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台福五卫星应用多元 专家:对民生大有助益

台湾国研院12月17日发布“福卫五号”影像应用成果,左起中央大学黄智远副教授、台湾大学朱子豪教授、国研院太空中心林俊良主任、国研院王永和院长、国研院太空中心余宪政副主任、国研院太空中心刘小菁组长。(国研院提供)

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【大纪元2019年12月17日讯】(大纪元记者钟元台北报导)台湾第一颗自主研发的遥测卫星“福卫五号”,商转已近1年3个月提供的影像可应用在各研究领域。专家说,所拍摄到的影像可用于多元环境变迁的分析与应用,对民生福祉有相当大的助益。

台湾国研院太空中心操控的“福卫五号”,搭载国人100%自制的遥测酬载,2017年成功发射接替“福卫二号”执行5年的遥测任务。预计作为为政府施政、防灾勘灾、国土安全、环境监控、科技外交、学术研究及国际人道救援协助等用途。

国研院17日发布“福卫五号”影像应用成果指出,中央大学太空及遥测研究中心黄智远副教授使用福卫五号多光谱影像产制水底地形,协助内政部产制电子航行图;台湾大学理学院空间资讯研究中心朱子豪教授及张家豪组长则利用福卫五号多光谱影像判释水稻田,作为农委会农粮署决策之重要参考依据。

使用福卫五号影像产制东沙环礁水底地形

国研院表示,水底地形有广大的应用范围,产制方法则有许多种,传统多半使用船测声纳法,但为避免触礁,不适用于浅水区;空载光达测深法最精准,但须至现地量测,除需花费大量人力与经费外,于有争议之海域也难以进行量测。

台福五卫星应用多元 专家:对民生大有助益
东沙环礁卫星影像。(国研院提供)

“卫星拍摄则不受国界或距离限制”。国研院说,中央大学黄智远副教授团队先以空载光达资料搭配人工智慧技术进行训练,以建立东沙环礁水底地形类神经网路模型,再取得“福卫五号”多光谱影像,成功由光谱资讯反演出东沙环礁水底地形资讯。

台福五卫星应用多元 专家:对民生大有助益
以福卫五号影像反演东沙环礁水底地形。(国研院提供)

国研院说,“福卫五号”可提供解析度黑白2米、彩色4米影像,黄智远以“福卫五号”影像反演出东沙环礁水底地形资讯后,将成果与使用超高解析度(黑白彩色融合0.5米)且价格昂贵的WorldView-2卫星1影像比较,结果显示“福卫五号”所测得每一点水深平均误差为1.62公尺,虽略逊于WorldView-2卫星的1.26公尺,但已达足以使用程度。

黄智远表示,使用“福卫五号”影像资料建置水底地形,可以协助内政部产制电子航行图(electronic navigational chart, ENC),强化航行服务,协助海上导航,确保船只安全;此外亦可用于研究水底生物分布与动物栖息地、进行环境监测与灾害管理等,保护海洋环境资源。

使用福卫五号影像进行水稻田侦测及分析

国研院说,稻米是台湾最重要的粮食作物,因此,快速精准地统计水稻田面积及估算产量,作为农政决策之重要参考依据,是农委会农粮署的重要工作之一。

台大朱子豪教授及张家豪组长使用可能受到云层影响的福卫五号可见光多光谱影像,搭配不受天候影响、可多时序取像的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)卫星影像,可协助农粮署得到正确性高达92.34%的水稻田判释成果。

国研院表示,合成孔径雷达卫星系主动发射微波到地面、再接收地面反射波以进行侦测的遥测卫星,微波可以穿透云层,因此可不受云覆及日照状况的影响来搜集地面观测资料。一般使用合成孔径雷达判释水稻田的正确性约80%,朱子豪及张家豪使用Sentinel-1合成孔径雷达的时序性资料,判释水稻田的正确性为85.88%。

国研院说,一般用光学影像判释水稻田的正确率约90%,朱子豪及张家豪使用“福卫五号”多光谱影像资料进行判释,正确性为90.05%。他们又整合前述两种资料,以人工智慧技术进行训练,配合农粮署以无人飞机及地面调查获得的真实水稻田资料验证,正确性可以提高到92.31%。

朱子豪强调,时序性合成孔径雷达资料,可提供不受天候影响的稳定地表资讯,再搭配“福卫五号”多光谱光学影像资料,即可显着提高土地使用型态侦测正确性。

国研院表示,“福卫五号”遥测影像于 2018年9月21日正式开始营运,太空中心提供多种影像取得管道,包括太空中心官方网站2及科技部资料市集3,以便国人取得第一手的国产卫星影像资料。太空中心将持续与产学研界合作探讨如何利用福五影像资料产制有效资讯,扩大国家自主卫星之使用效益。

国研院说,“福卫五号”历经近2年顺利在轨运行,验证福卫五号所提供之影像确实可以满足民生社福的需求,也显示中华民国确实已经具备遥测卫星研制能量。由于目前国际遥测影像市场2米解析度影像已非主流商品,国研院太空中心现正积极发展1米及次米解析度光学遥测卫星及合成孔径雷达卫星,预计未来10年将增加10颗卫星,全天候守护台湾。

责任编辑:林琮文

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