28 июня 2016 в 12:19

Google значительно повысила качество спутниковых карт

Спасибо спутнику Landsat 8



Старые карты Google Maps: район Центрального парка Нью-Йорка

Новые карты Google Maps

Каждые несколько месяцев Google обновляет спутниковые карты Google Maps и Google Earth, добавляя новые спутниковые фотографии и улучшая методы обработки. Например, три года назад компания научилась составлять безоблачную мозаику неба.

Сегодня Google провела самое большое обновление спутниковых карт за последние несколько лет, используя снимки со спутника Landsat 8.

Спутник дистанционного зондирования Земли Landsat 8 выведен на орбиту в феврале 2013 года. Он делает фотографии с разрешением 15/30/100 метров на точку. Сенсоры Operational Land Imager (OLI) и Thermal InfraRed Sensor (TIRS) имеют более высокое отношение сигнал-шум (SNR) и позволяют снимать до 12 бит на точку. Сенсор OLI получает изображения в девяти диапазонах видимого света и ближнего инфракрасного диапазона, а TIRS — в двух диапазонах дальнего (теплового) ИК. Точность позиционирования инструментов составляет 12 и 41 метр, соответственно.

Google сообщает, что в новой базе спутниковых фотографий не только используются более качественные снимки, но также применяются новые техники обработки и склеивания фотографий. Не последнюю роль в этом сыграли и более качественные исходные данные, ведь в новом спутнике Landsat 8 используются длинные линейные массивы фотодатчиков, снимающие сразу всю ширину поля зрения спутника — 185 километров.

Усовершенствована техника составления безоблачной мозаики, так что бесшовная мозаика в целом стала более чёткой и ясной. Это важное улучшение, ведь ежедневно облака закрывают около 70% земной поверхности.

Новые фотографии улучшают качество только спутниковых фотографий среднего и общего плана (зум от 0 до 12), но не самые детальные фотографии городов на максимальном зуме, которые поставляют другие частные и государственные спутники, в том числе от DigitalGlobe.

Несмотря на это, разница в качестве потрясающая.


Ледник Колумбия на Аляске


Город Детройт, США (к северу и западу от реки)


Швейцарские Альпы

Набор инструментов Landsat 8 гораздо более продвинутый, чем у Landsat 7 — и это сразу видно на фотографиях, которые отличаются лучшей детализацией, более насыщенными цветами. Кроме того, Landsat 8 отличается беспрецедентной частотой обновления снимков: каждый день он снимает почти вдвое большую территорию, чем Landsat 7 (400 сцен в сутки у Landsat 8 против 250 сцен в сутки у Landsat 7).

Google признаётся, что все последние годы составляла мозаику спутниковых карт только из фотографий Landsat 7, который после аппаратного сбоя 2003 года начал присылать некачественные данные — фотографии с большими диагональными белыми полосами. Например, вот как выглядят фотографии одной и той же территории в американском городе Оклахома-Сити в 2000 и 2003 годах.


Оклахома-Сити, 9 июля 2000 года


Оклахома-Сити, 20 сентября 2003 года

Фотографии с такими полосами сложнее склеивать в единую мозаику.

Для обработки использовались стандартные программные интерфейсы Earth Engine API, доступные в том числе для сторонних исследователей. Те же API использовались учёными для составления интерактивных карт изменения лесного покрытия планеты и карт рисков распространения малярии.

Мозаику всей поверхности нашей планеты Google составила из фотографий Landsat 8 общим объёмом примерно 1 петабайт, совокупным разрешением 700 триллионов пикселей. Для сравнения, это количество пикселей примерно в 7000 раз больше, чем предполагаемое количество звёзд в нашей галактике Млечный путь, или в 70 раз больше, чем предполагаемое количество галактик во Вселенной.

Для склеивания 1 петабайта фотографий Google понадобилось более 6 миллионов часов процессорного времени: задача почти неделю обсчитывалась на кластере из 43 000 компьютеров в вычислительном облаке Google.


Озеро Балхаш, Казахстан


Город Бразилиа, Бразилия

С сегодняшнего дня новые спутниковые фотографии открыты во всех картографических продуктах Google, в том числе на спутниковом слое Google Maps.
Анатолий Ализар @alizar
карма
667,3
рейтинг 598,4
Редактор
Похожие публикации
Самое читаемое

Комментарии (48)

  • –2
    А мне казалось, что сначала делаются фотографии с максимальным приближением, а уже из них создаются остальные (слои)… Так вроде логичнее и проще? Или тут есть свои «подводные камни»?
    • 0
      на максимальном приближении сложнее сделать фотографии в единых условиях. При масштабировании получится каша из разных погодных условий, времен года итд.
      А так пройтись намного проще по большой территории.
    • +5
      Снимки высокого разрешения закупаются только для отдельных территорий, вроде крупных городов. Ландсат же бесплатно дает возможность покрыть всю Землю. Предположу также, что у Ландсат временное разрешение получше, чем у спутников с более высоким разрешением (16 суток, вроде), благодаря чему выше вероятность получить актуальные снимки без атмосферных помех вроде облаков и дымов.
      • +2
        Ландсат же бесплатно дает возможность покрыть всю Землю.
        Бесплатно? Создание, вывод на орбиту и поддержание спутника стоит ого-го сколько.
        • +5
          Бесплатно на серверах НАСА без смс, но, вроде бы, с регистрацией.
          • +1
            Здесь — даже без регистрации. Если нужен только Landsat, этот интерфейс удобнее EarthExplorer от NASA и USGS и т.п.
        • +5
          У них в США есть правило — что оплатили налогоплательщики (из бюджета), то второй раз не оплачивается.
          • –5
            Если бы так и было. Метро, напиример, часто получает подачки, в то же время проезд дорогой.
            • +1
              Идите, читайте про U.S. Government works, если найдете там что-то про метро, возвращайтесь и расскажите.
            • +1
              Метро в Бостоне, NYC, Сан-Фране и VTA в Санта-Кларе строили на местные налоги, не федеральные.
    • 0
      Ну, из подводных камней, например, я вижу эффект мозаики на общих планах, когда разные части фото сделаны с различными условиями освещения — на каждый смнимок нужно время, за это время положение земли и спутника относительно солнца меняется, что приведет к разной яркости и цветам каждого кусочка. Обрабатываать их все для приведения к адекватному виду муторно и долго (а следовательно — дорого). Проще сделать общий план одним снимком.
      • +2
        Для начала, свежих снимков высокого разрешения, которые бы покрывали сколько-нибудь населенные территории, элементарно недостаточно.
    • +3
      Если так сделать, то получится вот так:
      Изображение
      image
    • +1
      Сканерные космоснимки ДЗЗ разного разрешения и разных спектральных диапазонов имеют и разные цели применения. Так, «Ландсат» всегда был и будет направлен не на создание топографических карт, а на тематическое картографирование в природно-ресурсных целях. Большинство спектральных каналов «Ландсата» работают вне оптического диапазона и предназначены только для научных целей.И уже из множества этих каналов можно искусственно получить цветное изображение, схожее с картинкой, которую увидел бы в тех же условиях человеческий глаз.

      В то время, как снимки высокого разрешения направлены в основном на получение актуальной информации на небольших целевых участках земной поверхности, снимки среднего (10-300 м/пиксель) и тем более низкого разрешения( более 300 м/пиксель) предназначены только для применения в научных целях, например, оценки состояния растительного покрова планеты, запасы снега, льда в глобальном масштабе, погода в целом (облачность, волнение, снег, дождь) и т.д.

      В СССР в 80-х гг. создавался аналог системы «Ландсат» в рамках тогдашнего Госкомгидромета. Сегодня это направление в РФ полностью утрачено, как наиболее сложное и затратное. Остатки научных и производственных учреждений, уцелевших от «капиталистического преобразования», сосредоточились на поддержании немногих научных спутниках низкого разрешения (в т.ч. геостацинарных) и запусках редких спутников ДЗЗ высокого разрешения, до 1 метра на пиксель.

      Целесообразность текущей программы создания и запуска таких спутников постоянно вызывает недоуменные вопросы у специалистов, т.к. не даёт практически никакой отдачи, заказать снимки невозможно, сравнить их с другими объективно невозможно. А разрешение их не так уж и хорошо по современным меркам. Оптику нужного качества в РФ уже не могут производить, а продавать эти стратегические ресурсы с дружественного Запада никто не станет. Спасибо Белоруссии, ещё сохранившей советские заделы в этой области. Но и она часто пользуется западными разработками, в частности студенческими разработками университетов Великобритании 90-х годов.
  • +1
    Колоссальная работа, потрясающее качество!
  • –1
    Да, а еще на Google Maps теперь при прокрутке карт — карты крутятся, как земной шар, а не как 2D карта. Сразу чувствуется, в какой ты части шарика, и что крутя «в право» карта прокрутится не строго на восток, а с учетом текущей географической позиции.
    • 0
      Угу, щяз. В высоких широтах вся «шариковость» благополучно заканчивается. Антарктида как была большим белым пятном 6 лет назад, так и осталась за исключением единичных прибрежных участков. Арктику тоже нормально не посмотришь. Ни на один полюс взглянуть целиком нельзя — ну так какой же это шарик?
      • 0
        С одной стороны, запускать отдельный спутник на полярную орбиту только для картографии Антарктиды как-то глупо и нерационально. С другой, есть же спутниковые фотографии тех районов, сделанные с научными целями, вот эти фотографии гугл мог бы вставить в свои карты.
        • 0
          Кстати да. А на полярных орбитах кроме картографии как минимум нужна ещё и спутниковая телефония, да и изучение очертаний ледников может быть полезно метеорологам, гляциологам и экологам.
          • 0
            Не уверен, что на северном полюсе ловит спутниковый телефон. Как-никак геостационарные орбиты ближе к экватору находятся, а шапки планеты как-раз на пределе их досягаемости.
            • +1
              Тут не геостационарники
              У Иридиума полное покрытие шарика
              66 спутников на орбите 86,5/780
        • 0
          Но ведь по идее полярная орбита как раз и должна подходить больше всего для проекта по фотографированию всей земной поверхности, разве нет? Ведь тогда спутник хотя бы раз, но пролетит над каждой точкой поверхности.
        • +1
          Почему только Антарктиды? Спутник на полярной орбите наоборот полностью всю планету покрыть может — за счет вращения самой Земли под ним.
        • 0
          Если речь про полярные области именно о Google Maps, а не Google Earth, проблема не в данных, а в используемой картографической проекции. Модифицированная проекция Меркатора имеет полюса в бесконечности и масштаб, шустро растущий к полюсам. Потому карта и ограничена 85-ми параллелями.
          А так — данные сравнительно низкого разрешения по расположению и толщине льда в полярных областях существуют, в том числе, собираемые специальными спутниками, такими, как CryoSat. Правда, по понятным причинам, это не оптические данные, а радарные, так как положение льдов в близком к реальному времени нужно знать в любую погоду.
      • +1
        В Google Earth давно можно.
  • 0
    Что значит разрешение 15 метров на точку, т.е. объекты меньше 15 метров вообще неразличимы? Но тогда почему даже на старых снимках с худшим разрешением машины видно и отдельные деревья?
    • +3
      Есть разные уровни детализации. Эти снимки используются для общего плана. Почитайте внимательнее
    • +7
      Открою вам секрет детальные снимки с людьми и деревьями — это снимки с самолета.
      Почитайте, как формируется база снимков гугл мэпса. Крупные планы фотографирует спутник — детальные снимки городов — делают аэрофотосъемкой.
    • +2
      В продуктах Google (и не только) используются данные самого разного происхождения и разрешения, от снимков спутников Terra и Aqua (инструмент MODIS с разрешением 250 метров на пиксель) до аэрофото (с разрешением в несколько дециметров на пиксель). В данной статье идет речь о данных среднего разрешения, которые вы видите там, где снимков высокого разрешения еще нет. Например, снимками Landsat покрыта немалая территория между озером Ильмень и Великими Луками (это самая большая «дыра» среднего разрешения в Европе). Еще одна такая территория есть к западу от Йошкар-Олы.
      • 0
        Европа, это и Белое море и даже Карское. Там «дыра» будет поболее.
        • +1
          Если бы вы сослались на Кольский полуостров, я бы с вами согласился, хотя говоря о «дыре» я имел в виду разрыв в почти сплошном покрытии снимками высокого разрешения. А моря в состав континента не входят (он, по определению, ими омывается), да и что там на снимках высокого разрешения наблюдать, волны?
      • 0
        Кто сказал «Йошкар-Ола»?
        Где ты там увидел качественные снимки? На западе (да и на востоке) от города леса-поля и военные части, откуда там взяться качественным снимкам? Разве что случайно…
        • +1
          А где вы в моем комментарии обнаружили слова «качественные снимки»? Вы между строк прочли что-то свое, чего там не написано.
  • –1
    Не знаю, как где, но для моего города снимки Яндекса лучше.
    • +2
      У них снимки одни и те же, но обрабатываются по разному как-то. Сравнивал мой город: положение машин, тени и вот это всё — совпадает, но контрастность, цвет и четкость — отличаются.
      • +4
        Не совсем так. По некоторым местам может и совпадать, особенно там, где съёмка производится редко, подобрать хороший снимок может быть проблемой. Для глобального покрытия никто не заказывает новую съёмку, как правило покупают архив, он значительно дешевле. Google в основной массе берет снимки у DigitalGlobe, у которого основные передовые спутники. Яндексу снимки поставляет местный дистрибьютор Сканэкс, так же со спутников DG и других, подешевле.
        Касаемо обработки, посмотрите Москву в Яндексе. Они не обновляют целиком покрытие, а делают вырезки более актуальных данных, при том абсолютно не выравнивая цвета мозаики. Пляшет цвет, угол, разрешение, в общем полный вырвиглаз. У гугла более прилично, насколько я знаю, снимки там обрабатывают в gxl, специальное решение для создания мозаики на большие территории.
      • 0
        Лет 5 назад, помню, у Гугла фото Ростова было летом, у Яндекса — осенью или весной. Не всегда одинаковые.
      • +1
        Некоторые снимки могут быть действительно одного происхождения, но, безусловно, не все.
  • +1
    >>Город Детройт, США

    Небольшое уточнение, там два города, сверху Детройт, а снизу Виндзор, Канада.
  • +5
    Хабаровск до сих пор похож на Венецию, уже более полугода.
    goo.gl/qyxyBY
    Причём они уверяют, что проблему решили.
    • –4
      Пусть уверяют. Я пользую как Гугл- так и Яндекс-карты исключительно на предмет спутниковой съёмки, когда планирую выезды в интересные места. А города и раньше были не особо юзабельны, а сейчас, когда началась эта шиза с «переименованиями» — вообще ничерта найти невозможно стало. Чаще всего свидомые названия улиц и посёлков не знают ни почта, ни прохожие, ни табличек не висит, зато Педивикия и Яндекс с Гугелем — впереди планеты всей.

      Поэтому имею комплект бумажный карт, которые берегу как зеницу ока, в дорогу стараюсь делать ксерокопии с них, а не брать оригинал. Кто-то также пользуется лицензионным Дуппель-ГИСом с запретом на обновления младше 2014 года.
      • +3
        ИМХО, бумажные карты нужны только с точки зрения исследования старых названий. Для передвижения по городам не подходят в принципе. Новые дома, дороги, развязки, улицы меняют направление и названия.

        Согласен, Дубль-ГИС вообще лучшая карта для города. Замечено для Екб. — если в 2gis нет дома, то этого дома нет в принципе. Сколько лет пользуюсь — только одна осечка. Да и то касалось незаконной новостройки. На нём с самого начала его работы. И да, там по настоящему актуальная база компаний и магазинов — исправно проверяют.

        А так пользуюсь османдом — он по настоящему оффлайновый.
        • –1
          > ИМХО, бумажные карты нужны только с точки зрения исследования старых названий.
          > Замечено для Екб.

          Если речь идёт о Катере, то наверное да. А если в целом — либо Вы мой каммент не поняли, либо просто не в курсе происходящего. Феномен «войны правок», зародившись в Википедии, переместился в ИРЛ.

          > Для передвижения по городам не подходят в принципе.

          Я и раньше догадывался, что поколение ЕГЭ не способно найти в парке общественный сортир без навигатора.

          > Новые дома, дороги, развязки

          Дороги? Развязки? NOT IN THIS COUNTRY
          Дома — да, деньги у строительной мафии ещё не кончились, городскую землю ещё не всю раздерибанили, потому застройка кое-где ещё продолжается, но как часто бывает необходимость найти дом на незнакомой второстепенной улице, и в скольких случаях кроме карты получить информацию неоткуда?

          > актуальная база компаний и магазинов

          А для чего она? Спам рассылать? Нужные товары и/или услуги в конкретном населённом пункте во-первых гуглятся, во-вторых всегда можно спросить у аборигенов, если только это что-то не редкое-узкоспецифическое.
  • 0
    https://www.google.ca/maps/@53.1163967,-117.9792969,11644m/data=!3m1!1e3?hl=en

    Похоже не везде получилось хорошо
    • +1
      А это не данные Landsat, о которых идет речь. Судя по тому, что при большом увеличении можно рассмотреть деревья, это данные высокого разрешения от DigitalGlobe, снимки спутников WorldVIew или QuickBird.
      • 0
        Точно, вы правы. Я забыл что Гугл отображает копирайт снимков снизу страницы.
        • +1
          Ну, это и без копирайтов можно понять по разрешению снимков. Landsat — всего 15 метров на пиксель.

Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.