我相信您可能是關(guān)心這個(gè)問題的有關(guān)人士，從事測(cè)繪、地理信息系統(tǒng)開發(fā)（GIS）和其他專題信息系統(tǒng)開發(fā)的業(yè)內(nèi)人士，或者更有可能是在工作或生活中涉及地理信息和網(wǎng)站地圖服務(wù)的非本專業(yè)讀者。首先說說我為什么關(guān)注這個(gè)問題？這也許與您的興趣、您的關(guān)注或者心中的疑問有點(diǎn)關(guān)系，如果這樣更好。谷歌地球（Google Earth，下同）相較于其他地圖網(wǎng)站功能的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是：能夠讀取地面任一點(diǎn)的三維坐標(biāo)——經(jīng)度、緯度和高，不需要用戶注冊(cè)登錄和數(shù)據(jù)使用許可授權(quán)。但是谷歌地球的數(shù)學(xué)精度究竟達(dá)到多少？在國(guó)內(nèi)少見精度檢測(cè)和權(quán)威認(rèn)定的報(bào)道。而弄清楚谷歌地球的精度至少在以下兩個(gè)方面是有意義的：（1）便于用戶對(duì)使用谷歌地球精度和可靠性的了解。（2）有利于調(diào)整和完善我國(guó)網(wǎng)站地圖（地圖、地圖、天地圖等）數(shù)學(xué)精度限制政策。我國(guó)現(xiàn)有公共地圖網(wǎng)站有的不提供地理坐標(biāo)（如地圖），有的只提供部分地理坐標(biāo)（如天地圖只提供平面坐標(biāo)，不提供高程）。我國(guó)地圖網(wǎng)站提供三維坐標(biāo)服務(wù)，在技術(shù)上已不是問題，提供、不提供或部分提供坐標(biāo)信息，可能大部分原因是基于規(guī)避我國(guó)地理信息保密政策限制的考慮（如我國(guó)規(guī)定：公開地圖位置精度不得高于50米，等高距不得小于50米）。我長(zhǎng)期從事測(cè)繪工作，曾在地圖管理崗位任職，結(jié)合工作中的問題對(duì)此作過一些探討。經(jīng)對(duì)國(guó)內(nèi)外地圖網(wǎng)站的分析比較，以及對(duì)地圖用戶需求和意見的調(diào)研分析，我認(rèn)為：如果我國(guó)自己創(chuàng)建的地圖網(wǎng)站采取過高的數(shù)學(xué)精度限制，一是沒有必要，二是可能失去很多潛在用戶，會(huì)限制國(guó)產(chǎn)地圖網(wǎng)站發(fā)揮作用。結(jié)合工作需要，筆者曾設(shè)計(jì)、組織了一次規(guī)模不大，但是較為正規(guī)的谷歌地球數(shù)學(xué)精度外業(yè)實(shí)測(cè)。當(dāng)時(shí)的目的，是提供一個(gè)客觀的子樣數(shù)據(jù)來谷歌地球的精度，一是供在工作中處理有關(guān)事務(wù)時(shí)把握，二是提供上級(jí)主管部門參考。野外測(cè)試工作由甲級(jí)測(cè)繪單位完成，在方案設(shè)計(jì)、測(cè)試儀器的鑒定、衛(wèi)星標(biāo)注站網(wǎng)使用、數(shù)據(jù)的處理和統(tǒng)計(jì)分析等方面，完全按照嚴(yán)格的程序、操作方法和數(shù)據(jù)處理規(guī)則，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)、可靠，結(jié)果分析客觀。2測(cè)試結(jié)果首先把測(cè)試結(jié)果提到前面來介紹。測(cè)試結(jié)果絕大部分讀者也最為關(guān)心，可提供讀者作為一般性了解。結(jié)論根據(jù)本次檢測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，從谷歌地球讀取所求點(diǎn)的經(jīng)度、緯度、高，大多數(shù)點(diǎn)的平面中誤差和高程中誤差為±5m，所有測(cè)區(qū)點(diǎn)位中誤差和高程中誤差均在±10m以內(nèi)。（注：打開谷歌地球，鼠標(biāo)在地圖上移動(dòng)時(shí)，地圖下方會(huì)動(dòng)態(tài)地出現(xiàn)經(jīng)度、緯度和高的數(shù)值。經(jīng)度、緯度顯示至小數(shù)點(diǎn)后兩位，即0.01秒，高顯示至整米。為直觀起見，精度計(jì)算結(jié)果中已將經(jīng)度、緯度單位由度分秒統(tǒng)一換算至米。）3檢測(cè)的設(shè)計(jì)和實(shí)施本節(jié)之后所列的測(cè)試方案設(shè)計(jì)思想、野外檢測(cè)方法、數(shù)據(jù)整理分析和有關(guān)建議等，主要提供給有關(guān)專業(yè)人士閱讀，有關(guān)讀者可以據(jù)此進(jìn)一步分析本測(cè)試的科學(xué)性和可靠性，或者作為深入研究時(shí)的參考。
3.1 檢測(cè)區(qū)域圖1 在谷歌地球上進(jìn)行某測(cè)區(qū)選點(diǎn)檢測(cè)分5個(gè)測(cè)區(qū)，每個(gè)測(cè)區(qū)作獨(dú)立觀測(cè)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。其中，測(cè)區(qū)1和測(cè)區(qū)2位于同一中型城市的東部和西部，屬平坦區(qū)域，平均高程在10m以內(nèi)，谷歌地球上的影像分辨率為1m。測(cè)區(qū)3位于與距離測(cè)區(qū)
1、測(cè)區(qū)2較遠(yuǎn)的小型城市，地勢(shì)平坦，平均高程在10m以內(nèi)，谷歌地球上的影像分辨率為1m。測(cè)區(qū)4和測(cè)區(qū)5位于山區(qū)，高程在100m～400m之間，谷歌地球上的影像分辨率為
2.5m。5個(gè)測(cè)區(qū)中，相距最遠(yuǎn)的兩個(gè)測(cè)區(qū)直線距離超過300km。測(cè)區(qū)的設(shè)計(jì)和選取主要考慮到以下因素和目的：（1）包含不同的地形類別——以分析平地、山地、高山地地形差異對(duì)精度的影響。（2）包含不同的地面影像分辨率——以分析谷歌地球上藉以選點(diǎn)的衛(wèi)星影像分辨率差異對(duì)精度的影響。（3）包含不同的區(qū)域——以分析是否存在區(qū)域性偏差。
3.2 樣本數(shù)據(jù)的提取樣本數(shù)據(jù)從谷歌地球上直接獲取，方法如下：（1）在谷歌地球上選點(diǎn)點(diǎn)位要求為：①影像清晰；②指向精準(zhǔn)；③點(diǎn)位周圍地勢(shì)平坦，無突出地面的建筑物；④易于外業(yè)觀測(cè)（易到達(dá)、易設(shè)站、GPS信號(hào)好）；⑤點(diǎn)位實(shí)地與谷歌地球影像一致。（2）制作檢測(cè)點(diǎn)樣本文件從谷歌地球上截屏獲取點(diǎn)位影像視圖，對(duì)視圖進(jìn)行編號(hào)；放大點(diǎn)位視圖影像，讀取目標(biāo)的點(diǎn)位坐標(biāo)（經(jīng)緯度）和高程。為方便外業(yè)檢測(cè)，每點(diǎn)建立兩張視圖文件，一張為較小比例尺的，供外業(yè)在實(shí)地選點(diǎn)時(shí)用；另一張是外業(yè)所選點(diǎn)位的放大視圖，能顯示谷歌地球上影像點(diǎn)的經(jīng)緯度和高程。圖2 平地點(diǎn)位選點(diǎn)圖3 山地點(diǎn)位選點(diǎn)
3.3 外業(yè)數(shù)據(jù)采集（1）使用儀器：雙頻GPS接收機(jī)，型號(hào)為“Leica1230”。（2）觀測(cè)方法：通過浙江省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星標(biāo)注綜合服務(wù)系統(tǒng)提供的網(wǎng)絡(luò)RTK服務(wù)模式靜態(tài)觀測(cè)方式，外業(yè)采集經(jīng)度、緯度和大地高（均為WGS-84坐標(biāo)系），每點(diǎn)觀測(cè)兩次，符合限差的取平均數(shù)。根據(jù)以往浙江省連續(xù)運(yùn)行衛(wèi)星標(biāo)注綜合服務(wù)系統(tǒng)的測(cè)試，本次觀測(cè)精度相當(dāng)于：平面5cm（X/Y分量），高程10cm。故相對(duì)于谷歌地球數(shù)據(jù)，在計(jì)算中誤差時(shí)將本次外業(yè)實(shí)測(cè)成果視作“真值”。為了節(jié)省外業(yè)檢測(cè)工作量，位于山區(qū)的39個(gè)地面點(diǎn)，利用了2008年1月至5月施測(cè)的1:10 000航測(cè)外業(yè)像控點(diǎn)成果。具體方法是：調(diào)用航測(cè)像控點(diǎn)位影像和外業(yè)實(shí)測(cè)經(jīng)緯度與高程，然后在谷歌地球網(wǎng)站上讀取同名點(diǎn)位的經(jīng)度、緯度和大地高（WGS-84），并截取視圖。4數(shù)據(jù)處理和精度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理和精度統(tǒng)計(jì)以測(cè)區(qū)為單元。（1）將檢測(cè)點(diǎn)的兩組經(jīng)緯度坐標(biāo)（分別從谷歌地球和外業(yè)實(shí)測(cè)獲取）轉(zhuǎn)換為高斯克呂格平面坐標(biāo)計(jì)算橫縱坐標(biāo)誤差和統(tǒng)計(jì)點(diǎn)位中誤差。（2）按測(cè)區(qū)進(jìn)行平面坐標(biāo)和高程（WGS-84）比對(duì)。（3）以外業(yè)檢測(cè)值作為“真值”計(jì)算谷歌地球的平面坐標(biāo)、高程之中誤差。（注：在比對(duì)過程中，發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)位于山區(qū)的測(cè)區(qū)，谷歌地球的平面中誤差高達(dá)±
10.13m，高程中誤差高達(dá)±2
2.29m，誤差明顯高于其他其他測(cè)區(qū)。經(jīng)重新調(diào)看谷歌地球截屏視圖和外業(yè)實(shí)測(cè)時(shí)所拍攝的點(diǎn)位照片（航測(cè)外業(yè)作業(yè)時(shí)實(shí)拍），發(fā)現(xiàn)其中一些點(diǎn)位落在高程變換處或房角處，平面誤差和高程誤差交互影響較大。經(jīng)分析后剔除了高程變換處或房角處的點(diǎn)，增選了部分點(diǎn)進(jìn)行外業(yè)復(fù)測(cè)，對(duì)極個(gè)別經(jīng)分析后仍不明原因的“異常點(diǎn)”進(jìn)行了剔除。）圖4 高程急劇變換處精度容易不穩(wěn)定5個(gè)測(cè)區(qū)99個(gè)點(diǎn)的精度統(tǒng)計(jì)見下表： 5檢測(cè)結(jié)果分析（1）各測(cè)區(qū)內(nèi)的谷歌地球數(shù)學(xué)精度并不一致。測(cè)區(qū)3的平面精度和高程精度最高，中誤差小于±2m；測(cè)區(qū)4的平面精度最低，達(dá)±
9.59m；大多數(shù)點(diǎn)的平面中誤差和高程中誤差為±5m。所有測(cè)區(qū)點(diǎn)位中誤差和高程中誤差均在±10m以內(nèi)。（2）地形類別差異對(duì)谷歌地球數(shù)學(xué)精度的影響并不明顯，并未顯現(xiàn)一般航測(cè)中平地精度高于山地精度的情況。但山地測(cè)區(qū)位于斜坡上或高程急劇變換處的點(diǎn)精度不穩(wěn)定。分析原因認(rèn)為：谷歌地球的影像處理采用了美國(guó)制作的全球DEM進(jìn)行投影差改正，在“山腳和平地交接”或者“坎上坎下”處，平面誤差與高程誤差相互交織，會(huì)導(dǎo)致精度不穩(wěn)定。（3）當(dāng)作為選點(diǎn)點(diǎn)位的影像分辨率分別為1m和
2.5m時(shí)，影像分辨率的高低對(duì)谷歌地球數(shù)學(xué)精度的影響并不明顯。6結(jié)論和建議（1）經(jīng)剔除個(gè)別異常值后參加計(jì)算的點(diǎn)為99點(diǎn)，有效檢測(cè)點(diǎn)數(shù)較多，且作業(yè)規(guī)范、點(diǎn)位分布均勻，可以作為谷歌地球在本地區(qū)精度檢測(cè)的一個(gè)樣本。（2）受樣本的數(shù)量大小和地域范圍的限制，本檢測(cè)仍不足于代表谷歌地球在整個(gè)中國(guó)地區(qū)的精度，有必要在全國(guó)范圍（東西南北中）選擇不同地形類別（平原、丘陵、山區(qū)、高原）全面測(cè)試谷歌地球的精度，作出更加全面和客觀的評(píng)價(jià)。（3）如經(jīng)過進(jìn)一步的嚴(yán)密論證，谷歌地球或其他國(guó)際網(wǎng)站地圖在我國(guó)區(qū)域確已達(dá)到10米左右的精度，那么我國(guó)的現(xiàn)有規(guī)定“公開地圖位置精度不得高于50米，等高距不得小于50米”應(yīng)該適時(shí)作調(diào)整，把精度提高到與谷歌地球精度相應(yīng)層次。（4）本文對(duì)于研究我國(guó)地理信息保密政策的改進(jìn)具有一定參考意義。7致謝胡正偉、蘇立錢、馮里濤、萬斐等同志參與本檢測(cè)工作，胡正偉同志協(xié)助筆者完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，謹(jǐn)此致謝！