高线平滑度较为逊色，以及不提供本地语言 POI 信息版本的地图
ALT 门户的地图 POI 信息极为丰富，提供本地语言版本，等高线描绘的也较为平滑；但缺点在于只能使用 BaseCamp 进行安装，并且有些国家的地图没有（部分地图需要付费），等高线地形图和高程图未合成为同一个文件导致大部分时间只能二选一

3.2.1 安装

详细的两者安装教程可参考：3分钟说清楚佳明手表第三方地图安装问题（注意，本参考视频含有两个错误，请看下方描述）

上述参考视频的第一个错误：在安装 OTM 门户地图时，应同时下载和安装 Garmin 和 Garmin Contours 两个文件，视频中只使用后者是错误的。

上述参考视频的第二个错误：使用 BaseCamp 时，直接一路 Next 即可，无需手动自定义选取区域，BaseCamp 会自动对地图文件拆包使单个文件小于 4G，非常省心（除非手表空间不够，否则不建议手动选取区域）。

OSM 地图安装的目录均为手表 USB 模式下的 /Garmin/ 文件夹，若要删除，连接手表到 PC 后，在 PC 中管理删除即可。

3.2.2 OTM 和 ALT 门户地图分析以及对比

一般而言，地图的信息丰富程度和地图体积大小直接相关，OTM 和 ALT 门户所有地图的内容信息以及体积对比（压缩包）如下：

经过实测，对于 OTM 门户和 ALT 门户的地图优缺点总结如下：

OTM 优点：体积信息性价比高；可同时启用 DEM + 等高线；等高距 10m
OTM 缺点：等高线平滑度略差；无本地字符信息
ALT 优点：POI 信息丰富度极佳；DEM 信息极为优秀；等高线平滑度好；有本地字符信息
ALT 缺点：体积过大，导致了大部分时候只能在 DEM 和等高线地图中二选一；若要同时启用 DEM + 等高线则需独立安装（很久未更新的）等高线文件；独立等高线文件的首曲线及计曲线区分度很不明显；等高距 20m

ALT 门户地图同时启用 DEM + 等高线的方法；前者使用 Basecamp 安装，后者拷贝 img 安装

至于是否需要 DEM 底图，个人认为是能有则一定要有。因为 Garmin 手表显示等高线时，未严格遵守“等高线高程数字的印刷方向正上方指向更高海拔”这一原则（可见下图示例）。这也导致判定高低海拔时，若有 DEM 渲染则一定比单独依靠等高线更加快速且准确：

左：ALT 门户 DEM + 等高线，中文 POI，等高距 20m，平滑度较好，但计曲线阅读性差（异色，未加粗）；右：OTM 门户 DEM + 等高线，拼音 POI，等高距 10m，平滑度逊色，计曲线阅读清晰

综上我们可知，OTM 门户地图最大的优势在于 10m 等高距的等高线，而 ALT 门户地图的最大优势在于本地字符的 POI 信息以及精度极高的 DEM 底图。两个门户对于等高线的处理策略也非常不同，OTM 门户是牺牲平滑度换取了 10m 等高距，ALT 门户则是牺牲等高距换取了平滑度（在此处个人更倾向于 10m 等高距的优势更大）。

最终，个人采用的配置为混搭，即 ALT 门户 Base Map with DEM 混搭 OTM 门户等高线，这样既拥有了本地化精细的中文 POI 地图和精细度极佳的 DEM，也拥有了 10m 等高距的等高线信息：

ALT 门户底图 + DEM，混搭 OTM 门户等高线；安装时需安装 ALT 门户的 Base Map with DEM（Basecamp 安装）+ OTM 门户的 Contours（拷贝 img 安装）

4. GPS Deviation Experiments & Deviation Logic

对于国行手表而言，CN China NT 和 China DEM 这两个独占的地图是以 GCJ02 坐标来记录的（即均为偏移过的地图），而其他的所有地图（OSM、TopoActive）均为 WGS84 坐标记录的地图数据。以 CN China NT、China DEM、OSM China（来自 ALT 门户，后文省略）为例，将两种坐标系记录的地图混合使用时，会出现地图边界偏移无法对齐的情况。

左：CN China NT + China DEM 无 DEM 偏移；右：OSM China + China DEM 有 DEM 偏移

左：CN China NT + TopoActive HK 地图无法对齐；中：OSM China + TopoActive HK 地图可以对齐；右：CN China NT + China DEM + OSM China 地图DEM对齐但等高线无法对齐

综上可得结论（同坐标系记录的地图资源一起使用，不要跨坐标系使用）：

CN China NT 和 China DEM 建议配合使用，且不要和其他资源一起使用
OSM 地图可以和 TopoActive 地图配合使用
地图由上至下的覆盖顺序为：
- TopoActive（自带有等高线）
- （来自 OSM 地图的）等高线
- CN China NT
- 其他 OSM 地图的底图

4.1 Garmin 内部地图处理逻辑猜测：

运行逻辑前提：

原生采集数据均为 WGS84 坐标（如当前定位、轨迹存储等）
地图文件存储时只记录坐标数据，不记录坐标类型，地图加载时不受偏移程序的影响
Garmin 内部以 WGS84 为基准加载地图数据
- 以 GCJ02 格式记录的地图，加载时会整个地图产生偏移（即存储了偏移的地图）
- 以 WGS84 格式记录的地图，加载时不会产生偏移（即存储了不偏移的地图）

运行逻辑推断：

佳明手表运行时以 WGS84 为运行基准
若当前地图中启用了 CN China NT：
- 则启用算法偏移转换程序
- 定位、轨迹等数据加偏后转换为 GCJ02 坐标，匹配（本就是偏移的）CN China NT 地图
- 地图文件加载时：
  - 以 GCJ02 存储的地图可以与 CN China NT 边界对齐（例：China DEM）
  - 以 WGS84 存储的地图无法与 CN China NT 边界对齐（例：TopoActive，OSM）
若当前地图中未启用 CN China NT：
- 定位，轨迹等数据可以直接以 WGS84 匹配
- 地图文件加载时：
  - 以 GCJ02 存储的地图无法边界对齐 WGS84 地图（例：China DEM）
  - 以 WGS84 存储的地图可以互相边界对齐（例：TopoActive，OSM）

证据：在 Garmin Connect（iOS）运动记录的轨迹详情页面，右下角的纠偏按钮默认是开启的。

4.2 多说一下 Garmin 手表地图类型的操作：

地图类型分为：TopoActive、城市导航图、底图
Default 选中为 TopoActive
可能为 BUG（或故意如此设计）：
- 选中 TopoActive 时，TopoActive 地图全部开启（无法单独关闭其中某个），同时其他各个地图文件可单独开关
- 选中其他两个选项时：
  - 只开启 CN China NT + China DEM 时（或 OTM 门户地图时），必须选择“底图”；若选择“城市导航图”，退出菜单再进入，选项会被重置为“底图”且先前设置的各个地图文件开关会混乱
  - 只开启 ALT 门户的地图时，必须选择“城市导航图”；若选择“底图”，退出菜单再进入，选项会被重置为“城市导航图”且先前设置的各个地图文件开关会混乱

5. Config & Practice

综上，理想状况下个人选取的最终配置如下：

适用于跑步、步行、骑行：
- 地图类型：“底图”
- 地图：
  - CN China NT
  - China DEM 高程信息
适用于越野跑、徒步、登山：
- 地图类型：“TopoActive”
- 地图：
  - ALT 门户的 CN Base Map with DEM（含 MC 和 HK）
  - OTM 门户的 CN 独立等高线 Contours（含 MC 和 HK）
  - TopoActive TW + KR + JP

5.1 佳明地图图层 BUG

除了在 4.2 中描述的地图类型疑似 BUG 外，在随着 Garmin 手表系统版本更新后，还可能会出现如下的 BUG：

切换运动类型时，CN China NT 无法随各项运动的图层配置正确打开或关闭，可能会一直保持开启或关闭状态，需要手动在图层配置中点击其开关两次（刷新配置）才能正常

此 BUG 极其恼火，不知道哪次系统更新就好用了，哪次就不好用了。目前我的应对策略是：所有运动全部使用 OSM 地图（彻底关闭内置地图），并根据运动类型不同，按需使用 DEM 渲染和等高线渲染。

5.2 两步路导入轨迹

综合 4.1 和 4.2 内容，经过实测，使用 iOS 系统时，从两步路分享 GPX 轨迹文件（GPX 轨迹文件的标准规定采用 WGS84 坐标）到 Garmin Connect 同步轨迹至手表，在 5. 中配置的两种地图模式下均不会发生轨迹偏移情况。

但在此并不保证安卓系统进行同样的操作不会导致轨迹偏移，若存在偏移情况，可参考令人抓狂的佳明手表等高线轨迹偏移怎么破？进行修复。

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