1、LOGO指導教授指導教授：何宗儒教授：何宗儒教授學生：T974E0012 李佳俊 T974E0013 盧性亨 T974E0016 林育任 T974E0028 蔡俊麟人造千里眼人造千里眼監測好幫手監測好幫手國立海洋大學海洋環境資國立海洋大學海洋環境資訊系碩士在職專班一年級訊系碩士在職專班一年級報告內容報告內容利用衛星監測的目的1衛星監測的基本原理2衛星的介紹3遙測衛星應具備哪些特性4衛星遙測可運用在哪些地方5利用衛星監測的目的利用衛星監測的目的v解決環境問題的初步階段，涉及全面性、系統化解決環境問題的初步階段，涉及全面性、系統化的資料收集，而遙測基本上可提供大範圍，多時的資料收集，而遙測基本上可
2、提供大範圍，多時性及數位化的環境資料，同時具備自動化分析資性及數位化的環境資料，同時具備自動化分析資料的系統。料的系統。v衛星雷達於災害監測上，具有全天候性、及時性、衛星雷達於災害監測上，具有全天候性、及時性、獨特性。獨特性。v利用衛星影像來協助我們因應災變，幫助地面人利用衛星影像來協助我們因應災變，幫助地面人員在災害發生時處理在地面上遭遇的問題，就更員在災害發生時處理在地面上遭遇的問題，就更長期而言，用以支援災後的復原與重建。長期而言，用以支援災後的復原與重建。衛星監測的原理衛星監測的原理v遙測的廣泛定義遙測的廣泛定義:是指感測器不需要與目標物接觸，是指感測器不需要與目標物接觸，就能獲取及量
3、度該目標物的特性。就能獲取及量度該目標物的特性。v遙測是利用特定的感測器來獲取，處理及應用有關遙測是利用特定的感測器來獲取，處理及應用有關 地球環境，自然資源的資料，以作有效的監測與管地球環境，自然資源的資料，以作有效的監測與管 理。理。v遙測感測器雖然不與目標物接觸，但感測器主要是遙測感測器雖然不與目標物接觸，但感測器主要是 靠電磁波能量的傳遞來獲取資料，亦即輻射的作用。靠電磁波能量的傳遞來獲取資料，亦即輻射的作用。v每個物體在整個電磁波的波譜裡都有自己獨特的輻射每個物體在整個電磁波的波譜裡都有自己獨特的輻射 特性，亦即在不同的波長會有不同的能量反應，因此特性，亦即在不同的波長會有不同的能量
4、反應，因此 相同物體會有相同的電磁波譜特徵，不同的物體則具相同物體會有相同的電磁波譜特徵，不同的物體則具 有相異的電磁波譜特徵。有相異的電磁波譜特徵。衛星監測的原理衛星監測的原理v遙測感測器的設計即以接收多光譜為主，亦即利用感遙測感測器的設計即以接收多光譜為主，亦即利用感 測器所接收的電磁波多光譜特徵之差異來辨識不同物測器所接收的電磁波多光譜特徵之差異來辨識不同物 體。體。v通常感測器可分為主動式與被動式兩種。通常感測器可分為主動式與被動式兩種。v主動式的能量來源來自感測器本身，資料形式大部分主動式的能量來源來自感測器本身，資料形式大部分 為雷達影像，不受天氣的影響可以為雷達影像，不受天氣的影
5、響可以24小時全天候獲取小時全天候獲取 資料。資料。v被動式的能量來源主要來自太陽對地面物體的反射，被動式的能量來源主要來自太陽對地面物體的反射，資料形式大部分為光學的影像，會受到天候、雲層及資料形式大部分為光學的影像，會受到天候、雲層及 夜晚的影響而無法獲取地面資料。夜晚的影響而無法獲取地面資料。衛星監測的原理衛星監測的原理波譜波長X光0.033.0 m紫外線0.030.4 m可見光0.40.7 m近紅外0.71.3 m中紅外1.33.0 m熱紅外35 m，814 m微波0.130cm電磁波波譜衛星的介紹衛星的介紹 SPOT衛星SPOT為法國所發射之資源遙測衛星，目前運轉的為2002年所發射
6、之SPOT5。SPOT所攜帶的感測器可接收多光譜及全色態的資料，同時也因具備垂直及傾斜的觀測能力，可在不同軌道掃描重疊產生立體影像對，因此提供立體的觀測及量測地面，同時也可縮短掃描同一地區的週期。SPOT衛星屬於光學影像，夜晚或天候不佳、有雲層時就無法接收衛星的介紹衛星的介紹 SPOT衛星及影像相關參數感測器光譜範圍（m）解析度(m)週期(天)涵蓋範圍(2)飛行高度()多光譜全色態1 綠 0.50-0.592 紅 0.61-0.683 近紅外 0.79-0.894 SWTR 1.58-1.75 0.51-0.7310 1010102.5/526/3560*60830衛星的介紹衛星的介紹 Qui
7、ckBird捷鳥衛星QuickBird為美國DigitalGlobe公司所擁有之商用高解析度光學衛星，於2001年10月順利發射升空，屬於太陽同步衛星，從450公里外的太空拍攝地球地表面上的地物、地貌等空間資訊，其影像解析度高達61公分，平均4至6天即可拍攝同一地點影像。QuickBird衛星屬於光學影像，夜晚或天候不佳、有雲層時就無法接收衛星的介紹衛星的介紹 QuickBird捷鳥衛星及影像相關參數感測器光譜範圍（m）解析度(m)週期(天)涵蓋範圍(2)飛行高度()多光譜全色態1 藍 0.45-0.522 綠 0.52-0.603 紅 0.63-0.694 近紅外 0.76-0.90 0.4
8、5-0.902 2220.61視使用者需求20*20450衛星的介紹衛星的介紹 中華衛星二號(ROCSAT-2)中華衛星二號於 2004 年 5 月 21 日 成功發射，為我國第一個自主性遙測與科學衛星，屬於地球遙測應用衛星，其質量約為 750 公斤(含酬載及燃料)，軌道高 891 公里，屬於太陽同步衛星。軌道面固定，每日通過台灣海峽上空，具左右各 45 之傾斜拍攝之能力。每日繞地球飛行 14 圈，地面軌跡(Ground Track)將通過臺灣海峽上空，可一次拍攝八分鐘的資料。第一次通過台灣海峽上空的時間為上午九點四十，可進行拍攝與下傳影像資料。第二次通過台灣海峽上空的時間則為晚上九點四十，此
9、時無法進行拍攝任務，但可以下傳拍攝其他地區之資料。衛星的介紹衛星的介紹 中華衛星二號及影像相關參數感測器光譜範圍（m）解析度(m)週期(天)涵蓋範圍(2)飛行高度()多光譜全色態1 藍 0.45-0.522 綠 0.52-0.603 紅 0.63-0.694 近紅外 0.76-0.90 0.45-0.908 8882每天24*24891衛星的介紹衛星的介紹 美國大地衛星(LandSAT-7)Landsat 系列衛星為美國太空總署(NASA)之地球觀測衛星，至今運轉中的Landsat-7 於 1999 年 4 月發射升空，為太陽同步地球資源衛星，高度為 705 公里。繞地球一圈週期約 98.9
10、分，每天繞行約 14 圈，每 16 天掃瞄同一地區。Landsat-7 掃瞄覆蓋地面每一像幅(Scene)約 185 公里 170 公里，在赤道附近相鄰兩張影像重疊量為百分之 7.3，愈向兩極重疊愈多，在台灣地區重疊約百分之 14。其影像拍攝方式是以垂直飛行方向使用鏡子旋轉做來回掃瞄之方式，稱為 Whisk-broom 感測器。Landsat-7 ETM+則有 8 個波段，其中波段 8 為全光譜波段，具有 15 公尺之空間解析度，波段 13(可見光)與波段 4,5,7(近紅外光)之空間解析度為 30 公尺，而波段 6 為熱紅外光，空間解析度則為 60 公尺。衛星的介紹衛星的介紹美國大地衛星(L
11、andSAT-7)及影像相關參數感測器光譜範圍（m）解析度(m)週期(天)涵蓋範圍(2)飛行高度()ETM+可見光 0.45-0.52可見光 0.52-0.60可見光 0.63-0.69近紅外 0.76-0.90近紅外 1.55-1.75熱紅外 10.4-12.5近紅外 2.08-2.35全光譜 PAN0.50-0.90303030303060301514圈185*170705衛星的介紹衛星的介紹 美國氣象衛星(NOAA-12)氣象衛星TIROS-N系列具有更精密的輻射計，可以蒐集雲量、海面溫度、氣溫及水汽垂直分布以及其他水文和環境資料。目前運轉中的這系列衛星是NOAA-9號、NOAA-10號
12、、NOAA-11號和NOAA-12號，分別在1984年、1986年、1988年和1991年升空。在正常的情況下，這一系列的衛星其平均飛行高度約820公里，繞地球一周需時約101分鐘，每天通過某一地點附近上空兩次。TIROS-N系列衛星據有數據匯集系統(DCS)，可以接收來自兩千多個固定及移動觀測台的資料，加以處理儲存，最後再傳送到地面接收站。衛星的介紹衛星的介紹 美國氣象衛星(NOAA-12)這系列衛星裝載多種儀器，簡述於下：(一)極精密高分辨率輻射計(AVHRR)以5個頻道同時掃描大氣，可獲得可見光雲圖和紅外雲圖，做為天氣分析與預報之用。此外，紅外頻道的數據可用來決定若干雲參數及海面溫度。(
13、二)泰洛斯業務垂直探測器(TOVS)，這組儀器包括三個輻射計，各有不同的功能：A.高分辨率紅外輻射探測器(HIRS/2)是具有 20 個可見光和紅外頻道的掃描輻射計，可以探測對流層內氣溫和水汽垂直分布以及臭氧總含量。B.平流層探測單元(SSU)以 3 個紅外頻道觀測平流層中的氣溫垂直分布。C.微波探測單元(MSU)以 4 個微波頻道觀測波長 0.5 厘米的氧吸收帶，可以穿透雲層探測雲下的氣溫垂直分布。(三)太空環境監測器(SEM)負責偵測太空中太陽質子、粒子及電子通量等資料。(四)地球輻射收支試驗(ERBE)以狹角視場和廣角視場觀測地球大氣，可以監測太陽常數、行星反照率以及射出長波輻射等參數。
14、遙測衛星應具備哪些特性多光譜0.45-0.52m-藍波段，水體穿透力強，有助於近海水域製圖，也可用於土壤及植物的辨別。0.52-0.60m-綠波段，對於健康茂盛植物的綠色反射值敏感。0.63-0.69m-紅波段，為葉綠素的主要吸收波段，用於區分植物種類及覆蓋度。0.76-0.90m-近紅外波段，用於區別植物類別、水體。1.55-1.75m-中紅外波段，反應土壤濕度，植物含水量，可用於區分雲和雪。2.08-2.35m-中紅外波段，辨別岩石、地質類別，同時對於植物的含水量敏感。10.4-12.5m-熱紅外波段，主要是監測有關熱的特徵及相關應用。遙測衛星應具備哪些特性空間性 遙測是從一個大範圍的角度
15、來偵測整個地表環境，所涵蓋的範圍是個2度空間的大面積，不像地面調查是以點或線為主，因此遙測提供人類重新認識地表的機會。此外遙測影像通常以空間解析度來描述資料的空間詳細度，例如2公尺空間解析度的影像即代表資料只能顯現地面上大小大於4平方公尺(2公尺*2公尺)的物體。遙測衛星應具備哪些特性多時性 衛星遙測可提供歷史性和週期性的資料，因此對同一地區可進行動態變遷的偵測，如此可節省大量的人力、時間、金錢。數位化 衛星遙測資料的原始形式即是以數位化的格式紀錄。因此有利於點腦處理和發展自動化的影像辨識方法。也因為是數位化的資料，所以可獲得一訂精準度的定量分析結果。衛星遙測可運用在哪些地方1.環境之變遷2.
16、土石流及水災之偵測3.國土利用變遷之監測4.海洋油污染之偵測5.颱風之即時動態及路徑預測土石流及水災偵測土石流及水災偵測 華衛二號拍攝草瑞公路受災影像:華衛二號近期更改拍攝任務，不斷針對中南部受敏督利颱風災害地區拍攝影像，供相關單位救災參考用，圖為草瑞公路地區影像，上面兩張圖為華衛二號的紅外光及近自然色照片，左下為法國spot衛星紅外光照片，做為比對用。/中央社 華衛二號拍攝水里地區受災影像:華衛二號近期更改拍攝任務，不斷針對中南部受敏督利颱風災害地區拍攝影像，供相關單位救災參考用，圖為水里地區影像，上面兩張圖為華衛二號的紅外光及近自然色照片，左下為法國spot衛星紅外光照片，做為比對用。/中央社土石流及水災偵測土石流及水災偵測七二洪災 陳有蘭溪豐丘附近土石流情形華衛二號拍攝受敏督利颱風重創的中部陳有蘭溪附近災況，解析度二公尺的黑白照片可以清楚看到豐丘附近土石流及道路被沖毀的情形。/中央社環境之變遷環境之變遷九二一地震後崩塌調查實例九二一地震後崩塌調查實例九九峰及九份二山在地震前（左）及地震後（右）的比對。地震所造成的崩塌極易從影像上比對出來。九九峰九九峰九九峰九九峰九份二山九份二山國土利用變遷之監測TEXTTEXTTEXTTEXT大漢溪樹林攔砂壩2004/07/242004/08/28海洋油污染之偵測油污染監測颱風之即時動態及路徑預測泰利颱風監測受災實例LOGO
