衛星影像資料的使用

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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。

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，如下節說明。

基礎影像處理軟體操作

本節以常用之 Photoshop 、 ERDAS Imagine 兩種軟體與 QGIS免費軟體為例，並以SPOT XS 等級 3 型態8bits產品以及SPOT XS 等級 3 型態16bits產品為範例，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：

» SPOT XS 等級 3 型態8bits

• 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

» SPOT XS 等級 3 型態16bits

• 波段數目： 4
• 影像資料檔名： I2004121-MS-TWD97.1.bsq 、 I2004121-MS-TWD97.2.bsq 、 I2004121-MS-TWD97.3.bsq 、 I2004121-MS-TWD97.4.bsq
• 影像寬高： 1502 x 3502
• 影像資料型態： Unsigned 16bits (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) ： 2523006.000 / 189994.000
• 圖座標系統： Taiwan_TM (TWD97)
• 影像地面取樣間距： 6 公尺

» 使用 Photoshop
使用 Photoshop 開啟檔案時，一次匯入一個波段之資料

1. 使用 Open As ：選擇 RAW 格式，圖 B.23
2. 點選檔名： I0006096.1.bsq ，圖 B.23
3. 輸入8bits影像寬、高： 640 x 640 ，圖 B.24-1
   輸入16bits影像寬、高： 1502 x 3502 ，圖 B.24-2
4. 設定資料型態： 8 bits ，圖 B.24-1
   設定資料型態： 16 bits ，圖 B.24-2
5. OK 。

分別匯入三個波段資料後

1. 點選 Channel(色) 右上角三角形，圖 B.25
2. 選取 Merge Channel(合併色版) ，圖 B.25
3. 選取 RGB 模式 ，圖 B.26-1
4. 設定 RGB 分別為哪一個檔案，一般為 XS1(B) 、 XS2(G) 、 XS3(R) ，圖 B.26-2
5. OK 。

» 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.27-1、B.27-2
• 設定 TYPE ： Generic Binary ，圖 B.27-1、B.27-2
• 設定 Media ： File ，圖 B.27-1
• 選取 Input File ：第一個檔名 I0006096.1.bsq ，圖 B.27-1、I2004121-MS-TWD97.1.bsq ，圖 B.27-2
• 設定 Output File 與目錄位置：副檔名必須為 img ，圖 B.27-1、B.27-2
• 設定 Data Format ： BSQ ，圖 B.28-1、B.28-2
• 設定 Data Type ： Unsigned 8bits ，圖 B.28-1 、 Unsigned 16bits ，圖 B.28-2
• 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.28-1
• # Rows 、 #Cols 、 #Bands ：影像高、寬與波段數，圖 B.28-1、B.28-2
• 若影像波段數大於 1 ，則選取 Bands in Multiple Files ，圖 B.28-1、B.28-2；設定其他波段之檔名，圖 B.29-1、B.29-2
• 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。

» 使用 Imagine 定義座標與投影 (16bits為例)

• 選擇 Metadata 功能，圖 B.30
• 點擊 Edit \ Change Map Model，圖 B.30
• 輸入 左上X / Y座標 (ERDAS以Center座標定位，需內縮半個pixel)：X等於( X Corner座標 + 地面取樣間距 / 2 )，Y等於 ( Corner座標 - 地面取樣間距 / 2 ) ，此例為 189997 / 2523003，圖 B.31-1
• 輸入 地面取樣間距X / Y：6 / 6，圖 B.31-1
• 輸入單位、投影：此例為 Meters / Transverse Mercator，圖 B.31-1
• 點擊 Edit \ Add/Change Projection，圖 B.30
• 輸入 EPSG Code ：此例為 3826 (TWD97 / TM2 zone 121) ，圖 B.31-2

快速開啟影像方式，需注意產品包裝下需含副檔名raw、raww，其文檔已寫入影像資料檔名、影像寬高、影像資料型態、影像左上角地理座標等需求資訊，直接開啟副檔名raw檔即可，唯需注意此開啟法不會自動計算影像灰階統計特性，如色階異常，請參考下方參數重新計算，並重新開啟影像。

• 選擇Metadata，圖 B.32-1
• 點擊 ∑，圖 B.32-1
• 設定Max Skip Factor X / Y：1，圖 B.32-2
• 設定Bin Function：Direct，圖 B.32-2
• OK

» 使用 QGIS
使用者若未安裝 Imagine 或 Photoshop，可於網頁搜尋下載免費資源軟體QGIS

• 選擇 合併影像 功能 ，圖 B.33
• 點選 輸入圖層 ，圖 B.33：Add File(S)… 選取副檔名為 ers各波段影像 I2004121-MS-TWD97.1.bsq.ers、I2004121-MS-TWD97.2.bsq.ers、I2004121-MS-TWD97.3.bsq.ers、I2004121-MS-TWD97.4.bsq.ers ，圖 B.34
• 選取 將各個輸入檔放在不同的波段 ，圖 B.33
• 設定 Output data type：UInt16 ( 如匯入資料型態為8bits，如：I0006096，則選Byte ) ，圖 B.33
• 點選 已合併，圖 B.33：儲存至檔案，存檔類型可指定 img 或 tif ，圖 B.35
• 選取 演算法執行完成後開啟輸出檔 ，圖 B.33
• 運行