初階教學之一 — Google Earth 的發展背景簡介

Google的地圖業務總體稱為「Search Location」。Google的地圖服務產品線,主要分成3個部份:Google Maps,Google Local及Google Earth。

Google Earth(以下簡稱「GE」)其基礎技術來自於Keyhole公司。

Keyhole是一家衛星圖像公司,總部位於美國加州的Mountain View,成立於2001年, 從事數值地圖測繪等業務,它提供的Keyhole軟體可讓使用者透過網路瀏覽衛星及航照影像,這一項技術依賴於數以TB計的衛星影像資料庫--而這正是GE的前身。

  20041027GOOGLE宣佈收購了Keyhole公司,並於20056月推出了GE系列軟體。整體來說GE和以前的Keyhole並沒有什麼太大的差別(影像數據、功能都差不多,只是界面作了調整),但與Keyhole的營運思維卻有很大的不同,GOOGLE將最基本的GE版本定義為Free的免費軟體,可以不限時間地自由使用,而Keyhole以前只允許試用7天而已、而且試用版面的主要界面上一直有個大大的「TRIAL MODE」浮水印,如下圖。


GE的衛星影像,並非只是單一的來源,而是衛星影像與航拍的數值資料加以整合。其衛星影像部分來自於美國DigitalGlobe公司的QuickBird商業衛星與EarthSat公司(www.earthsat.com,影像來源於陸地衛星LANDSAT-7衛星居多),航拍部分的來源有BlueSky公司(www.bluesky-world.com,英國公司,以航拍、GIS/GPS相關業務為主)、Sanborn公司(www.sanborn.com,美國公司,以GIS、測量、空中勘測等業務為主)等。

  說到這裡,簡略介紹一下全球的商業影像衛星:目前全球衛星影像解析度排名前三的是:美國DigitalGlobe公司的QuickBird、美國IKONOS及法國SPOT5。其中SPOT5可以提供解析度為2.5米的影像、IKONOS可提供1米左右的影像、而QuickBird就能夠提供最高為0.61米的高精度影像,是全球商用的最高影像解析度。在衛星影像方面,美國五角大樓每年都會給予其三大主要合作夥伴DigitalGlobeIKONOSORBIMAGE數十億美元的資助,作為回報。自然是這些公司的衛星影像資料將在第一時間交給五角大樓作為軍事應用,而且針對某些敏感區域在規定的時限內不允許商業化。當然,這些公司還是會將限制之外的影像出售,如Keyhole(後來的Google Earth) 就是DigitalGlobe的一個客戶。

三家商用衛星公司,在台灣都有代理商提供服務,如QuickBird在台灣地區的代理商是銳悌科技公司,其每一幅圖最低限度二十五平方公里,要價就要新台幣二萬五千元,所以,目前在GE所看到的全球的高解析度影像,可真是天文數字!不過據瞭解,GE並不需要花什麼錢,這些衛星影像公司都很樂意提供服務,只要GE能在圖面上顯示這些公司名稱即可,如下圖的台北地區影像就由TerraMetricsDigitalGlobe這兩家公司所提供。

 現在回過頭來繼續介紹一下QuickBirdQuickBird衛星隸屬於美國DigitalGlobe公司,由Ball航天技術公司(Ball Aerospace & Technologies Corp)、柯達公司和空間公司(Fokker Space)聯合研製,於20011018日在美國的Vandenberg空軍基地順利發射升空送上太空軌道,並於同年12月開始傳回資料。捷鳥衛星從450公里外的太空固定軌道拍攝地球表面上的地物、地貌等空間資訊,最大成圖比例尺可達1150012000,其黑白波段的影像分辨率高達0.61米(也就是說一個寬度為61cm的物品,在QuickBird衛星黑白影像中就以一個像素點pixel存在),彩色的分辨率為2.44米,為全球首顆突破1米以下分辨率之商用光學衛星。且QuickBird衛星為太陽同步衛星,平均46天即可拍攝同一地點的影像。目前捷鳥二代正在進行改進,以期獲取0.5米分辨率的影像。

GE上的全球地貌影像的有效分辨率至少為100米,通常為30米(例如台灣的中央山脈),視角海拔高度(Eye alt)為15公里左右(即寬度為30米的物品在影像上就有一個像素點,再放大就是馬賽克了),但針對大城市、著名風景區、建築物區域會提供分辨率為1m0.6m左右的高精度影像,視角高度(Eye alt)分別約為500米和350米。目前提供高精度影像的城市多集中在北美和歐洲,其它地區往往是首都或極重要城市才提供,台灣地區的平地地區除了雲林、嘉義縣、台南縣、台東縣的部分地區以外,其餘大都提供了高精度影像。

GE的出現造成了傳統GIS界的極大震撼,它就好像是平民化的GIS,不需要什麼門檻及購買昂貴的GIS軟體,只要會用電腦,誰都可以上網使用,抛開專業的GIS的應用如空間分析等功能不談,GE幾乎滿足了絶大多數人希望探索我們的地球的渴望,所以,才短短的一年光景,其應用五花八門,如雨後春筍般的紛紛冒出,實在很難想像它對於整個世界的衝擊有多大,也很難判斷未來的發展會變的怎樣,何其有幸,我們身處這個當下,趕快來學會怎樣用GE來看待我們的世界吧!

下一篇將探討GE的版本的差異,敬請期待!

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