Google Earth 圖像解析

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這禮拜在準備Google Earth上課教材時，我借用中研院有個介紹台灣地區各種不同解析度Google Earth圖像的KML檔，從30米解析度的Landsat 7 的離島圖像、2.5米解析度SPOT 5的山地地區影像、1米解析度Ikonos平地地區影像，到最高的北中高三個都市地區0.12米解析度影像，我再加上3英吋解析度的超高解析度圖像，以及Frank Taylor用風箏照相機所拍的超超高解析度的BBQ島圖像，並且也補上我在蘭嶼套疊農航所五千分一正射空照影像，以及在信義計畫區套疊台北市政府都發局的千分之一空照圖，作成了這個KMZ檔，可作為教學的範例說明。

另外，我也找到GEB Frank Taylor去年曾寫過一篇”About Google Earth Imagery“，文中對於Google Earth的圖像有很深入淺出的說明，看來我就不必再多費心思去寫這方面的說明了，以下我就直接翻譯這篇文章，橘紅色的文字是我填加的補充說明。

About Google Earth Imagery
Frank Taylor 2009/3/16 Google Earth Blog

關於Google地球圖像

你會驚訝有多少人剛開始知道Google地球時都會認為Google地球圖像是即時的，或者說，只會是一天前的。
我想會有這種想法有一部分來自從衛星照片看天氣，因為氣象衛星的圖像或氣象雷達只是幾個小時前的。
但是，問題是要獲得高分辨率的圖像是非常具有挑戰性的。

氣象衛星是在地球同步軌道(36,000公里)上。而高分辨率的衛星（如那些由商業衛星運營公司，如GeoEye 或 DigitalGlobe公司所經營）只是位在幾百公里的地球上空自己的衛星軌道上。這意味著他們只看到一小部分的地球。他們通常每隔90分鐘繞地球一圈，但每次卻只能拍到約 1％的地球，而且大部分地區覆蓋著都是水。

因為Google地球只挑選最好的圖像，所以要找到最好的圖像必須各種條件的配合：如太陽是在一個較高的角度，當衛星通過時會比較少陰影，雲越少越好，霾氣或污染也要越少越好。不管你信不信，這些因素要同時湊在一起是相當罕見的。

一旦採取到可以接受的圖像，在提供給客戶之前，它需要時間由一家像GeoEye之類的商業性的供應商來處理這些數據。
Google是其中一個客戶（一個非常大的一個）。Google必須先評估比對新的圖像和當前圖像，以確定是否是新的比目前更好。我想他們正在試圖盡可能的自動化，這是可能的。但是，對於一些人口眾多的重要都市地區，這個過程中就會牽涉到人的因素。這個過程需要時間 – 特別是當你想到這麼龎大的地球。一旦圖像被選中，它必須被轉換成Google地球的資料格式和坐標系統。然後，它要經過一個質量控制過程，並反饋到一個處理系統，然後才會慢慢分發到正在運作中的Google地球的資料庫伺服器。這就是為什麼你通常在Google地球找不到任何圖像的拍攝日期小於 6個月左右。又為何更新只發生大約每60天一次。

不是所有Google地球的圖像都來自衛星。還有很多的圖像大多來自在飛機上具有特殊高分辨率相機的成果。一些圖像甚至來自風箏和氣球。Google獲得的圖像從各種供應商。有些圖像則來自市政府或州政府。各種圖像的拍攝日期差別很大，但大部分的高分辨率圖像是6個月至5年之間的。同樣，因為圖像來自於各種來源，這些過程從得到這個圖像到放在Google地球是一個複雜的過程，涉及大量的時間和精力。

另一個原因，為什麼你不覺得這是較新的圖像，那是因為它需要花費大筆的金錢來產生這些高解析度的航空圖像，這些製圖公司花這麼多錢當然需要賺回來。最近的圖像當然比舊的圖像更具有價值，因此，這些公司都不願意讓他們的最新圖像供任何人免費在Google地球觀看。(你想一下，若在Google地球都有最新的圖像，那舊的圖像相對地是不是就很沒價值呢？)

在你要將這些圖像作商業使用之前你可以先閱讀Google地球的協議書。您不能擅自將Google地球圖像用於商業目的出售或使用。

Google最近釋放很多的圖像在一些獨特事件。例如，對於2008年北京奧運會 Google為北京地區發布了2週齡的圖像。
(或者，海地大地震的空照在24小時之後就可取得。)
然而，有些接近即時的地球圖像是可以在Google地球看到的！
“什麼？你講了這麼多不行，現在你卻說可以？”你可能會這樣問我。
當然，你可以在”天氣”的文件夾之下找到”雲”的圖層。”雲”的圖層實際上是來自氣象衛星，它是一個全球性的照片，最近的影像大約為3小時前。OK，所以這不是你想的那種即時圖像。

在NASA有一個稱為”DailyPlanet“的圖層，它是一個大約每像素250米分辨率涵蓋整個地球的中解析度圖像。你可以下載這個kmz檔案。

這些圖像是取自MODIS Terra衛星，儘可能的將6-12小時之內的圖像快速的處理，而且它是不斷更新的。當您下載上頭的kmz檔，你可以看到地球的雲層。雲可能不正確，因為衛星必須處理多重影像訊號並加以拼接，以構成一張完整的圖像。(不同時間拍攝的雲位置很難拼接)

當你放大，你會看到更高的分辨率，最後是1個點（因為這是中解析度圖像）。還記得去年(2008)10月在加州火災？你可能會看著煙霧從太空看到。你可以看到沙塵暴，大火災，火山爆發，霾天氣，乾旱，洪水和 – 當然 – 雲。目前，這一NASA的圖層是地球上最新最即及時，最高分辨率圖像，而且會不斷更新，提供給廣大公眾。

而且，新的 Google地球5，Google增加了一個新的歷史圖像功能，你並不僅僅局限於現存在Google地球上的圖像而已。Google的資料庫現在所庫存的歷史圖像非常龐大。很多地方，Google有 2、3份，甚至30份不同時間的圖像。在某些情況下，你甚至可以找到最新的圖像，甚至比目前Google地球上的圖像還新。通常情況下，舊的圖像會比新的圖像看起來較好。歷史圖像功能是一個驚人的資源，我鼓勵大家都來看看。

無論如何，我希望這篇文章有助於提供大家一個在Google地球的圖像以及它是如何運作的更好地了解。這是一篇概括的陳述，是根據我自己的看法和意見。

歡迎發表評論。
(這篇文章曾於2008年2月第一次發表)

(曾經不只一個人問過我，Google Earth Pro版本的圖像是否品質會比較好？會有這樣的誤解，大概是認為花了錢(GE Pro版本每年要美金四百元)，就應該獲得比較好的圖像品質，其實GE的圖像所有版本都一樣，不過GE Pro的圖像列印(Print images)是可以達到4800畫素，比GE的1000畫素高很多，這一點可能造成某些人的誤會。我想就借這個Google Earth 圖像解析的議題，在這裡也順便澄清一下。)