成功大學全球觀測與資料分析中心

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2012NSPO

應用每日再返之福衛二號超短基線立體像對產製

數值高程模型

  福衛二號為我國自主衛星同時具備2公尺空間解析度及每日再訪的取像能力,感測器更能在跨軌與沿軌方向自由轉動45°;自2005年開始取像至今已取得八年的影像時序資料,詳實記錄地形地貌變遷,然而對地形起伏高程變化仍無法有效的取得相關資訊,因沿軌立體像對面臨基高比不足,無法利用傳統立體像對方式(基高比>0.6)產製數值高程模型,利用超短基線立體像對方法,克服沿軌影像基高比不足之現況。

  超短基線立體像對方法使用福衛二號影像,具有影像遮蔽效應小、變形小與匹配容易之優點;並結合影像特徵點匹配,能克服旋轉、縮放影響,且於頻率域進行更快速運算之亞像元相位相關影像匹配技術,建置數值高程模型;根據20組研究區來探討該研究方法可行性及精度評估。

  利用亞像元相位相關技術成功的產生10,000點以上的影像結合點,輔以商用軟體數值高程模型產製模組,然而20組研究區域並非每一組都成功獲取數值高程模型,因此從研究成果中歸納出超短基線的限制因子:1.立體像對間影像沿軌拍射角度需有4°以上的差值(基線長度>60公里)。2.立體像對影像拍攝日期應相近,以避免受太陽光照射角度而在山區產生大量的陰影遮蔽。3.影像受雲影遮蔽會造成特徵資訊喪失無法匹配而產生雜訊極值,因此影像雲覆至少<5%。符合該限制的研究區域與既有的全台20公尺數值高程模型進行精度評估,其高程差值約為40公尺。

  應用超短基線立體像對產製數值高程模型,引進亞像元相位相關匹配技術,成功的克服以往傳統立體像對基高比限制,能充分的發揮福衛二號影像每日再訪的優勢,產製多時序的數值高程模型。