Świat u stóp

Rzadko kiedy spotyka się tak proste oprogramowanie o tak wielkim potencjale. World Wind to prawdziwy symbol technologii XXI wieku, dający każdemu dostęp do dziesiątków terabajtów danych o naszej planecie.

Rzadko kiedy spotyka się tak proste oprogramowanie o tak wielkim potencjale. World Wind to prawdziwy symbol technologii XXI wieku, dający każdemu dostęp do dziesiątków terabajtów danych o naszej planecie.

Dobry towar nie tylko ma świetne cechy sam w sobie, ale przede wszystkim jest dobrze reklamowany. Tę starą kupiecką prawdę świetnie uświadamiają sobie naukowcy amerykańscy. W przeciwieństwie do polskich uczonych, doskonale wiedzą, że im lepiej sprzeda się osiągnięcia nauki szerokim masom, tym łatwiej uzyskać pieniądze na kolejne badania. Więc sprzedają. Robią naukowy show. Różnej jakości, to prawda, ale niekiedy wychodzą im prawdziwe perełki. Na przykład World Wind.

Najkrócej mówiąc, to prosty graficzny interfejs, przez który uzyskujemy dostęp do baz danych satelitarnych o rozmiarach liczonych w dziesiątkach terabajtów. Program, opracowany przez grupę naukowców z NASA Ames Research Center, z pozoru nie oferuje wiele: wyświetla trójwymiarową kulkę, wokół której możemy się obracać oraz zbliżać się do niej bądź oddalać. To wszystko. Wystarczy, żeby wsiąknąć na długie tygodnie. Bajer tkwi bowiem w teksturach, które tę kulkę pokrywają.

Po uruchomieniu programu na górze ekranu pojawia się wąski pasek z menu i kilkunastoma przyciskami. Całą resztę zajmuje Ziemia widziana z kosmosu. World Wind prezentuje wówczas podstawową teksturę naszej planety, uzyskaną w ramach projektu Blue Marble. Dzięki wykorzystaniu wielu zdjęć satelitarnych otrzymano wówczas teksturę o rozdzielczości 1 km na piksel, przedstawiającą powierzchnię Ziemi w naturalnych kolorach. Wersja Blue Marble, używana przez World Wind jako podstawowa, nie zawiera ani chmur, ani lodu pokrywającego okolice biegunów, nie odzwierciedla także różnic w zabarwieniu oceanów. Już w tej wersji World Wind potrafi na dłużej przyciągnąć do monitora, bo Blue Marble jest bardzo efektowna pod względem kolorystyki i dość bogata w szczegóły.

World Wind - interaktywny atlas Ziemi o potężnych możliwościach.

World Wind - interaktywny atlas Ziemi o potężnych możliwościach.

Nawigacja w programie jest wręcz trywialna: wybrany punkt chwytamy lewym przyciskiem myszy i przesuwamy. Gdy w menu funkcja View/Point Go-To jest włączona, wystarczy kliknąć wybrany punkt, aby Ziemia obróciła się sama. Możemy planetę obracać (prawy przycisk myszy) oraz zbliżać się lub oddalać (rolka lub pionowe ruchy myszą z naciśniętymi obydwoma przyciskami). Potęga World Wind ujawnia się właśnie podczas próby wykonania powiększenia.

W wersji podstawowej World Wind dysponuje jedynie wspomnianą teksturą Blue Marble oraz opcjonalnie instalowanymi pakietami danych. Z oczywistych względów nie jest możliwe udostępnienie w tej postaci wszystkich danych kryjących się za programem. Gdy wykonujemy powiększenie, a World Wind jest połączony z Internetem, program kontaktuje się z serwerami baz danych satelitarnych i pobiera tylko zdjęcia (i tylko w odpowiedniej rozdzielczości) potrzebne do poprawnego wyświetlenia oglądanego obszaru. Większe zbliżenie - i na ekranie znowu pojawia się czerwony prostokąt informujący, który fragment obrazu jest właśnie pobierany z serwera. World Wind umożliwia współdzielenie zasobów klienckich z innymi użytkownikami, co już teraz zredukowało obciążenie serwerów danych NASA o dwie trzecie, a co ważniejsze - uniezależniło nas od ich stanu technicznego: program będzie pobierał dane nawet wówczas, gdy zostaną tymczasowo wyłączone.

Głównym poziomem "pod" warstwą Blue Marble są zdjęcia wykonane przez satelitę LandSat 7 w latach 1999-2003. Ich rozdzielczość wynosi 15 metrów na piksel, co często wystarcza do rozróżnienia poszczególnych budynków na przykład na terenie całej Polski. Zdjęcia z LandSata 7 wykonywano zarówno w paśmie widzialnym, jak i w innych zakresach (np. w podczerwieni), które zostaną udostępnione użytkownikom World Winda z chwilą zakończenia prac nad bazą danych. Obecnie można korzystać z dwóch rodzajów zdjęć LandSata 7: wykonanych w paśmie widzialnym (co nie oznacza, niestety, naturalnych kolorów!) oraz w fałszywych barwach, ułatwiających wydobywanie określonego typu informacji, na przykład o rozmieszczeniu zasobów wodnych. Przełączanie pomiędzy tymi bazami danych następuje za pomocą widocznych na pasku przycisków LandSat 7 Visible i LandSat 7 Pseudo (lub w oknie Layer Manager, w grupie Images/High Resolution Terrain Mapped Imagery).

Gdy powiększenie pozwala na przejście do bazy zdjęć LandSata, World Wind przestaje rysować Ziemię jako gładką kulę z nałożoną teksturą koloru. Dzięki danym uzyskanym z pokładu promu kosmicznego w ramach misji Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), program dysponuje informacjami o ukształtowaniu topograficznym terenu. Po naciśnięciu prawego przycisku myszy i kilkakrotnym przyciągnięciu jej do siebie uzyskujemy boczną perspektywę, ujawniającą szczegóły topografii. Możemy być rozczarowani: niestety, Ziemia ma tę brzydką cechę, że jej nierówności są (proporcjonalnie) mniejsze niż nierówności kuli bilardowej. W efekcie góry stają się górami dopiero w naprawdę dużym powiększeniu. Niekiedy jednak zależy nam na szerszej perspektywie. World Wind radzi sobie z tym bardzo prosto: w menu View/Vertical Exaggeration możemy wybrać mnożnik wysokości (dostępny także za pomocą klawiszy [1-9]; klawisz [0] odpowiada mnożnikowi 0 - teren staje się ponownie płaski). W ten sposób dopasujemy wielkość wzniesień do wymogów danego ujęcia, ale trzeba pamiętać, że każdy mnożnik różny od 1 to zafałszowanie rzeczywistości.

Podczas zabaw z danymi z LandSata 7 i SRTM można dostrzec, że Ziemia nie jest odwzorowana perfekcyjnie. W niektórych miejscach nie ma na przykład żadnych zdjęć z LandSata, z kolei w wielu innych topografia nie odpowiada zdjęciom: mniejsze rzeki płyną przez szczyty górskie, zamiast dolinami, a niemało jest miejsc, w których ocean ni stąd, ni zowąd wypiętrza się w pokaźną górę. Jednak to, co byłoby wadą produktu adresowanego na rynek konsumencki, jest wielką zaletą World Winda. Powyższe usterki nie są skutkiem niewłaściwego działania programu, lecz pracy z prawdziwymi danymi naukowymi, obarczonymi - jak każde pomiary fizyczne - pewnymi błędami. Przykładowo rozdzielczość danych o wysokości terenu uzyskanych w ramach SRTM wynosi 30 metrów na piksel w poziomie przy jednoczesnej możliwości błędu rzędu 16 metrów. Dodatkowo dane z satelity LandSat charakteryzują właśnie pewne problemy topograficzne (szczególnie widoczne w przypadku Australii i Nowej Zelandii) - w efekcie zbiór danych o kolorze poszczególnych punktów powierzchni nie pokrywa się ze zbiorem danych o ich wysokości. Gdzie tu zaleta? W tym, że dane naukowe otrzymane z LandSata są ciągle opracowywane i na bieżąco uaktualniane. Jeśli w jakimś miejscu brakuje zdjęcia, niekoniecznie znajduje się tam tajna baza wojskowa - może to rezultat dyskwalifikującej pracy kamery lub prozaicznego błędu podczas przesyłania danych z satelity. Dane takie są wówczas sukcesywnie uzupełniane podczas kolejnego cyklu fotografowania powierzchni Ziemi. Podobnie prowadzone są prace nad lepszym zgraniem baz danych SRTM i LandSat. Pierwsze efekty powinny być widoczne za parę miesięcy, a co najważniejsze, dostęp do poprawionych materiałów wcale nie będzie wymagał modyfikacji World Winda. Z naturalnych przyczyn nie ma co liczyć na superdokładne zdjęcia na przykład Białego Domu. Fotografia satelitarna ma, niestety, nie tylko pokojowe zastosowania.

Czy to koniec możliwości World Winda? Skąd! To niewielki procent! Teren Stanów Zjednoczonych został w ramach misji U.S. Geological Survey pokryty zdjęciami o rozdzielczości 1 m na piksel. W połączeniu z danymi o wysokości National Elevation Dataset (NED) pozwala to na odzwierciedlenie terenu z bardzo dużą dokładnością, i to bez błędów charakterystycznych dla LandSata i SRTM. Wysoką jakość tych danych można docenić, oglądając na przykład wulkan Świętej Heleny w stanie Washington: widać niemal każdy żleb, zwłaszcza gdy kamerę ustawimy nieco z boku. Pamiętajmy przy tym, aby przełączyć się na bazę danych USGS, klikając przycisk USGS-1m.

Wybrane - niestety, jeszcze niezbyt liczne - fragmenty Stanów Zjednoczonych (głównie miast) pokrywają zdjęcia USGS o rozdzielczości zaledwie 25 cm na piksel. Rozdzielczość ta wystarcza do odróżnienia poszczególnych ludzi od tła! Kto nie wierzy, może sprawdzić: po zainstalowaniu World Winda w przeglądarce WWW wpisujemy: worldwind://goto/world=Earth&lat=37.8020133972168&lon=-122.447296142578&view=0.00418165791779757 i oglądamy sunące po ulicach samochody oraz ludzi spacerujących w parku. Nie ma nawet specjalnych kłopotów z odczytaniem poziomych znaków drogowych! Los Angeles także wygląda malowniczo, zwłaszcza gdy ustawimy romantyczny widok przez grzbiety wzgórz, ze słynnym napisem "HOLLYWOOD" na pierwszym planie. Trzeba jedynie skorzystać z odpowiedniej bazy danych! Chcąc obejrzeć powyższe miejsca z maksymalną rozdzielczością, musimy się przełączyć na bazę danych USGS Urban Area Ortho-Imagery. Nie zrobimy tego za pomocą przycisku na górnym pasku, musimy skorzystać z okna Layer Manager. Otwieramy w nim grupę Images, przechodzimy do podgrupy High-Resolution Terrain Mapped Imagery i zaznaczamy wspomnianą bazę danych. Możemy przy okazji zerknąć, jak w praktyce wygląda USGS Raster Graphics Topo Maps. Są to zrastrowane mapy topologiczne obszarów Stanów Zjednoczonych, z tysiącami lokalnych nazw, naniesioną siatką dróg itp. Niestety, skany nie są najwyższej jakości i tę bazę danych należy traktować raczej pomocniczo, jako narzędzie ułatwiające orientację. Przy okazji istotna uwaga. W sekcji High-Resolution Terrain Mapped Imagery powinna być uaktywniona tylko jedna baza danych wysokiej rozdzielczości - w przeciwnym razie obraz zostanie wygenerowany niepoprawnie. Z tej właśnie przyczyny bazy danych lepiej przełączać w oknie Layer Manager, dającym pełną kontrolę.


Zobacz również