光學影像 PO 成果

5.1.1 正射品質差異

首先將三種影像各自進行偏移偵測，使用 128

×128 大小之罩窗進行處理，ASTER、Sentinel-2 與 Landsat-8 之成果分別為圖 4、5 與 6 所示。

(a) 東西方向變動量

(b) 南北方向變動量

圖 4 ASTER(8/1－8/16)日均變動量成果

本研究使用之光學影像，均為正射化之產品，

然根據各自機構之說明文件，可知其用於正射化之 DEM 不同，如 Sentinel-2 為整合 SRTM 4.1 版本等 多來源 DEM 之 PlanetDEM 90 產品；Landsat-8 則 是 以 美 國 國 家 測 繪 局 National Imagery and Mapping Agency (NIMA)最初為軍事目的產製之 DTED (Digital Terrain Elevation Data)Level1 產品，

其解析度亦為 90 m。

(a) 7/15－7/31 變動量

(b) 7/31－9/26 變動量

圖 5 Sentinel-2 日均變動量成果 (左：東西方向變 動量；右：南北方向變動量)

(a) 7/10－7/26 變動量

(b) 7/26－9/12 變動量

圖 6 Landsat-8 日均變動量成果(左：東西方向變 動量；右：南北方向變動量)

但根據產製 PlanetDEM 90 之公司 PLANET

而由研究中相似時間之 Landsat-8 與 Sentinel-2 影像對進行偏移偵測法，確可發現其中 Sentinel-2 之成果有嚴重之問題，如圖 7 所示，即冰舌區域發 生空間上不規則且不合理方向之移動，經放大檢視 對應時間之影像後，發現 Sentinel-2 之地表有明顯 位移與扭曲，然 Landsat-8 則肉眼幾乎無法看出扭 曲，故可知 Sentinel-2 之不合理變形為其影像之正 射化品質較差所致，而非匹配演算法之問題。此與 文獻中所謂 Sentinel-2 正射化影像對位精度可達 1/10 像元，且若執行偏移偵測法有誤應源自於匹配

故對 Sentinel-2 而言為波段 4、8 與 11；Landsat-8 則為波段 4、5(Schellenberger et al., 2015)。

故為比較個波段對偏移偵測法之成果影響，分

因 Landsat-8 與 Sentinel-2 皆為多光譜之影像，

故 可 於 進 行 偏 移 偵 測 法 前 先 以 主 成 分 分 析 (Principal Component Analysis, PCA)方式獲得蘊藏 最多資訊之光譜組合。其原理為藉由分析不同波段 之灰階值(Digital Numbers, DN)於空間上之變化，

可取得影像拍攝區域地貌之紋理特徵，如粗糙度、

測法，其成果如圖 9(c)。然比較亦可發現其並未明 顯提升成果之細節或正確性。故知若空間解析度較 差，則進行主成分分析並無法顯著提升成果品質。

5.1.4 罩窗大小

為比較罩窗大小對於偵測變動量之影響，將透 過不同大小之搜尋罩窗進行處理。影像部分選用時 間基線較長之 Landsat-8 影像對為樣本，其成果如 圖 10 所示。

(a) Band 2 藍波段 (b) Band 3 綠波段

(c) Band 5 近紅外波段 (d) Band 8 全色態 圖 8 不同 Landsat-8 波段影像之 7/10－7/26 日均變動量

(a) 第一主成分 (b) 第二主成分

(c) 近紅外波段減去第一主成分

圖 9 Landsat-8 進行主成分分析之 7/10－7/26 日均變動量

(a) 8×8 (b) 16×16

(c) 32×32 (d) 256×256 圖 10 不同罩窗大小處理之 Landsat-8 7/10－9/12 日均變動量 觀察可看出，當罩窗大小為 8×8 時，因影像間

隔時間內之地表特徵物位移大於照過罩窗大小，而 無法被正確匹配而有較差信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)，使得於最後步驟中被濾除而空白；然 當罩窗大小擴大為 16×16 時，幾乎已可描繪所有變 動之位置，進一步增大至 32×32 時有更完整之變動 量。

然當罩窗逐漸放大至 256×256 時，可見其成果 幾乎與 32×32 時無異，僅略微平滑但仍幾乎不損變 動細節，故可之當罩窗大小超過得以偵測變動量之 距離門檻後，再增大並無明顯效果，但將顯著增加 搜尋與匹配之處理時間。