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0.5公尺至0.3公尺,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HD影像加值服務,透過專有技術演算法,可將旗下所有未達30公分之產品解析度影像,皆提升至30公分,而原本即可提供30公分之超高解析度影像的WorldView-3及WorldView-4更可以加值至15公分,已達到航照影像的水準。

而美國Planet公司也於2017年起,提供0.5公尺SkySat高解析衛星影像,衛星運行數量高達21顆。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6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

 

Maxar 發射日期 重返頻率 產品
解析度
幾何精度(CE90) 影像波段
IKONOS 1999/09/24 已除役 0.8m 9-15m Pan、R、G、B、NIR
QuickBird 2001/10/18 已除役 0.6m 23m Pan、R、G、B、NIR
GeoEye-1 2008/09/06 ≧1天 0.4m < 3m Pan、R、G、B、NIR
WorldView-1 2007/09/18 ≧1天 0.5m < 4m Pan
WorldView-2 2009/10/08 ≧1天 0.4m < 3.5m Pan、Costal、R、G、Yellow、B、RedEdge、NIR1、NIR2
WorldView-3 2014/08/13 1~4.5天 0.3m < 3.5m Pan、Costal、R、G、Yellow、B、RedEdge、NIR1、NIR2SWIR
WorldView-4 2016/11/11 任務終止 0.3m < 5m Pan、R、G、B、NIR

 

Planet Labs 發射
日期
衛星
數量
監測
頻率
產品
解析度
影像波段
SkySat 2013/11~2020/08 21 ≧6次/天 0.5m Pan、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

 

 

HD影像加值服務

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,亦包含大範圍拍攝、較低成本等優勢,因此市場需求日益增加。為了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HD影像加值服務,將旗下衛星影像之解析度提升,進而產出更多細緻的影像資料,可提供更多元之應用。

 

HD影像服務優勢比較

比較項目 原始衛星拍攝影像 30cm HD加值影像 15cm HD加值影像 航拍影像
影像來源 該顆衛星每次
重返所拍得影像
最多元
(Maxar旗下所有衛星
所拍攝影像,包含既有及新拍)
Maxar 30cm解析度之影像
(包含WorldView-3、
WorldView-4所拍攝影像)
影像需求單次
任務規劃拍攝
影像解析度 30~50cm
依該顆衛星規格
30cm 15cm 25cm或更高
影像成本
(單次任務成本較高)
資料範圍 最廣 較小

 

HD影像品質比較

道路標線 (1:500)
15cm HD 30cm 50cm

 

HD影像應用

HD影像應用領域 應用建議與優勢
行車地圖應用 高解析度HD影像可大幅省去蒐集地面孔洞、道路標示之成本,並配合GPS導航系統及地標資訊,可運用於未來自駕車領域之地圖建置。
政府治理 在過去政府進行大範圍之高精度地圖繪製是費時費力且高成本之工作,現今利用HD影像輔助可大幅減少地面作業,以較低成本的方式繪製細緻的地圖,並應用在都市規劃等領域。
工業監測 許多能源工業廠商有進行空中監測設備之需求,透過高解析度之HD影像輔助後,可以較低成本、省時的方式監控工業運作之設備及管線。
科技應用 當科技產業欲進行商業決策之數據分析、人工智慧分析等時,透過HD影像可提升數據位置之精度,進而達到較好的決策成果。例如商家欲了解人流來訪之熱門區域,以進行商業決策分析,透過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