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用俯視的角度看世界（二）：遙感探測應用

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王泰盛｜財團法人農業工程研究中心

自上世紀60年代以來，航太技術、感測器技術、控制技術、電子技術、電腦技術與通訊技術的進展，大力地推動了遙測技術之發展。當邁入21世紀之際，各種運行於空間之遙測平台連續不斷地在多尺度上對地球進行觀測，各種先進的對地觀測系統亦不斷地向地面提供豐富的資訊。

目前遙測資訊獲取技術正以「微觀」與「宏觀」兩個方向發展。然而，運行於地球軌道上之衛星眾多，其搭載不同之感測器會依其用途與功能作適當之設定，但各衛星之光譜解析度、時間解析度、空間解析度與輻射解析度有所不同，即分別為波段數、再訪率、像元素與存取數上皆有所差異。因此，在執行各種地球觀測任務時，須配合其需求，以達成監測目的，故選擇適合之遙測衛星是相當重要的。

a.水質遙測分析

一般太陽光照射物體會有吸收、反射與散射等作用，若能造成水色差異或引起混濁度變化之水體，可被可見光波段之感測器觀測到。但常見多光譜衛星之感測器仍以接收物體反射為主，所以水質遙測技術上可見光波段與近紅外光短波段最常被使用，故水質遙測技術是以被動的方式接收來自水面介於可見光波長(400～700 nm)間之電磁輻射，再透過對應之模式轉換成相對之水質分佈與濃度。

近年來遙測技術不斷發展，亦突破不少技術上限制，遙測技術已廣泛的應用於各類水體之監測，例如：水庫優養化程度之判定、地表水體油污之監測、水體表面溫度之測量等，皆可用以繪製大面積水體之變化，其技術是利用水比熱大，對紅外線幾乎是完全吸收，自身發射輻射率高，水體內溫度傳遞是以熱對流交換方式進行的，保持相對均一溫度，所以白天，水吸收太陽輻射，在紅外上呈現冷色調(黑色)；黑夜，水發射輻射，在紅外上呈現暖色調(白色)。雖然水體成分組成複雜，無法用遙測區分，亦無法穿透水體，但遙測可利用表面水色產生之不同變化，經由不同波段的反射率量測來推算其物質之濃度含量，亦可監測水體水質是否受污染等。

b.土地利用判釋

影像判釋有一貫的學理脈絡，在影像判釋的要素通常包含形狀、大小、紋理、陰影、色彩色調、質地與關聯，以及溫度等，可有效率地應用於判釋土地利用類別、地表溫度變化與災害範圍辨識等。地表上每一種物體因質地與表面特性的不同，對於電磁光譜的反射與散射率不同，此即物體的光譜特性，藉由此一物體的光譜特性可運用於土地覆蓋物種類的判釋，而不同類別之土地覆蓋物，其波長輻射率亦隨之不同。因此，影像分類是指透過影像上各像元所記錄的地表光譜反射資訊(DN值)，藉由特定統計方法的計算和分析歸類，賦予影像中每一像元一個特定值，此一特定值在此乃象徵著地表覆蓋的某一特定類別。一般影像分類為非監督式分類法與監督式分類法，其所根據的原理都一樣，都是用波譜型態辨認法，即是指影像資料值在特徵空間聚集情形。

c.變遷分析

衛星遙測因具有全面性、即時性及週期性蒐集資訊之優點，可以應用於觀測環境變遷上，提供管理決策所須之空間資訊，以有效掌握環境資源變化之情形。目前變遷分析判釋乃取兩個空間幾何位置完全對位的影像，加以比對或重疊，利用影像處理技術將變遷地區判釋分析。因此，遙測影像因具有數值化之特性，可借助電腦運算能力，藉由影像變遷分析方法，可迅速且有效地掌握環境變遷之狀況。

影像分類為最易聯想應用至變遷偵測之方法，即是不同時期影像各自經過監督式或非監督式之分類後，再進行比較，即可得知何處為變遷區域，且在分類結果會呈現具有地物類別之名稱與對應類別之編碼，以便依此建立變遷矩陣，並透過分類後比較法可知各自之地物類別，故變遷結果除獲得變遷區域外，亦可得知變遷型態。因此，將分類好的影像利用影像變遷差異分析，可迅速且有效地掌握環境之變遷狀況。（本文由科技部補助「新媒體科普傳播：小王子眼中21世紀的地球」執行團隊撰稿）

衛星遙測(36) 遙感探測(3) 環境變遷(13)

用俯視的角度看世界（二）：遙感探測應用

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