Google地球

Google地球（Google Earth）是一款Google公司開發的虛擬地球儀軟體，它將衛星圖、航空照相和GIS數據疊加在地球的三維模型上。使用者可以通過鍵盤或滑鼠控制地球儀來探索整個地球，也可以通過地址和經緯坐標來定位。使用者可以使用KML語言在桌面版的地圖上添加自定義數據。最初，Google地球只提供桌面版本，2012年Google地球增加了對Android和iOS等移動平台的支持，2017年Google地球推出網頁版。

除地球的三維模型以外，桌面版的Google地球還提供了月球和火星的模型，觀察太空的星空模式，以及飛行模擬器遊戲。Google地球也能將Panoramio和維基百科的街景圖片和地點資訊顯示在地球儀上。網頁版的Google地球還包括具有導遊功能的「探索者」模式。

截止至2019年，Google地球已經拍攝了3600萬平方英里的衛星圖片，覆蓋了地球98%的人口地區。其街景服務已經拍攝了1000萬英里的360°全景照片。

Google地球在隱私和國家安全方面引發了許多爭議。有些國家和地區要求谷歌在衛星圖像中隱藏涉密的軍事區域。

## 開發歷史

20世紀90年代末期，Intrinsic Graphics開發了一個3D遊戲軟體庫。為了演示他們的產品，他們開發了一個可以放大旋轉的三維地球模型。這是Google地球的技術原型。在1999年，Intrinsic創立了Keyhole公司，該公司由領導。約翰·漢克表示，他創立這個公司的靈感來源於尼爾·史蒂芬森的小說《潰雪》中的一個「虛擬地球」。Keyhole開發了一種向客戶端傳輸大型地圖資料庫的技術，並從NASA、地方政府和其他商業公司獲取了最初的衛星地圖數據。之後，Keyhole利用這些技術和數據，開發了「Keyhole EarthViewer」，這個軟體能將衛星和航拍圖片無縫拼接在3D地球模型上。但由於網際網路泡沫的影響，Keyhole在成立之初就遇到了資金枯竭的問題。

2003年初，Keyhole與CNN達成了協議，允許CNN以極低的價格使用EarthView地圖，但必須在電視畫面中附有Keyhole的Logo。Keyhole並沒有指望這些10多秒的動畫影片能給他們公司帶來什麼改變。但在2003年伊拉克戰爭期間，CNN大量使用了EarthView地圖，以跟蹤戰爭進程。很快，美國中央情報局的風險投資公司IQT電信和國家地理空間情報局就聯繫了Keyhole，讓它與國防地圖資料庫一起協同使用，這為Keyhole提供了急需的資金。2003年，由於遊戲庫銷售不佳，Intrinsic Graphics公司被Vicarious Visions收購，其核心工程師和管理團隊留在了Keyhole。

2004年4月，Keyhole公司向Google創始人謝爾蓋·布林和拉里·佩奇展示了他們的軟體，隨後在10月，谷歌正式收購了Keyhole。其創始成員和約翰·漢克留在了Google。2005年，Google推出了收購了Keyhole後的第一個版本：Google地球3.0。2010年漢克在谷歌內部成立創業公司Niantic Labs，開發了Field Trip、Ingress等產品，後於2015年脫離Google成為獨立公司。

Google地球最初使用C++語言在Windows平台上開發。後來移植到了Android和iOS平台中。2017年4月18日，經過全新設計的Google地球9.0發布。由於採用了Native Client技術，剛發布時僅能在Google Chrome瀏覽器中運行。此版本增加了「探索者」、「手氣不錯」等功能。2020年2月27日，Google使用C++語言在WebAssembly上重寫了Google地球，從此Google地球可以在Firefox和Edge瀏覽器上運行。

## 衛星圖像

Google地球由大量從衛星或飛機上拍攝的圖片拼接而成，靠近地面的圖像通常由一張原始的航拍圖組成。將地圖縮小，可視範圍變大時，圖像由多張航拍圖拼接而成，不同航拍圖的拍攝時間和成像質量有所不同。Google地球的衛星圖來源於不同的衛星提供商。在衛星圖的下方會標記衛星圖的來源與拍攝日期。在NASA和USGS的陸地衛星8號發射之前，Google部分依賴於陸地衛星陸地衛星7號的圖像。由於衛星的硬體故障，圖像的邊緣會有損失。2013年，Google通過數據挖掘分析了陸地衛星7號拍攝的多組圖像，解決了此問題，並消除了雲和大氣對圖像的影響。2016年，Google使用陸地衛星8號來提供更高解析度的圖像。圖像的解析度從15米到1米不等。對於地球上的大部分地區，Google地球使用美國宇航局的太空梭雷達地形測量任務（SRTM）的數據，以對地形進行建模。

由於衛星圖提供商不同，衛星圖的版權協議各有差異。在遵守歸屬準則的前提下，可以有限度的免費使用Google地球的圖片。

在Google地球5.0版本中，Google引入了歷史圖像，使用者可以查看多年前拍攝的衛星圖像。使用此功能可以觀察某一區域隨時間的變化。

## 功能及用途

啟動網頁版Google地球後，一個緩慢旋轉的地球模型會出現在螢幕上。使用者可以點擊並拖動滑鼠或手指來轉動地球。可以滑動滑鼠滾輪或使用兩根手指來放大地球，當放大到接近地面時，視線會逐漸與地面平行並進入3D模式。使用者也可以點擊3D按鈕直接進入3D模式。在3D模式中，使用者可以自由地遊覽整個城市的3D模型。使用者可以在左側的搜索菜單中使用名稱或經緯度搜索並定位目的地。

在「探索者」模式中，使用者可以按照設定好的路線，按順序遊覽地球。每個地點都會展示此地點的3D模型、全景圖片或影片，在旁邊會顯示關於此地點背景知識的知識卡片。該版本還添加了「手氣不錯」按鈕，該按鈕可以將使用者帶到地球上的隨機位置，並向他們顯示知識卡片，知識卡片的內容大多來源於維基百科。

### 3D城市模型

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在部分地區，Google地球可以顯示3D建築模型。Google地球中的第一批3D建築是使用SketchUp等3D建模程序創建的。2009年，谷歌發布Building Maker以方便使用者建立和上傳3D建築模型。Google在2012年6月宣布，它將用自動生成的3D建築替換使用者生成的3D建築物。

谷歌在飛機上搭載了5個不同方向的攝像機，當飛機以不同角度飛過同一地區時，會拍攝到不同角度的圖片。谷歌首先對圖片進行初步處理，以去除雲、霧霾對圖片質量的干擾，谷歌也會抹去地面上的汽車。之後電腦會對這些圖片進行分析，以製作出標示鏡頭與物體距離的。不同角度的深度圖可以製作成，這是建築物的一個粗略的3D模型。然後將拍攝的的圖片貼圖到這些模型上。為了得到更好的顯示效果，這些圖片大多數是在春天拍攝的。

### 街景

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2008年4月15日，谷歌推出Google地球4.3版本，此版本正式整合街景視圖功能。Google街景視圖提供水平方向360°及垂直方向290°的街道全景街景視圖。這些照片是由安裝在汽車上的相機拍攝的。Google街景中的全景圖片可使用滑鼠點擊拖動，以從不同大小、不同方向及不同角度觀看。在車不能進入的地方（如某些限定行人通行的區域、狹窄的街道以及公園小巷等），則以Google三輪車替代。

### 水體與海洋

谷歌海洋在2009年被引入Google地球5.0中。Google海洋提供世界各地海洋的水下全景圖，附帶世界各地的航海影像、圖片、適合衝浪處、適合潛水處、魚群出沒地、有過真實海洋考察的地點等資訊。利用此功能，使用者可以潛到海平面以下，以三維的形式探索海底的各個角落。

2011年6月，Google將某些深海底區域的解析度從1公里的網格提高到了100米。哥倫比亞大學拉蒙特-多爾蒂（Lamont-Doherty）地球觀測所的海洋學家提供了大量的海底高解析度圖像，這些圖像覆蓋了大約5％的海床。

### 專業版功能

以下功能僅適用於運行於Windows平台上的Google地球專業版。

#### 外太空

##### 谷歌星空

谷歌星空於2007年8月22日在Google地球4.2中推出，2008年3月13日推出網頁版。使用者可以在谷歌星空中查看恆星和其他天體。Google地球的圖層功能同樣適用於星空模式，並可以在紫外線、紅外線、X射線或微波等不同波段下瀏覽星空。Google與太空望遠鏡科學研究所（STScI）等天文機構展開合作，收錄了哈勃望遠鏡等望遠鏡拍攝的超過1億顆恆星和2億個星系的圖像。使用者也可以從外部的KML文件導入更高解析度的星空圖片。

##### 火星

Google地球也提供了火星的3D模型。火星偵察軌道飛行器的HiRISE攝像機還提供了一些高解析度圖像，這些圖像的解析度與地球上的相似。此外，還有許多火星著陸器的全景圖像，例如「火星探測漫遊者」，「勇氣號」和「機遇號」。這些圖片可以用類似於Google街景的方式查看。

在谷歌火星的塞東尼亞區火星人臉旁邊，谷歌放置了一個聊天機器人「Meliza」，使用者可以打字與其交談。

##### 月球

Google在2009年7月20日阿波羅11號任務40周年之際，將該功能引入了Google地球。谷歌月球包含了多個導遊圖層，如阿波羅11號之旅。

#### 圖層

Google地球具有「圖層」功能，可以讓使用者更好的了解特定地點。圖層所對應的圖標會覆蓋在地圖的特定位置上上，點擊圖標可以了解此位置在圖層中的詳細資訊。包括了地理資訊、街景、交通、氣象、海洋和照片庫等圖層。一些圖層包括導遊功能，使用者可以按照圖層中的特定順序瀏覽地球。使用者可以使用KML語言來創建自定義圖層。2006年12月，維基百科和Panoramio作為圖層集成到了Google地球中。該圖層可以在地圖的對應位置上展示Panoramio使用者拍攝的照片和此位置對應的維基百科條目。

#### 飛行模擬器

飛行模擬器功能在Google地球4.2版本中首次出現。飛行模擬器中提供了兩架飛機。飛行時，會在原有的地球瀏覽界面上疊加一個平視顯示器以模擬真實的飛機駕駛體驗。除了使用鍵盤控制之外，還可以使用滑鼠或操縱杆來控制模擬器。

### 其他用途

除了以上的基本用途外，Google地球也還有許多其他用途。台灣高雄警方在追查非法地下油行的行動中，依據Google地球衛星照片及線民所提供地理資料，從照片拍攝找到藉由藏身在無門牌號工地裡的油槽、油罐車所進行非法販油位置，因而循線到偵破地下油行。2019年，有人通過Google地球找到了美國的一名失蹤了22年的男子。Google地球也可用於查看受災地區，例如2010年1月12日海地發生海地地震，Google於1月17日提供了最新的圖像。Google通過Earth View網站公開了大量高畫質桌面壁紙。此外，Google地球中的衛星圖像也是開源情報的重要來源。

2009年，谷歌與馬德里的普拉多博物館合作，將14幅繪畫作品數位化，並可以在Google地球和Google地圖瀏覽3D化的普拉多博物館。使用Google地球上的街景視圖，使用者可以探索30個世界遺產，並通過知識卡片了解其歷史背景。

Google地球還推出Timelapse功能，在Timelapse中加入數千張歷史衛星照片並拼接成縮時影片，使用者可以查看地球的變化。

## 版本

Google地球的前身Keyhole Viewer 1.0在2001年發布。Android版Google地球於2010年2月22日發布，iOS版於2008年10月27日發布。2010年在奧迪A8上推出了汽車版Google地球。2017年，Google發布了運行於Chrome瀏覽器的網頁版Google地球。2020年2月27日，Google向Firefox、Edge和Opera等其它瀏覽器開放了瀏覽器版的Google地球。

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版本｜發布日期｜注釋

1.0｜2001年7月

1.4｜2002年1月

1.6｜2003年2月

1.7.2｜2003年10月

2.2｜2004年8月

3.0｜2005年6月｜、Google收購Keyhole後的第一個版本

4.0｜2006年6月

4.1｜2007年5月

4.2｜2007年8月｜、推出Google Sky、推出飛行模擬器

4.3｜2008年4月｜、發布KML 2.2、引入了Google街景

5.0｜2009年5月｜、添加Google海洋、允許查看歷史衛星圖像

5.1｜2009年11月｜、支持Windows 7

5.2｜2010年7月

6.0｜2011年3月｜、添加了3D樹木、可通過拖放「街景小人」進入街景模式

6.1｜2011年10月

6.2｜2012年4月

7.0｜2012年12月｜、引入了對3D影像數據的支持、添加了導遊模式

7.1｜2013年4月

7.3｜2017年7月｜、普通版Google地球併入Google地球專業版中。（Google還為所有較早期的Pro版本公開提供了免費的許可證密鑰）

9.0｜2017年4月｜、程序進行了重構，僅適用於Google Chrome和移動平台。

### Google地球專業版

Google地球專業版（Google Earth Pro）最初是Google地球的企業版本，具有電影製作器和數據導入器等功能。價格為每年399美元。2015年1月，Google決定免費向所有使用者開放。從7.3版開始，Google地球專業版目前是Google地球桌面應用程式的標準版本。

### Google地球增強版

Google地球增強版（Google Earth Plus），它是對Google Earth的付費版本，提供從GPS設備讀取軌跡等功能，其中大多數功能已在免費的Google Earth中提供。2008年12月起Google Earth Plus停止更新。

### Google地球企業版

Google地球企業版（Google Earth Enterprise）是針對企業使用者使用的版本。此版本可以使用PB級別的私有數據創建自定義圖層，並可以在未連網的情況下使用。2017年，Google將其開源至GitHub，並添加了合成3D地形的功能。

### Google Earth VR

2016年11月16日，Google在威爾烏的Steam平台上發布了Google地球的虛擬實境版本。使用者可以使用VR控制器操控Google Earth VR，以第一人稱視角環繞、飛躍Google地球中的3D模型。

## Google地球Outreach

Google地球Outreach（Google Earth Outreach）是一項慈善計劃，Google通過該計劃為非營利組織提供Google地球等工具，以幫助世界各地的非營利組織和公益組織宣傳他們的工作。Google Earth Outreach提供了Google Earth和Google Maps的在線培訓，以幫助科學家解決地區或全球的問題。2008年6月，對亞馬遜熱帶雨林中的20個土著部落（例如Suruí）進行了培訓，以幫助他們保護其文化並提高他們對毀林問題的認識。

## Google地球引擎

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Google地球引擎（Google Earth Engine）是一個分析和可視化地理數據的雲端運算平台，可以處理衛星影像以及其他地理觀測數據。它提供衛星圖像資料庫的訪問權限。Google地球引擎與Google雲端平台合作，研究人員可以訪問陸地衛星和Sentinel-2的數據。通過衛星數據，可以觀察農業、自然資源和氣候的變化。Google地球引擎也有一個在線的集成開發環境（IDE），可以調用Javascript API編寫程序分析數據，並實現數據的可視化。除此之外，使用者也可以使用Python和Javascript語言通過應用程式接口向伺服器發出請求。

Google地球引擎被多次用作追蹤森林砍伐的工具。該引擎的曾被用於繪製墨西哥森林的地圖、以及監測亞馬遜雨林中的森林砍伐。馬里蘭大學使用Google地球引擎追蹤全球森林的面積變化，發現全球森林覆蓋率正在減少。卡內基科學研究所與與谷歌合作，參與了Google地球引擎的開發。這兩個組織都使用Google地球引擎來繪製森林地圖。此外，Google地球引擎也有許多其它的應用。包括：監測老虎棲息地和珠穆朗瑪峰周圍植被的變化、繪製瘧疾風險地圖、全球地表水地圖。

2013年，Google地球引擎添加了延時影片功能。截止至2019年，可以通過此功能製作從1984年到2018年的延時影片。使用者可以通過這個功能直觀地來觀察森林、城市在數十年間的變化。

## Google Earth Studio

Google Earth Studio是一個基於瀏覽器的動畫製作軟體，可以模擬航拍視角，為3D城市模型錄製影片。Google Earth Studio的界面類似於主流的非線性影片編輯軟體，具有完整的時間線和關鍵幀編輯功能。使用者可以將鏡頭推遠或拉近，或環繞某個物體拍攝，也可以自行設定飛行路線，將鏡頭從一個物體轉移到另一個物體來拍攝。此工具並不能導出完整影片，只能以PNG格式導出所有幀。

## 液態銀河

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（Liquid Galaxy）是Google的一個開源項目，利用電腦集群和多屏顯示環繞技術，為使用者提供身臨其境的Google地球體驗。Google將八個55英寸的LCD螢幕環繞放置，提供了全景式的體驗。

## 評價與爭議

包括國家官員在內的許多利益集團對Google地球持批評態度，他們認為Google地球會侵犯隱私或對國家安全構成威脅，因為在Google地球上可以瀏覽到軍事設施，這些情報有可能會被恐怖分子利用。2006年，摩洛哥的電信公司屏蔽了Google地球。由於美國政府的出口限制，2007年，Google地球停止向伊朗和蘇丹提供服務。

在學術領域，對Google地球的關注度日益增高。《數字地球國際期刊》上有多篇文章將Google地球與其他專業的、官方的平台相比較。Google地球被認為是一種「地球觀測媒體」，它提高了民眾對氣候變化的認識，也使民眾意識到人類有能力改造地球。在教育領域，研究發現，Google地球的交互式界面可以培養學生的空間思維能力，提高學生的興趣，對地理教學工作有著促進作用。《國家地理》網站也與Google地球合作，推出了許多教育資源。

### 爭議

#### 國家安全問題

英國情報官員擔心伊拉克武裝份子利用Google Earth的衛星地圖進行攻擊Google地球含有向公眾公開的高畫質晰衛星圖像，包括英國和美國在內的諸多國家的軍事基地被曝光，這對許多國家的國家安全造成了威脅。美國的許多軍事設施在Google地球中被打上了馬賽克。印度前總統阿卜杜爾·卡拉姆表示對印度敏感地區高解析度照片的關注，Google後來表示同意審查印度敏感地區。印度空間研究組織發表聲明稱，Google地球構成了對印度安全的威脅，並尋求與Google公司對話。韓國政府對該軟體提供的總統府和軍事設施的圖像表示關注，稱朝鮮政府可能加以利用。

中國政府也曾認為Google地球存在洩密問題。Google公司對此解釋稱，Google地球使用的是任何公司都可以購買的商業衛星圖片，而且，除非有特殊緣由，使用的圖片一般為數月到數年之前的歷史圖片，並非非實時觀測圖片。而中國相關部門也決定推出國家地理資訊服務平台進行反制。由於中國網絡審查，包括Google地球在內的大量Google服務遭到防火長城封鎖。

2019年2月13日，Google在台北、新北、桃園和台中推出了3D城市地圖。隨後發現台灣飛彈基地等國防設施被3D城市地圖曝光。中華民國國防部部長顏德發15日表示，已組織一專案小組，與Google方面協調處理。2月23日，Google確認將從台灣刪除其所有3D圖像。但後面又恢復了3D圖像。

恐怖分子也曾藉助Google地球實施恐怖活動。2008年孟買連環恐怖襲擊事件參與攻擊的唯一一名倖存槍手承認，他們在事件前曾使用Google地球了解被攻擊建築物附近的情況。

#### 軟體問題

2009年，安裝Google地球的新版本時，會自動下載Google提供的軟體升級程序。如果後台沒有運行此更新程序，Google地球將無法運行。《連線》雜誌認為，未經使用者同意的自動更新會給使用者的電腦安全帶來風險，而且使用付費網路自動下載更新會帶來不必要的流量消耗。

Google地球使用的演演算法將眾多衛星圖片以計算拼接方式形成大圖，有時造成影像錯位和扭曲效果。如2019年7月初，網上有傳聞通過Google衛星圖指出三峽大壩發生變形並有可能潰壩。其後三峽集團澄清，表示大壩運行正常，指出Google衛星圖並非由衛星直接拍攝，而是基於一系列演演算法處理形成，因此在顯示某些場景時會出現偏差。

#### 其他問題

Google地球的地標有時被部分網友用作政治工具，例如有來自中國大陸的網友在台灣玉山山頂插上五星紅旗。也有一些日本網友在中國東北標示滿洲國地名。

也有人認為Google地球會導致種族歧視。在2009年，Google增加了18世紀和19世紀日本舊木刻版地圖的圖層。這些地圖標出了部落民居住的地區，這些部落民曾飽受種姓歧視。今天，他們的後裔仍然面臨歧視，許多日本人擔心Google地球的標註會使得這個地區遭受種姓歧視者的攻擊。

由於Google地球收集了大量高畫質衛星及街景圖片，引發了民眾對隱私問題的擔憂。美國部分公民對Google提出了集體訴訟。為保護隱私，Google街景中的人臉和車牌都進行了模糊處理。此外，Google地球的原開發公司Keyhole曾與國家地理空間情報局展開過合作，美國中央情報局也曾為Keyhole提供過大量的資金。在Google收購Keyhole以後，Google也與美國情報與國家安全部門展開過大量的合作。

網友們也在Google地球發現了很多奇怪的地點，如伊拉克血湖、美國亞利桑那州飛機墳場和地面上的一些大型神秘圖案。這些發現大多數為軍事基地或藝術家的藝術作品。2006年，一位使用者在中國偏遠地區發現了一個大型沙盤模型。該模型是喀喇崑崙山脈的縮小1/500後版本。

## 基本資料

- 域：

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- 作者：Keyhole, Inc.
- 開發者：Google
- 發行日期：2001年6月11日（使用EarthViewer 3D名稱）、2005年6月28日（正式使用谷歌地球名稱）
- 軟體版本週期：Windows, macOS, Linux、Google Chrome、Android、iOS
- 程式語言：C++（桌面版）WebAssembly（網頁版）
- 作業系統：網路應用程式、Android、Windows XP及以後版本、macOS、BlackBerry OS、 Linux 與IOS
- 語言：68種語言
- 類型：虛擬地球儀
- 許可協議：免費軟體