初階教學之六 — 衛星影像圖的基本認識

在之前介紹完GE的基本操作之後,我們先休息一下,談些衛星影像的基本觀念。

解析度

傳統光學像機是類比信號,那時我們不談解析度(resolution),你可以將它光學放大仍不失真,但自從進入了數位化時代之後,任何圖像的顯示,我們都會談到解析度,在螢幕上我們談640x 480800 x 6001024 x 768;在印表機,文字default值是72 dpi、圖像列印則談到300dpi600dpi;在掃描器,我們談用多少dpi來掃描,如150dpi300dpi,影像處理軟體一般會以72dpi當作預設值,這種種的數值談到的就是解析度,它的單位是每多少長度單位有多少像素(pixel),所以,解析度比較高,代表著愈精細,但也表示換算成單位面積內要存更多的像素,檔案會比較大,處理會比較慢。反之,則較不精細,檔案會比較小,處理速度會較快,但放大之後則會看到網格(馬賽克)

分辨率

以上的問題是一項trade off的問題,考量點是以人的視力作為衡量標準。我們大家都做過視力檢測,視力(Visual Acuity) 是指眼睛對分辨細微物件的能力.

眼科視光師如何界定你的視力是否正常?如果你能在6的距離,看清楚一般健康眼睛能看見的事物,你的視力就是6/6,或1.0;但如果你在6距離看得清楚的,一般眼睛於12的距離已能看清,那麼你的視力就是6/12,或0.5,你便需要配一對眼鏡來幫助看清前面的景物。

在眼科對於視力的度量係採相對的觀點,以一個正常人的視力為1.0為基準點,但其實是可以換算為每單位長度的辨識率,與上們談到的解析度是一樣的觀念。前陣子我看過discovery channel在測量老鷹的眼力時,它訓練老鷹來分辨兩張不同解析度的投影片,答對了就有肉吃,量測的老鷹眼力可達到正常人眼力的的九倍,那正常人的眼力分辨率到底是多少呢?我們比較習慣公制單位,我先列出一個公制的長度換算式子:

1公尺()(m)=100公分(厘米)(cm)=1000公釐(毫米)(mm)=106微米(µm)

假如我們以一般標準圖像的72dpi當作一般正常人的眼力來換算,iinch1inch=2.54公分,所以72pixel除以2.54公分等於28.3,也就是每公分28個像素,每亳米則有2.8點,取個整數就是3個像素,我們就以這個數字來作為正常人眼睛辨識力的標準,也就是說正常一般人大概在1亳米(mm)內可以分辨出三個像素,換算為其分辨率就是大約0.3mm

比例尺

將實物大小縮小之後呈現在圖像上,其縮小比例就是我們所稱的這張圖比例尺是多少,例如實物為10公尺寬的建物,在圖面上其長度若為0.2公分,以0.2公分除以10公尺,得到1/5000,也就是此圖的比例尺為五千分一。

依據上述,一般人眼力分辨率大約為0.3mm,假設我們有一幅衛星圖其解析度每像素為0.6公尺,則0.3mm除以0.6公尺得到1/2000,也就是一幅精度每像素達0.6公尺的地圖其比例尺最高免強可達1/2000而不會失真,但事實上依航攝規範,考量其它諸如判釋等因素,如此高的解析度其成圖的比例尺大約可以製作1/5000精度比例尺的地圖。而像華衛二號解析度每像素2公尺的影像圖,也只能達到1/25000之比例尺精度。

衛星影像分辨率的選擇

  衛星影像分辨率的選擇除了考慮不同比例尺成圖對影像分辨率要求,還要考慮現有可獲取的衛星影像產品之規格,因為衛星攝影與航空攝影不同,其攝影高度(即攝影比例尺)是固定的。下面列出全球所有知名商用衛星影像的分辨率以及掃瞄幅寬的情況,包括有:(有一個網站可以看到全世界的衛星的飛行實況(http://www.n2yo.com/?s=28254))

  美國DG公司 0110月升空 QuickBird 快鳥

  美國空間成像公司 999月升空 Ikonos 伊科諾斯

  以色列圖像衛星國際公司 0012月升空 Eros-A

  韓國 Cosmos(KVR1000 TK 350)

  台灣 045月升空 ROCSAT-2 華衛2

  法國Spot Image公司 025月升空 Spot 5

  印度 9512 IRS1c

  法國Spot Image公司 86/90/93/98年升空 Spot 1-4

  加拿大 95年升空 RADARSAT

  美國 994月升空 Landsat 7 陸地衛星7

  歐洲航空局 95年升空 Envisat/ERS

 

GE的衛星影像圖

Google Earth內的衛星影像圖是由不同時間、不同軌道、不同方向、不同傾角,不同解析度的影像圖組合而成(如下圖)

若你想瞭解衛星影像圖的拍攝時間,可以打開圖層欄(Layer Panel)最下方的欄位,展開之後,可以看到從2002年至2006的影像圖都有。

以台北市為例,你可以點擊”i”icon,其最新的影像圖係<st1:chsdate w:st=”>200586</st1:chsdate>所拍攝。

你可以按”Preview”看其樣本,若有興趣購買,可以與該公司連絡。

 

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