[圖文]揭秘谷歌地球如何看透地球
「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體尋找著樂趣。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。地圖不再是抽像的某某路、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？而它們又是如何製作的？
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體，找到中國、找到江蘇、找到南京，隨著滑鼠的點擊，畫面反覆推進、放大，越來越清晰，這裡是新街口，那裡是奧體中心，綠化樹都能看得一清二楚，彷彿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，「彷彿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，記者採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)佈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體，免費瀏覽全球各地的高清晰度衛星圖片。很多人都以為這麼龐大的地球影像資料是谷歌自己的衛星所拍，但實際上谷歌地球並沒有自己的衛星，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。
由於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，那裡的地圖更新速度往往非常快，歐洲和亞洲都屬於熱點地區。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，當時鳥巢等標誌性建築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，我就曾經在上面搜尋過，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，那裡的圖片也許三四年都不會有更新。」
衛星是怎樣拍攝地球的
那麼，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，衛星又是憑什麼本領「看」清地面的？
關於這個問題，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，遇到有雲彩的日子，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。
若問離地那麼遠的衛星如何拍攝到如此高清晰度的照片，其中的原理就比較複雜了。李明巨說，現代科技完全能夠做到這一點，甚至比我們想像的清晰度還要高。衛星拍照方式專業稱CCD技術，CCD在攝像機裡是一個極其重要的部件，類似於人的眼睛，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碟卡保存，因而可以輕而易舉地把數據傳輸給地面的計算機，並借助於計算機的處理手段，根據需要和想像來修改圖像。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。
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傑作。
紐約清晰度最高，能看清報紙上的字嗎？
對於許多玩家來說，很容易就能發現谷歌衛星地圖裡各地的清晰度並不是完全一樣。「紐約等美國城市的分辨率應該是最高的，分辨率大約為0.6米」，林裕寬告訴記者。0.6米是什麼概念呢？就是說0.6米乘以0.6米那麼大面積，在地圖上反映出來就是一個點，這是能看到的極限面積了，也就是說，通過谷歌地球，在紐約能看到報紙那麼大的物體，如果再放大，畫面上就是模糊的馬賽克，什麼也看不清了。
讓許多玩家更為羨慕的是，紐約等大城市的衛星地圖已經進入更高「境界」了——當地的地圖裡已經糅合了3D技術。所謂3D就是將高層數據以及表面數據結合在一起，人們看到的實際是兩張地圖疊加在一起的效果，讓人有身臨其境的感覺，因為看到的高樓大廈都有很強的立體感，視覺衝擊感更為震撼。
李明巨接受採訪時，就點開了紐約華爾街，在立體地圖裡，高低錯落的繁華世界極具視覺衝擊。快速點擊時，隨著畫面的推進，觀賞者就像一隻自由馳騁的鳥，在高樓裡穿梭，飛來飛去。
再看美國標誌性建築——自由女神像，可以從上看到下，從前看到後，比到那裡旅遊還要感覺真切。「有人說能看到報紙上的字，我覺得這有點誇張了」，李明巨告訴記者，不排除美國有軍事衛星確實能做到這一點，但是從免費提供下載的谷歌地球來看，紐約等大城市的分辨率已經最高了，尚且做不到這點，更別說其他地區了。
Google地球有免費和收費兩種
李明巨說，相比國外大城市而言，南京等國內城市的清晰度就差了很多。林裕寬告訴記者，中國城市，例如南京分辨率只有2-2.5米左右。
「不是我們不想清晰，現有的圖像只能達到這一步」，谷歌地球專家證實說，清晰度的好壞與原始資料有著很大的關係。紐約曼哈頓的清晰度為0.6米，而南京大約2-2.5米，所以看起來不是那麼清晰，正如上面所說，這並不是谷歌公司所能決定的。有的商業公司往往會將最先進的技術運用到美國等城市，因為這樣拍攝出來的照片不僅可以提供給谷歌，還可以提供給其他需要者，利潤會達到最大化。不過，林裕寬透露，好消息是，最新南京、蘇州的衛星地圖資料已經在醞釀大幅度更新，南京市民將會看到比以前清晰得多的照片。
「現在『谷歌地球』雖然有免費和收費兩種，但是兩種地圖的完整性和清晰度都是一樣的，只不過針對特殊的企業，比如石油探測等等，我們會提供局部地區的增強版，比如會做成視訊等等。」林裕寬解釋說。
南京版的Google地球，能看清地上的籃球
近幾年來，伴隨著Google地球的火爆，中國測繪科學院也在緊鑼密鼓地打造中國版的「谷歌地球」，這就是「影像中國」軟體。專家介紹，雖然我們使用的衛星數據沒有「谷歌地球」的分辨率高，但是，「影像中國」的優勢在於我們大量使用了航拍圖像，這些航拍圖像的分辨率是衛星圖像無法比擬的。比如山西的太原市市區，就是用航拍飛機拍攝的圖像，分辨率可以達到0.08米，你能夠看到市區住宅樓的台階，比「谷歌地球」的分辨率更高。
李明巨告訴記者，中國測繪50年來也發生著翻天覆地的變化。上個世紀50年代，江蘇全省的地圖都是靠測繪人員兩個肩膀扛著儀器，一筆一畫量出來的，沒有一兩年，一張地圖是做不下來的。到了80年代，航空攝影開始成主流，但是當時採用的仍然是老式光學機械儀器，一台儀器就佔滿了20平方米的屋子，一個星期也只能測幾平方公里，效率不高。到了90年代中期，計算機開始進入測繪領域，飛機掃瞄的圖片可以在計算機裡看到，效率提高了2-3倍。近幾年來，測繪技術的提高主要是信息化處理的速度，將來中國也準備發射自己的測繪衛星，那前景就更為廣闊了。
李明巨透露說，其實從去年開始，他們已著手研究類似於「谷歌地球」的紐約版，已經製作了南京夫子廟、中山陵的3D立體圖像，所有的資料都是來自航拍，清晰度達到了0.2米，地上一個籃球都能看得很清楚。這個地圖繪製後，將成為今後「虛擬旅遊」發展的重要資料，不過暫時還沒有對外公開。
李明巨認為，Google定期提供免費衛星影像，這是一種「戰略」，有一定商業噱頭。目前，不止Google一家公司提供衛星地圖，微軟也在做類似的虛擬地圖，功能也差不多，但它的數據完整性不如Google。中國也在做類似於Google的初級產品，比如武漢一所大學旗下的一家公司就在做，並掌握了初級數據。
未來的谷歌地球，會帶我們去火星旅行嗎？
不管怎樣，Google也注意到了中國國內的動向，因此，他們的技術也在不斷更新，最新的5.0版本推出時，已經讓人大為吃驚了。
在最新版本的谷歌地球中，谷歌公司提供了大量的歷史影像。谷歌公司中國區宣傳人員告訴記者：「我們認為正在做的這項工作令人興奮，我們增加了一些很迷人的影像，例如19世紀40年代的舊金山，或者50年代的拉斯維加斯。我們還增加了美國從19世紀80年代到90年代的全國範圍的歷史數據。」
原來的谷歌地球雖然有谷歌海洋，但一直只有大塊的藍色的廣闊區域代表海洋，還有一些低分辨率的陰影代表海水的深度，讓人看得索然無味。但從5.0開始，谷歌地球將擁有一個詳細得多的海洋探測地圖（海床）。專家告訴記者：「這樣你就可以躍入海水，考察用3D圖像模擬的海底的角落和縫隙。當你進入谷歌海洋，你還可以看到數以千計的關於海洋生物的視訊和圖片，最佳衝浪景點的詳細資料，真實的航海探險的記錄日誌，以及更多的數據和資料。」
林裕寬稱，「我們的目的就是讓人們瞭解這個地球，瞭解現在，甚至有可能是將來，還將擴展到地球以外的地區，例如，現在我們已經擴展到火星了。」至於未來的谷歌會是什麼樣？林裕寬告訴記者：「毫無疑問，那將會更加方便，甚至也許無需下載就能直接玩起來，清晰度也會進一步提高。」
至於Google地球怎麼玩，記者在隨後的調查中更是大吃一驚，因為，有不少人在玩的同時，也利用Google地球為自己幹了不少實事。這些聰明的玩家分佈在全球各地，有的就在咱們南京。（鍾曉敏劉峻）
Google地球能為我們做什麼
不久前有媒體報道，英國一個小偷將「谷歌地球」當成作案工具，利用它鎖定不少建築的鉛質屋頂，盜走大約值14萬美元的鉛。借助「谷歌地球」，小偷還事先找好「撤離路線」。這個小偷的行為自然可恨，但是他巧妙利用Google為自己服務的思路倒是值得借鑒。實際上，利用衛星地圖，人們不僅可以上天觀氣象，入地探寶藏，還可以坐在家中遨遊世界，開展「地圖之旅」；更有甚者，借助它，我們還能避免偏聽偏信，不被商家過分誇大的宣傳蒙蔽雙眼，從而買到心儀的房子。不信？你看！
從衛星上看，位於加拿大境內的這座山就像一個印第安人頭像
利用Google地圖成功救出迷途大學生
在自然災害面前，谷歌地球的功能發揮得淋漓盡致。去年5·12四川大地震發生後，為幫助政府盡快瞭解災情狀況,谷歌在全球範圍內緊急調動各項資源，尋找實時衛星圖片，並免費向中國國家地震局和測繪局提供數據支持。在多方協助下，最新災區衛星圖片於第一時間提供給抗震指揮部門做賑災部署決策參考。
而全國公安系統應用它，則不止一次成功實施了搜尋營救。去年3月12日上午10點，浙江湖州師範學院的6名大學生，從湖州長興收費站旁邊開始爬山，可直到下午5點，他們還沒有下山，因為他們迷路了。湖州警方確立營救方案時，借助谷歌地球確立搜尋路線、指揮搜山，最終成功營救出了6名大學生。
應該說，上天入地，谷歌地球在很多領域均顯示出了巨大威力。除了運用它發現寶藏、進行搜尋營救，目前在天文觀測、空間物理探測、軍事偵察、氣象觀測、資源普查、環境監測、大地測量等方面運用都很廣泛。
不進博物館世界名畫看得更真切
今年初，谷歌地球又增加了一個新用途，讓用戶能在其中以超高分辨率細緻入微查看14張世界級名畫。Google地球和普拉多博物館聯手，讓荷蘭畫家魯賓斯和倫布蘭特等著名畫家的傑作展示在一個虛擬畫廊中。Google地球用戶點擊西班牙進入普拉多博物館後，就能盡情欣賞這些名畫。這些傑作的掃瞄像素最高可達140億，「你能看到的細節比一個普通遊客在博物館裡用千萬像素的攝像機所能捕捉到的圖片還要清晰1400倍。」放大後甚至能讓你看清表面的龜裂紋，16世紀偉大畫家博斯三聯畫作品中的細節、《降下十字架》裡臉上的淚花、《人間樂園》裡複雜的手指等，而這些細微之處即使你在博物館裡面對真畫都不一定能分辨出來。
除了發揮Google地球的以上這些功能，對於普通人來說，巧妙利用Google當「地圖旅行家」，則更是意趣盎然。南京外國語學校高二年級的李修嫻就是一個不折不扣的「地圖旅行家」，而且，利用「網上談兵」的經驗，在第一次去美國實地參觀時，李修嫻就能綽綽有餘地應付周圍的一切了。
身在南京欣賞美國友好家庭的遊泳池
李修嫻告訴記者，由於功課緊張，上高中以後，她不能再像小時候那樣，跟著爸爸媽媽到處旅行了，不過自從接觸了Google衛星地圖後，她就經常在地圖上旅行。海南島最南端的三亞、雲南大理，還有泰國、英國、印度等異國風情，她都從谷歌地球上領略過一二。
去年夏天，南京外國語學校組織幾十名學生，前往美國開展「修學旅行」活動，李修嫻名列其中。宣佈名單當天，她向老師要了一張修學旅行行程表格。臨行前一周，李修嫻對照行程，從谷歌地球上，把要去的地方一一搜了出來，提前開始了旅行。
學校安排學生們第一站前往洛杉磯，帶領大家參觀好萊塢、柯達城，還有迪斯尼樂園。李修嫻在谷歌地球上搜羅到了這些地方後，首先鳥瞰了一遍，還打印出來，與同學們分享。第二站，學校帶他們去圖森，參觀一個「Davis-Moilthan.AFB」，這是美軍航空博物館。從谷歌地球上，她竟看到了好幾種形狀各異、用途不同的飛機，這讓對飛機感興趣的她，興奮不已。第三站就去看尼亞加拉大瀑布，最後一站到紐約，參觀洛克菲勒中心、華爾街，然後再去看自由女神像。
谷歌地球對美國的地圖更新及時，清晰度比一般國家更高，李修嫻不僅把每個地方的全景看了個遍，細微之處也不放過。看完之後，她還羨慕起同學程子雲來，原來他們去美國後，並不住在賓館，而是住在友好家庭裡。程子雲要去的友好家庭位於「E Via cornucopia」，從地圖李修嫻發現程子雲要入住的那戶友好家庭有一個非常大的遊泳池！
「哇，住在這裡的人太爽了!」李修嫻感歎了一遍又一遍。原來，不僅這戶友好家庭有遊泳池，從衛星地圖上看，這一片是個別墅區，家家有遊泳池。
不過，她也有被同學羨慕的時候，班上有一位叫張嘉雪的同學被亞歷山大大學錄取了。在該同學還未去之前，李修嫻提前在地圖上，進行了亞歷山大大學「一日遊」。去美國參與修學之行時，她又身臨其境感受了一回大學氛圍，還拍了很多照片回來。
Google地圖說別信房產商的大忽悠！
「提前看谷歌地球，有很多實際用途的。」李修嫻告訴記者，每次外出旅行，她肯定會看一下賓館與機場的距離，「這樣我能確定打車時，不會被宰。」李修嫻巧妙利用Google地球為旅行帶來便利，周志勇則利用Google地球識破了商家的忽悠，避免了一次巨大的經濟損失。
周志勇是南京一家軟體公司的員工，他是去年才來南京的，因此，對南京的地形很不熟悉。到了南京以後，周志勇就想買房安定下來，就在這個時候，一個朋友遞給他一張樓盤廣告。廣告稱，這家樓盤所在的位置交通便捷，距離捷運站步行只需15分鐘。周志勇怦然心動，第二天到了辦公室，他就迫不及待打開網絡，在衛星地圖上找到了該樓盤。
在地圖上，周志勇發現從該樓盤到捷運站，必須經過3個十字路口，而且要過一座橋。此外，從該小區到第一個十字路口，並非直行路線，必須要從另外一個小區圍牆外面「兜」上大半圈。走這麼一大段路，到達捷運站只要15分鐘？周志勇內心不免生疑。後來，去實地考察時，他特地對此留了心。
周志勇發現，這個樓盤相當大，有好幾十幢樓，步行穿過小區就得花上15分鐘。再繞過附近的一個小區圍牆，過3個十字路口，到達捷運站至少要花40分鐘！
「15分鐘怎麼也到不了捷運站，不知道商家怎麼計算出這個時間的。」周志勇開玩笑地告訴記者，「當然，除非是飛人劉翔，那估計問題不大。」
雖然，這次考察沒能讓周志勇滿意，但是就在這次實地考察後，他卻意外發現這一帶大環境不錯。今年，周志勇又繼續在谷歌地球上搜尋，還是在這一帶，他發現了兩個紅色的大圈，經驗老到的他，一眼認定這是兩個帶塑膠跑道的操場；繼續搜尋一番後，他認定這兩個操場正是兩所高校的操場，並且這兩所高校離得非常近；周志勇當即決定就在這兩所學校附近購房。
3月初，周志勇順利買到一處二手房，65個平方米，只花了52萬，「雖然小區老了點，環境也一般，但大學就是我家的後花園，我還可以經常到操場上跑步、打球健身，一舉兩得。」周志勇笑著說。
現在，只要有空，周志勇就喜歡瀏覽Google地球。雖然對南京城還不是很熟，但是南京的各大地標性建築，他早已瞭然於胸。在記者的要求下，他和記者一起來了一次南京地標建築大搜集。
中山陵風景區享有「南京綠肺」之稱，打開Google地球一看，果然名不虛傳！起初，在這顆墨綠色的「肺」裡，你會看到一條「白線」；將畫面放大，「白線」就變成了一個巨大的鍾形；繼續放大就能看到台階了。去過中山陵的人都知道，中山陵有392級台階，遺憾的是，由於分辨率不夠，在衛星地圖上，是沒辦法細數的。
從衛星地圖上看，在廣闊的河西地帶，有一個奇特的白色「飛碟」，這個「飛碟」其實就是奧體中心主體建築。再如巍峨壯觀的賽虹橋立交，在谷歌地球上，就像交織的「拉麵」一般。記者還發現，谷歌地球上的南京火車站造型也十分獨特。火車站的主體建築，就像一列停靠在鐵軌上的列車。而候車室頂部，則像鑲嵌了一條大魚似的。不僅有魚頭、魚身，還有魚尾巴呢！
眾所周知，夫子廟核心景區，是一派明清建築風格。那麼，在谷歌地球上，這種風格能否顯示出來呢？告訴大家，由於圖像不夠清晰，我們只能看到屋頂。不過，能看得出來，它的頂部鋪上了小瓦，與其他猶如「火柴盒」一般的住宅樓，還是有所區別的。
當然，通過谷歌地球，記者也看到了一些令人捧腹的建築圖形。比如，有一個圖形，看上去很像一個沒有蓋子的抽水馬桶，記者查了一下，這竟是河西的一家大型酒店。另外一座建築的頂部，像極了一隻橢圓形的瓷盤，「盤子」的邊上還有一圈細細的「花紋」。
足不出戶周遊世界遍覽有趣之處
和周志勇一樣，閒暇時間，地圖玩家張俊也喜歡在Google上「閒蕩」，衛星遙感圖像的逼真，讓他愛不釋手。
「子曰，知之為知之，不知Google知。」幽默的張俊告訴記者，如今，他最大的樂趣之一就是在Google上搜圖。
「你看這幅圖片，這叫『加拿大人臉』，從空中看，它就像一張滿是驚慌失措表情的人臉，但實際上它只是自然的傑作。這個圖像被稱為『荒地守護者』，它的『臉』實際上是水流侵蝕泥土自然形成的。圖像中的人好像還戴著耳機，實際上那是一條公路，黑點是一口油井。你再看一看，這是玻利維亞一艘名為Jassim號的貨輪，2003年在蘇丹海岸附近的暗礁中擱淺，並最終沉沒。現在，它成了在谷歌地圖上肉眼可見的最大沉船。」張俊如數家珍一般，向記者展示了他珍藏的一系列圖片。
張俊介紹，谷歌地球並沒有提供地圖上所有地點的名字，一些地方就需要玩家自己去尋找和辨認。但是不必擔心，不少玩家會將自己找到的地點，設置為地標文件，放到網上，資源共享，許多你不熟悉的地方，通過別人的貢獻，也就成了你的「圖中寶物」。
鑽進神秘的「地球之耳」瞧瞧去
「你知道嗎？地球有個耳朵！你想不想知道地球的耳朵長得啥模樣？」在打開一幅收藏地標前，張俊很神秘地賣了一個「關子」。隨後，只見他輕輕地點擊了一下滑鼠，蔚藍色的地球就開始旋轉，龐大的地球盡在他的掌控之中，幾十秒鐘後，我們跟著滑鼠翻山越嶺「飛」落在了羅布泊。放大N倍之後，記者看到這裡的一處地形，極像一隻巨大的人耳。看完地球之耳，張俊還把地圖傾斜30度，讓記者觀察羅布泊地貌，欣賞山脈的傾斜面。「羅布泊曾經是絲綢之路的要衝，由於自然變遷，這裡從水草豐茂的綠洲最終成為人跡罕至的荒漠，變成一個充滿自然和文化之謎的神秘地區。」張俊說，「地球之耳」蘊藏太多謎團，引得無數科學考察人員深入其中，捨生忘死尋找答案。
早在奧運會開幕前，大家只能對鳥巢滿懷憧憬時，張俊已經從谷歌地球上先睹為快了。「這個軟體太酷了！」張俊說，谷歌地球讓禁地成為「進」地。「從衛星地圖上鳥瞰鳥巢，那種視覺衝擊帶來的快感，是我們從電視畫面中無法獲取的。」
「哈哈，利用谷歌地球，偶爾還能看到一些模糊的隱私。」張俊打開澳洲「Bondi Beach」地圖時，映入記者眼簾的，是一幅海灘實景圖。圖中，成千上萬名男男女女或赤裸身體，或穿著泳衣；或懶懶地躺在沙灘上曬太陽，或在海邊戲水。
