全球高解析衛星影像簡介

 

瑞竣科技所代理的高解析度衛星影像來源,包含美國Maxar公司(原DigitalGlobe公司)旗下的超高解析度衛星群,以及Planet Labs公司所擁有的超高頻率SkySat衛星群,詳細說明如下:
美國Maxar公司擁有全球最完整之高解析度光學衛星群系,依照不同衛星及拍攝角度,可提供的影像解析度從50公分至30公分,是目前市面上解析度最高的商業光學衛星。拍攝頻率為1~4.5天,能獲取廣泛的影像資料,其中WorldView-2拍攝能量最高,單日拍攝面積可高達1,000,000平方公里,相當27個臺灣島面積。自2020年起,Maxar公司新增了30cm HD影像加值服務,可將旗下所有衛星影像,透過專有技術演算法提高影像畫質,大大提升30公分影像的產出,提供更多30公分解析度影像來源。

而美國Planet公司也於2017年起,提供70公分SkySat高解析衛星影像,目前運行中數量共有13顆,並持續發射中。也因SkySat衛星群數量相當多,使得任務的支援能更有彈性,最高可達到一日拍攝同一地點4次之能量,成為支援短時間快速蒐集地表資訊的一大利器。

衛星影像除了可提供一般可見光外,還可提供更多肉眼無法辨識的光譜資訊,而Maxar公司旗下的WorldView-2及WorldView-3,還具有一般光學衛星所沒有的四個特殊波段,能更有利於特殊地物的分類與偵測(例如:特殊地物、水下材質等),更加多元的應用,可滿足農業、森林、海洋、災害、製圖、工程應用各領域之需求。

圖1:Maxar 衛星發射歷史

 

 DigitalGlobe發射日期重返頻率產品
解析度
幾何精度(CE90)影像波段
IKONOS1999/09已除役0.8m15mPan、R、G、B、NIR
QuickBird2001/10已除役0.6m23mPan、R、G、B、NIR
GeoEye-12007/091.3~3天0.4m< 5mPan、R、G、B、NIR
WorldView-12008/092~3天0.5m< 4mPan
WorldView-22009/091.3~3天0.4m< 3.5mPan、Costal、R、G、Yellow、B、RedEdge、NIR1、NIR2
WorldView-32014/081~4.5天0.3m< 3.5mPan、Costal、R、G、Yellow、B、RedEdge、NIR1、NIR2SWIR
WorldView-42016/11任務終止0.3m< 5mPan、R、G、B、NIR

 

Planet Labs上線
日期
衛星
數量
監測
頻率
產品
解析度
幾何精度(CE90)影像波段
SkySat2013/1113(持續發射中)1~3天0.7m< 10mPan、R、G、B、NIR

影像類別

 

全色態影像
(Panchromatic)
收集單一波段光譜資料,擁有較高之空間解析度,可呈現影像之細節資訊。
多光譜影像
(Multi-Spectral)
俗稱彩色影像,擁有較高之光譜解析度,收集藍色可見光、綠色可見光、紅色可見光及近紅外光(RGB+NIR)等四個波段之影像;而WorldView-2及WorldView-3除了上述波段外,另提供Coastal Blue、Red-Edge、Yellow、NIR2等波段。
全色態銳化影像
(Pan-sharpened)
所謂的全色態銳化影像,係將具有影像細節之全色態影像與搭載波段資訊之多光譜影像融合(Fusion)後,作成的高解析度彩色融合影像,其解析度以全色態影像解析規格建置。

 

波段優勢

 


圖2 崩塌地分析

 

圖3 NIR波段應用葉綠素植生分析

WorldView-2及WorldView-3的特殊波段更拓展了影像的用途,如:變遷偵測、更準確的地物分析、災害評估、礦產業、地質調查、水下底質偵測等。

 

波段名稱波段特性描述
Coastal Band波段的波譜範圍界於400~450nm之間。適合做為植物判釋與分析的參考,也可透過水生植物的葉綠素和地表滲水率特性來幫助進行水岸測深研究。
Yellow Band波段的波譜範圍界於585~625nm之間。適用於各種植被研究應用,也可幫助校正彩色影像品質,使顏色更接近人眼所能看到的感覺。
RedEdge波段的波譜範圍介於705~745nm之間。此波段與植物的生長狀況有直接的關係,因此可以用來判斷植物的健康情況。
NIR-2波段的波譜界於860~1040nm之間。相較於NIR-1而言,此波段受地球大氣干擾所產生的影響較少。適合進行植物或生物質的研究應用。

 

圖4 WorldView-3提供更廣泛的影像光譜分布

 

圖5 WorldView-3影像光譜分布說明

 

 

圖6 WorldView-3所搭載之SWIR波段有助於消除大氣中的霾氣(Haze),提升影像的實用性

 
 
 

Maxar 30cm HD加值服務

 
30公分高解析度衛星影像,除了可提供比擬航空照片之超高解析度畫面外,大範圍拍攝、較低成本等特性,使得市場需求日益增加。目前市面上僅有WorldView-3單一衛星可提供30公分之超高解析度影像。為了因應市場需求,並更廣泛應用現有影像資料,Maxar科技透過特殊專有技術演算法,創新提供30cm HD影像加值服務,可將旗下所有衛星所拍攝之影像(包含新拍影像及既有影像),透過此專有技術,將所有影像產品解析度提升至30公分,使得30公分影像的資料來源不再只局限於WorldView-3,進而產出更多細緻的影像資料,將提供更多元之應用。
 
30cm HD優勢比較

30cm HD加值影像原始衛星拍攝影像航拍影像
影像來源最多元
(Maxar旗下所有衛星
所拍攝影像,包含既有及新拍)
該顆衛星每次重返所拍得影像影像需求單次
任務規劃拍攝
影像解析度30cm30~50cm
依該顆衛星規格
25cm或更高
影像成本
(單次任務成本較高)
資料範圍最廣較小

 
30cm HD影像品質比較

1. 南山外牆 (1:1,000)
30cm HD50cm 原始影像
 
2.機場跑道 (1:1000)
30cm HD50cm 原始影像
 
3.道路標線 (1:500)
30cm 影像30cm HD50cm 原始影像

 
30cm HD影像應用

30cm HD
應用領域
應用建議與優勢
行車地圖應用運用於未來自駕車領域建置更細緻之地圖,減少蒐集地面孔洞、道路標示之成本,配合GPS導航系統及地標資訊運作,發展未來自駕車領域。
政府治理政府進行大範圍之高精度地圖,過去是費時費力且高成本之工作,利用30cmHD影像輔助可減少地面作業並降低成本的完成細緻的地圖,並應用在都市規劃等領域。
工業監測對於許多能源等工業廠商進行空中監測設備之需求,透過30 cm HD,可用衛星影以較低成本、省時的方式監控工業運作之設備及管線。
科技應用對於科技產業進行商業決策之數據分析、人工智慧分析等時,透過30 cm HD 影像可提升數據位置之精度,進而達到較好的人工智慧決策成果,例如商家可能會針對顧客的熱門地點之不動產進行分析,而較高精度之建物位置可提升數據分析之成果,提升商業效能。

 

拍攝等級 (SkySat除外,請來電洽詢)

 

Maxar公司針對有新影像拍攝需求的客戶提供了四種拍攝任務方案。各方案提供不同的任務排程急迫性,讓客戶能在影像取得時限與購買價格之間達到良好的平衡點。

SELECT 標準SELECT PLUS 優先SINGLE SHOT 保證期間
優 先 程 度★★★★★
拍 攝 時 間經可行性評估後由客戶選擇,或由Maxar建議經可行性評估後由客戶選擇,或由Maxar建議接收訂單內14天
最大含雲量保證15%15%不保證
說    明拍攝成功前
可隨時取消拍攝
拍攝成功前
可隨時取消拍攝
原廠會於拍攝前通知預定拍攝時間,客戶可於拍攝24小時前視天候狀況決定是否拍攝或順延排程
最小採購面積100平方公里100平方公里100平方公里
價    格$$$$$$$
配 合 衛 星GeoEye-1
WorldView-1
WorldView-2
WorldView-3
GeoEye-1
WorldView-1
WorldView-2
WorldView-3
GeoEye-1