我們都很熟悉BIGEMAP上的谷歌地球,它是由谷歌開發的虛擬地球儀軟件。無論是工作應用、還是教學演示、亦或是個人出於好奇查看衞星影像以及歷史影像,谷歌地球都必不可少。
那麼,我們在軟件上看到的谷歌地球的衞星影像,都是怎麼來的呢?
▲ BIGEMAP的地圖源-谷歌地球裏放大的成都
一、谷歌地球的開發歷史
美國著名的賽伯朋克流科幻作家尼爾·史蒂芬森,在他1992年的科幻小説《雪崩》裏,曾描述虛擬地球這樣一個場景,這是創立谷歌地球技術原型的Keyhole公司當時的靈感來源。
▲2002年的EarthViewer軟件
20世紀90年代末,Keyhole公司成立,隨後他們集合了技術和數據,推出Keyhole EarthViewer。這款軟件在2003年伊拉克戰爭中,被美國有線電視新聞網大量地使用。
2004年,Keyhole向谷歌創始人展示了他們的軟件,同年10月,谷歌正式收購了Keyhole,並在2005年推出了谷歌地球第一個版本,谷歌地球3.0。
▲谷歌地球的版本更新沿革
二、谷歌地球的衞星影像數據都來源哪裏?
1.谷歌地球上拼接而成的衞星影像
為了保證衞星影像清晰、並且沒有云層遮擋,谷歌地球的工程師想出集合衞星圖像,挖掘數百萬TB文件,將高清的衞星影像拼接在一起。
而這些拼接的地圖數據,谷歌地球的官方文檔明確標明,是來源於發射衞星的提供商和平台的大量衞星影像,以及飛機上拍攝的航空影像:
比如美國地質調查局、美國航天航空局這些機構;而不是我們認知中,由衞星直接拍攝地面影像並傳輸回地面。
因此,這些衞星影像不具備實效性、看不到實時變化;並且,由於數據眾多,衞星影像的質量也各不相同,就容易導致影像的錯位和扭曲。(所以不要問為什麼不能天天更新,為什麼更新這麼慢)
2.谷歌地球的衞星影像提供商
國家與城市的衞星影像,我們定位到國內外的衞星影像,各個地圖來源提供商都盡不相同。
將地圖縮小,可視範圍變大時,圖像由多張航拍圖拼接而成。影像來源有美國國家海洋與氣象局、美國宇航局、美國國家地理空間情報局、美國國家航空航天局等等。
而放大到某一地區到最大:比如國內的成都,衞星影像提供商都是美國Maxar;
國外的美國紐約、日本東京,顯示的衞星影像來源有陸地衞星、哥白尼計劃和日本ZENRIN公司等等。
美國華盛頓
通過這些大概可以看出,谷歌地球集合的數據之海量。
3.谷歌地球的衞星影像發展沿革
在美國宇航局與美國地質調查局的陸地衞星8號發射之前,谷歌地球大部分的衞星影像數據依賴於陸地衞星7號拍攝的衞星影像。
當時很多國家的衞星影像都來源自陸地衞星7號。
▲上圖MODIS與下圖陸地衞星7號的比較
而後面由於陸地衞星7號的硬件故障,導致有很多的衞星影像出現條紋等。
我們現在打開BIGEMAP查看谷歌地球歷史影像,發現有些BUG仍存在;而有些是谷歌地球優化後的影像。
▲BIGEMAP上顯示的谷歌地球歷史影像
在陸地衞星8號發射之後,谷歌地球隨後也宣佈將衞星影像升級成了陸地衞星8號,清晰程度大幅的被提高。
▲上圖陸地衞星7號與下圖陸地衞星8號的比較
3.衞星影像質量的分佈不均衡
我們通過瀏覽國內外衞星影像可以看到,國外的衞星影像相對高清很多。
▲BIGEMAP上南京19級衞星地圖
▲ BIGEMAP上日本東京19級衞星地圖
除開氣象、雲層、天色明暗、霧霾等因素(事實上,衞星很大幾率拍攝到的都是陰天),我們通過衞星數據的提供商可以看出,日本、美國等國家都是收集的本國衞星公司、或本國航拍公司的高清影像:
比如日本,放大到最大,可以看到提供商來源於ZENRIN:ZENRIN是日本唯一一個地圖精確到住宅的地圖公司,同時也給谷歌提供地圖數據。
▲ 日本東京
然後選取國內的一個城市,並放大以查看衞星影像提供商,來源是美國Maxar太空技術公司。
▲成都
沒有本國航拍數據的衞星影像,自然就沒有擁有高清航拍數據的國家清晰了(國內航拍都需要報備,一般都是小範圍使用,更不可能主動向外提供)。
▲ BIGEMAP傾斜攝影源代碼展示
三、結尾
但即便這樣,谷歌地球上的衞星影像質量仍舊先進和高清。分佈各行業的很多BIGEMAP客户,都以此衞星地圖為基礎,來應用到自己的工作方便自己。
▲ BIGEMAP地圖種類