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6 在太空中遙測 (被動式遙測 (氣象衛星雲圖比較 (紅外線雲圖 (反映雲頂或地表向外太空的長波輻射量,接收目標發出的紅外線因此全天有資料,圖上雲…
6 在太空中遙測
被動式遙測
氣象衛星雲圖比較
紅外線雲圖
反映雲頂或地表向外太空的長波輻射量,接收目標發出的紅外線因此全天有資料,圖上雲越白則表示溫度越低,雲頂越高
水氣頻道雲圖
反應中、高層水氣含量,利用水波對波長6.7微米紅外線輻射吸收最顯著的原理,全天有資料,水氣越多則在圖上越白
可見光雲圖
反映雲層或地表反射太陽光的反照率,因接受目標為太陽反射的可見光,因此僅白天有資料,圖上雲越白則反射越強,雲層越厚
海洋遙測
表面溫度
利用紅外線測量海面的長波輻射,可短時間獲得全球溫度,但僅限於海水表面,無法測得海中水溫
海洋水色
浮游植物的葉綠素行光合作用製造有機質,提供海洋初級生產力,茂盛時,海水從藍色偏向綠色,可推算葉綠素含量並應用於研究
依衛星運行軌道分類
繞極軌道衛星
南北向飛行,通過兩極上空,高度約900公里,每日繞地球14圈,解析度較佳,可觀測全球各地,每天通過同一地上空兩次
地球同步衛星
在赤道上方以與地球自轉速度同向等速繞行,高度約36000公里,每日繞一圈,解析度較差,24小時連續觀測同一地區
地表遙測
電磁波
紅外線
水對紅外線的反應非常明顯
綠光
植被反射強烈
影像
紅
地表植被覆蓋的區塊
白藍灰
裸露的土壤、岩石和河水的區塊
載具
飛機
飛行高度較低、影像範圍較小、解析度較好
太空梭、衛星
飛行高度較高、影像範圍較大、解析度較差
主動與被動比較
主動式遙測
由探測器主動發射探測波,通常為微波、雷射或聲波,在接收反射回的訊號,所需能量大、功率大、體積也大
被動式遙測
由儀器接收由被探測物所放出或反射的訊號,主要利用可見光或紅外光,儀器體積較小
大地測量與GPS
收到三顆衛星訊號即可定位,但收到越多顆衛星的訊號越精準
科學測量使用的GPS採定點且全天接收衛星訊號,精度可達毫米級,廣泛使用在板塊移動和地殼變形研究
遙測在地球科學上的應用
優點
可取得無法直接測量地區的資料
儀器使用年限長,操作人員少,經濟效益高
短時間內能得到大範圍的觀測資料
缺點
遠距測量準確度無法與實地測量相同
在不同使用條件或天候狀況下準確度會有差異
測量方法需與實地觀測長期比對,反覆驗證與修正,技術才能成熟
定義
遙感探測的簡稱,利用儀器遠距離的間接觀側,而非直接測量
主動式遙測
衛星介紹
海洋遙測
安裝測高儀的人造衛星
根據衛星側得之水平高度異常值推算海流
地表遙測
SAR
合成孔徑雷達,雷達波可穿透雲雨,據有全天候大範圍的觀測能力,因此已成為即時監測海上油汙的有效工具
LiDAR
光達,發出雷射波以反射時間差計算距離,可同時接收多達四個反射訊號,只裝載於飛機而非人造衛星,常稱為空載光達
地球資源衛星
測高儀,將微波或雷射射向地表,紀錄反射情形以觀測地表高低起伏,準確度可達幾公分內,可測量海下的地質現象
大氣遙測
TRMM
熱帶降水觀測任務氣象實驗衛星,將雷達裝在衛星上以獲得大量熱帶海洋的降水資料,1997年11月升空
限制
儀器與資料常需定期校正與檢驗
常受雲層或大氣干擾,使災害發生時無法立即提供災區照片
需先透過觀測實驗再以其他方式驗證,才能推廣其他應用範圍
特性
探測波訊號需自行發射,可辨識被探側物的位置與特性,所需能量大、功率大、儀器體積也大,但具有較高的解析度
監測地球的太空環境
太陽表面活動
太陽表面11年週期的活躍現象與太陽磁場有關,而這可反映在太陽黑子數目的多寡上,越活躍黑子數目越多
NASA的SOHO太空望遠是最主要監測太陽活動的望遠鏡
太空環境監測
監測太陽表面活動已是現在預報太空天氣的重要依據
歐、美、英等國家都成立了監測近地天體的觀測網和訊息中心
項目
太陽風,來自太陽表面的高能帶電粒子,對生命和現代科技帶來影響,如造成通訊品質變差及造成人造衛星的破壞
小行星或彗星,撞擊可能造成生物滅絕,一公里的小天體便可造成全球性的災害
太陽光中的紫外線和X射線會威脅到地球生物安全