在绘制超小区域的地形图时,常需要超高精度的高程数据。

目前已知的公开高程数据中,ASTER GDEM的精度最高,为1弧秒,即约30米一个数据点。 研究者可以通过 Google Maps Elevation API 获取米级精度的数据。

数据简介

Google Maps Elevation API 提供地球表面所有位置的海拔高度数据,包括海床上的深度位 置(此类位置返回负值)。

官方文档:

获取密钥 API KEY

想要从Google Maps中获取地形数据,首先需要一个密钥。

  1. 访问 入门指南 页面
  2. 点击右上角的“获取密钥”按钮(你可能需要翻墙才能获取密钥)

限额说明:

  • 每个用户最多可能只能申请10个免费密钥
  • 每个密钥每天2500次免费请求
  • 每次请求最多512个位置
  • 每秒最多50次请求

使用说明

获取单点高程

通过简单的网络请求即可获取单点的高程:

https://maps.googleapis.com/maps/api/elevation/json?locations=39.7391536,-104.9847034&key=YOUR_API_KEY

其中:

  • locations=39.7391536,-104.9847034 指定了要获取高程的经纬度,纬度和经度之间用逗号分隔;
  • key=YOU_API_KEY 指定了用户密钥,用户需要将自己申请的密钥替换 YOU_API_KEY

将上面的链接复制到浏览器中,即可得到返回值为::

{
   "results" : [
        {
            "elevation" : 1608.637939453125,
            "location" : {
                "lat" : 39.73915360,
                "lng" : -104.98470340
            },
            "resolution" : 4.771975994110107
        }
   ],
   "status" : "OK"
}

从中可以看到这一点的海拔高度是 1608.637939453125 米(小数点后几位可能都没有意义)。 resolution给出了该点高程的分辨率值,即内插海拔高度的数据点之间的最大距离,以米为单位。

获取多点高程

也可以在一次网络请求中获取多个点的高程,多个位置之间用 | 分隔即可。例如:

https://maps.googleapis.com/maps/api/elevation/json?locations=39.7391536,-104.9847034|36.455556,-116.866667&key=YOUR_API_KEY

但一次请求中的位置不能超过512个。

批量获取高程

Google Maps 提供了多种客户端以实现批量获取高程。此处以Python客户端 为例。

  1. 安装 Google Map API 的 Python模块:

    $ pip install -U googlemaps
    
  2. 获取免费密钥

  3. 参考如下脚本批量获取高程数据

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import googlemaps
import numpy as np


def request_elevation(xmin, xmax, xinc, ymin, ymax, yinc, maxnum=512):

    xlist = np.arange(xmin, xmax, xinc)
    ylist = np.arange(ymin, ymax, yinc)
    points = [(y, x) for y in ylist for x in xlist]

    requestnum = int(np.floor(len(points) / maxnum) + 1)
    npoints = np.array_split(points, requestnum)
    if requestnum > 2500:
        print("Error: Request number exceed! Change grid or region.")

    return [gmaps.elevation(locations=loc.tolist()) for loc in npoints]


# 设置要下载高程数据的经度范围、纬度范围以及网格间隔
xmin, xmax, xinc = 120.000, 129.005, 0.00005
ymin, ymax, yinc = 30.000, 30.005, 0.00005

gmaps = googlemaps.Client(key='YOU_API_KEY')

# Generate all locations
elevations = request_elevation(xmin, xmax, xinc, ymin, ymax, yinc)

# output data with format `longitude   latitude elevation resolution`
with open("Elevations.dat", "w") as f:
    for loclist in elevations:
        for subloc in loclist:
            outputstr = "{:.5f}  {:.5f}  {:.5f}  {:.5f}\n".format(
                subloc['location']['lng'],
                subloc['location']['lat'],
                subloc['elevation'],
                subloc['resolution'])
            f.writelines(outputstr)