關於太遙 - 太空及遙測研究中心 - Center for Space and Remote Sensing Research, CSRSR

      本節主要目的在提供初次使用者,操作與觀看衛星影像之入門技巧。就影像格式的認識與如何將衛星影像匯入影像處理軟體兩部分,提出相關資訊以供參考。使用者若有深入探討衛星影像操作與遙測原理等需求,可參與本站所提供之基礎訓練課程與進階訓練課程,詳情請上本站 WWW 網頁查看。


   影像格式

      衛星影像資料屬於網格式 (Raster) 地理資訊,其儲存形式為二元化 (Binary) 資料,因此無法以一般文字編輯軟體 ” 觀看 ” 其內容,必須使用影像處理軟體來操作、處理、觀看或轉換。仿間商用影像處理軟體一般可分為兩大類,一是藝術創作、編修、排版等功能之處理軟體,例如 Adobe Photoshop 、 Ulead Photoimpact 、 AcdSee 、 Adobe Photoready 等等,以及遙測影像處理軟體,例如 ERDAS Imagine 、 PCI 、 ERMapper 等等。各種影像格式少說有百種以上,例如一般商用軟體常用之 TIF 、 TGA 、 JPG 、 PCX 、 BMP 、 EPS 、 GIF 、 PSD 、 MAC 等等。而遙測影像處理軟體為了結合地理資訊與處理大量衛星影像資料之效率,各家公司通常都會自定自家之影像格式,例如 Imagine 之 img 、 PCI 之 pix 、 ERMapper 的 ers 與 ecw 等等。


      為配合各類影像處理軟體之匯入功能,本站所生產之影像格式乃使用最通用之 RAW 格式,也就是將影像資料部分與詮釋資料部分分開儲存,影像資料部分不含任何檔頭與非影像之資料。而影像大小、資料型態與相關地理資訊等詮釋資料則以文字檔儲存。因此使用者購買本站所生產之 RAW 格式產品,例如 SPOT 衛星等級 3 產品,在使用任一影像處理軟體操作時,第一個動作便是「匯入」影像,將 RAW 影像格式轉換為該軟體所認得之影像格式。


      光學衛星通常會設計多光譜感測器,以各種波段窗區來觀測地表資訊,因此同一瞬間所拍攝之影像通常具有兩個波段以上之資訊,例如 SPOT-5 HM 有四個波段。因此,影像儲存時各波段如何排列,將會影響到如何正確的匯入影像資料。一般影像排列方式有三種,分別為 BSQ(Bands Sequential) 、 BIL(Bands Interleaved by Line) 、與 BIP(Bands Interleaved by Pixel) 。 BSQ 指的是各波段資料「依波段順序」分別儲存在不同檔案或同一檔案中; BIL 則是將各波段之資料「依掃瞄線 (Scan Line) 順序」排列儲存在同一檔案中; BIP 則是將各波段之資料「依像元順序」排列儲存在同一檔案中。


      以本站所生產之 SPOT XS 等級 3 產品,所採用的影像排列方式為 BSQ ,而且各波段是以不同檔案儲存,如 2.3 節所述。


   基礎影像處理軟體操作

      本節以常用之 Photoshop 與 ERDAS Imagine 兩種軟體為例,並以 2.3 節之 SPOT XS 等級 3 產品為資料,說明如何將本站產品匯入該影像處理軟體之步驟。使用者在匯入資料之前,必須先了解產品報表檔之內容,方可進行影像匯入之動作。其中最重要之資訊如下:


  • 波段數目: 3

  • 影像資料檔名 : I0006096.1.bsq 、 I0006096.2.bsq 、 I0006096.3.bsq

  • 影像寬高: 640 x 640

  • 影像資料型態: Unsigned 8bits (Byte)

  • 影像排列方式: BSQ

使用者若要設定地理資訊則必須再找出下列資訊:

  • 影像左上角地理座標 (N/E) : 2635900.000 / 163450.000

  • 地圖座標系統: Taiwan_TM (TWD67)

  • 影像地面取樣間距: 20 公尺

❖ 使用 Photoshop

    使用 Photoshop 開啟檔案時,一次匯入一個波段之資料

  • 使用 Open As :選擇 RAW 格式,圖 B.23

  • 點選檔名: I0006096.1.bsq ,圖 B.23

  • 輸入影像寬、高: 640 x 640 ,圖 B.24( 左 )

  • 設定資料型態: 8 bits ,圖 B.24( 左 )

  • OK 。

    分別匯入三個波段資料後

  • 點選 Channel( 色版 ) 右上角三角形,圖 B.24( 右 )

  • 選取 Merge Channel( 合併色版 ) ,圖 B.24 ( 右 )

  • 選取 RGB 模式,圖 B.25( 左 )

  • 設定 RGB 分別為哪一個檔案,一般為 XS1(B) 、 XS2(G) 、 XS3(R) ,圖 B.25( 右 )

  • OK 。


圖 B.23 、使用 Photoshop Open As RAW 開啟影像資料


圖 B.24 、 ( 左 ) 設定影像大小、輻射解析度與檔頭大小
( 右 ) 將三個波段資料合成為一張彩色影像


圖 B.25 、 ( 左 ) 設定合成模式為 RGB
( 右 ) 設定 RGB 之影像檔名

❖ 使用 Imagine

    使用 Imagine 時可以一次匯入 (Import) 所有波段之資料

  • 選擇 Import 功能,圖 B.26

  • 設定 TYPE : Generic Binary ,圖 B.26

  • 設定 Media : File ,圖 B.26

  • 選取 Input File :第一個檔名 I0006096.1.bsq ,圖 B.26

  • 設定 Output File 與目錄位置:附檔名必須為 img ,圖 B.26

  • 設定 Data Format : BSQ ,圖 B.27

  • 設定 Data Type : Unsigned 8bits ,圖 B.27

  • 設定 Image Record Length ( 單位 bytes) :等於 ( 影像寬度 x 一個像元 Byte 數 ) ,此例為 640 ,圖 B.27

  • # Rows 、 #Cols 、 #Bands :影像高、寬與波段數,圖 B.27

  • 若影像波段數大於 1 ,則選取 Bands in Multiple Files ,圖 B.27 設定其他波段之檔名,圖 B.28

  • OK 。

    Imagine 與 Photoshop 不同處在於,匯入影像後並不會顯示出影像,使用者必須使用 Viewer\Open\Raster 來開啟檔案。而且 Imagine 會自動計算影像灰階統計特性,以進行自動影像增顯,並以灰階轉換表 (Look-up Table) 紀錄其轉換方式,其原始灰階值大小並未改變。



圖 B.26 、使用 ERDAS Imagine 匯入影像資料



圖 B.27 、輸入匯入影像資料相關資訊



圖 B.28 、設定各波段之檔案名稱

❖ 影像格式轉換

    使用者若未安裝 Imagine 或 Photoshop 請自本中心網站下載區,下載公用程式 (Bsq2Tiff.exe) ,將本中心資源衛星接收站之標準產品轉換成 Tiff 格式。其畫面如圖 B.29 所示,使用者只需要點選 ” 開啟 RED/BW” ,找尋第一個波段之檔案即可。如果為三 ~ 四個波段之影像,該程式將會自動找尋並設定其他波段之檔名,並自動預設輸出檔名與猜測影像大小寬高,如果錯誤,請使用者再繼續按 ” 猜測 ” 、 ” 對調 ” 、或自行輸入影像大小。



圖 B.29 、 BSQ2TIF 影像格式轉換程式畫面