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核心技術名稱:星載雷達影像應用評估

 

一、關鍵挑戰Challenge

 

      目前國內廣泛應用的衛星遙測方法皆以光學衛星為主,但考量颱風或豪雨災後,連續數日有雲霧遮蔽,影響光學衛星拍攝可供分析影像,常造成災情判釋工作執行上的限制。然近期逐漸發展成熟的星載雷達系統,較不受雲霧及降雨影響,具備全天候攝取目標物影像資料的能力,較光學衛星更有機會達成災後即時資訊蒐集任務。若能建立臺灣地區不受雲霧等天候影響之全天候衛星雷達影像機制,且後續在不同應用、規格要求及經費限制下,提供優劣分析與可行性評估的方式,將有利相關單位規劃合適坡地災害定期或不定期之監測技術服務。本技術蒐集衛星雷達資料,分別進行判釋及量化計算坡地災害面積及高程變化量,進而計算體積變化量,有效量化評估災害規模,能在最短時間內提供國內防災單位減、救災參考之精確量化資訊。

二、流程Process

 

 

 

 1、雷達影像前處理

雷達影像與光學影像原理不同,一般較無法直接供以研判,故需進行相關前處理以供後續分析應用。根據農航所(2013)建立合成孔徑雷達標準影像處理流程,包含影像成像處理、系統輻射值處理、多觀點振幅影像解算處理及影像正射處理等(如下圖)。因本計畫需應用雷達影像於集水區崩塌地及野溪復育情形評估,必須先經系統輻射值處理及影像正射等前處理,方可供後續應用分析。

 

 

 

 

 

2、雷達影像產製數值地形

 

        以雷達影像產製數值地形,常見有干涉合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar Interferometry, InSAR)及差分干涉雷達(Differential Interferometric SAR,簡稱DInSAR)兩種方法,考量地形高程變化量較大,故採InSAR產製數值地形,其原理係根據兩次雷達天線拍攝相對位置(又稱為基線,baseline),以拍攝所得到的兩次雷達影像複數訊號所接收的同一地面點訊號在斜距方向因路徑差所引起的相位差(phase difference)不同,配合已知的成像幾何關係,即可計算地面高程值,進而製作數值地形,本社建立雷達影像產製數值地形流程圖及各階段雷達影像處理成果示意圖如下:

 

 

 

 三、成果Result

 

 土砂沖淤評估案例

 

 

四、與其他核心技術關連性

      各類災害評估均需要大範圍、多時期及多種類型資料,故皆有使用遙測資料及相關技術。「星載雷達影像應用評估」與其他核心技術相關性如下:

  1. DE0101-集水區土砂監測與分析評估技術
  2. DE0303-地下三維地質構造模型建置技術
  3. DE0304-遙測與三維空間資料倉儲建置技術
  4. DM0101-坡地災害調查與防災疏散避難規劃
  5. DM0301-大規模崩塌地調查與數值模擬技術
  6. DU0302-都會區環境地質調查及防災規劃
 

 五、重要發表文獻