常見名詞介紹

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A. 軌道種類

衛星軌道主要分為地球同步及太陽同步兩種。

• 地球同步衛星：此類衛星之軌道其繞行地球一週之時間與地球自轉一圈之時間一樣，從地面上觀察此衛星，在任何時間此衛星相對於地表之位置永遠不變。
• 太陽同步衛星 (Sun Synchronous)：此軌道之特性是太陽相對於衛星軌道面之角度為固定，因此衛星通過同一地理緯度上空的 "當地時間 (Local Time)" 保持不變。大部分的資源探測衛星屬於太陽同步衛星。

B. 軌道傾角 (Orbit Inclination)

為軌道面在赤道處與赤道面之夾角，資源探測衛星為監測全球，飛行方向為近南北方向，一般軌道傾角約在 95~100 度之間。

C. 衛星高度 (Satellite Altitude)

指衛星距離地表之高度，資源探測衛星多屬低軌道衛星，其高度多在 400-1000 公里。

D. 傾斜觀測方式

大部分資源探測衛星都有傾斜觀測之設計，其目的主要有二，一是為了提供衛星從不同軌道拍攝同一地點之觀測能力，以提高重複拍攝之時間解析度；二是藉此得到立體影像，以便進行立體觀測或製作數值地形模型。傾斜觀測之方式主要有兩種，一是鏡頭旋轉，二是衛星本體旋轉 (Body Rotation) 。

• 例如，SPOT 衛星每一感測器可藉由改變反射鏡位置，使衛星改變觀測方向，最大可達左右 27 度，其間共有 91 個角度位置，每一角度位置相差 0.6 度。因此使得 SPOT 衛星可在同一軌道掃瞄左右各約 400 餘公里範圍內選擇所欲觀測之目標，同樣的也可在不同軌道拍攝同一地點之影像。
• FORMOSAT-2 、 EROS-A 、 IKONOS 、 Quickbird 等衛星其感測器是固定在衛星主體上，因此傾斜觀測是採用本體旋轉方式進行。

E. 軌道週期 (Orbit Period)

指衛星繞地球一圈所需的時間。例如 SPOT 衛星繞地球一圈為 101.4 分鐘，一天可繞地球 14 又 5/26 圈，回到同一軌道之週期為 26 天。而 FORMOSAT-2 之軌道週期為 102.86 分鐘，一天可繞行地球剛好 14 圈，回到同一軌道之週期為 24 小時，也就是一天內會通過同一軌道兩次。此軌道週期之設計關係到兩相鄰軌道之距離，以 SPOT 衛星而言，全球共有 369(=14 x 26 + 5) 個軌道，因此在赤道兩相鄰軌道之距離為 108 公里 (?40,000/369) ，當採用 Twin Mode 拍攝時其最大像幅寬度在像底點位置為 117 公里。也就是說，當 SPOT 衛星在 26 天內採用 Twin Mode 拍攝模式完成 369 個軌道之拍攝計畫後，其拍攝區域即可涵蓋全球。而 FORMOSAT-2 全球只有 14 個軌道，因此在赤道兩相鄰軌道之距離為 2857 公里，當使用最大傾斜觀測角度 (45 度 ) 進行傾斜攝影時，可觀測之最遠距離約為 960 餘公里，因此有些地區將無法拍攝得資料。對於可拍攝得資料之地區，衛星在不同時期拍攝時所使用之觀測角度也幾乎相同，因此若因為地形因素而造成遮蔽效應之地區，亦無法獲得資料。

F. 成像方式

被動式衛載光學感測系統之感測器，主要分為撢掃式 (Whisk-broom) 與推掃式 (Push-broom) 兩種。例如 Landsat MSS 衛星及 Landsat TM 衛星均是使用撢掃式感測器，其 CCD 排列方向與飛行方向平行，衛星飛行取樣時持續旋轉鏡子左右來回掃瞄。而現今光學遙測系統則多採用推掃式感測器，例如 SPOT 、 FORMOSAT-2 、 IKONOS 、 Quickbird 、 EROS 等等，其 CCD 排列方向與飛行方向垂直，因此其成像幾何在飛行方向為近似平行投影，在垂直飛行方向則為透視投影，亦簡稱為半透視投影。

G. 取樣方式

主要分為同步取樣與非同步取樣兩種，兩者主要差別在衛星飛行路徑長度是否與拍攝取樣之長度相同。「非同步取樣」時 影像取樣速度較衛星飛行速度慢，可增加感測器對同一個目標區的曝光時間， 增加進入感測器之輻射能量，提昇訊號雜訊比 (Signal-to-Noise Ratio) 以 提高其空間解析度。此種取樣過程中，對同一掃瞄線而言，衛星必須同時旋轉衛星本體以拍攝相同地表物，因此容易造成模糊效應而降低影像輻射品質。「同步取樣」時，衛星飛行長度與所拍攝之地表長度相同，拍攝時衛星本體或感測器觀測角並未改變，因此相對而言所獲取之影像品質比「非同步取樣」佳。

• 例如，EROS-A 是採非同步取樣方式， 而 SPOT 則採用同步取樣方式。 SPOT-1~4 一張全幅影像在 9 秒鍾之內連續掃瞄 6000 條線，因此每掃瞄線之取樣時間固定為 0.0015 秒，而 SPOT-5 則在 9 秒鐘之內掃瞄 12000 條線，因此取樣時間為 0.00075 秒。

H. 立體成像方式

主要分為同軌與異軌兩種。例如 SPOT-1~4 衛星可以在不同時間及不同軌道 ( 異軌 ) ，如圖 B.19(a) 所示，以傾斜攝影來獲得左右重疊之立體對影像。其缺點為兩個不同時所拍攝之影像，容易因為地物改變、雲或陰影位置不同、大氣狀況不同等因素，造成兩影像灰度值之差異，而增加後續自動化影像匹配之困難度。而同軌立體對影像 ( 如圖 B.19(b) 所示 ) 因為兩張影像拍攝時間差距很小，通常在數分鐘以內。因此影像灰度值相似，在自動化處理中可減少影像匹配之錯誤率，進而減少人工編修的工作。可進行同軌立體攝影的衛星有 EROS-A 、 FORMOSAT-2 、 IKONOS 、 SPOT-5 HRS 、 Quickbird 等。

I. 感測器種類 (Sensor Type)

主要分為被動式光學系統與主動式雷達系統兩種。光學系統之感測器多採用電荷耦合裝置，以線性陣列 (Line Array) 排成，例如 EROS-A 及 SPOT 。雷達遙測系統之原理為遙測載具主動以側視方式向地表發射雷達波，並接收其回波，因此不需要太陽光在夜晚亦可獲取資料。由於其雷達波波長為公分等級，因此不易受到雲、雨的影響。相對於光學遙測系統而言，雷達回波影像較不易辨識，而將原始資料處理成影像資料之過程亦較複雜。兩種資料針對不同用途，各有其優缺點。

J. 焦距 (Focal Length)

指光學系統鏡頭之焦距。配合衛星高度與 CCD 實體大小，可計算得該感測器之空間解析度。通常焦距愈長，以及衛星高度愈低，其空間解析度愈高。

K. 視野角 (FOV ， Field of View)

指一感測器全幅影像範圍之觀測角度範圍。

L. 瞬間視野角 (IFOV ， Instantaneous Field of View)

指感測器上一個 CCD 之觀測角度範圍。

M. 掃瞄寬度 (Swath Width)

或稱為像幅寬度，是指在整個視野角範圍內之所能拍攝之地面範圍。

N. 空間解析度 (Spatial Resolution)

對光學遙測系統而言，衛星之空間解析度通常是指在衛星像底點 (Nadir Point) 一個像元所對應之地面大小，一般而言可以像幅寬度除以一掃瞄線 CCD 之總數而得。空間解析度會隨著傾斜觀測角度的增加而降低，如圖 B.20 所示。對雷達遙測系統而言，衛星之空間解析度通常是指側視 (Off-Nadir) 時最遠距點一個像元所對應之地面大小，一般而言可以像幅寬度除以全幅影像像元總數而得。

O. 時間解析度 (Temporal Resolution)

指衛星在不同時間拍攝同一地點時，最短之時間差距。一衛星之時間解析度除了與前述軌道週期之設計有絕對之關係外，更可以傾斜觀測方式來提昇其時間解析度。若有相同性質之衛星如 SPOT-1~5 ，也可以提高其時間解析度，目前 SPOT 運轉中的系列衛星有 2 、 4 、 5 三顆，其時間解析度約可達一天拍攝一次。

P. 光譜解析度

指的是該衛星感測器所能偵測之電磁波光譜範圍，就光學遙測系統而言，通常會使用可見光之紅光、綠光、藍光與近紅外光，以及涵蓋上述三個到四個光譜範圍之全色態 (Panchromatic) 光譜進行拍攝。就側視雷達系統而言，所使用之電磁波範圍通常為 5.6 公分之 C-Band 。

Q. 輻射解析度

指的是地表反射之輻射進入感測器之能量，經過量化後所使用之灰階範圍。例如 SPOT-1~4 衛星影像使用 256 個灰階，也就是一個像元 8 個 Bits ，而 SPOT-5 衛星則可以選擇 8Bits 或 16Bits 兩種輻射解析度。而 IKONOS 、 Quickbird 影像產品則是以 11 Bits ，共 2048 個灰階值來量化。相對而言，一個像元以 2048 個灰階比 256 個灰階之影像，更能描述豐富的地表資訊，對陰影區資訊之判別相當重要。