影像資料

在前人研究上常見利用遙測技術監測內陸水體變化之衛星，如 Landsat 系列、

SPOT 系列、QuickBird 系列、EROS 系列、IKONOS 系列、IRS 系列、OrbView 系列，

以及EO-1、NOAA、Terra / Aqua 與 Formosat-2 等衛星，但各衛星有不同之功能與構 造，如光譜解析度、空間解析度與時間解析度等，其優缺點應功能而異。目前在環境 監測領域常用之衛星影像，依據其空間解析度與時間解析度，可分類如圖4-11 所示，

其中具有可見光波段且空間解析度落在 100 m 以內之 Landsat TM、SPOT-4 / 5 與 IKONOS 等是目前國際間最常用之高解析地面觀測衛星，其時間解析度除 Landsat TM 為16 天以外，其餘均為 10 天以內。

圖4-11 環境觀測衛星之空間解析度與時間解析度之分類圖（Gibson et al., 2000）

本論文研究為探討利用不同尺度衛星影像於監測台灣內陸水體上之差異與關 係，將採用Landsat-7 之 ETM+感測器、SPOT-4 之 HRVIR 感測器、SPOT-5 之 HRG 感測器、Formosat-2 之 RSI 感測器與 Terra 之 MODIS 感測器等影像進行比較分析，

各衛星之間差異如表4-4 所示。由於 Lillesand et al.（2004）研究透明度指出影像與 水質之日期若從相差0 天至 7 天內，其相關性分別會由 0.92 降至 0.87 左右，如表 4-5 所示，故本研究選取衛星通過與現地採樣之時間差異 7 天內之影像，如表 4-6 所示，其中Landsat-7 與 Formosat-2 之衛星影像是由財團法人農業工程研究中心所 提供，其原始影像已經過輻射校正之處理，爾後經由ERDAS Imagine 之套裝軟體 進行幾何校正，即完成影像校正之前處理，而SPOT-4 / 5 與 Terra 之衛星影像是經 由中央大學太空遙測中心所購買，前者已經過影像校正之前處理，後者則需經由 ENVI 之套裝軟體進行影樣校正，其影像校正之流程，如圖 2-15 所示。

表4-4 各衛星之比較表

Type Landsat-7 SPOT-4 / 5 Formosat-2 Terra High 705 Km 822 Km & 832 Km 891 Km 705 Km

Track Form Sun synchronous

Sun synchronous

Sun synchronous

Sun synchronous

Sensor ETM+ HRVIR/HRG RSI MODIS

Spatial Resolution

Panchromatic (PAN)

15 m Multispectral

(MS) 30 m ～ 60 m

Panchromatic (PAN) 10 m / 5 m Multispectral

(MS) 20 m/10 m～20 m

Panchromatic (PAN)

2 m Multispectral

(MS) 8 m

Spectral Band1～2 250 m Spectral Band3～7

500 m Spectral Band8～36

1000 m

Spectral Resolution

Pan:

0.52～0.90 μm Blue:

0.45～0.52 μm Green:

0.53～0.61 μm Red:

0.63～0.69 μm NIR:

0.75～0.90 μm SWIR:

1.55～1.75 μm SWIR:

2.09～2.35 μm TIR:

10.4～12.5 μm

Pan:

0.48～0.71 μm

Green:

0.50～0.59 μm Red:

0.61～0.68 μm NIR:

0.78～0.89 μm SWIR:

1.58～1.75 μm

Pan:

0.52～0.82 μm Blue:

0.45～0.52 μm Green:

0.52～0.60 μm Red:

0.63～0.69 μm NIR:

0.76～0.90 μm

0.405～14.385 μm

Radiometric

Resolution 8-bit 8-bit 8-bit 12-bit

Temporal Resolution 16 days 26 days (5 days)

overpass Taiwan twice everyday

1 days or 2 days (0.5 days-Terra AM/Aqua PM) Swath Width 185 Km 60～80 Km 24 Km 2330 Km Spectral Band

Number 8

(1 / 7) 5

(1 / 4) 5

(1 / 4) 36

表4-5 衛星影像與現地採樣之日期差異SDD 比較表（Lillesand, 2004）

Days 0 3 7

R 0.92 0.91 0.87

表4-6 衛星影像與現地採樣之日期

Satellites Image Date Sampling Date Days Spatial Resolution Reservoirs Samples 2007/05/09 2007/05/07 2 Feitsui 7 2007/08/05 2007/08/09 4 Baoshan 4 Formosat-2

2007/11/14 2007/11/08 6

8m Yeonghershan Mindah

3 3 SPOT-5 2004/02/10 2004/02/09 1 10m Shihman 10

2004/02/11 2004/02/09 2 Feitsui Shihman

6 10 2004/07/12 2004/07/12 0 Feitsui

Shihman

7 5 SPOT-4

2005/4/18 2005/4/14 4

20m

Shihman 5 1999/08/08 1999/08/09 1 Feitsui 5

1999/08/08 1999/08/10 2

Baoshan Yeonghershan

Mindah

4 3 3 2003/11/07 2003/11/10 3 Feitsui

Baoshan

6 4

2004/02/11 2004/02/09 2

Feitsui Shihman Baoshan

7 8 1 2004/11/09 2004/11/08 1 Feitsui 7 Landsat-7

2004/11/09 2004/11/11 3

30m

Yeonghershan 2 2004/07/13 2004/07/12 1 Feitsui

Shihman

7 5 2005/4/18 2005/4/14 4 Shihman 5 2007/02/05 2007/02/05 0 Feitsui

Shihman

6 9 Terra

2007/05/12 2007/05/09 3

250m

Shihman 5

本論文研究因僅有一張翡翠水庫之Formosat-2 影像，在進行模式建構時有數據不 足現象，故加入北台灣之其他水庫資料，如寶山、永和山與明德等水庫，增加其模式 之運算數據，且因Landsat-7 與 Terra 之影像範圍較大，有涵蓋其他水庫位置之影像，

故亦加入其他水庫之資料以增加模式之運算數據。另在擷取各尺度影像之DN 值，其 像元選取方式採3*3 pixel 之平均值為一像元之 DN 值，但 Terra 所提供之 250 m 尺度 較大，會受到周圍靠近陸地 DN 值之干擾，故採 3*3 pixel 之平均值為一像元之 DN 值，如表4-7 所示。

表4-7 各尺度之像元DN 值對照表

Scales Pixel 8 m

10 m 20 m 30 m

3*3

250 m 1*1