Google значительно повысила качество спутниковых карт

Старые Google Maps


Новые 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.

Columbia Glacier, Alaska


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.