Google Earth软件终极教程之历史&背景篇

2007-04-26 17:22:36 来源: 上帝之眼 举报
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Google Earth软件(以下简称“GE”)来源于Keyhole(钥匙孔)公司自家原有的旗舰软件。

Keyhole是一家卫星图像公司,总部位于美国加州山景城(Mountain View),成立于2001年, 从事数字地图测绘等业务,它提供的Keyhole软件允许网络用户浏览通过卫星及飞机拍摄的地理图像,这一技术依赖于数以TB计的海量卫星影像信息数据库--而这正是GE的前身。

2004年10月27日GOOGLE宣布收购了Keyhole公司,并于05年6月推出了GE系列软件。整体来说GE和以前的Keyhole并没有什么太大的差别(影像数据、功能都差不多,只是界面作了调整)--但与Keyhole的运营思路不同的是,GOOGLE将最基本版本的GE定义为Free软件,可以不限时间地自由使用,而相应的Keyhole以前只允许试用7天而已、更呕气的是它的试用版面的主界面上一直有个大大的“TRIAL MODE”水印,让人实在不爽(当时为了避开这个水印还专门弄了一台极高分辨率的显示器来用)--在这二点上的确可以看出GOOGLE公司的远视之处(当然,二家公司的经济实力也完全不同,不能就此批评Keyhole太小家子气)。

怀旧的画面:消失了的Keyhole

GOOGLE EARTH的卫星影像,并非单一数据来源,而是卫星影像与航拍的数据整合。其卫星影像部分来自于美国DigitalGlobe公司的QuickBird(捷鸟)商业卫星与EarthSat公司(www.earthsat.com,美国公司,影像来源于陆地卫星LANDSAT-7卫星居多),航拍部分的来源有BlueSky公司(www.bluesky-world.com,英国公司,以航拍、GIS/GPS相关业务为主)、Sanborn公司(www.sanborn.com,美国公司,以GIS、地理数据、空中勘测等业务为主)等。

说到这里,简略介绍一下我们这个世界的商业影像卫星:目前全球卫星影像解析度排名前三的是:美国DigitalGlobe公司的QuickBird(捷鸟)、美国IKONOS及法国SPOT5。其中SPOT5可以提供解析度为2.5米的影像、IKONOS可提供1米左右的影像、而捷鸟就能够提供最高为0.61米的高精度影像,是全球商用的最高水平。在卫星图像方面,美国五角大楼每年都会给予其三大主要合作夥伴DigitalGlobe、IKONOS和ORBIMAGE数十亿美元的资助,作为回报自然是这些公司的卫星数据将在第一时间交给五角大楼作为军事应用,而且针对某些敏感区域在规定的时限内不允许商业化。当然,这些公司还是会将限制之外的影像出售,如Keyhole(后来的GOOGLE EARTH) 就是DigitalGlobe的一个买主,而我国很多和DG公司也有业务合作,如笔者在的当地政府就跟该公司购买过本城市的某波段卫星图像(某个省会城市),整图大小共6GB多,耗资数十万元人民币。另广东2004年买的某地区共2500多平方公里卫星影像共耗资146万元人民币(捷鸟的多波段彩色合成的现成影像针对大陆地区的价格约是30美元/平方公里,台湾地区的价格也是如此。如果是定购的话当然价格会更贵)。如果哪位同学有意向当然也可购买,这些公司在大陆都分别有了代理商,而且GE中也为DG公司的卫星影像销售埋下了小小伏笔,后详。

QuickBird卫星拍摄的上海东方明珠

回过头来继续介绍一下捷鸟:QuickBird卫星隶属于美国DigitalGlobe公司,由Ball航天技术公司(Ball Aerospace & Technologies Corp)、柯达公司和空间公司(Fokker Space)联合研制,于2001年10月18日在美国的Vandenberg空军基地顺利发射升空送上太空轨道,并于同年12月开始传回数据。捷鸟卫星从450公里外的太空固定轨道拍摄地球表面上的地物、地貌等空间信息,最大成图比例尺可达1∶1500至1∶2000,其黑白波段的影像分辨率高达0.61米(也就是说一个宽度为61cm的物品,在捷鸟卫星黑白影像中就以一个像素点存在),彩色的分辨率为2.44米,为全球首颗突破1米以下分辨率之商用光学卫星。且QuickBird卫星为太阳同步卫星,平均4~6天即可拍摄同一地点的影像。目前捷鸟2代正在进行改进,以期获取0.5米分辨率的影像。

QuickBird卫星于2005年1月拍摄的广州市区

GE上的全球地貌影像的有效分辨率至少为100米,通常为30米(例如中国大陆),视角海拔高度(Eye alt)为15公里左右(即宽度为30米的物品在影像上就有一个像素点,再放大就是马赛克了),但针对大城市、著名风景区、建筑物区域会提供分辨率为1m和0.6m左右的高精度影像,视角高度(Eye alt)分别约为500米和350米。目前提供高精度影像的城市多集中在北美和欧洲,其它地区往往是首都或极重要城市才提供。中国大陆有高精度影像的地区有:北京、上海、香港(深圳沾边也有影像显示,或者说是沾光?)、澳门(珠海和斗门也沾边)、四川的潼川(即三台,31°04′ 105°09′)、黑龙江的大庆(46°35′ 125°00′)与宫棚子(45°46′ 124°52′)、新疆库尔勒(Korla 41°45′ 86°08′),台湾省已提供的高精度影像地区较多,有10个,每个市都有。PS,说句题外话,为什么这么意外会出现潼川、大庆和库尔勒的高精度影像呢?注意到了么?里面分别有大坝、油田与军用机场。

好啦,GE家族史和背景都说清楚啦,下面我们开始进入上帝的视角--GE的世界!

附录1 访问 http://www.spaceimaging.com/products/ikonos/index.htm 可查看到若干IKONOS卫星拍摄的影像,最高精度为1m。

IKONOS卫星拍摄的位于巴西和巴拉圭边界的伊泰普大坝(Itaipu Dam),点击可查看原图(2177×1801,1.6MB)

附录2 捷鸟卫星技术参数

发射时间:2001年10月18日

运载火箭:Delta Ⅱ

发射地点:美国范登堡空军基地

轨道高度及倾角:450 km 98° 太阳同步

重访周期:1~3.5天

视角:沿轨道方向和垂直轨道方向均可调整

轨道周期:93.4分钟

每轨拍摄:约57景

幅宽与图像大小:主要景幅宽 星下点为16.5 km 可达到的地面宽度 544 km(中心点为卫星地面轨道,最大倾角30°)

定位精度:圆误差 23 m;线性误差 17 m(无地面控制点)

传感器分辨率&光谱波段:全色 星下点 61 cm黑白:445~990 nm多光谱 星下点2.44 m 蓝 450~520 nm 绿 520~600 nm红 630~690 nm近红外 760~900 nm

数据编码方式:11 bit/s

卫星姿态控制系统:三轴稳定/恒星跟踪稳定/惯性平台/飞轮/GPS

星上存储器:128 Gbit/s

卫星设计寿命:7年

梅义 本文来源:上帝之眼 责任编辑:王晓易_NE0011
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