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台福五衛星應用多元 專家:對民生大有助益

台灣國研院12月17日發布「福衛五號」影像應用成果,左起中央大學黃智遠副教授、台灣大學朱子豪教授、國研院太空中心林俊良主任、國研院王永和院長、國研院太空中心余憲政副主任、國研院太空中心劉小菁組長。(國研院提供)

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【大紀元2019年12月17日訊】(大紀元記者鍾元台北報導)台灣第一顆自主研發的遙測衛星「福衛五號」,商轉已近1年3個月提供的影像可應用在各研究領域。專家說,所拍攝到的影像可用於多元環境變遷的分析與應用,對民生福祉有相當大的助益。

台灣國研院太空中心操控的「福衛五號」,搭載國人100%自製的遙測酬載,2017年成功發射接替「福衛二號」執行5年的遙測任務。預計作為為政府施政、防災勘災、國土安全、環境監控、科技外交、學術研究及國際人道救援協助等用途。

國研院17日發布「福衛五號」影像應用成果指出,中央大學太空及遙測研究中心黃智遠副教授使用福衛五號多光譜影像產製水底地形,協助內政部產製電子航行圖;台灣大學理學院空間資訊研究中心朱子豪教授及張家豪組長則利用福衛五號多光譜影像判釋水稻田,作為農委會農糧署決策之重要參考依據。

使用福衛五號影像產製東沙環礁水底地形

國研院表示,水底地形有廣大的應用範圍,產製方法則有許多種,傳統多半使用船測聲納法,但為避免觸礁,不適用於淺水區;空載光達測深法最精準,但須至現地量測,除需花費大量人力與經費外,於有爭議之海域也難以進行量測。

東沙環礁衛星影像。(國研院提供)

「衛星拍攝則不受國界或距離限制」。國研院說,中央大學黃智遠副教授團隊先以空載光達資料搭配人工智慧技術進行訓練,以建立東沙環礁水底地形類神經網路模型,再取得「福衛五號」多光譜影像,成功由光譜資訊反演出東沙環礁水底地形資訊。

以福衛五號影像反演東沙環礁水底地形。(國研院提供)

國研院說,「福衛五號」可提供解析度黑白2米、彩色4米影像,黃智遠以「福衛五號」影像反演出東沙環礁水底地形資訊後,將成果與使用超高解析度(黑白彩色融合0.5米)且價格昂貴的WorldView-2衛星1影像比較,結果顯示「福衛五號」所測得每一點水深平均誤差為1.62公尺,雖略遜於WorldView-2衛星的1.26公尺,但已達足以使用程度。

黃智遠表示,使用「福衛五號」影像資料建置水底地形,可以協助內政部產製電子航行圖(electronic navigational chart, ENC),強化航行服務,協助海上導航,確保船隻安全;此外亦可用於研究水底生物分布與動物棲息地、進行環境監測與災害管理等,保護海洋環境資源。

使用福衛五號影像進行水稻田偵測及分析

國研院說,稻米是台灣最重要的糧食作物,因此,快速精準地統計水稻田面積及估算產量,作為農政決策之重要參考依據,是農委會農糧署的重要工作之一。

台大朱子豪教授及張家豪組長使用可能受到雲層影響的福衛五號可見光多光譜影像,搭配不受天候影響、可多時序取像的合成孔徑雷達(synthetic aperture radar, SAR)衛星影像,可協助農糧署得到正確性高達92.34%的水稻田判釋成果。

國研院表示,合成孔徑雷達衛星係主動發射微波到地面、再接收地面反射波以進行偵測的遙測衛星,微波可以穿透雲層,因此可不受雲覆及日照狀況的影響來蒐集地面觀測資料。一般使用合成孔徑雷達判釋水稻田的正確性約80%,朱子豪及張家豪使用Sentinel-1合成孔徑雷達的時序性資料,判釋水稻田的正確性為85.88%。

國研院說,一般用光學影像判釋水稻田的正確率約90%,朱子豪及張家豪使用「福衛五號」多光譜影像資料進行判釋,正確性為90.05%。他們又整合前述兩種資料,以人工智慧技術進行訓練,配合農糧署以無人飛機及地面調查獲得的真實水稻田資料驗證,正確性可以提高到92.31%。

朱子豪強調,時序性合成孔徑雷達資料,可提供不受天候影響的穩定地表資訊,再搭配「福衛五號」多光譜光學影像資料,即可顯著提高土地使用型態偵測正確性。

國研院表示,「福衛五號」遙測影像於 2018年9月21日正式開始營運,太空中心提供多種影像取得管道,包括太空中心官方網站2及科技部資料市集3,以便國人取得第一手的國產衛星影像資料。太空中心將持續與產學研界合作探討如何利用福五影像資料產製有效資訊,擴大國家自主衛星之使用效益。

國研院說,「福衛五號」歷經近2年順利在軌運行,驗證福衛五號所提供之影像確實可以滿足民生社福的需求,也顯示中華民國確實已經具備遙測衛星研製能量。由於目前國際遙測影像市場2米解析度影像已非主流商品,國研院太空中心現正積極發展1米及次米解析度光學遙測衛星及合成孔徑雷達衛星,預計未來10年將增加10顆衛星,全天候守護台灣。

責任編輯:林琮文

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