Google Earth为什么这么神奇?这得益于它背后强大的技术支持。Google Earth上显示的逼真地理环境大部分来自卫星照片和航空照相,这两者又与地理信息系统共同被置于一个地球的三维模型上。在这里,地理信息系统是一种特定的空间信息系统,又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它在计算机硬件和软件的支持下,对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布的数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示以及描述。有了这个系统,Google Earth才能“听懂”用户的查询,然后迅速开始分析所要查找的目的地的地理环境,并以独特的视觉效果呈现出来。
用户可以通过一个下载到自己电脑上的客户端软件,免费浏览全球各地的高清晰度卫星图片。不过,如此庞大的地球影像资料并非谷歌公司一力所及。谷歌公司的街景车经常不经意地出现在你身边,拍下你熟悉的街道。但这远远不够,谷歌没有自己的卫星,它拥有的所有图片资料都是从公开市场上购得的。其中卫星影像部分来自美国Digital Globe公司与EarthSat公司,航拍部分来自BlueSky公司、美国农业部、美国地质勘测机构等政府机构以及民间组织。此外,Google Earth的热心用户也上传了大量的静态图片,成为每个地点真实场景不可或缺的补充。
那么,卫星是怎样拍摄地球的呢?卫星拍摄的速度非常快,一颗卫星平均3~7天就可以完成对整个地球的拍摄任务。而为了保证所拍图像的清晰度,Google Earth使用的卫星图片全部来自低轨卫星,即在离地面300千米飞行的卫星。如果遇到天空云非常多时,卫星会看不到地面,就好像我们抬头看不到星星一样。这个时候,要展现地球的全貌就需要拼接同一地点不同时期的图像。这就是为什么Google Earth上有些位置信息滞后甚至不准确的原因之一。
Google Earth上的全球地貌影像的有效分辨率至少为100米(即宽度为100米的物品在影像上就有一个像素点,再放大就是马赛克了),通常为30米(例如中国大陆),视角海拔高度为15千米左右。目前提供高精度影像的城市多集中在北美和欧洲,其他地区往往是首都或极重要城市才提供。
实时追踪盗猎者
Google Earth自2005年正式推出以来一直扮演着多种社会角色,除发挥商业、生活等方面的实用功能外,还承担了很多公益项目。谷歌的目标之一就是“改变世界”,Google Earth作为改变世界的工具在很多方面功不可没。例如,“拯救大象”组织(Save the Elephants)就借助Google Earth的技术来保护大象免遭偷猎者杀害。
象牙交易被定为非法已经有很多年了,但偷猎者仍然是大象生存的最大威胁。于是,“拯救大象”组织使用Google Earth把来自整个非洲的大象追踪数据可视化。研究人员可以放大Google Earth上非洲边远地区的卫星图像,并且可在高分辨率的3D背景上实时追踪象群的行动轨迹。这项技术仍然在持续更新,目前大象身上佩戴的、用于记录数据的笨重金属无线电项圈将会被具有全球卫星定位(GPS)功能的项卷所取代,后者所传输的数据会更加安全。
大象所在位置的实时更新和预警信息现在可以安全地传送到该组织的手机应用上,如果想更深入地了解某些数据,管理人员还可以在电脑上使用Google Earth查看追踪过程中所产生的计算机标记语言,一旦发现异常现象,就可以及时采取行动。