7-1 遙測技術 7-2 地面遙測 7-3 太空遙測

1. 7-1 遙測技術 • 7-2 地面遙測 • 7-3 太空遙測

2. 遙測技術 • 定義：不須和被觀測的目標物直接接觸，隔著很遠的距離便可進行觀測與測量。 • 方式： • 主動遙測：人類主動發射電磁波來探測物體。 • 被動遙測：以輻射計（多光譜感測器）被動的接收來自物體發出的電磁波，因為自然界中的物體，只要表面溫度高於0°K （－ 273℃），便可對外放出電磁波輻射。

3. 遙測影像的解析度 • 近距離拍攝影像，可得較佳的解析度，但視野較小。 • 遠距離拍攝影像，可獲得較大的視野範圍，不過解析度卻變差。

4. 主動遙測與被動遙測的示意圖 • 衛星甲和天線丙為被動遙測；衛星乙為主動遙測。 地球因表面溫度低（約288 K），不會放射出肉眼能感應的可見光，而是以紅外線為主。

5. 不同輻射波段的特性與用途

6. 多光譜感測器的應用（一） • 利用可見光與近紅外線拍攝的影像。 • 近紅外線波段常用以遙測地表植被。 • 球場中的草皮並沒有變成紅色，是因球場草皮為人工地毯草皮，而非真正的植物。

7. 多光譜感測器的應用（二） • 利用紅外線波段與雷達波段拍攝到臺中港區的影像。 • 紅外線會受雲影響，但解析度較高。 • 雷達所使用的微波則可穿透雲層，但解析度較低。

8. 可見光雲圖與紅外線雲圖的差異

9. 可見光與紅外線雲圖拍攝時間的差異 • 可見光衛星雲圖，圖的右半邊（即臺灣的東邊）已轉入夜半球，所以全是黑的，但紅外線衛星雲圖，卻仍然能夠拍到臺灣東邊的雲。

10. 可見光與紅外線雲圖的應用 • 紅外線雲圖中A、B、C的顏色由白、灰轉黑，代表雲高由高轉低。 • C在紅外線雲圖中為黑色，看似無雲；但在可見光圖中，C處呈現灰色，可判斷為低雲。 • A在兩圖中都呈現白色可應為垂直發展旺盛的對流雲。

11. 紅外線雲圖的缺點 • 卷雲是冰晶構成的薄雲，若過於稀疏，則卷雲下方的地面或較低雲層所放射出的能量，便會透過卷雲而傳到衛星的輻射計，如此一來，輻射計等於沒有拍到卷雲。也就是原先應為低溫而呈現白色的卷雲，反而呈現黑色或灰色。

12. 人造衛星軌道的類型

13. 繞極軌道與地球同步衛星繞行示意圖

14. 人造衛星任務的類型 • 氣象衛星：大氣與海洋遙測。 • 資源衛星：地球表面及海面的遙測。 • 間諜衛星：有最低的軌道高度及最佳的影像解析度。

15. 地表主動遙測

16. 太空遙測：大氣遙測 • 使用波段：可見光與紅外線波 • 遙測項目： • 衛星雲圖 • 不同氣體在大氣層不同高度的含量以及在大氣中的總量 • 風向、風速 • 太陽輻射量 • 微波遙測降雨強度 • 大氣成分的改變 ：霾害、沙塵暴的長程輸送

17. 南極臭氧洞 • 2006年9月24日，美國 Aura衛星所測最大南極臭氧破洞，面積達29百萬平方公里。 • 圖中可見南極地區的大氣中，臭氧總含量已降到150道柏森單位（DU）以下。一般而言，正常的大氣臭氧總含量約為300 DU。

18. 衛星遙測的東亞水氣分布圖 • 2007年1月13日臺灣時間上午9時，日本 MTSAT-1R 衛星遙測拍攝。 • 愈白處代表水氣含量愈多處，白色愈淡代表水氣含量愈少。

19. 一氧化碳濃度監測 • 2006年9月21日～11月間，東南亞印尼群島多處出現森林大火，美國 Terra衛星以MOPITT儀器所遙測得的平均一氧化碳濃度分布。紅色地區為達300 ppbv（ppbv指10億分之1）的高濃度地區。

20. 沙塵暴傳輸 • 2001年4月6日，中國大陸沙塵向朝鮮半島傳輸，日本GMS-5衛星的遙測影像；美國 SeaWiFS衛星的遙測影像。

21. 海洋遙測 • 監測波段：可見光、紅外線與微波。 • 監測項目： • 海水表面溫度 • 海水水色 • 海面水位 • 海面波浪 • 海面風速

22. 海水表面溫度 • 美國氣象衛星上所酬載的AVHRR儀器遙測赤道太平洋海水表面溫度（紅外線、微波）距平圖，比平均溫度高稱為「正距平」，標為紅色；低於平均溫度稱為「負距平」，標為藍色。 • 1998年2月聖嬰期間，紅色範圍大；1999年2月反聖嬰期，紅色範圍縮小，甚至出現藍色。

23. 海水水色 • SeaWiFS衛星遙測赤道太平洋海水面葉綠素濃度圖（可見光波段）：上圖為 1998年2月聖嬰期間；下圖為1999年2 月反聖嬰期間。

24. 海面水位（聖嬰期） • 衛星上酬載雷達，發出雷達波，進行主動遙測 。 • 法國太空總署 TOPEX/Poseidon衛星遙測之水位圖，比平均海平面高，標為紅、白色；低於平均海平面，標為藍、紫色。 • 1998年2月15日聖嬰期間，赤道東太平洋呈正距平，以紅色區域為主；西太平洋呈負距平，以藍色區域為主

25. 海面水位（反聖嬰期） • 1999年2月15日反聖嬰期間，赤道東太平洋呈負距平，變成藍色區域擴大；西太平洋呈正距平，開始出現紅色區域。

26. 海面風速 （聖嬰期） • 利用風場散射計發出雷達微波進行主動遙測，藉由海水表面對微波的散射程度來推估風速 。 • 1998年2月聖嬰現象期間，原應為東風風向的赤道西太平洋，東風變得微弱（代表風力較弱的藍色範圍較大）、不明顯，甚至出現西風 。

27. 海面風速（反聖嬰期） • 1999年2月反聖嬰現象期間，赤道太平洋東風強勁（已有風力較強的綠色區域）。

28. 地表遙測 • 地表被動遙測技術是接收來自目標物表層的熱輻射，進而估算其相當的「表面溫度」，再依其變化，進行研判。 • 監測項目： • 國土監測、勘災 • 地表農作物種類鑑定與其生長面積、森林植被、林木病蟲害判斷等土地資源業務 • 斷層與褶皺的定位、河流水系與侵蝕型態、火山爆發與火山灰的擴散等地質與環境監控

29. 全球綠葉區監測 • 美國 MODIS衛星遙測所得之2003年1月與7月的全球綠葉區指數分布圖。 • 綠葉區指數為每單位面積中，所呈現被綠葉覆蓋的最大面積。

30. 海面紅潮的監測 • 紅潮為呈紅色的腰鞭毛蟲藻類生物大量繁殖的現象。 • 美國德州墨西哥灣海岸在2000年8月26日～9月23日間紅潮發展狀狀。圖中紅色區代表藻類濃度較藍色偏低，灰色的區域是被雲遮蔽，無法觀測的部分。