2024年4月5日发(作者：wifi防蹭网完整版)

谷歌地球数学精度知多少

1前言非常感谢您打开这则微信！我相信您可能是关心这个问题的有关人士，从事测

绘、地理信息系统开发（GIS）和其他专题信息系统开发的业内人士，或者更有可能是在工

作或生活中涉及地理信息和网站地图服务的非本专业读者。首先说说我为什么关注这个问

题？这也许与您的兴趣、您的关注或者心中的疑问有点关系，如果这样更好。谷歌地球

（Google Earth，下同）相较于其他地图网站功能的一个优点是：能够读取地面任一点的

三维坐标——经度、纬度和海拔高，不需要用户注册登录和数据使用许可授权。但是谷歌

地球的数学精度究竟达到多少？在国内少见精度检测和权威认定的报道。而弄清楚谷歌地

球的精度至少在以下两个方面是有意义的：（1）便于用户对使用谷歌地球精度和可靠性的

了解。（2）有利于调整和完善我国网站地图（百度地图、高德地图、天地图等）数学精度

限制政策。我国现有公共地图网站有的不提供地理坐标（如百度地图），有的只提供部分地

理坐标（如天地图只提供平面坐标，不提供高程）。我国地图网站提供三维坐标服务，在技

术上已不是问题，提供、不提供或部分提供坐标信息，可能大部分原因是基于规避我国地

理信息保密政策限制的考虑（如我国规定：公开地图位置精度不得高于50米，等高距不

得小于50米）。我长期从事测绘工作，曾在地图管理岗位任职，结合工作中的问题对此作

过一些探讨。经对国内外地图网站的分析比较，以及对地图用户需求和意见的调研分析，

我认为：如果我国自己创建的地图网站采取过高的数学精度限制，一是没有必要，二是可

能失去很多潜在用户，会限制国产地图网站发挥作用。结合工作需要，笔者曾设计、组织

了一次规模不大，但是较为正规的谷歌地球数学精度外业实测。当时的目的，是提供一个

客观的子样数据来推测谷歌地球的精度，一是供在工作中处理有关事务时把握，二是提供

上级主管部门参考。野外测试工作由甲级测绘单位完成，在方案设计、测试仪器的鉴定、

卫星定位站网使用、数据的处理和统计分析等方面，完全按照严格的程序、操作方法和数

据处理规则，确保检测数据的真实、可靠，结果分析客观。2测试结果首先把测试结果提

到前面来介绍。测试结果绝大部分读者也最为关心，可提供读者作为一般性了解。结论根

据本次检测数据的统计分析，从谷歌地球读取所求点的经度、纬度、海拔高，大多数点的

平面中误差和高程中误差为±5m，所有测区点位中误差和高程中误差均在±10m以内。

（注：打开谷歌地球，鼠标在地图上移动时，地图下方会动态地出现经度、纬度和海拔高

的数值。经度、纬度显示至小数点后两位，即0.01秒，海拔高显示至整米。为直观起见，

精度计算结果中已将经度、纬度单位由度分秒统一换算至米。）3检测的设计和实施本节之

后所列的测试方案设计思想、野外检测方法、数据整理分析和有关建议等，主要提供给有

关专业人士阅读，有关读者可以据此进一步分析本测试的科学性和可靠性，或者作为深入

研究时的参考。 3.1 检测区域 图1 在谷歌地球上进行某测区选点检测分5个测区，每

个测区作独立观测和数据统计。其中，测区1和测区2位于同一中型城市的东部和西部，

属平坦区域，平均高程在10m以内，谷歌地球上的影像分辨率为1m。测区3位于与距离

测区1、测区2较远的小型城市，地势平坦，平均高程在10m以内，谷歌地球上的影像分

辨率为1m。测区4和测区5位于山区，高程在100m～400m之间，谷歌地球上的影像

分辨率为2.5m。5个测区中，相距最远的两个测区直线距离超过300km。测区的设计和

选取主要考虑到以下因素和目的：（1）包含不同的地形类别——以分析平地、山地、高山

地地形差异对精度的影响。（2）包含不同的地面影像分辨率——以分析谷歌地球上藉以选

点的卫星影像分辨率差异对精度的影响。（3）包含不同的区域——以分析是否存在区域性

偏差。 3.2 样本数据的提取样本数据从谷歌地球上直接获取，方法如下：（1）在谷歌地

球上选点点位要求为：①影像清晰；②指向精准；③点位周围地势平坦，无突出地面的建

筑物；④易于外业观测（易到达、易设站、GPS信号好）；⑤点位实地与谷歌地球影像一

致。（2）制作检测点样本文件从谷歌地球上截屏获取点位影像视图，对视图进行编号；放

大点位视图影像，读取目标的点位坐标（经纬度）和高程。为方便外业检测，每点建立两

张视图文件，一张为较小比例尺的，供外业在实地选点时用；另一张是外业所选点位的放

大视图，能显示谷歌地球上影像点的经纬度和高程。 图2 平地点位选点 图3 山地点位

选点 3.3 外业数据采集（1）使用仪器：双频GPS接收机，型号为“Leica1230”。（2）

观测方法：通过浙江省连续运行卫星定位综合服务系统提供的网络RTK服务模式静态观测

方式，外业采集经度、纬度和大地高（均为WGS-84坐标系），每点观测两次，符合限差

的取平均数。根据以往浙江省连续运行卫星定位综合服务系统的测试，本次观测精度相当

于：平面5cm（X/Y分量），高程10cm。故相对于谷歌地球数据，在计算中误差时将本次

外业实测成果视作“真值”。

为了节省外业检测工作量，位于山区的39个地面点，利用了2008年1月至5月施

测的1:10 000航测外业像控点成果。具体方法是：调用航测像控点位影像和外业实测经纬

度与高程，然后在谷歌地球网站上读取同名点位的经度、纬度和大地高（WGS-84），并截

取视图。4数据处理和精度统计 数据处理和精度统计以测区为单元。（1）将检测点的两组

经纬度坐标（分别从谷歌地球和外业实测获取）转换为高斯克吕格平面坐标计算横纵坐标

误差和统计点位中误差。（2）按测区进行平面坐标和高程（WGS-84）比对。（3）以外业

检测值作为“真值”计算谷歌地球的平面坐标、高程之中误差。（注：在比对过程中，发现

其中一个位于山区的测区，谷歌地球的平面中误差高达±10.13m，高程中误差高达

±22.29m，误差明显高于其他其他测区。经重新调看谷歌地球截屏视图和外业实测时所拍

摄的点位照片（航测外业作业时实拍），发现其中一些点位落在高程变换处或房角处，平面

误差和高程误差交互影响较大。经分析后剔除了高程变换处或房角处的点，增选了部分点

进行外业复测，对极个别经分析后仍不明原因的“异常点”进行了剔除。） 图4 高程急剧

变换处精度容易不稳定5个测区99个点的精度统计见下表：

5检测结果分析（1）各测区内的谷歌地球数学精度并不一致。测区3的平面精度和高

程精度最高，中误差小于±2m；测区4的平面精度最低，达±9.59m；大多数点的平面中

误差和高程中误差为±5m。所有测区点位中误差和高程中误差均在±10m以内。（2）地形

类别差异对谷歌地球数学精度的影响并不明显，并未显现一般航测中平地精度高于山地精

度的情况。但山地测区位于斜坡上或高程急剧变换处的点精度不稳定。分析原因认为：谷

歌地球的影像处理采用了美国制作的全球DEM进行投影差改正，在“山脚和平地交接”

或者“坎上坎下”处，平面误差与高程误差相互交织，会导致精度不稳定。（3）当作为选

点点位的影像分辨率分别为1m和2.5m时，影像分辨率的高低对谷歌地球数学精度的影

响并不明显。6结论和建议（1）经剔除个别异常值后参加计算的点为99点，有效检测点

数较多，且作业规范、点位分布均匀，可以作为谷歌地球在本地区精度检测的一个样本。

（2）受样本的数量大小和地域范围的限制，本检测仍不足于代表谷歌地球在整个中国地区

的精度，有必要在全国范围（东西南北中）选择不同地形类别（平原、丘陵、山区、高原）

全面测试谷歌地球的精度，作出更加全面和客观的评价。（3）如经过进一步的严密论证，

谷歌地球或其他国际网站地图在我国区域确已达到10米左右的精度，那么我国的现有规

定“公开地图位置精度不得高于50米，等高距不得小于50米”应该适时作调整，把精度

提高到与谷歌地球精度相应层次。（4）本文对于研究我国地理信息保密政策的改进具有一

定参考意义。7致谢胡正伟、苏立钱、冯里涛、万斐等同志参与本检测工作，胡正伟同志

协助笔者完成数据统计工作，谨此致谢！