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揭秘谷歌地球如何看透地球 能为我们做什么
中国发展门户网 www.chinagate.com.cn  2009 年 03 月 23 日 
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“Google地球”,有人把它称为网上地球仪,有人说它让我们换个姿势看地球,还有无数的网迷利用这款软件寻找着乐趣。无论怎样,不得不承认,它的确改变了传统意义上的地图概念。地图不再是抽象的某某路、某某街,取而代之的是一个个实景拍摄的图像。

就在人们为Google的神奇惊喜不已的时候,最近,有消息传出,国内的专家早已开始打造中国版的Google地球,甚至南京版的Google地球也呼之欲出。这些各式各样的立体地图,将呈现给人类一个怎样的地球?而它们又是如何制作的?

自由女神像实景

卫星拍摄的自由女神像

2008奥运会之前,有一颗卫星专盯北京

谷歌地球没用过?那就太遗憾了,但还不晚。从网上免费下载这个软件,找到中国、找到江苏、找到南京,随着鼠标的点击,画面反复推进、放大,越来越清晰,这里是新街口,那里是奥体中心,绿化树都能看得一清二楚,仿佛在高空几百米的地方鸟瞰南京。从2005年6月开始,这款全新的“地球”,让人换个姿态看世界,“仿佛有一种真实的肌肉力量美”,有网友如此评价。

不过,这些影像资料是从哪弄来的,它们是真实的,还是模拟的?带着这些问题,记者采访了谷歌中国产品经理林裕宽。

林裕宽告诉记者,谷歌地球是把卫星照片、航空照相和地理信息系统(GIS)布置在一个地球的三维模型上。用户们可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。很多人都以为这么庞大的地球影像资料是谷歌自己的卫星所拍,但实际上谷歌地球并没有自己的卫星,林裕宽说,“谷歌地球所有的资料都是在公开市场上购买的,也就是用别人的卫星资料和航拍资料。”其中,卫星影像部分来自美国商业卫星公司,航拍部分的来源有BlueSky公司、美国农业部、美国地质勘测机构等政府、民间组织。

由于是购买不同公司的资料,所以就存在“时间差”的问题。林裕宽说,很多人都抱怨有的地区资料比较陈旧,确实存在这个问题,各个地区的影像资料不是同一个时间段的,比如中非和南美洲荒芜地区,速度更新往往比较慢。但是,林裕宽说,开云网页版-开云(中国)官方在线登录报道关注的热点地区,那里的地图更新速度往往非常快,欧洲和亚洲都属于热点地区。比如,北京奥运会之前,Google就特别要求卫星公司专门调动一颗卫星,将奥运会举办的重点城市北京、上海等地全部拍摄下来,所以,当时鸟巢等标志性建筑都可以在谷歌地球上发现。

江苏省测绘局的李明巨总工程师也证实了林裕宽的说法:“记得Google地球刚出来的时候,我就曾经在上面搜索过,很惊讶地发现双子塔已经看不到。再比如发生战争的地带,如加沙等地,更新速度会很快,而在沙漠地区,那里的图片也许三四年都不会有更新。”

卫星是怎样拍摄地球的

那么,完成一次环球拍摄任务,大概需要多长时间?在距离地面遥远的高空,卫星又是凭什么本领“看”清地面的?

关于这个问题,李明巨透露说,卫星的拍摄速度非常快,一颗卫星平均3-7天就可以完成对整个地球的拍摄任务。从卫星来说,离地面300公里的是低轨卫星,300-1000公里的是中轨卫星,而高轨卫星则为离地面3.6万公里,这三种卫星都可以拍摄照片。低轨卫星清晰度当然更高。李明巨还透露说,“卫星地图大多数是来自低轨卫星拍摄,因为清晰度更高。”这一点也得到谷歌公司的确认,林裕宽介绍说,当然,遇到有云彩的日子,卫星也同样看不到地面,这就需要拼接一些不同时期拍摄的图片。

若问离地那么远的卫星如何拍摄到如此高清晰度的照片,其中的原理就比较复杂了。李明巨说,现代科技完全能够做到这一点,甚至比我们想象的清晰度还要高。卫星拍照方式专业称CCD技术,CCD在摄像机里是一个极其重要的部件,类似于人的眼睛,因此其性能的好坏将直接影响到摄像机的性能。

CCD能把光线转变成电荷,再转换成数字信号,经过压缩由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给地面的计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想象来修改图像。这种技术早已经运用到我国其他科技探索项目中,比如我们的绕月探测工程,就是用这个方式来给月球拍照片。

说来有趣,这个相机其实有两种拍摄方式,一种是“块式拼凑”法,比如卫星高空过南京,在卫星的“眼”中,南京由很多矩形组成,这个矩形可不小,一块往往就有121个平方公里,卫星眼一块一块拍,拍完后将所有的图片拼起来就成了一张完整的影像图了。还有一种方式是“线式扫描”,还是拿南京举例,此时在卫星眼里,南京是由无数条虚拟的平行线构成的,一条线的长度可达几十公里,随着卫星眼的移动,拍摄线就从南京的东头“推”到西头,然后将数据处理,就成了一张完整地图。

要问谷歌地球总共用了多少数据资料,李明巨笑着告诉记者:“海量,这就是谷歌地球的数据量。”实际上,谷歌地球的数据来源绝不仅仅只是一颗卫星的杰作。

来源: 新华网
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