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遙測學

Fundamentals of Remote Sensing

趙怡欽
2002年2月
環境科學大辭典

名詞解釋:  遙測學是一種利用現代科技的測量技術,其方式是利用飛機或人造衛星在高空,運用各種感測器(如相機、熱輻射儀、多波段掃描器、雷達等),以不接觸研究物體之方式,「拍攝」地球上的各種景物,藉由不同物體反射電磁波或放射電磁波的能力,而達到偵測出地面景物之種類、狀況、大小等性質。太陽光源經過大氣層而到達地球表面和物體接觸,產生反射、穿透和被物體吸收等情形,其比例則視物體之不同而有差異,我們利用感測器記錄這種被反射之電磁波,或物體所釋放出之電磁波,而達到偵測物體之目的。   照相機系統為最早之遙測方式。照相術起源於19世紀,約於20世紀初期才有人將之利用於空中照相。早期遙測之用途首在軍事用途上,二次世界大戰時更加得以發揮,1950、1960年代美、蘇的太空探測計劃,更加速了遙測之發展。雷達和多波段掃描儀相繼出現,但大都為軍事用途較多。而用於民間之遙測,以1972年美國所發射的一系列地球資源觀測衛星(Earth Resource Observing Satellite),後改名為大地衛星(Land Satellite,簡稱Landsat,以有別於海洋衛星Seasat)最具有代表。此一系列的人造衛星乃科技文明應用非軍事用途之最佳典範。由於大地衛星的成功,世界各國相繼發射了許多資源調查衛星,較有名的如1986年法國的史波特衛星(SPOT),日本的MOS和美國的AVHRR(主要為氣象用途,但亦可研究其他現象)和Seasat等。太空梭亦曾攜帶雷達(Shuttle Image Radar)以實驗探測地球資源之可能性。   不同種類的遙測感應器所探測的能量來源不同,照相機系統僅能偵測可見光(波長0.4~0.7微米)及紅外光(波長0.7~0.9微米)的資料;雷達和多波段掃描器的發展,使得偵測之光波段範圍由可見光和紅外光,而擴展至熱紅外光(3~5,8~14微米)及無線電波(波長數公分至數公尺)。大地衛星主要是帶有多波段掃描儀,每一波段均具有特定之偵測對象。熱輻射儀可藉由熱紅外光感測出地球表面之溫度,雷達則利用本身所發出的無線電波,打到物體,由訊號反射回來之時間和強度,而判斷出物體之特性。雷達和聲納利用自行發射和接收訊號之方式而得到遙測資料,此種遙測系統稱為主動式系統(active system);而照相機和多波段掃描儀利用太陽光源為能量來源,得到遙測資料,我們稱為被動式系統(passive system)。主動式系統的好處在於較不受天候干擾,但資料處理則較費時,需有較快速的電腦作為輔助分析;而被動式系統則資料分析較容易,但資料品質常受到天候之影響甚大。   遙測所得到的資訊大都以照片的方式呈現,如照相機系統,亦可以數字方式儲存於電腦磁帶內,如人造衛星影像或雷達資料。前者可經由人工照片判釋,利用立體畫圖儀或掃描器輸入電腦內,後者則利用數位影像處理,經過監督式(supervised classification)或非監督式(unsupervised classification)分類,而形成有意義的影像或資料圖層。   不同的感測儀器所得到的影像解析度亦有差異。大體而言,照相機所得到的航空照片擁有最佳的解析度,而衛星影像則較差,SPOT的解析度可達每一像元10 × 10公尺,而Landsat的TM則有30 × 30公尺之能力,MSS則為80×80公尺,而AVHRR則每一像元為1.1×1.1公里。   遙測之特性除了能涵蓋廣大地區,以及具有多光譜波段外,尚具有能在不同時間得到同一地區影像之能力。第一種特性使我們得以在極短的時間內,得到廣大地區的全景式環境資訊,這是人力較難達到的;第二種特性使我們利用不同光波段影像之組合,達到儘可能完全區分地面景物的目的;第三種特性則使我們偵測出環境之變遷情形,如非洲沙漠是否有擴大之趨勢,以地面調查之方式,可能得耗掉許多的人力和物力方可調查清楚,但若使用遙測,我們可利用其特性,得到不同時間同一地區之影像,藉由照片判讀或數字影像處理,而達到監測環境改變之目的。   由以上的介紹我們可瞭解遙測是一個高效率的資源調查技術。許多自然資源均可利用遙測的方式得到資料,如土地、農、林、漁、牧、地質、礦產、水資源、海洋等,均利用遙測得到即時的基本資料,進而提供資源規劃單位,在資源管理和環境規劃中的參考依據。此外,各種污染物質之空間分布情形、工程環境狀況、環境影響評估、環境監測等都是遙測的應用範圍。   遙測技術隨著科技文明的進步而得以進展,由早期軍事上之利用,逐步轉至非軍事性的和平用途,如自然資源之調查。我們可利用遙測影像所具有之多光譜波段、多尺度、多重時間之特性,提供地理資訊系統的資料來源,以建立空間資料庫,以幫助分析和判斷。隨著各種不同型式的資源探測衛星的發展計劃,以及未來許多以雷達為主的新衛星的發射,都將幫助我們得以利用這項技術,配合地面之調查,研究廣大面積之生態現象。   

遙測學

Fundamentals of Remote Sensing

Fundamentals of Remote Sensing 進行詞彙精確檢索結果
出處/學術領域 英文詞彙 中文詞彙
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