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下Ch6在太空中遙測 (6-2被動式遙測 (地表遙測 (地表遙測影像 (紅 (地表植被覆蓋區域), 白藍灰 (裸露的土壤、岩石及河水的區域)),…
下Ch6在太空中遙測
6-2被動式遙測
氣象衛星雲圖
的比較
紅外線雲圖
原理:反映
雲頂或地表向外太空的長波輻射量
接受目標發出的
紅外線
24小時
皆有資料
圖上
雲愈白,表示溫度愈低、雲頂愈高
水氣頻道雲圖
原理:反應
中、高層水氣含量
水氣對6.7微米
紅外線的輻射
吸收最顯著
24小時
皆有資料
水氣愈多,在圖上愈白
可見光雲圖
原理:反映
雲層或地表反射太陽光的反照率
接收目標反射的
太陽可見光
只有白天
才有資料
圖上
雲愈白,反射愈強,雲層愈後
海洋遙測
表面溫度
原理:利用
紅外線感應器
測量
海面的長波輻射
優點:
短時間獲得全球溫度
,近似
綜觀面
尺度
限制:僅
止於測量海面,無法量得海中
水溫
例子:
NOAA氣象衛星中的多光譜輻射儀
水色
原理:
浮游植物
生長茂盛時,海水顏色
由藍偏綠
優點:可快速由
水色變化推算水中葉綠素的含量
,可應用於
漁業資源、環境汙染、全球氣候變遷
等研究上
例子:
海視廣角感應器、海洋水色照相機
依
衛星運行軌道
分類
繞極軌道
衛星
南北向
飛行,
軌道通過南北極區上空
軌道高度低
,約900公里
運行週期:約100分鐘,每日14圈
解析度佳
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
赤道上空
以
與地球自轉速度等速及同向
運行
軌道高度高
,約36000公里
運行週期:
24小時
,每日1圈
解析度較差
24小時
連續觀測同一地區
地表遙測
地表遙測影像
紅
地表植被覆蓋
區域
白藍灰
裸露的土壤、岩石及河水
的區域
探測地球資源的衛星高度<氣象衛星
測輛載具
航行軌道高度
不同
飛機
飛行高度較低
影像範圍較小
解析度較佳
太空梭、衛星
飛行高度較高
影像範圍較大
解析度較差
不同
電磁波
反映出不同地表
紅外線
水
反應明顯
綠光
植被
反射強烈
飛機、太空梭、衛星
皆可進行
地表照相
主動和被動
式的比較
被動
訊號來源:由儀器接收從
被探測物所放出或反射的訊號
,儀器
本身並不放出任何訊號
儀器
體積小
可見光、紅外線
繞極軌道氣象衛星、地球同步氣象衛星、海表面溫度測量、海洋水色照相、大地照相
主動
訊號來源:由
探測器主動發射探測波
(電磁波、光波或聲波),在
接收由被探測物反射回來的訊號
儀器
所需能量高、功率大,體積較大
微波、雷射、聲波
地表氣象雷達和都卜勒雷達、聲達;飛機的光雷射(光達);太空中的熱帶降水觀測任務氣象實驗衛星、合成孔徑雷達
大地測量與GPS
美國
發射24顆衛星,可以在
任何時間任何位置的地面皆可收到衛星訊息
(
海洋和極區
也可使用)
採
三點定位
原理,
收到三顆衛星訊號即可定位
,而
收越多顆衛星訊號,定位愈精準
用
GPS定點且24小時連續接收
衛星訊號,精準度可達
毫米級
,廣泛使用在
板塊移動和地殼變形
研究
全球衛星定位系統(GPS)
利用
地面放置的接收器
,接收不同
人造衛星發出的訊號
,經計算距離後可算出接受器所處位置
6-1遙測在地球科學上的應用
探測地球環境
的方法之一
優點
不論
海上、偏遠、高山、兩極皆可觀測
儀器
使用年限長,操作人員少
,經濟
效益高
短時間就
可以得到
大範圍
的觀測資料,屬
整體面
的
持續
觀測
可取得無法直接測量地區的資料
缺點或限制
遠距測量,
準確度
無法與實地測量相同
在
不同的使用條件或天候
狀況下,
準確度會有差異
測量方法
需與
實地觀測結果長期比對
,
反覆驗證與修正
,技術才會成熟,目前對較複雜的應用還有限制
定義:
遙感探測
的簡稱,
利用儀器
做
遠距離
的
間接
觀測
6-4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
(
大量物質拋出,太陽閃焰噴發
)與
太陽磁場
有密切關係,這可反映在
肉眼可見的太陽黑子數目多寡,
愈
活躍
時,
黑子數目愈多
NASA的SOHO太空望遠鏡
是現在最主要
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
歐美國家成立了
監測近地天體
(
公轉軌道接近地球
之太陽系小天體)的
觀測網及訊息中心
太空環境中影響地球生物的因子
太陽風
(來自
太陽表面的高能帶電粒
子)
對生命以及現代科技帶來影響(如造成
通訊品質變差
以及
人造衛星的破壞
)
小行星(或彗星)
撞擊
可能造成
生物滅絕
(
直徑>1公里
的小天體可對地球造成
全球性災變
)
太陽光中的
紫外線和X射線
威脅地球生物的安全
6-3主動式遙測
主動式遙測衛星
海洋遙測
人造衛星上安裝
測高儀
根據衛星測得
水面高度異常值
來推算
海流
(異常值:某時間
海面高度相對於長期平均高度的差異
)
地表遙測
合成孔徑雷達
雷達波(微波)可穿透雨雲
,具有
全天候大範圍觀測
的能力,不受日光與雲層影響,因此成為
即時監測海上油汙
的有效工具
光雷射或光達
發出
雷射波
,由反射回來的時間差計算距離。可以
同時接收多達4個
同一雷射脈衝反射的信號,
裝載於飛機而非人造衛星
(又稱為空載光達),並配上GPS,可快速且密集地測量地表地形,
精密度和空照圖不相上下
地球資源衛星(測高儀)
將
微波或雷射
射向地表,並記錄波反射回來的時間,以
觀測地表起伏
,準確度達
幾公分以內
。可
測量海下地質現象
(如:斷裂帶、中洋脊和海底火山等)
大氣遙測
熱帶降水觀測任務氣象實驗衛星
可了解
雲內降水結構
,但
陸地上的雷達觀測
範圍僅數百公里,
無法看到廣大海洋
上的情形,因此將雷達
安裝於太空中的衛星
上,可
獲得大量熱帶海洋的降水資料
(
1997
.11升空 )
遙測技術的
限制
遙測儀器常需要
定期的校正或檢驗
,在特定情形下,遙測仍可能有較大的誤差或是使用上的限制
發展過程中,需先透過
觀測實驗
,並以其他觀測方式
驗證
,以了解
資料的特性、誤差範圍以及限制應用
特性:參照
下6-2