“Google地球”,有人把它稱為網上地球儀,有人說它讓我們換個姿勢看地球,還有無數的網迷利用這款軟件尋找著樂趣。無論怎樣,不得不承認,它的確改變了傳統意義上的地圖概念。地圖不再是抽象的某某路、某某街,取而代之的是一個個實景拍攝的圖像。
就在人們為Google的神奇驚喜不已的時候,最近,有消息傳出,國內的專家早已開始打造中國版的Google地球,甚至南京版的Google地球也呼之欲出。這些各式各樣的立體地圖,將呈現給人類一個怎樣的地球?而它們又是如何制作的?
自由女神像實景
衛星拍攝的自由女神像
2008奧運會之前,有一顆衛星專盯北京
谷歌地球沒用過?那就太遺憾了,但還不晚。從網上免費下載這個軟件,找到中國、找到江蘇、找到南京,隨著鼠標的點擊,畫面反復推進、放大,越來越清晰,這里是新街口,那里是奧體中心,綠化樹都能看得一清二楚,仿佛在高空幾百米的地方鳥瞰南京。從2005年6月開始,這款全新的“地球”,讓人換個姿態看世界,“仿佛有一種真實的肌肉力量美”,有網友如此評價。
不過,這些影像資料是從哪弄來的,它們是真實的,還是模擬的?帶著這些問題,記者采訪了谷歌中國產品經理林裕寬。
林裕寬告訴記者,谷歌地球是把衛星照片、航空照相和地理信息系統(GIS)布置在一個地球的三維模型上。用戶們可以通過一個下載到自己電腦上的客戶端軟件,免費瀏覽全球各地的高清晰度衛星圖片。很多人都以為這么龐大的地球影像資料是谷歌自己的衛星所拍,但實際上谷歌地球并沒有自己的衛星,林裕寬說,“谷歌地球所有的資料都是在公開市場上購買的,也就是用別人的衛星資料和航拍資料。”其中,衛星影像部分來自美國商業衛星公司,航拍部分的來源有BlueSky公司、美國農業部、美國地質勘測機構等政府、民間組織。
由于是購買不同公司的資料,所以就存在“時間差”的問題。林裕寬說,很多人都抱怨有的地區資料比較陳舊,確實存在這個問題,各個地區的影像資料不是同一個時間段的,比如中非和南美洲荒蕪地區,速度更新往往比較慢。但是,林裕寬說,新聞報道關注的熱點地區,那里的地圖更新速度往往非常快,歐洲和亞洲都屬于熱點地區。比如,北京奧運會之前,Google就特別要求衛星公司專門調動一顆衛星,將奧運會舉辦的重點城市北京、上海等地全部拍攝下來,所以,當時鳥巢等標志性建筑都可以在谷歌地球上發現。
江蘇省測繪局的李明巨總工程師也證實了林裕寬的說法:“記得Google地球剛出來的時候,我就曾經在上面搜索過,很驚訝地發現雙子塔已經看不到。再比如發生戰爭的地帶,如加沙等地,更新速度會很快,而在沙漠地區,那里的圖片也許三四年都不會有更新。”
衛星是怎樣拍攝地球的
那么,完成一次環球拍攝任務,大概需要多長時間?在距離地面遙遠的高空,衛星又是憑什么本領“看”清地面的?
關于這個問題,李明巨透露說,衛星的拍攝速度非常快,一顆衛星平均3-7天就可以完成對整個地球的拍攝任務。從衛星來說,離地面300公里的是低軌衛星,300-1000公里的是中軌衛星,而高軌衛星則為離地面3.6萬公里,這三種衛星都可以拍攝照片。低軌衛星清晰度當然更高。李明巨還透露說,“衛星地圖大多數是來自低軌衛星拍攝,因為清晰度更高。”這一點也得到谷歌公司的確認,林裕寬介紹說,當然,遇到有云彩的日子,衛星也同樣看不到地面,這就需要拼接一些不同時期拍攝的圖片。
若問離地那么遠的衛星如何拍攝到如此高清晰度的照片,其中的原理就比較復雜了。李明巨說,現代科技完全能夠做到這一點,甚至比我們想象的清晰度還要高。衛星拍照方式專業稱CCD技術,CCD在攝像機里是一個極其重要的部件,類似于人的眼睛,因此其性能的好壞將直接影響到攝像機的性能。
CCD能把光線轉變成電荷,再轉換成數字信號,經過壓縮由相機內部的閃速存儲器或內置硬盤卡保存,因而可以輕而易舉地把數據傳輸給地面的計算機,并借助于計算機的處理手段,根據需要和想象來修改圖像。這種技術早已經運用到我國其他科技探索項目中,比如我們的繞月探測工程,就是用這個方式來給月球拍照片。
說來有趣,這個相機其實有兩種拍攝方式,一種是“塊式拼湊”法,比如衛星高空過南京,在衛星的“眼”中,南京由很多矩形組成,這個矩形可不小,一塊往往就有121個平方公里,衛星眼一塊一塊拍,拍完后將所有的圖片拼起來就成了一張完整的影像圖了。還有一種方式是“線式掃描”,還是拿南京舉例,此時在衛星眼里,南京是由無數條虛擬的平行線構成的,一條線的長度可達幾十公里,隨著衛星眼的移動,拍攝線就從南京的東頭“推”到西頭,然后將數據處理,就成了一張完整地圖。
要問谷歌地球總共用了多少數據資料,李明巨笑著告訴記者:“海量,這就是谷歌地球的數據量。”實際上,谷歌地球的數據來源絕不僅僅只是一顆衛星的杰作。
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